Bilangan Oksidasi dan Cara Menentukan Bilangan Oksidasi

1. Bilangan Oksidasi

Definisi reduksi dan oksidasi berdasarkan penangkapan dan pelepasan elektron lebih tepat diterapkan pada senyawa-senyawa ionik. Tetapi tidak tepat bila diterapkan pada pembentukan senyawa kovalen. Hal ini disebabkan dalam pembentukan senyawa kovalen peristiwa serah terima elektron tidak terjadi. Contoh reaksi antara aluminium (Al) dengan brom (Br₂). Dalam reaksi ini tidak ada elektron yang ditransfer tetapi elektron digunakan secara bersama melalui ikatan kovalen.

Al(s) + Br₂(l) ⟶  AlBr₃(s)

Gambar Reaksi antara aluminium dengan brom cair membentuk aluminium bromida

Selain itu, reaksi-reaksi yang kompleks proses serah terima elektron tidak tergambar dengan jelas. Artinya spesi yang menerima elektron dan spesi yang melepas elektron sulit ditentukan.

Untuk mengatasi hal tersebut maka diterapkan konsep bilangan oksidasi (biloks). Bilangan oksidasi yaitu muatan yang disumbangkan oleh suatu atom unsur pada molekul atau ion yang dibentuknya. Bilangan oksidasi didefinisikan pula sebagai bilangan yang menunjukkan ukuran atau kemampuan suatu atom untuk melepas atau menangkap elektron dalam pembentukan suatu senyawa.

Tujuan pemberian bilangan oksidasi yaitu untuk mengikuti perubahan yang terjadi dalam reaksi redoks dan diberikan mengikuti aturan-aturan yang ditetapkan.

Berikut aturan-aturan menentukan bilangan oksidasi suatu unsur.

1)      Biloks unsur bebas atau tidak berikatan dengan unsur lain adalah 0 (nol).

Contoh:

·         biloks Na = 0

·         biloks Mg = 0

·         biloks P₄ = 0

·         biloks S₈ = 0

2)      Biloks hidrogen (H) dalam semua senyawa adalah +1, kecuali dalam senyawa hidrida logam biloks H adalah -1. Hidrida logam yaitu senyawa yang terbentuk dari hidrogen dengan logam.

Contoh:

·         biloks H dalam H₂O = +1

·         biloks H dalam LiH = -1.

3)      Biloks oksigen (O) dalam semua senyawa adalah -2, kecuali dalam peroksida biloks O adalah -1.

Contoh:

·         Biloks O dalam H₂O = -2

·         Biloks O dalam H₂O₂ = -1

4)      Biloks unsur logam gol.IA, gol.IIA dan gol.IIIA dalam senyawa selalu sama dengan golongan atau valensi logam tersebut.

Contoh:

·         biloks Na dalam NaCl             =    +1

·         biloks Mg dalam MgCl₂          =   +2

·         biloks Al dalam AlCl₃             =   +3

5)      Biloks unsur golongan VIIA dalam senyawa biner dengan logam adalah -1, sedangkan dalam senyawa poliatom tergantung pada senyawanya.

Contoh:

·         biloks Cl dalam NaCl  =  -1

·         biloks Br dalam MgBr₂ = -1

6)      Jumlah biloks semua unsur dalam senyawa netral adalah  0 (nol).

Contoh:

·         jumlah biloks unsur-unsur dalam NaCl  =  0

·         jumlah biloks unsur-unsur dalam H₂S  =  0

·         jumlah biloks unsur-unsur dalam NH₃  =  0

7)      Biloks ion monoatom sama dengan muatannya.

Contoh:

·         biloks ion K⁺      =  +1

·         biloks ion F^-        =  -1

·         biloks ion Mg²⁺    =  +2

·         biloks ion O^2-       =  -2

8)      Jumlah biloks ion poliatomik sama dengan muatannya.

Contoh:

·         jumlah biloks ion SO₄^2-     =  -2

·         jumlah biloks ion Cr₂O₇^2-  =  -2

·         jumlah biloks ion NH₄⁺     =  +1

CONTOH SOAL

Tentukan bilangan oksidasi:

a. O dalam O₂

b. Fe dalam Fe₂O₃

c. S dalam H₂SO₄

d. Cr dalam Cr₂O₇^2-

e. S dalam Fe₂(SO₄)₃

Penyelesaian

Untuk menentukan bilangan oksidasi suatu spesi dalam senyawa perhatikan kembali aturan-aturan penentuan bilangan oksidasi yang telah dijelaskan di atas.

a.       Biloks O dalam O₂ = 0, karena tidak berikatan dengan unsur lain, sesuai aturan 1.

b.      Fe dalam Fe₂O₃

Fe₂O₃  =  0           (sesuai aturan 6)

(2 x biloks Fe)  +  (3 x biloks O)  =  0

(2 x biloks Fe)  +  (3 x (-2))          =   0

(2 x biloks Fe)  –       6                  =   0

 (2 x biloks Fe)                              =   +6

         biloks Fe                               =   +6 / 2  = +3

c.       S dalam H₂SO₄

H₂SO₄ = 0           (sesuai aturan 6)

(2 x biloks H)  +  biloks S    +    (4 x biloks O) =  0

  (2 x 1)            +  biloks S    +   (4 x (-2))         =  0

    2                   +  biloks S    -      8                   =  0

                                                  biloks S            =  8 – 2 = +6

d.      Cr dalam Cr₂O₇^2-

Cr₂O₇^2- =  -2          (sesuai aturan 8)

(2 x biloks Cr)  +  (7 x biloks O)  =  -2

(2 x biloks Cr)  +  (7 x (-2))          =  -2

(2 x biloks Cr)  -  14                     =  -2

2 x biloks Cr                                 =  -2 + 14

biloks Cr                                       =  +12 / 2 = +6

e.       Fe₂(SO₄)₃

Senyawa Fe₂(SO₄)₃ merupakan senyawa ionik yang tersusun dari ion Fe³⁺ dan ion SO₄^2-, sehingga bioks Fe³⁺ adalah +3, sedangkan biloks S dalam SO₄^2- adalah +6. Untuk membuktikan bahwa biloks Fe dan S dalam Fe₂(SO₄)₃ berturut-turut adalah +3 dan+6 dapat dilihat pada perhitungan berikut.

2 x biloks Fe + 3 x biloks S + 12 x biloks O = 0

 2 x 3         +  3 x   6    + 12 x (-2)   =  0

   6             +    18        –      24        =  0

Uji Kompetensi

1.      Tulislah kelemahan reaksi redoks berdasarkan pelepasan dan penangkapan oksigen.

2.      Jelaskan apa yang dimaksud dengan bilangan oksidasi.

3.      Tentukan bilangan oksidasi:

a.       Cl^-

b.      Ca²⁺

c.       H dalam H₂

d.      N dalam HNO₃

e.       C dalam CaCO₃

f.       Mn dalam KMnO₄

g.      S dalam SO₄^2-

h.      N dalam NH₄⁺