Redoks dan Elektrokimia: Aturan Bilangan Oksidasi, Perbedaan Biloks dengan Muatan Formal

 

Redoks dan Elektrokimia. Bilangan oksidasi adalah bilangan positif atau negatif yang menunjuk pada muatan suatu spesies bila elektron-elektron dianggap terdistribusi pada atom-atom menurut aturan tertentu. Aturan distribusi ini adalah secara ionik bagi spesies heteronuklir yang artinya terjadi perpindahan elektron kepada atom yang lebih bersifat elektronegatif, dan secara kovalen murni bagi spesies homonuklir. Reaksi reduksi-oksidasi (redoks) melibatkan adanya transfer elektron, dengan demikian terjadi perubahan tingkat atau bilangan oksidasi spesies yang bersangkutan. Oleh karena itu untuk mengetahui jumlah elektron yang terlibat perlu identifikasi tingkat oksidasi atau bilangan oksidasi yang terlibat dalam reaksi.

Aturan Bilangan Oksidasi

Atas batasan yang telah dijabarkan di atas, maka bilangan oksidasi dapat ditentukan oleh aturan berikut:

1. Bilangan oksidasi untuk setiap atom unsur adalah nol.
2. Bilangan oksidasi ion monoatomik adalah sama dengan muatan ion yang bersangkutan.
3. Jumlah aljabar bilangan oksidasi suatu spesies poliatomik netral adalah nol, dan suatu spesies poliatomik asam dengan muatan ion yang bersangkutan.
4. Dalam suatu senyawa, unsur yang lebih elektronegatif mempunyai bilangan oksidasi negatif, dan unsur yang lebih elektropositif mempunyai bilangan oksidasi positif.
5. Untuk suatu senyawa yang dalam molekulnya tersusun lebih dari satu atom yang sama, dikenal adanya bilangan oksidasi rata-rata maupun bilangan oksidasi individual bagi masing-masing atom berdasarkan ikatannya.

Aturan nomor 5 mengindikasikan bahwa atom unsur yang sama dalam satu molekul dapat memiliki tingkat oksidasi yang berbeda, dan ini sebagai akibat kedudukan ikatan yang berbeda pula. Sebagai contoh adalah senyawa Na₂S₂O₃. Dalam senyawa tersebut setiap atom natrium dan oksigen masing-masing mempunyai bilangan oksidasi +1 dan +2, tetapi kedua atom belerang sesungguhnya mempunyai bilangan oksidasi individual yang berbeda yaitu +5 untuk atom S_pusat dan -1 untuk atom S_terminal, sehingga atom S mempunyai tingkat oksidasi rata-rata +2. Perbedaan tingkat oksidasi atom S dalam senyawa tersebut memang ditunjukkan oleh perbedaan sifat reaksinya sebagaimana sifat ikatannya. Atom S dan O masing-masing mempunyai 6 elektron valensi, dan dengan adanya 2 elektron tambahan (dari dua atom Na) menghasilkan formula konfigurasi oktet elektron model Lewis, S₂O₃^2-. Pertimbangan sifat elektronegativitas menyarankan bahwa ke enam elektron valensi atom S_pusat lebih tertarik ke arah tiga atom oksigen, dan sepasang elektron ikatan S-S berada di tengah-tengah antara keduanya sehingga kedua atom belerang dalam lingkungan elektronik yang berbeda. Akibatnya, tingkat oksidasinya pun berbeda pula. Tiap atom O menjadi seolah-olah kelebihan 2 elektron dan dengan demikian mempunyai tingkat oksidasi -2. Sepasang elektron ikatan S-S dimiliki bersama dengan kekuatan elektronegativitas yang sama pula sehingga masing-masing atom S mendapat 1 elektron. Dengan demikian, diperoleh tingkat oksidasi +5 (= +6 -1) untuk atom S_pusat, dan -1 untuk atom S_terminal.

Perbedaan Biloks dengan Muatan Formal

Perlu diingat bahwa perbedaannya dengan konsep muatan formal yaitu bahwa konsep ini mengasumsikan pada ikatan kovalen murni sehingga pasangan elektron ikatan selalu dimiliki bersama dengan kekuatan yang sama antara dua atom yang berbeda elektronegativitasnya. Sedangkan konsep bilangan oksidasi mengasumsikan pada ikatan ionik antara dua atom yang berbeda sehingga pasangan elektron ikatan selalu berpihak kepada atom yang lebih elektronegativitasnya lebih tinggi. Dalam molekul CO menurut struktur elektronik Lewis, masing-masing atom mempunyai muatan formal -1 untuk atom C dan +1 untuk atom O, tetapi mempunyai tingkat oksidasi +2 untuk atom atom C dan -2 untuk atom O.

Share :