Kehandalan Metode Setengah Reaksi yang Dimodifikasi untuk Menyetarakan Persamaan Reaksi Redoks yang Relatif Rumit

etil-2-sianoasetat (ethyl-2-cianoacetate)

Soal: Setarakan reaksi redoks berikut:

NH4+  + O2 + CO2  → C5H7O2N + H2O  + NO2–  + H+

Bagaimana menyelesaikan soal penyetaraan reaksi redoks tersebut?

Mungkin sudah ada mencoba menggunakan cara–cara biasa dan tidak dapat solusinya, mencari di internet dengan bantuan search engine dapat tapi tidak ada solusinya. Tulisan ini mencoba menyelesaikan dengan metode setengah reaksi yang dimodifikasi. Hasilnya tapi tidak sama dengan yang beredar di internet.

Di internet diperoleh hasil setara:

55 NH4+ + 76 O2 + 5 CO2  →  C5H7O2N + 52 H2O + 54 NO2– + 109 H+

Dengan metode setengah reaksi yang dimodifikasi diperoleh hasil setara:

5 NH4+ + O2 + 5 CO2  →  C5H7O2N + 2 H2O + 4 NO2– + 9 H+

Untuk menyetarakan reaksi redoks sesungguh boleh ditempuh dengan berbagai cara tidak mesti hanya menggunakan cara yang itu–itu saja. Intinya dalam persamaan itu setara secara jumlah atom, dan setara muatan antara ruas pereaksi dengan ruas hasil reaksi.

Solusinya adalah sebagai berikut:

1. Bagi persamaan reaksi 2 setengah reaksi seperti berikut:

NH4+  → NO2–  

NH4+  + O2 + CO2  → C5H7O2N  + H2O

(ingat setiap atom yang terlibat reaksi harus ada pada setiap ruas, oleh karena itu NH4+  dimunculkan karena pada ruas lain molekul yang mengandung N (dalam hal ini molekul C5H7O2N.)

2. Setarakan jumlah atom selain atom O dan H (dalam hal ini jumlah atom C)

NH4+  → NO2–  

NH4+  + O2 + 5CO2  → C5H7O2N  + H2O

3. Setarakan jumlah atom atom O dengan menambahkan ion OH– pada ruas yang kekurangan atom O dan tambahkan ion H+  pada ruas yang kekurangan atom H

NH4+  +  2OH– → NO2–  +  6H+

NH4+  + O2 + 5CO2  + 14H+ → C5H7O2N  + H2O + 9OH–

4. Setarakan jumlah muatan setiap ruas kiri dan kanan dengan menambahkan elektron (e–) pada sisi yang lebih positif.

NH4+  + 2OH– → NO2–  + 6H+ + 6e–

NH4+  + O2 + 5CO2  + 14H+ + 24e–  → C5H7O2N  + H2O + 9OH–

5. Setarakan jumlah elektron yang dilepas dengan yang diterima dengan mengalikan setiap ruas dengan bilangan bulat yang sesuai.

|x4|             NH4+  + 2OH– → NO2–  + 6H+ + 6e–

|x1|             NH4+  + O2 + 5CO2  + 14H+ + 24e–  → C5H7O2N  + H2O + 9OH–

 Hasil perkaliannya sebagai berikut:

4NH4+  + 8OH– → 4NO2–  + 24H+ + 24e–

NH4+  + O2 + 5CO2  + 14H+ + 24e–  → C5H7O2N  + H2O + 9OH–

6. Jumlahkan setengah reaksi tersebut

4NH4+  + 8OH– → 4NO2–  + 24H+

NH4+  + O2 + 5CO2  + 14H+ → C5H7O2N  + H2O + 9OH–

4NH4+  + 8OH– + NH4+  + O2 + 5CO2  + 14H+ → 4NO2–  + 24H+ + C5H7O2N  + H2O + 9OH–

7. Spesi yang ada di kedua ruas diselisihkan dan jika dijumpai ion H+  dan ion OH–  dalam satu ruas dapat digabung menjadi molekul H2O

4NH4+ + NH4+  + O2 + 5CO2  → 4NO2–  + 10H+ + C5H7O2N  + H2O + OH–

4NH4+ + NH4+   + O2 + 5CO2  → 4NO2–  + 9H+ + C5H7O2N  + H2O + H2O

Hasil Penyetaraan :

5NH4+ + O2 + 5CO2  → 4NO2–  + 9H+ + C5H7O2N  + 2H2O

Tulisan ini dapat diunduh dalam bentuk file PDF dengan klik pranala ini.

---

Penyetaraan dengan metode bilangan oksidasi dapat dilihat di bawah ini.

Setarakan jumlah atom yang mengalami perubahan bilangan oksidasi terlebih dahulu. Kemudian tentukan perubahan bilangan oksidasi masing-masing atom dan setarakan perubahan tersebut dengan mengalikan dengan bilangan tertentu.

C dan O yang mengalami perubahan bilangan oksidasi dapat dijumlahkan karena keduanya berada dalam satu molekul pada hasil reaksi tersebut, sehingga jumlah penurunannya sebanyak 24. Sementara N mengalami penaikan bilangan oksidasi sebanyak 6. Karena jumlah bilangan oksidasi harus aama antara yang penaikan dengan penurunan maka di sini yang mengalami penaikan dikalikan 4. Selanjutnya persamaannya menjadi:

4NH4+  + O2 + 5CO2  → C5H7O2N + H2O  + 4NO2–  + H+

Berikutnya menyetarakan atom lain yang tidak terlibat perubahan bilangan oksidasi dalam hal ini N pada C5H7O2N serta O dan H.

5NH4+  + O2 + 5CO2  → C5H7O2N + 2H2O  + 4NO2–  + 9H+

Jika ingin mengoreksi penyelesaian di atas dengan senang hati saya berterima kasih :)

Demikian dan wassalam,
Zainal Meureudu Pijay