Kimia REAKSI REDOKS

A. Pengertian Reaksi Redoks

Reaksi Redoks (reduksi dan oksidasi) adalah reaksi penerimaan dan pelepasan elektron / reaksi terjadinya penurunan dan kenaikan bilangan oksidasi. Reaksi Reduksi ialah reaksi penangkapan elektron dan reaksi terjadinya penurunan bilangan oksidasi , sedangkan Reaksi Oksidasi adalah Reaksi pelepasan elektron dan reaksi terjadinya kenaikan bilangan oksidasi.

Contoh soal :
1. Manakah diantara reaksi berikut yang termasuk reaksi redoks ?
a. NaOH + HCL -> NaCl + H2O
b. Ag(aq) + Cl(aq) -> AgCl(s)
c. CaCO3 -> CaO + CO2
d. C4O + CO -> Cu + CO2
e. O2 + O -> O3

jawaban (d) : Perhatikan atom Cu biloks(bil. Oksidasi) + 2 (pada CuO) berubah menjadi O (pada Cu). Jika atom mengalami perubahan maka termasuk reaksi redoks karena pasti akan diikuti oleh perubahan lainya.

B. Bilangan Oksidasi (biloks)

Biloks(bil. Oksidasi) dapat juga disebut valensi , valensi adalah kecenderungan / kemampuan setiap atom untuk melepas / menerima elektron dalam pembentukan senyawa . Banyaknya elektron yan dapat dilepas / diterima adalah harga biloks dengan tanda + / - tergantung kecenderungn melepas elektron , besar kecenderunan ini merupakan harga keelektronegatifan.
Biloks (+) : mempunyai kecenderungan melepas elektron besar.
Biloks (-) : mempunyai kecenderungan menerima elektron besar.

Berdasarkan konsep ini telah disusun beberapa aturan perjanjian sbb :
1. Unsur unsur dan molekul yang beratom sejenis memiliki bilangan oksidasi 0 (nol).
2. Atom O dalam senyawa memiliki bil. Oksidasi -2 , kecenderungan dalam F2 biloks O = +2 . Dalam peroksida (H2O ,Na2O ,dst) bil. Oksidasi = -1 .
3. Atom H dalam senyawa Hibrida (CH4 , KH , BaH2 , dst) bil. Oksidasi H = -1 .
4. Atom logam dalam senyawa memiliki bil. Oksidasi positif sesuai dengan valensi logam tsb.
Contoh :
- AgCl biloks Ag = +1
- Fe2O3 biloks Fe = +3
- ZnSO3 biloks Zn = +2
5. Jumlah total biloks seluruh atom dalam suatu ion sama dengan muatan ion.
6. Jumlah total biloks atom dalam suatu senyawa netral = 0 .

1. Konsep reaksi redoks berdasarkan penggabungan dan pelepasan

oksigen

        Pada uraian di atas digambarkan bahwa besi akan lebih cepat

berkarat ketika cat telah mengelupas, mengapa? Hal ini terkait dengan

keberadaan oksigen. Ketika oksigen bereaksi dengan permukaan besi

maka akan terjadi reaksi antara oksigen dan besi. Reaksi yang terjadi

adalah reaksi oksidasi, yaitu penggabungan oksigen dengan logam besi

membentuk karat besi.

Pada konsep ini reduksi oksidasi didefinisikan:

Oksidasi adalah penggabungan oksigen dengan unsur atau senyawa.

Reduksi adalah pelepasan oksigen dari senyawanya.

Contoh reaksi oksidasi:

- penggabungan oksigen dengan unsur

4Fe + 3O2 -> 2Fe2O3

C + O2 -> CO2

- penggabungan oksigen dengan senyawa

CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O

2CO + O2 -> 2CO2

Contoh reaksi reduksi:

- Pelepasan oksigen dari senyawanya

2Fe2O3 -> 4Fe + 3O2

2Ag2O -> 4Ag + O2

2. Konsep reaksi redoks berdasarkan penggabungan dan pelepasan

elektron

Beberapa reaksi reduksi oksidasi tidak melibatkan oksigen, sehingga

konsep reduksi oksidasi perlu diperluas. Misalnya pada reaksi Na + Cl ?

NaCl.

Untuk menjelaskan konsep reduksi oksidasi dapat ditinjau dari serah

terima elektron.

Pada konsep ini reduksi oksidasi didefinisikan:

Oksidasi adalah pelepasan elektron

Reduksi adalah penerimaan elektron

Contoh:

- reaksi antara Na dan Cl2 membentuk NaCl

Pada reaksi ini Na melepaskan 1 elektron yang kemudian diterima Cl

2Na + Cl2 -> 2NaCl

atau Na + ½Cl2 -> NaCl

serah terima elektron yang terjadi:

Na -> Na+ + e Na melepas elektron (oksidasi)

½Cl2 + e -> Cl- Cl menerima elektron (reduksi)

- reaksi antara Ca dan Cl2 membentuk CaCl2

Pada reaksi ini Ca melepaskan 2 elektron yang kemudian diterima Cl

Ca + Cl2 -> CaCl2

serah terima elektron yang terjadi:

Ca -> Ca2+ + 2e Ca melepas elektron (oksidasi)

Cl2 + 2e -> 2Cl- Cl menerima elektron (reduksi)

3. Konsep reaksi redoks berdasarkan perubahan bilangan oksidasi

Pada reaksi redoks yang kompleks akan sulit menentukan atom mana

yang melepas atau menerima elektron. Para ahli kimia mengatasi hal ini

dengan mengkaitkan reaksi oksidasi dan reduksi dengan perubahan

bilangan oksidasi.

BILANGAN OKSIDASI

Bilangan oksidasi (bilok atau bo) adalah bilangan yang menunjukkan

muatan yang disumbangkan oleh atom unsur tersebut pada molekul atau ion

yang dibentuknya. Misalnya pada NaCl yang terbentuk melalui ikatan ion,

maka bilangan oksidasi Na adalah +1 dan bilangan oksidasi Cl adalah -1.

Untuk senyawa HCl yang terbentuk melalui ikatan kovalen, H lebih

elektropositif mempunyai bilangan oksidasi +1, sedangkan Cl lebih

elektronegatif mempunyai bilangan oksidasi -1.

Secara umum, untuk dua atom yang berikatan secara ionik maupun kovalen

berlaku:

- Atom unsur dengan keelektronegatifan lebih besar akan mempunyai

bilangan oksidasi negatif.

- Atom unsur dengan keelektronegatifan lebih kecil (lebih elektropositif)

mempunyai bilangan oksidasi positif.

Berikut ini bebrapa aturan yang dapat membantu menentukan bilangan

oksidasi suatu atom.

Aturan 1:

Bilangan oksidasi atom dalam unsur bebas sama dengan 0 (nol)

Contoh: bilok atom pada unsur Fe, Na, Cu, H2, Cl2, Br2, I2, O2 = 0

Aturan 2:

Bilangan oksidasi ion monoatom sama dengan muatan ionnya.

Contoh - bilok ion Fe2+ = +2

- bilok ion Na+ = +1

- bilok ion Cl- = -1

- bilok ion S2- = -2

Aturan 3:

Bilangan oksidasi logam golongan IA (Li, Na, K, Rb, Cs) dalam senyawa = +1

Bilangan oksidasi logam golongan IIA (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) dalam senyawa

=+2

Contoh - bilok Na dalam NaOH = +1

- bilok K dalam KCl = +1

- bilok Mg dalam MgO = +2

- bilok Ca dalam CaCl2 = -2

Aturan 4:

Bilangan oksidasi H dalam senyawa umumnya = +1

Bilangan oksdasi H dalam senyawa hidrida logam = -1

Contoh - bilok H dalam HCl, H2O, NH3 = +1

- bilok H dalam NaH, CaH2 = -1

Aturan 5:

Bilangan oksidasi oksigen (O) dalam senyawa umumnya =-2 (senyawa

oksida)

Bilangan okidasi oksigen (O) dalam senyawa peroksida = -1

Bilangan oksidasi oksigen (O) dalam senyawa peroksida = - ½

Bilangan oksidasi oksigen (O) dalam senyawa biner fluorida = +2

Contoh - bilok O dalam Na2O, CaO = -2

- bilok O dalam NaO, CaO2 = -1

- bilok O dalam NaO 2, KO2 = - ½

- bilok O dalam OF2 = +2

Aturan 6:

Jumlah bilangan oksidasi dalam senyawa netral = 0

Jumlah bilangan oksidasi dalam ion poliatom = muatan ionnya

Contoh - dalam senyawa H2SO4

2 x bilok H + bilok S + 4 x bilok O = 0

- dalam ion Cr2O7

2-

2 x bilok Cr + 7 x bilok O = -2

Dengan memahami aturan di atas kita dapat menentukan bilangan oksidasi

suatu atom dalam senyawa atau ion.

Contoh

Tentukan bilangan oksidasi Cl dalam CaCl2

Bilok Ca = +2 (aturan 3)

(bilok Ca) + (2 x bilok Cl) = 0

2 + (2 x bilok Cl) = 0

bilok Cl = -1

Tentukan bilangan oksidasi S dalam H2SO4

Bilok H = +1 (aturan 4)

Bilok O = -2 (aturan 5)

(2 x bilok H) + (bilok S) + (4 x bilok O) = 0 (aturan 6)

(2 x 1) + (bilok S) + (4 x (-2)) = 0

2 + bilok S – 8 = 0

bilok S = +6

Tentukan bilok Cr dalam Cr2O7

-2

Bilok O = -2 (aturan 5)

(2 x bilok Cr) + (7 x bilok O) = -2 (aturan 6)

(2 x bilok Cr) + (7 x (-2)) = -2

2 x bilok Cr = 12

bilok Cr = +6

PERUBAHAN BILANGAN OKSIDASI DALAM REAKSI OKSIDASI

REDUKSI

Setelah memahami cara menentukan bilangan oksidasi suatu atom,

kita dapat menentukan reaksi oksidasi reduksi berdasarkan perubahan

bilangan oksidasi.

Oksidasi adalah pertambahan bilangan oksidasi

Reduksi adalah penurunan bilangan oksidasi.

Zat yang atom unsurnya mengalami oksidasi disebut reduktor, sedangkan zat

yang atom unsurnya mengalami reduksi disebut oksidator.

Oksidator adalah zat yang mengalami reduksi

Reduktor adalah zat yang mengalami oksidasi

Contoh

Reaksi pengambilan biji besi dari oksidanya ditunjukkan oleh reaksi berikut

Fe2O3 + 3CO -> 2Fe + 3CO2

a. Tentukan zat manakah yang tereduksi dan teroksidasi

b. Tentukan oksidator dan reduktor

Jawab

a. Untuk menentukan zat yang tereduksi dan zat yang teroksidasi ikuti

langkah berikut:

- tentukan bilok masing-masing atom

- tentukan atom yang mengalami kenaikan bilok.

- tentukan atom yang mengalami penurunan bilok.

+3 -2 +2 -2 0 +4 -2

Fe2O3 + 3CO -> 2Fe + 3CO2

Bilangan oksidasi Fe turun dari +3 menjadi 0, jadi Fe2O3 tereduksi

menjadi Fe.

Bilangan oksidasi C naik dari +2 menjadi +4, jadi CO tereduksi menjadi

CO2

b. Oksidator adalah CO, reduktor adalah Fe2O3

MENYETARAKAN PERSAMAAN REAKSI REDOKS

Seperti halnya perubahan kimia yang lain, reaksi oksidasi dan reduksi

juga ditunjukkan oleh persamaan kimia. Karena itu persamaan redoks juga

harus disetarakan. Apakah anda dapat menyetarakan reaksi pada perkaratan

besi tersebut? Dengan cepat anda tentu dapat menyelesaikannya.

Sekarang kita perhatikan reaksi redoks berikut:

C + HNO3 => CO2 + NO2 + H2O,

apakah anda dapat menyetarakan reaksi tersebut? Jika anda menyetarakan

reaksi redoks dengan cara coba-coba, maka anda akan sering mengalami

kesulitan. Untuk mempermudah menyetarakan reaksi redoks, dapat

menggunakan cara bilangan oksidasi dan cara setengah reaksi. Masingmasing

cara tersebut memuat langkah-langkah yang dapat menuntun anda

dalam menyetarakan reaksi redoks. Dengan cara ini anda harus ingat bahwa

persamaan reaksi kimia dapat ditambah, dikurangi, dan dikalikan.

CARA BILANGAN OKSIDASI

Untuk menyetarakan reaksi redoks dengan cara bilangan oksidasi,

anda harus dapat menentukan bilangan oksidasi unsur yang ada dalam suatu

senyawa. Jika anda sudah memahami cara menentukan bilangan oksidasi,

anda dapat menyetarakan reaksi redoks dengan mudah. Langkah-langkah

dalam menyetarakan persamaan reaksi redoks dengan cara bilangan oksidasi

adalah:

Langkah 1 : Setarakan jumlah unsur, selain O dan H, yang mengalami

perubahan bilangan oksidasi dengan memberi koefisien.

Langkah 2 : Tentukan reaksi oksidasi dan reaksi reduksi dengan cara

menuliskan perubahan bilangan oksidasi.

Langkah 3 : Samakan jumlah elektron yang diterima dan yang dilepas

dengan cara mengalikan dengan angka tertentu.

Langkah 4 : Setarakan jumlah oksigen dengan menambah H2O.

Langkah 5 : Setarakan jumlah Hidrogen dengan menambahkan H+ .

Kim. 07. Reaksi Reduksi dan Oksidasi 15

Agar lebih jelas, perhatikan contoh berikut untuk menyetarakan reaksi:

MnO4

- + Cl- => Mn2+ + Cl2

Langkah 1

MnO4

- + 2Cl- => Mn2+ + Cl2

Di ruas kanan tedapat 2 atom Cl, sehingga Cl- di ruas kiri diberi koefisien 2

Langkah 2

MnO4

- + 2Cl- => Mn2+ + Cl2

+7 2x(-1) +2 0

Perubahan bilangan oksidasi Mn dari +7 menjadi +2 =5

Perubahan bilangan oksidasi Cl dari 2x(-1) menjadi 0 = 2

Langkah 3

2MnO4

- + 10Cl- => 2Mn2+ + 5Cl2

Jumlah elektron yang diterima Mn=5 dan elektron yang dilepas Cl=2. Agar

jumlah elektron yang diterima sama dengan elektron yang dilepas, maka Mn

dikalikan 2 dan Cl dikalikan 5.

Langkah 4

2MnO4

- + 10Cl- + 16H+ => 2Mn2+ + 5Cl2 +8H2O

Di ruas kiri terdapat 8 atom oksigen dari 2MnO4

- , tambahkan 8H2O di ruas

kanan. Akibat penambahan H2O, di ruas kanan terdapat 16 atom hidrogen

dari 8H2O, tambahkan 16H+ di ruas kiri.

Sekarang coba anda hitung jumlah tiap-tiap atom yang terdapat di

ruas kiri dan ruas kanan, apakah sudah setara?. Kemudian hitung juga

muatan di ruas kiri dan kanan, apakah sama? Jika jumlah atom dan muatan

di ruas kiri dan kanan maka reaksi redoks tersebut sudah setara.

Anda telah mempelajari konsep tentang asam dan basa, sekarang

perhatikan reaksi yang sudah setara di atas. Pada reaksi tersebut terdapat ion

H+ di ruas kiri, apa artinya? Adanya ion H+ menunjukkan bahwa reaksi

tersebut berlangsung pada suasana asam.

Anda tentu mempertanyakan, bagaimana jika reaksi berlangsung pada

suasana basa? Untuk menyetarakan reaksi redoks pada suasana basa, dapat

dilakukan dengan menetralkan ion H+ pada langkah terakhir dengan ion OH-

(H+ + OH- => H2O). Tambahkan OH-di ruas kiri dan kanan sebanyak ion H+.

Untuk memperoleh gambaran yang lebih jelas perhatikan contoh berikut.

Cl2 + IO3

- ? IO4

- + Cl- (basa)

Jika anda mengikuti langkah 1 hingga 5 maka akan diperoleh :

Cl2 + IO3

- + H2O=> IO4

- +2Cl- + 2H+

Untuk mengubah menjadi suasana basa, tambahkan 2OH- pada kedua ruas.

Di ruas kanan akan terjadi reaksi netralisasi 2H+ + 2OH- => 2H2O

Cl2 + IO3

- + H2O => IO4

- + 2Cl- + 2H+

2OH- 2OHCl2

+ IO3

- + H2O+ 2OH- =>IO4

- +2Cl- + 2H2O

Cl2 + IO3

- + 2OH- => IO4

- +2Cl- + H2O

CARA SETENGAH REAKSI

Untuk menyetarakan reaksi redoks dengan cara setengan reaksi ikuti

langkah-langkah berikut:

Langkah 1 : Pisahkan reaksi redoks menjadi reaksi reduksi dan reaksi

oksidasi.

Langkah 2 : Setarakan jumlah unsur, selain O dan H, yang mengalami

perubahan bilangan oksidasi dengan memberi koefisien.

Langkah 3 : Tambahkan H2O untuk menyetarakan atom oksigen dan

Kim. 07. Reaksi Reduksi dan Oksidasi 17

tambahkan H+ untuk menyetarakan atom hidrogen.

Langkah 4 : Tambahkan elektron untuk menyetarakan muatan.

Langkah 5 : Menyamakan jumlah elektron yang dilepas pada reaksi

oksidasi dengan jumlah elektron yang diterima pada reaksi

reduksi, kemudian jumlahkan kedua reaksi tersebut.

Contoh, Setarakan reaksi redoks berikut

Cr2O7

2- + Fe2+=> Cr3+ + Fe3+ (asam)

Langkah 1

Cr2O7

2- ? Cr3+

Fe2+ ? Fe3+

Langkah 2

Cr2O7

2- ? 2Cr3+

Fe2+ ? Fe3+

Pada reaksi reduksi jumlah Cr di ruas kiri adalah 2, maka di ruas kanan ion

Cr2+ diberi koefisien 2, sedangkan pada reaksi oksidasi jumlah Fe di ruas kiri

dan kanan sama, maka tidak perlu penambahan koefisien

Langkah 3

Cr2O7

2- + 14H+ ? 2Cr3+ + 7H2O

Fe2+ ? Fe3+

Pada reaksi reduksi, jumlah O dalam Cr2O7

2- adalah 7, maka di ruas kanan

perlu ditambahkan 7 H2O, berikutnya akibat penambahan 7H2O di ruas

kanan terdapat 14 atom H, maka di ruas kiri perlu ditambah 14 H+. Pada

reaksi oksidasi tidak terdapat atom O, sehingga tidak terjadi penambahan

H2O dan H+.

Kim. 07. Reaksi Reduksi dan Oksidasi 18

Langkah 4

Cr2O7

2- + 14H+ + 6e- ? 2Cr3+ + 7H2O

Fe2+ ? Fe3+ + e-

Pada reaksi reduksi jumlah muatan di ruas kiri adalah -2 + 14 = 12, jumlah

muatan di ruas kanan 2 x 3 + 0 = 6. Agar muatan sama maka di ruas kiri

ditambah 6 e-.

Pada reaksi oksidasi jumlah muatan di ruas kiri = 2 dan di ruas kanan = 3,

maka di ruas kanan ditambah 1e-.

Langkah 5

Cr2O7

2- + 14H+ + 6e- ? 2Cr3+ + 7H2O

6Fe2+ ? 6Fe3+ + 6e-

__________________________________________ +

Cr2O7

2- + 14H+ + 6Fe2+ ? 2Cr3+ + 7H2O + 6Fe3+

Pada reaksi reduksi jumlah elektron= 6 sedangkan pada reaksi oksidasi

jumlah elektron 1, maka pada reaksi oksidasi harus dikalikan 6.

Sekarang coba anda hitung apakah jumlah atom dan jumlah muatan,

apakah reaksi sudah setara?

Untuk menyetarakan reaksi redoks dalam suasana basa dapat

dilakukan seperti pada cara bilangan oksidasi, yaitu menetralkan H+ dengan

OH-pada tahap akhir.
Untuk lebih jelasnya download disini :