Pengertian Reaksi Reduksi Oksidasi (Redoks), Contoh, Soal dan Pembahasan
https://blogmipa-kimia.blogspot.com/2018/02/reaksi-redoks-reduksi-oksidasi.html
Daftar Materi Kimia
Advertisement
Dalam artikel sebelumnya telah dibahas mengenai berbagai macam reaksi kimia. Coba sebutkan kembali reaksi apa saja yang kalian ketahui. Sekarang, kalian akan diperkenalkan dengan salah satu macam reaksi yang melibatkan transfer elektron dari satu spesi kimia ke spesi kimia yang lain, dapat berupa senyawa, molekul, atau ion.Reaksi tersebut terjadi pada reaksi metabolisme zat makanan di dalam tubuh, proses pemurnian logam-logam dari bijihnya, baterai, dan accumulator.
Makna reduksi oksidasi (redoks) mengalami perkembangan dari masa ke masa sejalan dengan perkembangan ilmu Kimia itu sendiri. Sebelum dikenal elektron, konsep redoks dihubungkan dengan reaksi kimia yang melibatkan oksigen dan hidrogen.
1. Pengertian Redoks Berdasarkan Pengikatan dan Pelepasan Oksigen
Sejak dulu, para pakar kimia sudah mengetahui bahwa oksigen dapat bereaksi dengan banyak unsur. Senyawa yang terbentuk dari hasil reaksi dengan oksigen dinamakan oksida sehingga reaksi antara oksigen dan suatu unsur dinamakan reaksi oksidasi.
Karat besi adalah senyawa yang terbentuk dari hasil reaksi antara besi dan oksigen (besi oksida). Perkaratan besi merupakan salah satu contoh dari reaksi oksidasi. Persamaan reaksi pembentukan oksida besi dapat ditulis sebagai berikut.
4Fe(s) + 3O2(g) → 2Fe2O3(s)
|
Pada reaksi tersebut, besi mengalami oksidasi dengan cara mengikat oksigen menjadi besi oksida.
Kebalikan dari reaksi oksidasi dinamakan reaksi reduksi. Pada reaksi reduksi terjadi pelepasan oksigen. Besi oksida dapat direduksi dengan cara direaksikan dengan gas hidrogen, persamaan reaksinya adalah sebagai berikut.
Fe2O3(s) + 3H2(g) → 2Fe(s) + 3H2O(g)
|
Berikut ini adalah beberapa contoh reaksi oksidasi dan reaksi reduksi ditinjau dari segi pelepasan dan pengikatan oksigen.
C(s) + O2(g) → CO2(g) (reaksi oksidasi)
CO(g) + H2(g) → C(s) + H2O(g) (reaksi reduksi)
2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g) (reaksi oksidasi)
CH4(g) + 2O2(g) → CO2(s) + 2H2O(g) (reaksi oksidasi)
Contoh Soal 1: Konsep Redoks yang Melibatkan Oksigen
Manakah di antara reaksi berikut yang tergolong reaksi reduksi-oksidasi menurut konsep pelepasan dan pengikatan oksigen?
A. 2H2O2(aq) → 2H2O(l) + O2(g)
B. Zn(s) + H2SO4(aq) → ZnSO4(aq) + H2(g)
Jawab
Reaksi (a) terjadi pelepasan oksigen maka reaksinya tergolong reaksi reduksi.
Reaksi (b) terjadi pelepasan oksigen, tergolong reaksi reduksi.
2. Pengertian Redoks Berdasarkan Pelepasan dan Penerimaan Elektron
Konsep redoks yang melibatkan transfer elektron berkembang setelah diketahui adanya elektron dalam atom dan reaksi pembentukan senyawa ion (lihat kembali artikel tentang ikatan ion). Tuliskan pembentukan senyawa NaCl dari unsur-unsurnya. Spesi manakah yang melepaskan elektron dan yang menerima elektron?
Dalam konsep redoks, peristiwa pelepasan elektron dinamakan oksidasi, sedangkan peristiwa penerimaan elektron dinamakan reduksi. Pada pembentukan senyawa NaCl dari unsur-unsurnya, atom natrium mengalami oksidasi, sedangkan atom klorin mengalami reduksi. Penggabungan kedua proses itu dinamakan reaksi redoks.
Reaksi redoks pada peristiwa perkaratan besi dapat dijelaskan dengan reaksi berikut:
2Fe → 2Fe3+ + 6e– (oksidasi)
3O2 + 6e– → 3O2– (reduksi)
Pada reaksi tersebut, enam elektron dilepaskan oleh dua atom besi dan diterima oleh tiga atom oksigen membentuk senyawa Fe2O3. Oleh karena itu, peristiwa oksidasi selalu disertai peristiwa reduksi. Pada setiap persamaan reaksi, massa dan muatan harus setara antara ruas kanan dan ruas kiri (ingat kembali penulisan persamaan reaksi).
Persamaan reaksi redoks tersebut memiliki muatan dan jumlah atom yang sama antara ruas sebelah kiri dan sebelah kanan persamaan reaksi. Oksidasi besi netral melepaskan elektron yang membuatnya kehilangan muatan. Dengan menyamakan koefisiennya maka muatan pada kedua ruas persamaan reaksi menjadi sama. Penyetaraan pada reaksi reduksi oksigen juga menggunakan cara yang sama.
Contoh Soal 2: Reduksi Oksidasi Berdasarkan Transfer Elektron
Manakah dari reaksi berikut yang mengalami oksidasi dan reduksi berdasarkan konsep transfer elektron?
Mg(s) + Cl2(g) → MgCl2(g)
Jawab:
Persamaan reaksi ionnya:
Oksidasi
|
:
|
Mg → Mg2+ + 2e−
|
Reduksi
|
:
|
Cl2 + 2e− → 2Cl–
|
Reaksi keseluruhan
|
:
|
Mg + Cl2 → MgCl2
|
Dari persamaan tersebut, dapat diketahui bahwa Mg melepaskan elektron dan Cl menerima elektron. Dengan demikian, Mg mengalami oksidasi dan Cl mengalami reduksi.
3. Pengertian Redoks Berdasarkan Perubahan Bilangan Oksidasi
Reaksi redoks dapat pula ditinjau dari perubahan bilangan oksidasi atom atau unsur sebelum dan sesudah reaksi. Reaksi redoks adalah reaksi yang ditandai dengan terjadinya perubahan bilangan oksidasi dari atom unsur sebelum dan sesudah reaksi.
Apa itu bilangan oksidasi?
Bilangan oksidasi atau biloks adalah muatan yang dimiliki oleh atom jika elektron valensinya cenderung tertarik ke atom lain yang berikatan dengannya dan memiliki keelektronegatifan lebih besar. Aturan penentuan bilangan oksidasi antara lain sebagai berikut.
■ Bilangan oksidasi atom dalam unsur bebas sama dengan 0 (nol).
Contoh:
Bilangan oksidasi atom dalam unsur Na, Fe, H2, P4, dan S8 sama dengan 0 (nol).
■ Bilangan oksidasi ion monoatom sama dengan muatan ionnya.
Contoh:
(a) Bilangan oksidasi ion Na+ sama dengan +1.
(b) Bilangan oksidasi ion Mg2+ sama dengan +2.
(c) Bilangan oksidasi ion Fe3+ sama dengan +3.
(d) Bilangan oksidasi ion Br– sama dengan –1.
(e) Bilangan oksidasi ion S2– sama dengan –2.
■ Jumlah bilangan oksidasi semua atom dalam senyawa netral sama dengan 0 (nol).
Contoh:
Senyawa NaCl mempunyai muatan = 0.
Jumlah biloks Na + biloks Cl = (+1) + (–1) = 0.
■ Jumlah bilangan oksidasi semua atom dalam ion poliatomik sama dengan muatan ionnya.
Contoh:
Ion NO3– bermuatan = –1, maka biloks N = –1 dan biloks O = –1.
■ Bilangan oksidasi Fluor dalam senyawanya = –1.
Contoh:
Bilangan oksidasi F dalam NaF dan ClF3 sama dengan –1.
■ Bilangan oksidasi oksigen (O) dalam senyawanya sama dengan –2, kecuali dalam senyawa biner fluorid, peroksida, dan superoksida
Contoh:
(a) Bilangan oksidasi O dalam H2O, CO2, dan SO2 sama dengan –2.
(b) Bilangan oksidasi O dalam senyawa peroksida, H2O2 dan Na2O2 sama dengan –1.
(c) Bilangan oksidasi O dalam senyawa fluorida, OF2 sama dengan +2.
(d) Bilangan oksidasi O dalam senyawa superoksida KO2 dan CsO2 sama dengan –1/2.
■ Bilangan oksidasi hidrogen (H) jika berikatan dengan non-logam sama dengan +1. Bilangan oksidasi H jika berikatan dengan logam alkali dan alkali tanah sama dengan –1.
Contoh:
(a) Bilangan oksidasi H dalam HF dan H2O sama dengan +1.
(b) Bilangan oksidasi H dalam NaH dan CaH2 sama dengan –1.
■ Bilangan oksidasi logam golongan IA (alkali) dalam senyawanya sama dengan +1.
Contoh:
Na, K memiliki bilangan oksidasi = +1.
■ Bilangan oksidasi logam golongan IIA (alkali tanah) dalam senyawanya dengan +2.
Contoh:
Ba, Mg, memiliki bilangan oksidasi = +2.
■ Bilangan oksidasi logam transisi dalam senyawanya dapat lebih dari satu.
Contoh:
Fe mempunyai bilangan oksidasi +2 dalam FeO; +3 dalam Fe2O3, dan seterusnya.
Reaksi redoks ditinjau dari perubahan bilangan oksidasi
Berdasarkan pengertian bilangan oksidasi dan aturan penentuan bilangan oksidasi, konsep reaksi redoks dapat dijelaskan sebagai berikut
■ Reaksi oksidasi adalah reaksi yang menaikkan bilangan oksidasi. Zat yang mengalami oksidasi merupakan reduktor.
Contoh:
Fe(s) → F2+(aq) + 2e–
0 +2
Zn(s) → Zn2+(aq)+ 2e–
0 +2
■ Reaksi reduksi adalah reaksi yang menurunkan bilangan oksidasi. Zat yang mengalami reduksi merupakan oksidator.
Contoh:
I2(g) + 2e– → 2I–(aq)
0 −1
Cu2+(g) + 2e– → Cu(s)
+2 0
Catatan:
(a) Jumlah muatan di kanan dan kiri harus sama.
(b) Jika dalam suatu reaksi tidak terjadi perubahan bilangan oksidasi, reaksi tersebut bukan reaksi redoks.
Reduktor dan Oksidator
Berdasarkan uraian sebelumnya, apa yang dapat Anda simpulkan mengenai zat-zat kimia dihubungkan dengan konsep redoks? Semua zat kimia dapat dikelompokkan ke dalam dua kelompok, yakni zat-zat yang mengalami oksidasi dan zat-zat yang mengalami reduksi.
Dalam reaksi redoks, pereaksi yang dapat mengoksidasi pereaksi lain dinamakan zat pengoksidasi atau oksidator. Sebaliknya, zat yang dapat mereduksi zat lain dinamakan zat pereduksi atau reduktor. Pada Contoh Soal 2, magnesium melepaskan elektron yang menyebabkan klorin mengalami reduksi. Dalam hal ini, magnesium disebut zat pereduksi atau reduktor. Sebaliknya, atom klorin berperan dalam mengoksidasi magnesium sehingga klorin disebut oksidator.
Contoh Soal 3: Reduktor dan Oksidator
Kelompokkan pereaksi-pereaksi berikut ke dalam oksidator dan reduktor.
A. 4Cu(s) + O2(g) → 2Cu2O(s)
B. 2Na(s) + H2(g) → 2NaH(s)
Jawab
4Cu → 4Cu++ 4e– (reduktor)
O2 + 4e– → 2O2– (oksidator)
2Na → 2Na+ + 2e– (reduktor)
H2 + 2e– → 2H– (oksidator)
