Materi Kelas X Redoks

Perubahan kimia yang terjadi di sekitar kita beragam jenisnya, seperti pembusukan, fermentasi, reaksi penggaraman atau penetralan, reaksi hidrolisis, reaksi pembakaran/ oksidasi atau reaksi reduksi. Pada bab ini akan dibahas reaksi redoks yaitu reaksi reduksi dan oksidasi, bilangan oksidasi, oksidator, reduktor, dan reaksi autoredoks.

A.    Konsep Redoks

Di sekitar kita sering dijumpai peristiwa kimiawi seperti logam berkarat, pembuatan besi dari bijih besi, penyepuhan logam, terjadinya arus listrik pada aki atau baterai, buah masak, buah busuk, mercon meledak, kembang api dibakar, dan lain sebagainya. Perkaratan pada logam, pembakaran, pembusukan oleh mikroba, fotosintesis pada tumbuhan, dan metabolisme di dalam tubuh merupakan sebagian contoh-contoh reaksi oksidasi dan reduksi.

Baca juga: Cara Penyetaraan Reaksi Redoks dengan Cara Setengah Reaksi atau Ion Elektron

a. Konsep redoks berdasarkan pengikatan dan pelepasan oksigen

Konsep reaksi oksidasi dan reduksi mengalami perkembangan dari masa ke masa sesuai cakupan konsep yang dijelaskan. Pada mulanya konsep reaksi oksidasi dan reduksi ditinjau dari penggabungan dan pelepasan oksigen. Reaksi oksidasi didefinisikan sebagai reaksi penggabungan/ pengikatan suatu zat dengan oksigen. Sebaliknya reaksi pelepasan oksigen oleh suatu zat disebut reaksi reduksi.

Pada reaksi di atas C mengikat O2 membentuk CO2. Demikian juga Fe, Cu, S, dan SO2 berturut-turut menjadi Fe2O3, CuO, SO2, dan SO3 setelah mengikat oksigen. Jadi, C, Fe, Cu, S, dan SO2 telah mengalami reaksi oksidasi.

Contoh reaksi reduksi

Perhatikan reaksi di atas, SO3 melepaskan oksigen membentuk SO2, demikian juga KClO3 dan KNO3 masingmasing melepaskan oksigen menjadi KCl dan KNO2. Jadi, SO3, KClO3, dan KNO3 mengalami reaksi reduksi. Pada reaksi termit menghasilkan besi cair yang sering digunakan untuk mengelas benda-benda dari besi, reaksinya adalah

2 Al(s) + Fe2O3(s)è2 Fe(l) + Al2O3(s)

Al mengikat oksigen membentuk Al2O3 berarti Al mengalami oksidasi. Fe2O3 melepaskan oksigen membentuk Fe. Jadi, Fe2O3 mengalami reduksi. Pada reaksi termit tersebut oksidasi dan reduksi terjadi bersamaan, reaksi seperti ini disebut reaksi redoks.

b. Konsep redoks berdasarkan pengikatan dan pelepasan elektron

Pada reaksi Na(s) + S(s)èNa2S(s) tidak melibatkan gas oksigen, maka konsep redoks berdasarkan pengikatan dan pelepasan oksigen tidak dapat digunakan. Konsep redoks berkembang, bukan lagi pengikatan dan pelepasan oksigen tetapi pengikatan dan pelepasan elektron. Reaksi oksidasi adalah reaksi pelepasan elektron. Contohnya pada pembentukan ion Na+.

Na(s)èNa+(aq) + e–

Sebaliknya reaksi pengikatan elektron disebut reaksi reduksi. Contohnya pada pembentukan ion S2–.

S(s) + 2 e– èS2– (aq)

Reaksi redoks adalah reaksi yang terjadi di mana reaksi oksidasi dan reduksi terjadi bersama-sama.

2 Na(s) + S(s)èNa2S(s)

Reaksi di atas dapat ditulis menjadi 2 tahap yaitu:

Reaksi oksidasi : 2 Na(s)è2 Na+(aq) + 2 e–

Reaksi reduksi : S(s) + 2 e– èS2– (aq)

Reaksi redoks : 2 Na(s) + S(s)è Na2S(s)

Pada reaksi di atas Na mengalami reaksi oksidasi dan menyebabkan S tereduksi. Zat seperti Na ini disebut reduktor. Sedangkan S disebut oksidator karena menyebabkan Na teroksidasi, dan dia sendiri mengalami reaksi reduksi.

c.Konsep redoks berdasarkan perubahan (kenaikkan dan penurunan) bilangan oksidasi

Sebelum mempelajari konsep reaksi redoks berdasarkan kenaikan dan penurunan bilangan oksidasi ada baiknya kamu belajar tentang bilangan oksidasi terlebih dahulu. Bilangan oksidasi (bilok) adalah jumlah muatan yang dimiliki atom suatu unsur jika bergabung dengan atom unsur lain. Aturan bilok:

1.    Unsur bebas mempunyai bilok 0 (nol). Yang termasuk unsur bebas: unsur diatomik (H2, N2, O2, F2, Cl2, Br2,I2), unsur poliatomik (O3, P4, S8). Selain unsur tersebutadalah unsur monoatomik (Na, K, Mg, C, dan lain-lain).

Contoh: H dalam H2

O dalam O2 dan O3

F dalam F2

Na dalam Na

2. Unsur H umumnya mempunyai bilok (+1), kecuali pada senyawa hidrida mempunyai bilok (–1). Senyawa hidrida adalah senyawa yang terbentuk jika logam bergabung dengan atom H (Contoh: NaH, KH, CaH2). Contoh: H dalam H2O, NH3, HCl.

3.    Unsur O umumnya mempunyai bilok (–2), kecuali:

a.    Pada senyawa peroksida contohnya : Na2O2, H2O2, BaO2 mempunyai bilok (–1).

b.    Senyawa F2O mempunyai bilok (+2), dan

c.     Senyawa superoksida (contohnya KO2) mempunyai bilok (– 1/2).

Contoh: O dalam H2O, Na2O, Fe2O3, MgO.

d.    Unsur logam dalam senyawa umumnya mempunyai bilok positif.

Contoh:

a.     Golongan IA (Li, Na, K, Rb, dan Cs) mempunyai bilok (+1).

b.    Golongan IIA ( Be, Mg, Ca, Sr, dan Ba) mempunyai bilok (+2).

c.     Al3+, Ag+, Zn2+, Pb2+, Pb3+, Fe2+, dan Fe3+.

e.    Unsur nonlogam umumnya mempunyai bilok negatif.

Contoh:

·         Golongan VIIA (F, Cl, Br, I) mempunyai bilok (–1).

·          Golongan VIA (O, S, Se, Te) mempunyai bilok (–2).

f.      Jumlah bilok unsur-unsur dalam ion sama dengan jumlah muatannya Contoh: Bilok S dalam SO42–

Bilok O = –2

Jumlah bilok = (1x bilok S + 4Xbilok O)

–2 = (1Xbilok S + 4X(–2))

–2 = bilok S + (–8)

Bilok S = +6

g.    Jumlah bilok unsur-unsur dalam senyawa sama dengan 0 (nol).

Contoh: H2S

Jumlah bilok = ((2 x bilok H) + (1 x bilok S))

0 = ((2x(+1)) + (1xbilok S))

0 = (+2) + bilok S

Bilok S = (–2)

Setelah menguasai bilok kita coba terapkan dalam reaksi redoks. Reaksi oksidasi adalah reaksi kenaikkan bilok. Sedangkan reaksi reduksi adalah reaksi penurunan bilok.

Contoh:

1.    Zn(s) + 2 HCl(aq)èZnCl2(aq) + H2(g)

Bilok Zn (unsur bebas) = 0

Bilok Zn dalam ZnCl2 = +2

Berarti Zn mengalami kenaikkan bilok, maka Zn mengalami reaksi oksidasi.

Bilok H dalam HCl = +1

Bilok H dalam H2 (unsur bebas) = 0

Jadi, H mengalami penurunan bilok, maka H mengalami reaksi reduksi.

2.    Reaksi pemakaian baterai: Zn + 2 NH4Cl èZnCl2 + 2 NH3 + H2

Bilok Zn (unsur bebas) = 0

Bilok Zn pada ZnCl2 = +2

Berarti Zn mengalami kenaikkan bilok, maka Zn mengalami reaksi oksidasi.

Bilok H pada NH4Cl = +1

Bilok H pada H2 (unsur bebas = 0)

Berarti H mengalami penurunan bilok, maka H mengalami reaksi reduksi.

3.    Reaksi pengolahan bijih besi

Fe2O3 + 3 COè2 Fe + 3 CO2

Bilok Fe pada Fe2O3 = +3

Bilok Fe (unsur bebas) = 0

Berarti Fe mengalami penurunan bilok, maka Fe mengalami reaksi reduksi.

Bilok C pada CO = +2

Bilok C pada CO2 = +4

Berarti C mengalami kenaikkan bilok, maka C mengalami reaksi oksidasi