3 Perkembangan Konsep Reaksi Redoks (Reduksi-Oksidasi) dan Contohnya

Daftar Materi Kimia

• 1. Struktur Atom (Proton, Elektron dan Neutron)
• 2. Ikatan Kimia (Ion, Kovalen dan Logam)
• 3. Stoikiometri (Perhitungan Kimia)
• 4. Larutan Elektrolit dan Nonelektrolit
• 5. Reaksi Redoks (Reduksi-Oksidasi)

Advertisement

Baca Juga:

Pengetahuan manusia mengenai reaksi redoks senantiasa berkembang. Perkembangan konsep reaksi redoks menghasilkan dua konsep, klasik dan modern. Awalnya, reaksi redoks dipandang sebagai hasil dari perpindahan atom oksigen dan hidrogen. Oksidasi merupakan proses terjadinya penangkapan oksigen oleh suatu zat. Sementara itu reduksi adalah proses terjadinya pelepasan oksigen oleh suatu zat.

Oksidasi juga diartikan sebagai suatu proses terjadinya pelepasan hidrogen oleh suatu zat dan reduksi adalah suatu proses terjadinya penangkap hidrogen. Oleh karena itu, teori klasik mengatakan bahwa oksidasi adalah proses penangkapan oksigen dan kehilangan hidrogen. Di sisi lain, reduksi adalah proses kehilangan oksigen dan penangkapan hidrogen.

Seiring dilakukannya berbagai percobaan, konsep redoks juga mengalami perkembangan. Muncullah teori yang lebih modern yang hingga saat ini masih dipakai. Dalam teori ini disebutkan bahwa:

■ Oksidasi adalah proses yang menyebabkan hilangnya satu atau lebih elektron dari dalam zat. Zat yang mengalami oksidasi menjadi lebih positif.

■ Reduksi adalah proses yang menyebabkan diperolehnya satu atau lebih elektron oleh suatu zat. Zat yang mengalami reduksi akan menjadi lebih negatif.

Teori ini masih dipakai hingga saat ini. Jadi proses oksidasi dan reduksi tidak hanya dilihat dari penangkapan oksigen dan hidrogen, melainkan dipandang sebagai proses perpindahan elektron dari zat yang satu ke zat yang lain.

Dari penjelasan di atas kita mengetahui bahwa konsep reaksi redoks (reduksi-oksidasi) senantiasa mengalami perkembangan seiring dengan kemajuan ilmu kimia. Nah, pada kesempatan kali ini kita akan membahas perkembangan konsep reaksi redoks mulai dari pengikatan dan pelepasan oksigen, elektron, serta perubahan bilangan oksidasi (biloks). Silahkan kalian simak baik-baik.

Konsep Reaksi Redoks Berdasarkan Pengikatan dan Pelepasan Oksigen

Pada awalnya, sekitar abad ke-18, konsep reaksi oksidasi dan reduksi didasarkan atas penggabungan unsur atau senyawa dengan oksigen membentuk oksida, dan pelepasan oksigen dari senyawa. Adapun yang dimaksud dengan reduksi dan oksidasi adalah sebagai berikut.

■ Reduksi adalah reaksi pelepasan oksigen dari suatu senyawa.

Reduktor adalah:

1) Zat yang menarik oksigen pada reaksi reduksi.

2) Zat yang mengalami reaksi oksidasi.

Contoh:

1) Reduksi Fe2O3 oleh CO

Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2

2) Reduksi Cr2O3 oleh Al

Cr2O3 + 2Al → 2Cr + Al2O3

■ Oksidasi adalah reaksi pengikatan (penggabungan) oksigen oleh suatu zat.

Oksidator adalah:

1) Sumber oksigen pada reaksi oksidasi.

2) Zat yang mengalami reduksi.

Contoh:

1) Oksidasi Fe oleh O2

4Fe + 3O2 → 2Fe2O3

2) Pemanggangan ZnS

2ZnS + 3O2 → 2ZnO + 2SO2

Gambar Besi berkarat (Fe2O3) dan sate dibakar adalah contoh reaksi pengikatan oksigen

Konsep Reaksi Redoks Berdasarkan Pelepasan dan Penerimaan Elektron

Reaksi oksidasi dan reduksi ternyata bukan hanya melibatkan oksigen, melainkan juga melibatkan elektron. Memasuki abad ke-20, para ahli melihat suatu karakteristik mendasar dari reaksi oksidasi dan reduksi ditinjau dari ikatan kimianya, yaitu adanya serah terima elektron. Konsep ini dapat diterapkan pada reaksi-reaksi yang tidak melibatkan oksigen. Adapun yang dimaksud dengan reduksi dan oksidasi adalah sebagai berikut.

■ Reduksi adalah reaksi pengikatan elektron.

Reduktor adalah:

1) Zat yang melepaskan elektron.

2) Zat yang mengalami oksidasi.

Contoh:

1) Cl2 + 2e− → 2Cl−

2) Ca2+ + 2e− → Ca

■ Oksidasi adalah reaksi pelepasan elektron.

Oksidator adalah:

1) Zat yang mengikat elektron.

2) Zat yang mengalami reduksi.

Contoh:

1) K → K+ + e−

2) Cu → Cu2+ + 2e−

Konsep Reaksi Redoks Berdasarkan Pertambahan dan Penurunan Bilangan Oksidasi

Reaksi redoks dapat pula ditinjau dari perubahan bilangan oksidasi atom atau unsur sebelum dan sesudah reaksi. Reaksi redoks adalah reaksi yang ditandai terjadinya perubahan bilangan oksidasi (biloks) dari atom unsur sebelum dan sesudah reaksi. Sebelum membahas konsep reaksi reduksi oksidasi berdasarkan perubahan bilangan oksidasi, ada baiknya kita bahas terlebih dahulu apa yang dimaksud dengan bilangan oksidasi 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.

Apabila kalian sudah paham mengenai pengertian bilangan oksidasi serta aturan penentuannya, sekarang kita bahas pengertian reduksi dan oksidasi berdasarkan perubahan bilangan oksidasi, yaitu sebagai berikut.

■ Reduksi adalah reaksi penurunan bilanga oksidasi.

Reduktor adalah:

1) Zat yang mereduksi zat lain dalam reaksi redoks.

2) Zat yang mengalami oksidasi.

Contoh:

2SO3 → 2SO2 + O2

Bilangan oksidasi S dalam SO3 adalah +6 sedangkan pada SO2 adalah +4. Karena unsur S mengalami penurunan bilangan oksidasi, yaitu dari +6 menjadi +4, maka SO3 mengalami reaksi reduksi. Oksidatornya adalah SO3 dan zat hasil reduksi adalah SO2. Bagaimana caranya menetukan bilangan oksidasi S dalam SO3 dan SO2? Perhatikan penjelasan berikut.

Menentukan biloks S dalam SO3

Jumlah bilangan oksidasi semua atom dalam senyawa netral sama dengan 0 dan bilangan oksidasi O = -2 maka:

⇒ b.o S + (3 × b.o O) = 0

⇒ b.o S + (3 × -2) = 0

⇒ b.o S + (-6) = 0

⇒ b.o S = 0 + 6

⇒ b.o S = 6

Jadi, bilangan oksidasi S dalam SO3 adalah 6.

Menentukan biloks S dalam SO2

Jumlah bilangan oksidasi semua atom dalam senyawa netral sama dengan 0 dan bilangan oksidasi O = -2 maka:

⇒ b.o S + (2 × b.o O) = 0

⇒ b.o S + (2 × -2) = 0

⇒ b.o S + (-4) = 0

⇒ b.o S = 0 + 4

⇒ b.o S = 4

Jadi, bilangan oksidasi S dalam SO2 adalah 4.

■ Oksidasi adalah reaksi pertambahan bilangan oksidasi.

Oksidator adalah:

1) Zat yang mengoksidasi zat lain dalam reaksi redoks.

2) Zat yang mengalami reaksi reduksi.

Contoh:

4FeO + O2 → 2Fe2O3

Bilangan oksidasi Fe dalam FeO adalah +2, sedangkan dalam Fe2O3 adalah +3. Karena unsur Fe mengalami kenaikan bilangan oksidasi, yaitu dari +2 menjadi +3, maka FeO mengalami reaksi oksidasi. Reduktornya adalah FeO dan zat hasil oksidasi adalah Fe2O3. Bagaimana caranya menetukan bilangan oksidasi Fe dalam FeO dan Fe2O3? Perhatikan penjelasan berikut.

Menentukan biloks F dalam FeO

Jumlah bilangan oksidasi semua atom dalam senyawa netral sama dengan 0 dan bilangan oksidasi O = -2 maka:

⇒ b.o F + (1 × b.o O) = 0

⇒ b.o F + (1 × -2) = 0

⇒ b.o F + (-2) = 0

⇒ b.o F = 0 + 2

⇒ b.o F = 2

Jadi, bilangan oksidasi F adalam FeO adalah 2.

Menentukan biloks F dalam Fe2O3

Jumlah bilangan oksidasi semua atom dalam senyawa netral sama dengan 0 dan bilangan oksidasi O = -2 maka:

⇒ (2 × b.o F) + (3 × b.o O) = 0

⇒ (2 × b.o F) + (3 × -2) = 0

⇒ (2 × b.o F) + (-6) = 0

⇒ (2 × b.o F) = 0 + 6

⇒ (2 × b.o F) = 6

⇒ b.o F = 6/2

⇒ b.o F = 3

Jadi, bilangan oksidasi F adalam Fe2O3 adalah 3.

Jika suatu reaksi kimia mengalami reaksi reduksi dan oksidasi sekaligus dalam satu reaksi, maka reaksi tersebut disebut reaksi reduksi-oksidasi atau reaksi redoks.

Contoh:

a. 4FeO + O2 → 2Fe2O3 (bukan reaksi redoks)

b. Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 (reaksi redoks)