Electrochemistry · ⁨Elektrokimia⁩

A-Level Chemistry · ⁨Kimia A-Level⁩ · Topic 6 · ⁨Topik 6⁩

View Slides · ⁨Lihat Salindia⁩ Train · ⁨Latih⁩

Video lesson for this topic · ⁨Pelajaran video untuk topik ini⁩ Open the video page · ⁨Buka halaman video⁩

6.1

Oxidation number · ⁨Bilangan oksidasi⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩

English

calculate oxidation numbers of elements in compounds and ions
use changes in oxidation numbers to help balance chemical equations
explain and use the terms redox, oxidation, reduction and disproportionation in terms of electron transfer and changes in oxidation number
explain and use the terms oxidising agent and reducing agent
use a Roman numeral to indicate the magnitude of the oxidation number of an element

Bahasa Indonesia

menghitung bilangan oksidasi unsur dalam senyawa dan ion
menggunakan perubahan bilangan oksidasi untuk membantu menyetarakan persamaan kimia
menjelaskan dan menggunakan istilah redoks, oksidasi, reduksi dan disproporsionasi berdasarkan transfer elektron dan perubahan bilangan oksidasi
menjelaskan dan menggunakan istilah agen pengoksidasi dan agen pereduksi
menggunakan angka Romawi untuk menunjukkan besaran bilangan oksidasi suatu unsur

Source: Cambridge International syllabus · ⁨Sumber: Silabus Cambridge International⁩

English

The oxidation number 氧化数 (also called the oxidation state) shows how many electrons 电子 an atom has lost or gained compared with the free element. You work it out using simple rules:

an uncombined element has an oxidation number of $0$.
a simple ion has an oxidation number equal to its charge (so $\text{Mg}^{2+}$ is $+2$).
Group 1 is always $+1$, Group 2 is always $+2$.
hydrogen is $+1$ (but $-1$ in metal hydrides).
oxygen is $-2$ (but $-1$ in peroxides).
fluorine is always $-1$.
the oxidation numbers in a neutral compound add up to $0$; in an ion they add up to the charge.

A Roman numeral shows the size of the oxidation number of an element, for example iron(II) means $+2$ and manganese(VII) in $\text{KMnO}_4$ means $+7$.

Worked example. Find the oxidation number of sulfur in the sulfate ion, $\text{SO}_4^{2-}$.

Each oxygen is $-2$, so the four oxygens give $4 \times (-2) = -8$. In an ion the numbers add up to the charge, here $-2$. If sulfur is $x$:

$$x + (-8) = -2 \quad\Rightarrow\quad x = +6.$$

Worked example. Find the oxidation number of nitrogen in the nitrate ion, $\text{NO}_3^-$.

$$x + 3 \times (-2) = -1 \quad\Rightarrow\quad x - 6 = -1 \quad\Rightarrow\quad x = +5.$$

Bahasa Indonesia

Bilangan oksidasi (juga disebut keadaan oksidasi) menunjukkan berapa banyak elektron yang telah hilang atau dimiliki oleh suatu atom dibandingkan dengan unsur bebasnya. Anda menghitungnya menggunakan aturan sederhana:

unsur yang tidak bergabung memiliki bilangan oksidasi $0$.
ion sederhana memiliki bilangan oksidasi sama dengan muatannya (sehingga $\text{Mg}^{2+}$ adalah $+2$).
Golongan 1 selalu $+1$, Golongan 2 selalu $+2$.
hidrogen adalah $+1$ (tetapi $-1$ dalam hidrida logam).
oksigen adalah $-2$ (tetapi $-1$ dalam peroksida).
fluorin selalu $-1$.
bilangan oksidasi dalam senyawa netral berjumlah $0$; dalam ion, jumlahnya sama dengan muatannya.

Angka Romawi menunjukkan besar bilangan oksidasi suatu unsur, misalnya besi(II) berarti $+2$ dan mangan(VII) dalam $\text{KMnO}_4$ berarti $+7$.

Menghitung bilangan oksidasi mangan dalam KMnO4: kalium adalah +1, empat oksigen memberikan -8, dan karena jumlah mereka nol, mangan haruslah +7 — Menetapkan bilangan oksidasi: tetapkan atom yang diketahui (K = +1, O = −2 masing-masing), lalu gunakan "jumlahnya nol" untuk menemukan yang tidak diketahui (Mn = +7)

Contoh terpecahkan. Temukan bilangan oksidasi sulfur dalam ion sulfat, $\text{SO}_4^{2-}$.

Setiap oksigen adalah $-2$, jadi empat oksigen memberikan $4 \times (-2) = -8$. Dalam sebuah ion, angka-angkanya menjumlahkan muatan, di sini $-2$. Jika sulfur adalah $x$:

$$x + (-8) = -2 \quad\Rightarrow\quad x = +6.$$

Contoh terpecahkan. Temukan bilangan oksidasi nitrogen dalam ion nitrat, $\text{NO}_3^-$.

$$x + 3 \times (-2) = -1 \quad\Rightarrow\quad x - 6 = -1 \quad\Rightarrow\quad x = +5.$$

Vocabulary · ⁨Kosa kata⁩ Train · ⁨Latih⁩

English	Bahasa Indonesia
oxidation number/ˌɒksɪˈdeɪʃn ˈnʌmbə/	bilangan oksidasi
electron/ɪˈlektrɒn/	elektron
oxidation/ˌɒksɪˈdeɪʃn/	pengoksidaan

6.1

Redox in terms of electrons · ⁨Redoks dalam istilah elektron⁩

English

A redox 氧化还原 reaction is one where electrons move from one species to another.

oxidation 氧化 is the loss of electrons. The oxidation number goes up.
reduction 还原 is the gain of electrons. The oxidation number goes down.

A useful memory aid is OIL RIG: Oxidation Is Loss, Reduction Is Gain.

Oxidation and reduction always happen together, because the electrons lost by one species are gained by another. This electron transfer 电子转移 is why we call it a redox reaction.

Bahasa Indonesia

Beberapa baterai AA — Baterai menggunakan reaksi redoks untuk mendorong elektron mengelilingi sirkuit.

Reaksi redoks adalah reaksi di mana elektron berpindah dari satu spesies ke spesies lain.

oksidasi adalah kehilangan elektron. Bilangan oksidasinya naik.
reduksi adalah penerimaan elektron. Bilangan oksidasinya turun.

Pembantu hafalan yang berguna adalah OIL RIG: Oxidation Is Loss, Reduction Is Gain.

Oksidasi dan reduksi selalu terjadi bersamaan, karena elektron yang hilang oleh satu spesies diterima oleh spesies lain. Transfer elektron inilah yang disebut reaksi redoks.

Seng kehilangan dua elektron untuk menjadi Zn2+ sementara ion tembaga menerimanya untuk menjadi tembaga, dengan panah yang menunjukkan perpindahan elektron — Redoks adalah transfer elektron: agen pereduksi kehilangan elektron (teroksidasi, angka naik); agen pengoksidasi menerimanya (tereduksi, angka turun)

Explore · ⁨Jelajahi⁩

Redox is electron transfer · ⁨Redoks adalah transfer elektron⁩

Step through it: the metal loses (is oxidised) and the non-metal gains (is reduced) — oxidation number rises for one, falls for the other. · ⁨Langkah demi langkah: logam kehilangan (teroksidasi) dan non-logam memperoleh (tereduksi) — bilangan oksidasi naik untuk satu, turun untuk yang lain.⁩

Vocabulary · ⁨Kosa kata⁩ Train · ⁨Latih⁩

English	Bahasa Indonesia
redox/rɪˈdɒks/	redoks
reduction/rɪˈdʌkʃn/	reduksi
electron transfer/ɪˈlektrɒn ˈtrænsfɜː/	transfer elektron

6.1

Using oxidation numbers to balance equations · ⁨Menggunakan bilangan oksidasi untuk menyetarakan persamaan⁩

English

Changes in oxidation number help you balance a redox equation:

find the element whose oxidation number rises (it is oxidised) and the one whose number falls (it is reduced).
the total rise must equal the total fall, because every electron lost is gained somewhere.
choose the ratio of the two species so the rise and fall match, then balance the rest of the equation.

Worked example. Balance the reaction of manganate(VII) with iron(II) in acid: $\text{MnO}_4^- + \text{Fe}^{2+} + \text{H}^+ \rightarrow \text{Mn}^{2+} + \text{Fe}^{3+} + \text{H}_2\text{O}$.

Manganese falls from $+7$ to $+2$ (a fall of $5$); iron rises from $+2$ to $+3$ (a rise of $1$). To make the total fall equal the total rise, take $5$ iron ions for every $1$ manganate ion. Then balance oxygen with water ($4\,\text{H}_2\text{O}$) and hydrogen with $\text{H}^+$ ($8\,\text{H}^+$):

$$\text{MnO}_4^- + 5\text{Fe}^{2+} + 8\text{H}^+ \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 5\text{Fe}^{3+} + 4\text{H}_2\text{O}.$$

Bahasa Indonesia

Perubahan bilangan oksidasi membantu Anda menyetarakan persamaan redoks:

temukan unsur yang bilangan oksidasinya naik (teroksidasi) dan yang angkanya turun (tereduksi).
total kenaikan harus sama dengan total penurunan, karena setiap elektron yang hilang diterima di tempat lain.
pilih rasio kedua spesies agar kenaikan dan penurunan sesuai, lalu setarakan sisa persamaan.

Besi naik dari +2 ke +3 sebanyak satu dan mangan turun dari +7 ke +2 sebanyak lima, sehingga lima atom besi menyetar satu ion permanganat — Menyetarakan persamaan redoks: total kenaikan bilangan oksidasi harus sama dengan total penurunan, yang menetapkan rasio

Contoh terpecahkan. Setarakan reaksi manganat(VII) dengan besi(II) dalam asam: $\text{MnO}_4^- + \text{Fe}^{2+} + \text{H}^+ \rightarrow \text{Mn}^{2+} + \text{Fe}^{3+} + \text{H}_2\text{O}$.

Mangan turun dari $+7$ ke $+2$ (penurunan $5$); besi naik dari $+2$ ke $+3$ (kenaikan $1$). Agar total penurunan sama dengan total kenaikan, ambil $5$ ion besi untuk setiap $1$ ion manganat. Kemudian setarakan oksigen dengan air ($4\,\text{H}_2\text{O}$) dan hidrogen dengan $\text{H}^+$ ($8\,\text{H}^+$):

$$\text{MnO}_4^- + 5\text{Fe}^{2+} + 8\text{H}^+ \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 5\text{Fe}^{3+} + 4\text{H}_2\text{O}.$$

6.1

Disproportionation · ⁨Disproporsionasi⁩

English

Disproportionation 歧化 is a special redox reaction in which the same element is both oxidised and reduced at the same time. For example, when chlorine reacts with cold water, some chlorine atoms are reduced (to $\text{Cl}^-$) and others are oxidised (to $\text{ClO}^-$).

Bahasa Indonesia

Disproporsionasi adalah reaksi redoks khusus di mana unsur yang sama teroksidasi dan tereduksi secara bersamaan. Misalnya, ketika klorin bereaksi dengan air dingin, beberapa atom klorin tereduksi (menjadi $\text{Cl}^-$) dan yang lain teroksidasi (menjadi $\text{ClO}^-$).

Garis biloks yang menunjukkan klorin pada 0 naik ke +1 dalam ClO- dan turun ke -1 dalam Cl- — Disproporsionasi: klorin ($0$) teroksidasi menjadi ClO$^-$ ($+1$) dan tereduksi menjadi Cl$^-$ ($-1$) sekaligus

Vocabulary · ⁨Kosa kata⁩ Train · ⁨Latih⁩

English	Bahasa Indonesia
disproportionation/ˌdɪsprəˈpɔːʃəneɪʃn/	disproporsionasi
oxidising agent/ˈɒksɪdaɪzɪŋ ˈeɪdʒənt/	pereaksi pengoksidan
reducing agent/rɪˈdjuːsɪŋ ˈeɪdʒənt/	Pereaksi pengurang

6.1

Oxidising and reducing agents · ⁨Agen pengoksidasi dan agen pereduksi⁩

English

an oxidising agent 氧化剂 takes electrons away from another species. In doing so, it is itself reduced.
a reducing agent 还原剂 gives electrons to another species. In doing so, it is itself oxidised.

So in any redox reaction, the oxidising agent causes the oxidation of the other species, while the reducing agent causes the reduction.

Bahasa Indonesia

Karat pada permukaan besi — Karat adalah oksidasi besi oleh oksigen.

agen pengoksidasi mengambil elektron dari spesies lain. Dengan demikian, ia sendiri tereduksi.
agen pereduksi memberikan elektron ke spesies lain. Dengan demikian, ia sendiri teroksidasi.

Jadi dalam setiap reaksi redoks, agen pengoksidasi menyebabkan oksidasi spesies lain, sementara agen pereduksi menyebabkan reduksi.

6.1

Exam tips · ⁨Tips ujian⁩

English

Apply the oxidation-number rules in order: O is $-2$ except in peroxides ($-1$); H is $+1$ except in metal hydrides ($-1$).
In a redox equation the total increase equals the total decrease in oxidation number — use this to fix the ratio, then balance O with $\text{H}_2\text{O}$ and H with $\text{H}^+$.
An oxidising agent is itself reduced; name both what is oxidised/reduced and the agent for full marks.
Disproportionation is the same element both oxidised and reduced — show both oxidation-number changes.

Bahasa Indonesia

Terapkan aturan bilangan oksidasi secara berurutan: O adalah $-2$ kecuali dalam peroksida ($-1$); H adalah $+1$ kecuali dalam hidrida logam ($-1$).
Dalam persamaan redoks, total kenaikan sama dengan total penurunan bilangan oksidasi — gunakan ini untuk menetapkan rasio, lalu setarakan O dengan $\text{H}_2\text{O}$ dan H dengan $\text{H}^+$.
Agen pengoksidasi sendiri tereduksi; sebutkan apa yang teroksidasi/tereduksi dan agennya untuk nilai penuh.
Disproporsionasi adalah unsur yang sama teroksidasi dan tereduksi — tunjukkan kedua perubahan bilangan oksidasi.

Interactive lessons on this topic · ⁨Pelajaran interaktif untuk topik ini⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨Kerjakan langkah demi langkah, dengan latihan pengecekan instan.⁩

Past Papers · ⁨Soal-Soil Masa Lalu⁩

More topics in A-Level Chemistry · ⁨Kimia A-Level⁩ · ⁨Topik lain dalam A-Level Chemistry · ⁨Kimia A-Level⁩⁩