REAKSI REDOKS

REAKSI REDOKS

A.

Pembelajaran Pembelajaran Konsep Reaksi Reduksi Oksidasi

1.

Deskripsi Re Redoks

Banyak peristiwa di sekitar kita yang melibatkan reaksi oksidasi dan reduksi yang dikenal dengan istilah reaksi redoks, seperti: Peristiwa Perkaratan Besi. Meng Mengap apaa besi besi yang yang dibi dibiar arka kan n di udar udaraa dapa dapatt meng mengal alam amii koro korosi si atau atau perkaratan, apa yang terjadi? Besi atau logam lain yang dibiarkan di udara akan mengalami reaksi redoks. Besi akan bereaksi dengan oksigen bila ada uap air membentuk karat yaitu oksida besi yang mengandung molekul air. Reaksi kimia pada perkaratan besi adalah: 4 Fe (s) + 3 O2 (g) + 6 H2O (aq)  2 Fe2O3.3 H2O (s) Pembakaran Hidrogen pada Pesawat Ruang Angkasa. Reaksi Reaksi pembakaran pembakaran dapat diamati pada pembakaran pembakaran hidrogen pada mesi mesin n pesa pesawa watt ruan ruang g angk angkas asa, a, yang yang meng mengha hasi silk lkan an uap uap air. air. Reak Reaksi si pembakaran gas hidrogen pada pesawat ruang angkasa adalah: 2 H2 (g) + O2 (g)



2 H2O (l)

Reaksi Kimia dalam Baterai o

Reaksi Kimia pada Sel Aki (Baterai Pb)

Reaksi Redoks http://trigps.blogspot.com/

Bate Batera raii aki aki ini ini meru merupa paka kan n sel sel seku sekund nder er yang yang reak reaksi siny nyaa dapa dapatt

reversible

mela melalu luii

peng pengis isia ian n deng dengan an arus arus list listri rik k sear searah ah yang yang

berlawanan arusnya dengan arus listrik dari sel. Sel ini banyak dipakai dipakai sebagai sumber listrik kimia pada kendaraan bermotor. Dalam sel aki, kepingan-kepingan Pb dan PbO 2 dibenamkan dibenamkan dalam larutan larutan elektrolit elektrolit H2SO4 30%. Reaksi kimia yang yang terjadi pada aki adalah: Pb (s) + PbO2 (s) + 2 H2SO4 (aq) o



2 PbSO4 (s) + 2 H2O (l)

Reaksi Kimia pada Batu Baterai (Sel Kering). Baterai merupakan sebutan dalam kehidupan sehari-hari bagi sel kering kering.. Anodan Anodanya ya dari dari wadah wadah seng seng sebaga sebagaii elektro elektroda da negatif negatif dan batang grafit sebagai katoda atau elektroda positif. Wadah seng jika diisi pasta dari NH4Cl (elektrolit) dan MnO2. Reaksi kimia yang terjadi pada batu baterai adalah: Zn (s) + 2 MnO2 (s) + 2 NH4Cl (aq)



ZnCl 2 (aq) + Mn2O3 (s) + 2 NH3 (g) + H2O (l)

Electroplating merupakan kan pelapi pelapisan san logam logam pada pada benda benda padat padat kondu kondukti ktif f Electroplating merupa deng dengan an bant bantua uan n arus arus list listri rik. k. Pelap Pelapis isan an ditu dituju juka kan n untu untuk k memp memperb erbaik aikii permu permukaa kaan n benda benda sehing sehingga ga lebih lebih cemerl cemerlang ang dan mengki mengkilap lap dan tahan tahan korosi. Benda dapat dilapis dengan emas, nikel, tembaga, seng, kuningan, perak, crom dan logam pelapis lain. Berbagai barang perhiasan, kerajinan, komponen sepeda motor, mobil dan peralatan pabrik dilakukan sentuhan


akhir akhir melalu melaluii elektr elektropl oplatin ating g ini. ini. Contoh Contoh dari dari proses proses elektroplating dapat ditemukan pada proses pelapisan logam Cu dengan menggunakan krom dan pada pada proses proses penyep penyepuha uhan n emas. emas. Biasan Biasanya ya besi besi dijadi dijadikan kan katoda katoda,, logam logam penyepuhan menjadi anoda. Larutan elektrolit yang dipakai adalah emas klor klorid idaa

(AuC (AuCll3).

Emas

murni

Au

sebaga agai

anoda

dicelupkan

dan

digantungkan. Logam yang akan disepuh misalnya cincin digantungkan dan dicelupkan ke dalam elektrolit sebagai katoda. Reaksi redoks yang terjadi pada penyepuhan emas adalah: 

Au3+ (aq) + 3e-

Anoda (Au)

:

Au (s)

Katoda (Au3+)

:

Au3+ (aq) + 3e-

Reaksi keseluruhan

:

Au (s)





Au (s)

Au (s)

Reaksi Pembakaran Pada Kayu Bahan yang mudah dibakar dalam kayu adalah selulose, suatu zat serat yang merupakan kekuatan pada struktur tanaman. Selulose terdiri atas karbon, hidr hidrog ogen en,, dan dan oksi oksige gen. n. Mole Moleku kuln lnya ya meru merupa paka kan n poli polime merr yang yang rumu rumuss umumnya adalah (C6H10O5)x. Persamaan untuk pembakaran selulose dapat diberikan persamaan pembakaran dari rumus empirisnya, (C 6H10O5)x. Reaksi pembakaran pada kayu adalah: (C6H10O5)x (s) + 6 O2 (g)



6 CO2 (g) + 5 H2O (l)

Pembakaran pada Fuel Cell (Sel Bahan Bakar)


Sel bahan bakar ( fuel cell ) adalah sebuah alat elektrokimia yang dirancang untuk dapat diisi terus reaktannya. Reaktan yang biasanya digunakan dalam sel bahan bakar adalah hidrogen di sisi anoda dan oksigen di sisi katoda (sebuah sel hidrogen). Biasanya, aliran reaktan mengalir masuk dan produk dari reaktan mengalir keluar. Sehingga operasi jangka panjang dapat terus menerus menerus dilakukan dilakukan selama aliran tersebut dapat dijaga kelangsun kelangsunganny gannya. a. Reaksi kimia yang terjadi pada fuel cell adalah: 2H2 (g)



4 H+(aq) + 4e-

Anode

:

Katoda

: O2 (g) + 4 H+(aq) + 4 e-

Reaksi keseluruhan

: 2 H2 (g) + O2 (g)





2 H2O (l)

2 H2O (l)

Pembakaran Metana pada Kompor Gas. Dalam Dalam suatu suatu reaks reaksii pemb pembak akara aran, n, suat suatu u seny senyaw awaa bere bereak aksi si deng dengan an zat pengoksidasi. Reaksi pembakaran pada bahan bakar seperti metana atau gas alam akan menghasilkan karbon dioksida dan uap air. Reaksi yang terjadi pada pembakaran gas metana adalah: CH4 (g) + 2 O2 (g)



CO2 (g) + 2 H2O (l)

Proses Pengolahan Bijih Besi dari Oksidanya (Besi Tanur) Pengambilan bijih besi (Fe) dari oksidanya (Fe 2O3) juga merupakan aplikasi redoks redoks dalam dalam kehidu kehidupan pan sehari sehari-ha -hari. ri. Reaksi Reaksi redoks redoks yang yang terjadi terjadi pada pada pengolahan bijih besi dari oksidanya adalah: Fe2O3 (s) + 3 CO (g)



2 Fe (s) + 3 CO2 (g)


Fotosintesis pada Tumbuhan Dedaun Dedaunan an merupa merupakan kan tempat tempat utama utama berlan berlangsu gsungn ngnya ya fotosi fotosinte ntesis sis pada pada sebagian besar tumbuhan. Warna daun yang hijau berasal dari klorofil yaitu pigmen warna hijau yang terdapat di dalam kloroflas. Klorofil berfungsi menyerap menyerap energi cahaya untuk menggerakkan menggerakkan sintesis molekul molekul makanan makanan pada kloroflas. Persamaan reaksi fotosintesis: 6 CO2 (g) + 6 H2O (l)

klorofil

C6H12O6 (s) + 6 O2 (g)

UV

2.

Kons Konsep ep Reak Reaksi si Oksi Oksida dasi si dan dan Red Reduk uksi si

Konsep Konsep reaksi reaksi oksida oksidasi si dan reduks reduksii mengal mengalami ami perkem perkemban bangan gan seirin seiring g dengan kemajuan ilmu kimia. Pada awalnya konsep reaksi oksidasi dan reduksi didasarkan pada peristiwa penggabungan dan pelepasan oksigen. Reaksi oksidasi meliba melibatka tkan n pengga penggabun bungan gan oksige oksigen n dan reaksi reaksi reduks reduksii meliba melibatka tkan n pelepa pelepasan san oksigen. oksigen. Kemudian Kemudian para ahli melihat melihat suatu karakteristik karakteristik mendasar mendasar dari reaksi reaksi oksidasi dan reduksi ditinjau dari ikatan kimianya, yaitu dengan adanya serah terima elektron. Konsep ini ternyata dapat diterapkan untuk reaksi-reaksi yang tidak melibatkan oksigen. Reaksi oksidasi dan reduksi selalu terjadi bersama-sama sehingga disebut juga reaksi oksidasi-reduksi atau reaksi redoks. Sela Selanj njut utny nyaa para para ahli ahli meny menyad adar arii bahw bahwaa reak reaksi si redo redoks ks tida tidak k sela selalu lu meliba melibatka tkan n serah serah terima terima elektr elektron, on, tetapi tetapi juga juga penggu penggunaa naan n bersam bersamaa elektr elektron. on.


Mereka Mereka lalu mengem mengemban bangka gkan n konsep konsep reaksi reaksi redoks redoks berdas berdasark arkan an peruba perubahan han bilangan oksidasi.

a.

Konsep Konsep reaksi reaksi redok redokss berda berdasar sarkan kan pengga penggabun bungan gan dan pelep pelepasa asan n oksige oksigen n

Pada Pada awalny awalnyaa sekita sekitarr abad abad ke-18, ke-18, konsep konsep reaksi reaksi oksid oksidasi asi dan reduks reduksii didasarkan atas penggabungan unsur/senyawa dengan oksigen untuk membentuk oksid oksida, a, dan pelepa pelepasan san oksig oksigen en dari dari senya senyawa. wa. Reaksi Reaksi oksida oksidasi si adalah adalah reaksi reaksi peng penggab gabung ungan an oksige oksigen n dengan dengan unsur unsur atau atau senyaw senyawany anyaa sepert sepertii pada pada contoh contoh berikut: 2 Mg (s) + O2 (g)



2 MgO (s)

C (s) +



CO2 (g)

4 Fe (s) + 3 O2 (g)



2 Fe2O3 (s)

CH4 (g) + 2 O2 (g)



CO2 (g) + 2 H2O (l)

2 CO (g) + O2 (g)



2CO2 (g)

O2 (g)

Reaksi reduksi adalah reaksi pelepasan oksigen dari senyawanya seperti contoh berikut: 2 CuO (s)



2 Cu (s) + O2 (g)

2 PbO2 (s)



2 PbO (s) + O2 (g)

6 CO2 (g) + 6 H2O (l) b.



C6H12O6 (s) + 6 O2 (g)

Konsep Konsep reaksi reaksi redok redokss berda berdasar sarkan kan pengik pengikata atan n dan pel pelepa epasan san ele elektr ktron on


Memasuki abad ke-20, para ahli melihat suatu karakteristik mendasar dari reaksi reaksi oksida oksidasi si dan reduks reduksii ditinj ditinjau au dari dari ikatan ikatan kimian kimianya, ya, yaitu yaitu adanya adanya serah serah terima elektron. Reaksi oksidasi melibatkan pelepasan elektron, sedangkan reaksi reduks reduksii meliba melibatka tkan n peneri penerimaa maan n elektr elektron. on. Konsep Konsep ini dapat dapat ditera diterapka pkan n untuk untuk reaksireaksi-reak reaksi si yang yang tidak tidak meliba melibatka tkan n oksige oksigen. n. Reaksi Reaksi oksid oksidasi asi adalah adalah reaksi reaksi pelepasan elektron, sedangkan reaksi reduksi adalah reaksi penerimaan elektron. Ditinj Ditinjau au dari dari serah serah terima terima elektro elektron, n, reaksi reaksi oksida oksidasi si dan reduks reduksii selalu selalu terjadi terjadi bersama-sama. Artinya, ada zat yang melepas elektron atau mengalami oksidasi dan ada zat yang yang menerim menerimaa elektro elektron n atau atau mengal mengalami ami reduks reduksi. i. Reaksi Reaksi-rea -reaksi ksi berikut menunjukkan terjadinya serah terima elektron. 1).

2).

Reaksi antara Na dan F membentuk NaF yang terjadi: Na (s)

Reaksi reduksi

:

F2 (g) + 2e-

Reaksi redoks

:

Na (s) + F2 (g)

2 F -(aq)





Na melepas elektron F menerima elektron

2 NaF (s)

Reaksi antara Zn dan CuSO4 yang terjadi: Zn (s) + CuSO4 (aq)

c.

Na+(s) + e-



Reaksi ok oksidasi :



ZnSO 4 (aq) + Cu (s)



Zn 2+ (aq) + 2e-

Reaksi oksidasi :

Zn (s)

Reaksi reduksi

:

Cu2+ (aq) + 2e-

Reaksi redoks

:

Zn (s) + Cu2+(aq)

 

Cu (s)

Zn melepas elektron Cu menerima elektron

Zn2+ (aq) + Cu (s)

Konsep Konsep reaksi reaksi redok redokss berd berdasa asarka rkan n per peruba ubahan han bilan bilangan gan oksid oksidasi asi


Para Para ahli ahli kimia kimia menyad menyadari ari bahwa bahwa reaksi reaksi redoks redoks tidak tidak selalu selalu melibat melibatkan kan serah terima elektron. Para ahli kimia sepakat memperluas konsep redoks untuk reak reaksi si-r -reak eaksi si yang yang tida tidak k meli meliba batk tkan an elek elektr tron on deng dengan an meng menggu guna naka kan n dasa dasar r perubahan bilangan oksidasi dari atom unsur sebelum dan sesudah reaksi. Dalam reaksi redoks apabila unsur yang bilangan oksidasinya bertambah dika dikata taka kan n meng mengal alami ami oksi oksida dasi si dan dan atom atom unsu unsurr yang yang bila bilang ngan an oksi oksida dasi siny nyaa berku berkuran rang g mengal mengalami ami reduks reduksi. i. Reaksi Reaksi redoks redoks adalah adalah reaksi reaksi di mana mana terjad terjadii perubahan bilangan oksidasi atom pereaksi sebelum dan sesudah reaksi. Pada reaksi oksidasi oksidasi terjadi terjadi pertambahan pertambahan bilangan bilangan oksidasi, oksidasi, sedangkan pada reaksi reduksi terjadi penurunan bilangan oksidasi. Contoh berikut menunjukkan adanya perubahan bilangan oksidasi pada suatu reaksi. 1).

Reaksi antara C dengan O2 membentuk CO2. C (s) + 0

O2 (g) 0



CO2 (g) +4 -2

Oksidasi Reduksi C mengalami kenaikan BO dari 0 ke +4 mengalami reaksi oksidasi O2 mengalami penurunan BO dari 0 ke -2 mengalami reaksi reduksi 2).

Reaksi antara Fe2O3 dengan CO. Fe2O3 (s) +3

+

3 CO (g)



+2

2 Fe (s) + 0

3 CO2 (g) +4

Reduksi Oksidasi Fe mengalami penurunan BO dari +3 ke 0 mengalami reaksi reduksi


C mengalami kenaikan BO dari +2 ke +4 mengalami reaksi oksidasi


3.

Bilangan Oksidasi

Untu Untuk k mene menera rapk pkan an kons konsep ep reak reaksi si oksi oksida dasi si dan dan redu reduks ksii berd berdas asark arkan an perubahan bilangan oksidasi, terlebih dahulu harus mengetahui apa itu bilangan oksidasi dan bagaimana cara menentukan harga bilangan oksidasi suatu unsur. Bilangan oksidasi dari suatu atom unsur adalah muatan yang dimiliki oleh atom. Jika Jika elekt elektro ron n valen valensi siny nyaa cend cenderu erung ng terta tertari rik k ke atom atom lain lain yang yang berk berkait aitan an dengannya maka akan memiliki keelektronegatifan relatif lebih besar. Secara umum, untuk 2 atom yang berkaitan (secara ionik maupun kovalen) berlaku aturan: 1.

Atom Atom unsu nsur deng engan keele eelek ktro tronega negati tifa fan n yang ang leb lebih keci kecill memp mempu unyai nyai bilangan oksidasi positif.

2.

Atom Atom unsur nsur den dengan gan keel keelek ektr tron oneg egat atif ifan an yan yang leb lebih besa besarr mem mempuny punyai ai bilangan oksidasi negatif.

Untuk menentukan bilangan oksidasi atom suatu unsur berlaku aturan berikut: 1.

Bila Bilang ngan an oks oksid idas asii atom atom dala dalam m unsu unsurr beba bebass sama sama den denga gan n 0 (nol (nol). ). Contoh: Bilangan oksidasi atom dalam unsur Na, Fe, C, H 2, Cl2, P4, dan S8 sama dengan 0 (nol).

2.

Bila Bilang ngan an oks oksid idas asii ion ion mono monoat atom om sam samaa denga dengan n muat muatan an ion ionny nya. a. Contoh : -

Bilan ilanga gan n oksid ksidas asii ion ion Na+ = +1

-

Bilan ilanga gan n oksid ksidas asii ion ion Fe2+ = +2


3.

-

Bilan ilanga gan n oksid ksidas asii ion ion Cl = −1

-

Bilan ilanga gan n oksid ksidas asii ion ion O2 = −2

−

−

Juml Jumlah ah bilan bilanga gan n oksid oksidas asii atom-a atom-ato tom m dalam dalam seny senyaw awaa netral netral sama sama deng dengan an 0 (nol). Sedangkan jumlah bilangan oksidasi atom-atom dalam ion poliatom sama dengan muatan ionnya. Contoh : -

Seny Senyaw awaa NaC NaCll mem mempu puny nyai ai muat muatan an = 0 Jumlah BO. Na

+

Jumlah BO Cl

(1 atom atom Na x BO. BO. Na) Na) + (1 atom atom Cl x BO. BO. Cl) Cl) -

4.

= 0 = 0

Senyawa NO3 mempunyai muatan = −1 −

Jumlah BO. N

+

Jumlah BO. O

(1 atom N x BO. N)

+ (1 atom O x BO. O)

= −1 = −1

Bilang Bilangan an oksida oksidasi si fluo fluorin rin (F) dalam dalam senyaw senyawany anyaa selal selalu u sama sama dengan dengan −1. Contoh: Bilangan oksidasi F dalam NaF, HF, ClF 3 = − 1

5.

Bila Bilang ngan an oksi oksida dasi si hidro hidroge gen n (H) (H) jika jika beri berika kata tan n deng dengan an non-l non-log ogam am sama sama dengan dengan +1. Sedangkan bilangan bilangan oksidasi oksidasi H jika berikatan dengan logam adalah −1. Contoh: -

Bila Bilang ngan an oks oksid idas asii H dal dalam am HF, HF, HCl, HCl, H2O, H2S = +1

-

Bila Bilang ngan an oksi oksida dasi si H dal dalam am NaH NaH,, CaH CaH2 = −1


6.

Bila Bilang ngan an oks oksid idas asii oksi oksige gen n (O) (O) dalam dalam sen senya yawa wany nyaa sama sama den denga gan n −2, kecuali dalam senyawa biner flourida, peroksida dan superoksida. Contoh:

7.

-

Bilan ilanga gan n oksid ksidas asii O dalam alam H2O, Na2O = −2

-

Bila Bilang ngan an oksi oksida dasi si O dala dalam m sen senya yawa wa flour flourid idaa OF OF2 = +2

-

Bila Bilang ngan an oksi oksida dasi si O dala dalam m sen senya yawa wa pero peroks ksid idaa H2O2 dan Na2O2 = − 1

-

Bila Bilang ngan an oksi oksida dasi si O dala dalam m sen senya yawa wa supe supero roks ksid idaa KO KO2 dan CsO2 = − ½

Bilangan oksidasi logam golongan IA (Li, Na, K, Rb, Cs) dalam senyawanya sama dengan +1.

8.

Bilngan oksidasi logam golongan IIA (Be, Mg, Mg, Ca, Sr, Ba) dalam senyawanya sama sama dengan + 2.

9.

Bilang Bilangan an oksi oksidas dasii logam logam transi transisi si dalam dalam senyaw senyawany anyaa dapat dapat lebih lebih dari dari satu satu Contoh: Fe mempuny mempunyai ai bilangan bilangan oksida oksidasi si +2 dalam FeO,

+3 dalam dalam Fe2O3 dan

seterusnya. seterusnya. Bilangan oksidasi oksidasi Fe dapat ditentukan ditentukan dengan dengan menggunak menggunakan an aturan penentuan bilangan oksidasi. 10. 10.

Bila Bilang ngan an oksi oksida dasi si nonnon-lo loga gam m (a).

Dalam senyawa biner dari logam dan non-logam

Non-l Non-loga ogam m

mempun mempunyai yai

bilang bilangan an

oksida oksidasi si

sama sama

dengan dengan

muatan ionnya. Contoh: Cl berada sebagai ion Cl dalam senyawa NaCl. Jadi, bilangan oksidasi −

Cl dalam NaCl sama dengan −1


(b).

Dalam senyawa biner dari non-logam dan non-logam Non-logam yang lebih elektronegatif mempunyai bilangan oksidasi negati negatif. f. Bilang Bilangan an oksid oksidasi asiny nyaa sama sama dengan dengan bilang bilangan an oksid oksidasi asi jika jika non-logam tersebut berada sebagai ionnya. Contoh: Dalam senyawa ICl, Cl lebih elektronegatif dibandingkan I sehingga Cl mempunyai bilangan oksidasi yang negatif.

4.

Oksidator dan Reduktor

Dalam reaksi oksidasi dan reduksi (redoks), apabila unsur yang bilangan oksid oksidasi asinya nya bertam bertambah bah maka maka mengal mengalami ami oksida oksidasi si dan unsur unsur yang yang bilang bilangan an oksidasinya turun maka mengalami reduksi. Reduktor adalah zat yang mengalami oksid oksidasi asi,, sedang sedangkan kan oksida oksidator tor adalah adalah zat yang yang mengal mengalami ami reduks reduksi. i. Illust Illustrasi rasi berikut memperlihatkan pengertian oksidator dan reduktor. Reaksi redoks yang meli meliba batk tkan an peru peruba baha han n bila bilang ngan an oksi oksida dasi si adala adalah h reak reaksi si anta antara ra C deng dengan an O2 membentuk CO2 berikut ini: C (s) + 0

O2 (g) 0



CO2 (g) +4 -2

reaksi oksidasi reaksi reduksi

Bilangan oksidasi dari C meningkat dari 0 menjadi +4, maka C mengalami reaksi oksidasi dan C bertindak sebagai reduktor. Bilangan oksidasi dari O 2 menurun dari 0 menjadi −2, maka O2 mengalami reaksi reduksi dan O 2 bertindak sebagai

oksidator. 5.

Autoredoks


Autoredoks adalah reaksi yang melibatkan zat yang mengalami sekaligus reaksi oksidasi dan reaksi reduksi. Illustrasi berikut memperlihatkan pengertian autoredoks. 1)

Cl2 (g) + 0



2 NaOH (aq)

NaCl (aq) + NaClO (aq) + H2O (l) -1 +1

reaksi reduksi reaksi oksidasi

Dari Dari reaksi reaksi di atas terlih terlihat at bahwa bahwa Cl2 mengalami penurunan bilangan oksidasi sekaligus pertambahan bilangan oksidasi atau mengalami reduksi sekaligus oksidasi, maka reaksi di atas disebut sebagai autoredoks .

2)

4 H+ (aq)

+

2 Cu2O (s) +1



2 Cu (s) + 0

2 Cu2+ (aq) + 2 H2O (l) +2

reaksi reduksi reaksi oksidasi

Dari reaksi di atas terlihat bahwa Cu mengalami penurunan bilangan oksidasi sekali sekaligus gus pertam pertambah bahan an bilang bilangan an oksida oksidasi si atau atau mengal mengalami ami reduk reduksi si sekali sekaligus gus oksidasi, maka reaksi di atas disebut sebagai autoredoks .


REAKSI REDOKS

Recommend Documents