Proses "Transfer Elektron" pada Reaksi Redoks Senyawa Kovalen

 
Bilangan oksidasi adalah "ukuran tingkat oksidasi atom dalam zat". Bilangan oksidasi (biloks) ini adalah muatan atom dalam suatu senyawa hanya jika ikatan dalam senyawa tersebut benar-benar bersifat ionik. Bagaimana dengan biloks-biloks atom dalam senyawa kovalen? Tentu saja konsep transfer elektron pada senyawa ion tidak dapat digunakan secara serius pada senyawa kovalen. Dalam senyawa kovalen elektron dibagi untuk digunakan bersama antaratom yang berikatan dan tidak sepenuhnya (tidak benar-benar) terjadi transfer elektron seperti pada proses ikatan ionik. Dalam sistem tersebut, bilangan oksidasi ditentukan dengan menetapkan ikatan pasangan elektron seolah menjadi milik atom yang lebih elektronegatif di antara dua atom yang terlibat ikatan atau dibagi rata bila keelektronegatifannya sama.

Di banyak literatur pelajaran kimia SMA tentang bilangan oksidasi ini jarang disinggung dari mana asal-muasal kesepakatan penentuan biloks ini. Dari IUPAC Gold Book memang dinyatakan bahwa biloks ini hasil kesepakatan dengan sejumlah aturan sebagaimana yang dikenal seperti selama ini. Tidak sulit memang menentukan biloks suatu atom pada senyawa ionik karena pada senyawa ion ini benar-benar terjadi transfer elektron dalam reaksi pembentukan ion. Sangat berbeda penentuan biloks atom pada senyawa kovalen karena tidak ada transfer elektron. Sebenarnya ide bagaimana menjelaskan biloks (baca reaksi reduksi-oksidasi) untuk senyawa kovalen berasal dari buku Biologi oleh Neil A. Campell dan Jane B. Reece, Edisi ke-7 Penerbit Pearson Inc, (Bab 9: "Respirasi Seluler" halaman 161-162) yang mencotohkan pembakaran metana sebagai reaksi redoks yang menghasilkan energi.

Berikut ini adalah cara "akal-akalan" untuk mengaitkan konsep biloks dengan elektron-elektron dalam gambaran menggunakan struktur Lewis. Mungkin tidak berdasar namun untuk ukuran "mendapatkan" biloks suatu atom dalam molekul cara ini nampak logis . Dikatakan nampak logis karena untuk argumen mengapa biloks pada CO₂ ini berharga 4+ yang dapat diartikan ia akan melepaskan elektron sebanyak 4 meski fakta sebenarnya bahwa elektron pada CO₂ dalam molekul ini tidak pernah terjadi transfer elektron. Namun untuk memuaskan logika bolehlah dianggap seolah-olah atau diandaikan begitu dan ini dapat dilakukan dengan menggunakan gambaran struktur molekul ala Lewis ini.

Bagaimana menjelaskan reaksi CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O berdasarkan reaksi redoks,
bagaimana perubahan bilangan oksidasi (biloks) C dari 4- ke 4+? Pada atom C terjadi perubahan biloks sebanyak 8 unit! Jika ini kita kembalikan ke konsep adanya keterlibatan elektron dalam proses oksidasi-reduksi, apakah konsep biloks dapat menjelaskan adanya 8 elektron yang terlibat padahal atom C sendiri hanya memiliki 6 elektron, bahkan pada elektron valensi hanya berjumlah 4 elektron.

Dengan pengandaian bahwa elektron dalam molekul akan menjadi milik atom yang lebih elektronegatif, sepertinya ini bisa masuk logika siswa. 8 elektron yang terlibat dalam reaksi redoks CH₄ ini tentu saja bukan hanya berasal dari C, tetapi adanya "sumbangan" elektron dari H ketika membentuk ikatan dengan C itu. Kita bandingkan elektronegativitas C dengan H, C = 2,55 dan H = 2,2. Jelas bahwa C lebih elektronegatif dibanding H, dengan demikian elektron dari ikatan kovalen ini dapat diandaikan menjadi miliknya C sehingga C seolah bermuatan 4- (karena elektron milik C tadinya hanya 4 kemudian menjadi 8).

Bagaimana menjelaskan 8 elektron yang kemudian lepas meninggalkan karbon, karena definisi oksidasi adalah melepaskan/kehilangan elektron? Dari sinilah 8 elektron yang dijadikan transaksi pada reaksi redoks di atas, mengingat ada perubahan elektron sebanyak 8 unit pada biloks C (dari 4- ke 4+). Delapan elektron yang tadinya dimiliki C itu dilepas (dibagi) kepada 4 atom O, masing-masing mendapat alokasi 2 elektron sehingga O "bermuatan" 2- yang dinyatakan sebagai biloks 2-. Empat elektron dari C diberikan kepada 2 atom O yg berikatan dengan C (pada CO₂) dan 4 elektron diberikan pada setiap atom O pada molekul H₂O.

Agar lebih jelas dapat dilihat pada ilustrasi berikut.

Untuk reaksi lain misalnya

Demikian. Bila ada penjelasan yang kurang tepat dengan senang hati saran dan koreksi diterima. Terima kasih.