Maka reaksi redoks yang setara hasil dari metode setengah reaksi:

3As + 5NO₃⁻ + 4OH⁻ → 3AsO₄³⁻ + 5NO + 2H₂O

Maka reaksi redoks yang setara hasil dari metode bilangan oksidasi:

3As + 5NO₃⁻ + 4OH⁻ → 3AsO₄³⁻ + 5NO + 2H₂O

Hasil dari kedua metode menunjukkan koefisien-koefisien yang sama.

Penjelasan dengan langkah-langkah

Soal merupakan kasus permasalahan penyetaraan reaksi dengan dua metode, yaitu metode setengah reaksi dan metode bilangan oksidasi. Metode setengah reaksi dilakukan dengan membagi reaksi redoks menjadi reaksi reduksi dan reaksi oksidasi yang selanjutnya dijumlahkan. Sementara itu, metode bilangan oksidasi dilakukan dengan melihat perubahan biloks dari masing-masing unsur yang berubah biloksnya.

Diketahui:

• Reaksi yang ditanyakan yang b:
  As (s) + NO₃⁻ (aq) → AsO₄³⁻ (aq) + NO (g)
• Catatan:
  Pada penyelesaian di langkah-langkah fase s, aq, dan g tidak dicantumkan untuk memudahkan penulisan reaksi.
• Bilangan oksidasi yang umum:
  Biloks O = -2.
  Biloks unsur / molekul = 0.
  Biloks ion = sesuai muatan.

Ditanyakan:

• Penyetaraan dengan metode biloks: ?
• Penyetaraan dengan metode setengah reaksi: ?

Penyelesaian:

Metode biloks

As + NO₃⁻ → AsO₄³⁻  + NO

1. Penentuan unsur yang mengalami perubahan biloks.
   Reaktan:
   Biloks As = 0.
   Biloks O pada NO₃⁻ = -2.
   Biloks N = Biloks NO₃⁻ - 3 x Biloks O
   Biloks N = -1 - 3 (-2)
   Biloks N = -1 + 6
   Biloks N pada NO₃⁻ = +5.
   Produk:
   Biloks O pada NO = -2 maka
   Biloks N pada NO = +2.
   Biloks O pada AsO₄³⁻ = -2 maka
   Biloks As pada AsO₄³⁻ = Biloks AsO₄³⁻ - 4 x Biloks O
   Biloks As pada AsO₄³⁻ =  -3 - 4 x (-2)
   Biloks As pada AsO₄³⁻ = -3 + 8
   Biloks As pada AsO₄³⁻ = +5.
   Maka:
   Reduksi = N dari +5 ke +2.
   Oksidasi = As dari 0 ke +5.
2. Menyamakan jumlah unsur yang berubah biloksnya.
   As + NO₃⁻ → AsO₄³⁻  + NO
   (Sudah sama)
3. Menentukan penurunan dan peningkatan biloks.
   N turun 3 angka.
   As naik 5 angka.
   Maka spesi yang ada As dikali 3 dan spesi yang ada N dikali 5 supaya kenaikan dan penurunan biloks saling menghilangkan.
   3As + 5NO₃⁻ → 3AsO₄³⁻ + 5NO
4. Menambahkan ion OH⁻ pada ruas yang kurang negatif.
   Muatan ruas kiri = -5 dari 5NO₃⁻.
   Muatan ruas kanan = -9 dari 3AsO₄³⁻ .
   Maka ruas kiri ditambah 4OH⁻.
   3As + 5NO₃⁻ + 4OH⁻ → 3AsO₄³⁻ + 5NO
5. Menyamakan jumlah H dengan menambah H₂O pada ruas yang kurang atom H.
   3As + 5NO₃⁻ + 4OH⁻ → 3AsO₄³⁻ + 5NO + 2H₂O

Maka reaksi yang setara:

3As + 5NO₃⁻ + 4OH⁻ → 3AsO₄³⁻ + 5NO + 2H₂O

Metode setengah reaksi

As + NO₃⁻ → AsO₄³⁻  + NO

1. Memisahkan reaksi redoks menjadi reaksi reduksi dan oksidasi.
   Reduksi : NO₃⁻ → NO
   Oksidasi : As → AsO₄³⁻
2. Menambahkan H₂O di ruas yang kurang O.
   Reduksi : NO₃⁻ → NO + 2H₂O
   Oksidasi : As + 4H₂O → AsO₄³⁻
3. Menambahkan H⁺ di ruas yang kurang H.
   Reduksi : NO₃⁻ + 4H⁺ → NO + 2H₂O
   Oksidasi : As + 4H₂O → AsO₄³⁻ + 8H⁺
4. Menambahkan OH⁻ sesuai jumlah ion H⁺.
   Reduksi : NO₃⁻ + 4H⁺ + 4OH⁻ → NO + 2H₂O + 4OH⁻
   Oksidasi : As + 4H₂O + 8OH⁻ → AsO₄³⁻ + 8H⁺ + 8OH⁻
5. Menambah elektron di ruas yang kelebihan muatan positif.
   Perlu diingat bahwa H⁺ + OH⁻ → H₂O.
   Reduksi : NO₃⁻ + 3e⁻ + 4H₂O → NO + 2H₂O + 4OH⁻
   Oksidasi : As + 4H₂O + 8OH⁻ → AsO₄³⁻ + 8H₂O + 5e⁻
6. Menyamakan elektron di reaksi reduksi dengan oksidasi. Reaksi reduksi dikali 5, reaksi oksidasi dikali 3.
   Reduksi : 5NO₃⁻ + 15e⁻ + 20H₂O → 5NO + 10H₂O + 20OH⁻
   Oksidasi : 3As + 12H₂O + 24OH⁻  → 3AsO₄³⁻ + 24H₂O + 15e⁻
7. Penjumlahan reaksi reduksi dan oksidasi untuk menjadi satu kesatuan reaksi redoks kembali.
   Reduksi : 5NO₃⁻ + 15e⁻ + 20H₂O → 5NO + 10H₂O + 20OH⁻
   Oksidasi : 3As + 12H₂O + 24OH⁻  → 3AsO₄³⁻ + 24H₂O + 15e⁻ +
   Redoks : 5NO₃⁻ + 3As + 4OH⁻ → 3AsO₄³⁻ + 5NO + 2H₂O
   [Yang dicetak tebal yang dicoret-coret, perhatikan lampiran]

Maka reaksi yang setara:
3As + 5NO₃⁻ + 4OH⁻ → 3AsO₄³⁻ + 5NO + 2H₂O

Catatan:
Untuk memahami setiap langkah maka perhatikan yang dicetak tebal (yang mengalami perubahan atau dilakukan aksi).

Pelajari lebih lanjut

• Materi tentang penyetaraan reaksi redoks dengan metode setengah reaksi (suasana asam dan basa):
  www.yomemimo.com/tugas/52016497
• Materi tentang penyetaraan reaksi metode biloks:
  www.yomemimo.com/tugas/51187953
• Materi tentang penyetaraan reaksi redoks dengan metode setengah reaksi (suasana basa):
  www.yomemimo.com/tugas/52149064

______________

Detail jawaban

Kelas    : XII
Mapel  : Kimia
Bab      : 2 - Reaksi Redoks dan Elektrokimia
Kode    : 12.7.2