Bilangan Oksidasi: Pengertian, Aturan dan Cara Menentukan

Pengertian Bilangan Oksidasi

Sebuah atom menurut teori atom terdiri dari inti atom dan elektron yang mengelilingi inti atom tersebut. Sesuai dengan konfigurasi elektron, elektron yang terdapat di kulit terluar sebuah atom dikenal dengan sebutan elektron valensi.

Seperti halnya pada penjelasan di contoh soal atom, atom akan memiliki sifat stabil jika terdapat elektron valensi berjumlah 8 ataupun 2 seperti atom pada unsur gas mulia (atom golongan VIIIA). Jumlah elektron valensi selain 2 atau 8 menjadikan atom bersifat tidak stabil.

Atom yang tidak stabil akan melakukan transfer elektron agar menjadi stabil. Termasuk ke dalam salah satu reaksi reduksi dan oksidasi, yang dimaksud dengan transfer elektron adalah menerima atau melepaskan elektron pada jumlah tertentu.

Atom yang melepaskan elektron disebut atom bermuatan positif. Sebaliknya, atom yang menerima elektron dari atom yang lain disebut atom bermuatan negatif.

Dalam sebuah reaksi kimia, suatu atom memiliki jumlah muatan yang berbeda berdasarkan banyaknya elektron yang dilepas atau diterima oleh atom tersebut. Sehingga yang dimaksud sebagai bilangan oksidasi adalah jumlah muatan positif dan negatif yang ada di dalam sebuah atom.

Aturan dalam Menentukan Bilangan Oksidasi

1. Bilangan Oksidasi Berupa Unsur Bebas adalah 0 (nol)

Definisi dari unsur bebas adalah unsur yang tidak memiliki ikatan secara reaksi kimia atau tidak bergabung dengan unsur lain. Unsur bebas ini dibedakan menjadi dua, yaitu:

• Unsur bebas dengan bentuk atom, sebagai contoh: Cu, K, Ca, C, Nae, Fe, Al, Na
• Unsur bebas dengan bentuk molekul, seperti: H₂, O₂, Cl₂, P₄, S₈

2. Bilangan Oksidasi Ion Monoatom dan Poliatom = Muatan yang Dimiliki

• Ion monoatom adalah ion yang memiliki satu atom saja, contohnya Na⁺, Ca²⁺, Al³⁺ dan Cl^– yang masing-masing bilangan oksidasinya secara berurutan adalah +1, +2, +3, dan -1.
• Ion poliatom adalah ion yang memiliki atom lebih dari satu, contohnya NH₄⁺, SO₄²-, dan PO₄^3- yang masing-masing bilangan oksidasinya secara berurutan adalah +1, -2, -3.

3. Bilangan Oksidasi Unsur Golongan IA, IIA, IIIA Sesuai Golongan Unsur Logam Tersebut

• Golongan IA seperti H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr memiliki bilangan oksidasi +1. Sehingga biloks unsur Na di senyawa NaCl, Na₂SO₄, atau Na₂O adalah +1.
• Golongan IIA diantaranya Ca, Mg, Sr, Ba, Be, Ra berbilangan oksidasi +2. Sehingga biloks unsur  Mg pada senyawa MgSO₂ adalah +2 atau unsur Ca pada senyawa CaCl₂, CaSO₄, dan CaO juga +2.
• Golongan IIIA seperti B, Al, Ga, In, Tl memiliki bilangan oksidasi +3. Sehingga bilangan oksidasi unsur Al di senyawa Al₂O₃ adalah +3.

4. Bilangan Oksidasi dari Unsur Golongan B (Kelompok Transisi) Berjumlah Lebih dari Satu

Contoh unsur yang termasuk golongan B antara lain:

• Cu dengan bilangan oksidasi +1 dan +2.
• Au dengan bilangan oksidasi +1 dan +3.
• Sn dengan bilangan oksidasi +3 dan +4.

5. Jumlah Bilangan Oksidasi Unsur yang Membentuk Ion = Jumlah Muatan yang Dimiliki

Contoh dari penerapan aturan ini seperti misalnya pada NH₄⁺ = +1 (+1 adalah jumlah muatan), adalah:

• Bilangan oksidasi H = +1, atom H memiliki indeks 4, sehingga:
  +1 (biloks H) x 4 (indeks H) = +4
• Biloks N = (jumlah muatan NH₄⁺) dikurangi (biloks H dikali indeks H) = (+1)  – (+4) = -3

6. Jumlah Bilangan Oksidasi Unsur yang Membentuk Senyawa = 0 (nol)

Contoh dari penerapan aturan ini seperti misalnya pada H₂O = 0, adalah:

• Bilangan oksidasi H = +1, atom H memiliki indeks 2, sehingga:
  +1 (biloks H) x 2 (indeks H) = +2
• Biloks O = 0 dikurangi (biloks H dikali indeks H) = 0 – (+2) = -2

7. Bilangan Oksidasi Hidrogen (H) adalah +1 Bila Berikatan dengan Non-Logam dan -1 Bila Berikatan dengan Logam

Contoh dari penerapan aturan ini seperti misalnya pada AlH₃bilangan oksidasi H = -1. Pembuktian biloks H berdasarkan:

• Peraturan poin 3: Al memiliki bilangan oksidasi +3 karena termasuk unsur logam  golongan IIIA
• Peraturan poin 6: biloks Al + H = 0, maka (+3) + H = 0, sehingga H = -3. Atom H pada AlH₃ berindeks 3, jadi biloks H = -3 dibagi 3 (indeks H) = -1. Jadi terbukti jika bilangan oksidasi H bertemu logam (Al) adalah -1.

8. Bilangan Oksidasi Oksigen (O) adalah -1 dalam Senyawa Peroksida dan -2 dalam Senyama Non-Peroksida

Contoh dari penerapan aturan ini seperti misalnya pada H₂O₂ (hidrogen peroksida) bilangan oksidasi O = -1.
Pembuktian biloks O berdasarkan:

• Peraturan poin 3: H memiliki bilangan oksidasi +1 karena termasuk unsur logam  golongan IA. Selain itu index H pada H₂O₂ adalah 2, jadi biloks H = +1 x 2 = +2
• Peraturan poin 6: biloks H + O = 0, maka (+2) + O = 0, sehingga O = -2. Atom O pada H₂O₂ memiliki indeks 2, sehingga biloks O = -2 dibagi 2 (indeks O) = -1. Jadi terbukti jika bilangan oksidasi O dalam senyawa peroksida adalah -1.

Cara Menentukan Bilangan Oksidasi

Contoh Soal Bilangan Oksidasi

Pertanyaan:
Coba tentukan nilai bilangan oksidasi dari atom unsur S pada senyawa H₂SO₄ (asam sulfat) !

Pembahasan:

• Aturan poin 3: H golongan IA, maka biloks H = +1
• Aturan poin 6: jumlah biloks senyawa = 0
• Aturan poin 8: biloks oksigen senyawa non-peroksida = -2

Jadi:
[(index H) x (biloks H)] + [(indeks S) x (biloks S)] + [(indeks O) x biloks O)] = 0
[2 × (+1)] + [1 x (biloks S)] + [4 x (-2)] = 0
2 + biloks S + (-8) = 0
biloks S = +6