Bilangan Oksidasi: Konsep, Pengertian, Contoh Soal, dan Cara Menentukannya

Bilangan oksidasi – Grameds, apakah kamu tahu bahwa selain dalam Matematika, bilangan juga bisa kamu temukan dalam Kimia? Namanya adalah bilangan oksidasi alias biloks yang masuk ke dalam materi reaksi reduksi oksidasi atau redoks. Dalam pelajaran Kimia kelas X, konsep redoks dijelaskan berhubungan dengan 4 hal yakni oksigen, elektron, hidrogen, serta perpindahan bilangan oksidasi. Artinya, kamu harus memahami biloks jika ingin menguasai konsep reaksi redoks.

Artikel kali ini akan membahas lebih jauh tentang biloks, mulai dari konsep, pengertian, cara menentukan, cara perubahan, hingga contoh soalnya. Semoga setelah selesai membaca seluruh artikel ini kamu bisa lebih memahami bilangan oksidasi dalam kimia ya.

Konsep dan Pengertian Bilangan Oksidasi

Sebagai pengingat, sebelum masuk ke pembahasan bilangan oksidasi kita akan mengulas tentang konsep dasar reaksi redoks secara singkat terlebih dulu. Secara singkat, reaksi redoks merupakan sebuah reaksi yang di dalamnya terkandung peristiwa reduksi serta oksidasi.

Oksidasi sendiri adalah peristiwa yang ditandai dengan kenaikan biloks, penambahan atom oksigen, pengurangan atom hidrogen, serta pelepasan elektron. Sebaliknya, reduksi merupakan peristiwa yang ditandai penurunan biloks, pengurangan atom oksigen, penambahan atom hidrogen, dan juga penangkapan elektron.

Seperti yang kamu tahu, setiap atom memiliki inti atom serta elektron yang mengelilinya (valensi). Ketika jumlah valensi dalam atom ada 2 atau 8, maka atom tersebut sudah stabil dan akan sulit berikatan dengan atom lainnya. Di luar itu, atomnya akan menjadi tidak stabil.

Nah, atom yang tidak stabil akan berusaha menstabilkan diri dengan menerima atau melepaskan sejumlah elektron. Dengan begitu, atom akan mempunyai muatan yang positif atau negatif. Jika muatannya positif, berarti atom tersebut melakukan melepaskan beberapa elektron yang dihilangkannya. Begitupun sebaliknya, jika muatannya negatif maka atom tersebut menerima beberapa elektron dari atom yang lainnya.

Muatan yang ada dalam atom bervariasi jumlahnya, tergantung banyaknya elektron yang diterima atau dilepaskan. Nah, jumlah muatan yang positif dan negatif dalam atom disebut dengan bilangan oksidasi alias biloks. Jadi, biloks merupakan bilangan yang menyatakan berapa jumlah elektron yang dilepas atau diterima oleh atom agar bisa membentuk ikatan kimia dengan atom yang lainnya. Maka dari itu, bilangan ini bisa bertanda negatif, positif, atau nol.

Berbeda dengan bilangan yang ada pada matematika, biloks mempunyai aturan penulisannya sendiri. Caranya adalah dengan memberikan tanda positif (+) atau negatif (-) sebelum angka muatannya. Sebagai tambahan, bila dua atom berikatan, atom yang kelektronegatifannya lebih kecil akan mempunyai biloks positif dan atom yang kelektronegatifannya lebih besar mempunyai biloks negatif.

Jika pembahasan tentang konsep bilangan oksidasi ini masih belum cukup jelas, kamu bisa mempelajarinya lebih jauh lagi melalui buku Pocket Book SMA/MA Kimia. Buku yang ditulis oleh Tim Smart Nusantara ini berisi ringkasan mata pelajaran kimia yang disertai contoh soal dan pembahasan yang dapat membantu siswa dalam memahami materi pelajaran.

Cara Menentukan Bilangan Oksidasi

Karena atom berhubungan dengan jumlah muatan dalam sebuah atom, maka kamu tidak bisa menentukannya begitu saja, melainkan harus menggunakan cara-cara tertentu. Nah, untuk mempermudah kamu dalam menentukan biloks, ada beberapa aturan yang perlu diperhatikan, yaitu:

Aturan bilangan oksidasi

Biloks unsur bebas

Setiap unsur bebas mempunyai biloks = 0. Unsur bebas sendiri merupakan unsur yang tidak bersenyawa. Dalam ilmu Kimia ada tiga bentuk unsur ini, yaitu bentuk monoatom, diatom, dan poliatom. Bentuk monoatom adalah unsur bebas yang hanya memiliki atau terdiri dari satu atom. Contohnya adalah Na, Al, Fe, Au, dan C. Sementara diatom adalah unsur bebas yang memiliki dua atom, contohnya adalah O2 H2 N2 F2 dan CL2.

Lalu, poliatom adalah unsur bebas yang memiliki lebih dari dua atom yang terikat bersama untuk membentuk ion–baik ion positif atau ion negatif. Contohnya seperti O3, P4, dan S8. Nah, ketiga bentuk unsur bebas ini selalu memiliki biloks yang = 0.

Biloks dalam senyawa atau ion

Biloks dalam senyawa atau ion dibedakan menjadi empat, yakni:

• Atom logam A atau logam utama

Setiap logam A dalam senyawa akan selalu mempunyai biloks yang sama dengan +golongannya. Logam A sendiri mencakup atau bisa berasal dari logam golongan IA, golongan IIA, maupun golongan IIIA.

Golongan IA terdiri dari Li, Na, K, Rb, Cs dan Fr, atom-atom ini dalam senyawanya selalu memiliki biloks = +1. Golongan IIA terdiri dari Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra yang selalu memiliki biloks +2. Kemudian golongan IIIA terdiri dari Al dan Ga yang dalam senyawanya akan memiliki biloks = +3.

• Atom H

Pada umumnya atom H dalam senyawa memiliki bilangan oksidasi = +1. Contohnya seperti senyawa HCl yang atom H nya memiliki biloks +1. Akan tetapi, atom H juga bisa memiliki biloks -1 jika Hidrogen berada pada senyawa hidrida logam.

Apa itu senyawa hidrida logam? Ini adalah senyawa yang terbentuk dari atom hidrogen dan atom logam. Misalnya seperti NaH, atom H di sini mempunyai biloks = -1

• Atom F

Atom F dalam senyawa selalu memiliki bilangan oksidasi = -1. Contohnya seperti pada senyawa HF dan senyawa OF2. Biloks di kedua senyawa ini adalah -1.

• Atom O

Atom O dalam senyawa umumnya memiliki bilangan oksidasi = -2. Seperti pada senyawa H2O, yang atom O nya memiliki biloks -2. Namun ada pengecualian jika atom O berada pada senyawa peroksida maka biloksnya = -1. Apa itu senyawa peroksida? Senyawa peroksida adalah senyawa yang mempunyai kelebihan atom O. Misalnya seperti H2O2 dan Na2O2, dan CaO2. Nah bilangan oksidasi atom O dari masing-masing senyawa peroksida tersebut adalah -1.

Kemudian bilangan oksidasi atom O juga bisa jadi -½ apabila atom O nya berada dalam senyawa superoksida. Contoh pada senyawa KO2. Bilangan oksidasi pada atom O di sini adalah -½.  Lalu bilangan oksidasi atom O juga bisa menjadi +2 jika atom O nya berada pada senyawa Oksiflorida atau OF2.

Biloks atom dalam senyawa = 0

Contoh senyawa H2So4 memiliki bilangan oksidasi = 0. Pada senyawa H2SO4 ini terdiri dari 2 atom H, 1 atom S, dan 4 atom O. Jadi jika biloks dari masing-masing atom ini dijumlahkan,  maka hasilnya harus 0 atau = 0.

Kalau diubah ke dalam rumus, maka akan menjadi seperti ini:

2 atom H + 1 atom S + 4 atom 0 = 0

Contoh lainnya adalah senyawa NaCl. Dalam senyawa ini jumlah biloks Na serta Cl harus = 0. Bagaimana cara mendapatkannya? Begini, senyawa Na memiliki biloks +1, sedangkan Cl biloksnya adalah -1. Jika +1 ditambahkan -1 maka hasilnya = 0.

Biloks atom dalam ion sama dengan muatannya

Biloks yang ada pada setiap ion harus sama dengan muatannya. Misalnya seperti ion NH4+ yang biloksnya +1. Maksudnya, jumlah biloks dalam senyawa N dan 4 H adalah +1 atau 1 N + 4 H = +1.

Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam penentuan biloks. 

Selain aturan-aturan yang sudah disebutkan tadi, ada beberapa hal lain yang harus kamu perhatikan saat menentukan biloks, yaitu:

Untuk senyawa yang terdiri dari dua unsur, biloksnya ditentukan secara urut dari unsur logam hingga biloks H dalam senyawanya. Misalnya, untuk menentukan biloks NaCl, kamu harus mencari tahu dulu biloks Na baru menghitung biloks Cl nya.

Nah, karena Na adalah logam golongan IA berarti biloksnya +1, dengan begitu biloks Cl = biloks senyawa (totalnya) – biloks Na. Atau bisa ditulis menjadi

= 0 – (+1) = -1

Untuk senyawa yang terdiri dari 3 unsur, lebih baik tentukan dulu biloks unsur yang posisinya di kiri dan kanan, setelah itu baru hitung biloks unsur yang di tengah. Misalnya H2SO4, tentukan dulu biloks H dan O (H = +1 & O = -2), lalu hitung biloks S.

Jadi, biloks S = biloks senyawa – (2 x biloks H) – (4 x biloks O)

Biloks S = 0 – (2 x (+1)) – (4 x (-2)) = +6

Agar kamu bisa lebih lancar lagi memahami dan mempraktekkan cara menentukan bilangan oksidasi ini, kamu bisa membaca buku Smart Book Kimia SMA Kelas 10,11,12 yang ditulis oleh Wikke Yovita Agustin, S.Si & Ika Febriana Syafitri, S.Si. Buku ini dilengkapi dengan ringkasan materi, latihan soal terbaru, dan trik smart pembahasan soal-soal secara detail.

Cara Perubahan Bilangan Oksidasi (PBO)

Cara perubahan bilangan oksidasi bisa dilakukan dengan melihat perubahan biloks atom-atom yang terlibat dalam reaksi. Penyetaraannya bisa dilakukan dengan tahap-tahap di bawah ini:

• Pertama: Tentukan dulu biloks atom-atom yang mengalami perubahan biloks
• Kedua: Samakan jumlah elektron yang dilepaskan dengan yang diterima, caranya bisa dengan menyetarakan koefisien reaksi.
• Ketiga: Samakan jumlah muatan dengan cara menambahkan H+, bila muatan ruas kiri lebih kecil atau menambahkan atom H bila muatan ruas kanan lebih besar.
• Keempat: Samakan jumlah atom H dengan cara menambahkan H2O di ruaas kanan.

Contoh Soal Bilangan Oksidasi

Soal 1

Tentukan bilangan oksidasi atom Mn pada senyawa atau ion berikut:

1. KMnO4
2. MnO4-

Pembahasan: 

• KMnO4

Pertama kita tentukan dulu bilangan oksidasi total dari atom-atom nya terlebih dulu. Untuk yang pertama, yaitu KMnO4, dia ini termasuk ke dalam senyawa. Berarti biloks total dari seluruh atom KMnO4 harus 0 atau Biloks K + biloks Mn + 4 biloks O = 0.

Selanjutnya, tentukan atom lain selain atom Mn (selain yang ditanyakan) berdasarkan aturan menentukan biloks di atas. Karena K merupakan golongan IA, maka dia mempunyai biloks sama dengan +1.

Lalu atom O mempunyai biloks -2, karena ada empat buah O, berarti -2 dikalikan 4 sehingga menjadi -8. Biloks K tetap +1 karena memang hanya ada satu buah K dalam atom KMnO4. Lantas, bagaimana cara menentukan bilangan oksidasi Mn pada KMnO4?

Caranya adalah kamu harus mencari bilangan yang ketika ditambah dengan +1 (biloks K) dan -8 (biloks O4) akan menjadi 0. Yup betul, biloks Mn adalah +7 karena:

+1 + 7 = 8

8 – (-8) = 0

 

• MnO4–

Untuk menentukan bilangan oksidasi Mn pada ion MnO4- cara yang digunakan sama seprti sebelumnya. Jadi kamu harus menentukan dulu biloks total dari atomnya, karena MnO4- adalah ion, maka biloks totalnya harus sama dengan muatannya. Berapa muatannya? Ya, betul -1.

Setelah itu, lanjutkan dengan menentukan biloks dari atom selain Mn, yaitu O. O merupakan atom yang mempunyai biloks -2, karena O nya ada 4 berarti jumlah seluruhnya adalah -8. Jadi berapa biloks MnO4-?

Jawabannya adalah bilangan yang jika ditambah -8 hasilnya menjadi -1, yaitu +7 (-8 + (+7) = -1).

Soal 2

Tentukan biloks atom N pada senyawa NaNO3…

Pembahasan:

Sama seperti soal yang pertama, tentukan dulu biloks atom N yang ada pada NaNO3. Karena NaNO3 termasuk senyawa, maka biloks totalnya adalah 0.

Selanjutnya, kita cari biloks atom lain selain N, yaitu atom Na dan juga atom O. Na adalah Golongan IA, maka biloksnya adalah +1. Sedangkan O mempunyai biloks -2 dan karena O nya ada 3, maka biloksnya menjadi -6.

Ini berarti biloks atom N pada NaNO3 adalah +5 karena ketika ditambah +1 dan -6 hasilnya adalah 0 (+1 + (+5) + (-6) = 0).

Soal 3

Tentukan biloks Fe atom pada Fe2O3

Pembahasan: 

Untuk soal yang ketiga, kamu harus ingat bahwa jumlah biloks senyawa adalah 0. Ini berarti Fe2O3 biloksnya adalah 0. Kemudian, lihat apa saja atom lain selain Fe? Ya betul, atom O.

Atom O mempunyai biloks -2, karena jumlah O nya ada 3, maka biloks -2 dikalikan dengan 3 sehingga menjadi 6. Nah, supaya biloks Fe dan O sama dengan 0, maka biloks Fe adalah +6.

Namun, coba perhatikan soalnya lagi. Atom Fe dalam Fe2O3ada dua jumlahnya, ini berarti biloks Fe nya menjadi +6 : 2 = +3. Jadi biloks atom Fe2 adalah +3.

Soal 4

Bilangan oksidasi N paling rendah terdapat pada senyawa…

1. HNO3
2. HNO2
3. N2O
4. NO
5. NO2

Pembahasan: 

Biloks N yang ada pada:

HNO3 = +5

N2O = +1

NO2 = +4

HNO2 = +3

NO = +2

Maka, biloks N yang paling rendah ada pada senyawa N2O, berarti jawabannya adalah C.

Soal 5

1. Tentukan biloks belerang dalam:
2. H2S
3. H2SO4
4. SO32-

Pembahasan: 

Jumlah biloks unsur-unsur di dalam senyawa H2S = )

2 biloks H + 1 biloks S = 0

2 (+1) + 1 biloks S = 0

1 biloks S = -2

Biloks S = -2

Jadi biloks S dalam senyawa H2S adalah -2.

Jumlah biloks unsur-unsur dalam senyawa H2SO4 = 0

2 biloks H + 1 biloks S = 0

2 (+1) + 1 biloks S = 0

1 biloks S = -2 + 8

Biloks S = +6

Maka, biloks S dalam senyawa H2SO4 adalah +6

Jumlah biloks anion SO32- = -2

1 biloks S + 3 biloks O = -2

1 biloks S + 3(-2) = -2

1 biloks S = -2 + 6

Biloks S = +4

Jadi biloks dalam senyawa SO32- = +4

Soal 6

Tentukan bilangan oksidasi nitrogen dalam:

1. NH4+
2. NaNO3
3. NO2

Pembahasan: 

Jumlah biloks kation NH4+ = +1

1 biloks N + 4 biloks H = +1

1 biloks N + 4 (+1) = +1

1 biloks N = +1 – 4

Biloks N = -3

Jadi biloks nitrogen dalam NH4+ adalah -3

Jumlah biloks unsur-unsur dalam senyawa NaNO3 = 0

1 biloks Na + 1 biloks N + 3 biloks O = 0

1 (+1) + 1 biloks N + 3 (-2) = 0

1 biloks N = -1 + 6

Biloks N = +5

Jadi, biloks Nitrogen dalam NH4+ adalah +5

Jumlah biloks anion NO2 = -1

1 biloks N + 2 biloks O = -1

1 biloks N + 2 (-2) = -1

1 biloks N = -1 + 4

Biloks N = +3

Jadi, biloks nitrogen dalam NO2 adalah +5

Jika kamu ingin mengetahui lebih banyak contoh soal tentang bilangan oksidasi, kamu bisa membaca buku FPM Bank Soal Full Pembahasan Kimia SMA Kelas 10-11-12. Di dalam buku ini ada banyak sekali contoh soal yang bisa kamu pelajari. Tak hanya itu, buku ini juga memberikan penjelasan dalam setiap jawaban sehingga kamu akan lebih mudah memahami materinya.

Demikian pembahasan tentang bilangan oksidasi hingga contoh soalnya. Semoga semua pembahasan di atas bermanfaat untuk kalian dan memudahkan kalian dalam mengerjakan soal bilangan oksidasi.

Dapatkan rekomendasi buku di atas, di gramedia.com. Untuk mendukung Grameds dalam menambah wawasan, Gramedia selalu menyediakan buku-buku berkualitas dan original agar Grameds memiliki informasi #LebihDenganMembaca.

Penulis: Gilang Oktaviana

sumber:

Bob Foster & Joko Sutrisno (2019) Taktis Belajar Kimia Unutuk SMA/MA

Lestari Hestalesi S. S.T. (2015) Pintar Kimia Tanpa Bimbel

Bob Foster & Joko Sutrisno (2019) Fokus Belajar Inti Sari Kimia Untuk SMA/MA

Baca juga: