Konsep Bilangan Oksidasi (Concept of Oxidation Number)

Perkembangan Konsep Redoks

Konsep reaksi reduksi dan oksidasi berkembang dari waktu ke waktu. Hal itu terjadi karena ketidakmampuan teori sebelumnya untuk menjelaskan reaksi-reaksi kimia tertentu. berikut merupakan perkembangan konsep reaksi reduksi dan oksidasi:

• Pengikatan atau pelepasan oksigen

Oksidasi adalah reaksi pengikatan oksigen

Reaksi 1. 2 Cu(s) + O₂(g) -->  2 CuO(s)

Perhatikan Cu pada reaksi 1, Cu pada reaktan tidak mengikat oksigen kemudian  Cu pada produk mengikat oksigen. Reaksi seperti ini disebut reaksi oksidasi karena adanya pengikatan oksigen.

Reduksi adalah reaksi pelepasan oksigen

Reaksi 2. CuO(s) + H₂(g) -->  Cu(s) + H₂O(g)

Perhatikan Cu pada reaksi 2, Cu pada reaktan mengikat oksigen kemudian Cu pada produk tidak mengikat oksigen. Reaksi seperti ini disebut reaksi reduksi karena adanya pelepasan oksigen.

• Penerimaan atau pelepasan elektron

Oksidasi adalah reaksi pelepasan elektron

Reaksi 3. Al --> Al³⁺ +3e

Perhatikan Al pada reaksi 3, Al melepaskan 3 elektron sehingga membentuk Al³⁺. Reaksi seperti ini disebut reaksi oksidasi karena adanya pelepasan elektron.

Reduksi adalah reaksi penangkapan elektron

Reaksi 4. O + 2e -->  O^2-

Perhatikan Al pada reaksi 4, O menangkap 2 elektron sehingga membentuk O^2-. Reaksi seperti ini disebut reaksi reduksi karena adanya penangkapan elektron.

• Kenaikan atau penurunan bilangan oksidasi

Oksidasi adalah reaksi kenaikan bilangan oksidasi

Reduksi adalah reaksi penurunan bilangan oksidasi

Aturan Bilangan Oksidasi

Konsep reaksi reduksi-oksidasi (redoks) yang lebih universal untuk menjelaskan reaksi yang melibatkan senyawa kovalen adalah konsep reaksi redoks berdasarkan perubahan bilangan oksidasi. Reaksi redoks yang sukar dijelaskan dengan konsep oksigen dan konsep elektron dapat dengan mudah dijelaskan menggunakan konsep bilangan oksidasi. Bilangan oksidasi atau tingkat oksidasi suatu unsur merupakan bilangan bulat positif atau negatif yang diberikan kepada suatu unsur dalam membentuk senyawa.

Beberapa aturan/konsep bilangan oksidasi beserta penjelasnya adalah:

• Bilangan oksidasi unsur bebas (monoatomik, diatomik, atau poliatomik) sama dengan 0 (nol). Misalnya : bilangan oksidasi Na, Mg, Fe, O, Cl₂, H₂, P₄ dan S₈ = 0

Perhatikan struktur Luwis O₂ : 

O₂ termasuk unsur bebas karena O₂ tersusun atas unsur yang sama yaitu O. Kita tahu bahwa kelektronegativan O dalam O₂ adalah sama, sehingga menyebabkan tarikan elektron antara O dengan O satunya sama kuat. Hal inilah yang menyebabkan biloks O dalam O₂ adalan NOL

• Bilangan oksidasi unsur H dalam senyawa = +1 (misalnya biloks H dalam H2O adalah +1), kecuali pada senyawa hidrida =  –1 (misalnya : NaH, MgH₂)
• Bilangan oksidasi unsur O dalam senyawa adalah  –2 (misalnya bilks O pada Ca(OH)₂ adlah -2), kecuali pada senyawa peroksida = –1  (misalnya : Na₂O₂, H₂O₂, Ba₂O₂), dan pada senyawa oksifluorida (OF₂) = +2

Perhatikan struktur Luwis H₂O di bawah ini. (Bulatan merah adalah elektron atom H dan bulatan biru adalah elektron atom O).

 

Kita tahu bahwa kelektronegativan O lebih besar dari H. Hal ini menyebabkan elektron H akan tertarik ke O. Sehingga dapat dianggap bahwa H telah melepaskan 1elektron, 1 elektron yang dilepaskan oleh H menyebabkan biloks H dalam H₂O adalah +1. Begitu juga dengan O, O telah menangkap 2 elektron dari H menyebabkan biloks O dalam H₂O adalah -2.

• Bilangan oksidasi unsur logam dalam senyawa selalu positif dan nilainya sama dengan valensi logam tersebut. ( Misalnya : Biloks logam gol.IA= +1, gol.IIA=+2, gol.IIIA=+3)
• Bilangan oksidasi unsur golongan VIIA dalam senyawa = –1
• Bilangan oksidasi unsur dalam bentuk ion tunggal sama dengan muatannya. (Misalnya Biloks Na pada Na⁺= +1, Cl pada Cl^–=–1, Mg pada Mg²⁺=+2)
• Jumlah bilangan oksidasi unsur-unsur dalam suatu senyawa sama dengan 0 (nol),

 

• Jumlah bilangan oksidasi unsur-unsur dalam senyawa ion poliataom sama dengan muatanya (nol),