Bilangan Oksidasi — Aturan & Cara Menentukannya

Bilangan oksidasi menunjukkan bagaimana elektron dialokasikan dalam suatu senyawa atau ion. Ini adalah alat pencatatan yang digunakan untuk mengenali oksidasi dan reduksi, bukan pernyataan tentang muatan atom yang benar-benar terukur pada setiap ikatan.

Jika Anda membutuhkan cara cepat, gunakan ini: tentukan dulu nilai standar, buat jumlah totalnya sama dengan muatan keseluruhan, lalu cari nilai yang belum diketahui.

Aturan Bilangan Oksidasi untuk Memulai

Sebagian besar soal kimia dasar dapat diselesaikan dengan aturan berikut:

1. Unsur dalam bentuk standarnya yang tidak bergabung memiliki bilangan oksidasi $0$. Contohnya $Na$, $O_2$, dan $Cl_2$.
2. Ion monoatomik memiliki bilangan oksidasi yang sama dengan muatannya. Jadi $Na^+$ adalah $+1$ dan $S^{2-}$ adalah $-2$.
3. Dalam senyawa netral, jumlah bilangan oksidasi sama dengan $0$.
4. Dalam ion poliatomik, jumlah bilangan oksidasi sama dengan muatan total ion tersebut.
5. Logam Golongan 1 biasanya bernilai $+1$, dan logam Golongan 2 biasanya bernilai $+2$ dalam senyawanya.
6. Fluorin diberi nilai $-1$ dalam senyawanya.
7. Oksigen biasanya bernilai $-2$, tetapi tidak selalu. Dalam peroksida nilainya $-1$, dan dalam senyawa dengan fluorin, oksigen tidak diberi nilai biasanya yaitu $-2$.
8. Hidrogen biasanya bernilai $+1$ dengan nonlogam dan $-1$ dalam hidrida logam.
9. Klorin, bromin, dan iodin sering bernilai $-1$ dalam senyawa sederhana, tetapi pola ini dapat berubah ketika berikatan dengan oksigen atau fluorin.

Anda tidak perlu menghafal semua pengecualian sebelum mulai. Dalam kebanyakan soal tingkat awal, terapkan dulu aturan standar, lalu periksa apakah rumusnya termasuk kasus pengecualian yang sudah dikenal.

Cara Menentukan Bilangan Oksidasi Langkah demi Langkah

Gunakan proses ini:

1. Tulis muatan total spesies tersebut.
2. Isi bilangan oksidasi yang biasanya sudah tetap menurut aturan.
3. Misalkan bilangan oksidasi yang belum diketahui sebagai $x$.
4. Buat jumlahnya sama dengan muatan total lalu selesaikan untuk $x$.
5. Periksa apakah Anda memakai aturan yang memiliki pengecualian.

Langkah terakhir itu penting. Persamaan yang tampak benar tetap bisa memberi jawaban salah jika Anda diam-diam menganggap oksigen selalu $-2$ atau hidrogen selalu $+1$.

Contoh Soal: Menentukan Bilangan Oksidasi Mangan dalam $KMnO_4$

Tentukan bilangan oksidasi mangan dalam kalium permanganat, $KMnO_4$.

Mulailah dengan nilai yang biasanya sudah tetap:

• kalium, logam Golongan 1, bernilai $+1$
• oksigen di sini biasanya bernilai $-2$

Misalkan mangan adalah $x$. Karena $KMnO_4$ bersifat netral, jumlah bilangan oksidasi harus sama dengan $0$:

$$1 + x + 4(-2) = 0$$

Maka

$$1 + x - 8 = 0$$ $$x - 7 = 0$$ $$x = +7$$

Jadi mangan memiliki bilangan oksidasi $+7$.

Contoh ini menunjukkan seluruh metode dalam satu alur: isi nilai standar, tulis persamaan muatan total, lalu cari nilai yang belum diketahui.

Mengapa Bilangan Oksidasi Penting dalam Kimia

Bilangan oksidasi membantu Anda melihat apa yang berubah dalam suatu reaksi. Jika bilangan oksidasi suatu unsur meningkat, unsur itu mengalami oksidasi. Jika bilangan oksidasinya menurun, unsur itu mengalami reduksi.

Itulah sebabnya bilangan oksidasi muncul dalam:

• mengidentifikasi apakah suatu reaksi merupakan reaksi redoks
• menyetarakan persamaan redoks
• memahami elektrokimia
• melacak kimia spesies logam transisi

Bilangan oksidasi adalah sistem pencatatan, bukan gambaran lengkap tentang ikatan. Meski begitu, ini sering menjadi cara paling cepat dan andal untuk melihat apa yang terjadi dalam suatu reaksi.

Kesalahan Umum pada Bilangan Oksidasi

Mengacaukan Bilangan Oksidasi dengan Muatan Nyata

Dalam ion monoatomik, bilangan oksidasi dan muatan ion memang sama. Dalam banyak senyawa kovalen, bilangan oksidasi adalah penetapan formal untuk pencatatan elektron. Jadi, nilainya tidak otomatis dapat dibaca sebagai muatan fisik nyata atom tersebut.

Lupa Menyesuaikan dengan Muatan Total

Siswa sering menetapkan nilai yang biasa dengan benar lalu berhenti. Jawaban baru lengkap jika jumlah totalnya sesuai dengan muatan senyawa atau ion tersebut.

Menerapkan Aturan Oksigen atau Hidrogen Terlalu Luas

Oksigen sering bernilai $-2$, tetapi peroksida adalah pengecualian yang umum. Hidrogen sering bernilai $+1$, tetapi dalam hidrida logam nilainya $-1$. Jika rumusnya termasuk kelas pengecualian, jalan pintas yang biasa akan gagal.

Membaca Satu Bilangan Oksidasi sebagai Cerita Lengkap Reaksi

Bilangan oksidasi membantu membandingkan keadaan antara reaktan dan produk. Bilangan oksidasi positif saja tidak langsung memberi tahu apa yang berubah dalam reaksi. Anda perlu membandingkan keadaan sebelum dan sesudah.

Kapan Bilangan Oksidasi Digunakan

Anda biasanya akan menjumpai bilangan oksidasi dalam kimia umum, reaksi redoks, elektrokimia, dan kimia anorganik. Bilangan ini sangat berguna ketika persamaan tidak menunjukkan elektron secara eksplisit tetapi Anda tetap perlu mengetahui apakah oksidasi dan reduksi terjadi.

Bahkan di luar kelas, ini adalah keterampilan membaca yang praktis. Ini membantu Anda memahami rumus seperti permanganat, dikromat, sulfat, dan banyak ion logam tanpa harus menghafal setiap reaksi secara terpisah.

Coba Soal Serupa

Coba tentukan bilangan oksidasi sulfur dalam $SO_4^{2-}$. Oksigen tetap memakai nilai biasanya yaitu $-2$, jadi tugas utamanya adalah menyusun persamaan muatan total dengan benar. Jika Anda ingin contoh lain setelah itu, coba nitrogen dalam $NO_3^-$.