Reduksi-Oksidasi

KIMIA

REDUKSI – OKSIDASI

Pendahuluan
Reaksi reduksi-oksidasi (redoks) adalah mengenai teknik-teknik elektrokimia dan berperan penting dalam pembuatan baterai, walaupun bekerja dalam berbagai hal sehari-hari seperti perkaratan logam sampai sistem pernapasan sendiri.

Pengertian

Pengertian reaksi redoks berubah sesuai zaman. Perlu diingat, keduanya selalu terjadi bersamaan. Berikut adalah perkembangannya :

1. Pengikatan dan Pelepasan Oksigen

Pada awalnya, reaksi redoks adalah reaksi yang melibatkan oksigen. Karena itu didapat kata oksidasi, yang berarti mendapat(mengikat) oksigen. Reduksi, kebalikannya, melepas oksigen. Contoh:

Zn(s) + CuO(s) -> ZnO(s) + Cu(s)

Disini, Zn teroksidasi (menjadi ZnO) dan Cu tereduksi (menjadi Cu)

CuO(s) + H₂(g) -> Cu(s) + H₂O(g)

Cu tereduksi (menjadi Cu) dan H₂ teroksidasi (menjadi H₂O)

Sumber oksigennya disebut oksidator, dan yang mendapat oksigen disebut reduktor. Jadi, prinsipnya, oksidator direduksi & reduktor dioksidasi. Hasilnya disebut sebagai hasil oksidasi/ hasil reduksi.

2. Pengikatan dan Pelepasan Elektron

Akhirnya, disadari bahwa reaksi yang sama, dapat dilakukan tanpa melibatkan oksigen sedi-kitpun. Contoh, reaksi [Ca+O->CaO] dan [Ca+S->CaS] terdapat kesamaan, yaitu atom Ca melepas dua elektron valensi (gambar struktur lewisnya. Jadi, dilakukan revisi. Oksidasi berarti menerima elektron & mengalami reduksi dan reduksi menerima elektron & mengalami oksidasi. Dari sini, dikenal prinsip ‘setengah reaksi’(half reaction), yaitu reaksi oksidasi atau reaksi reduksi saja. Contoh (seperti pada reaksi elektrolisis):

H2 + F2 -> 2HF

Reduksi: F + e -> F^-

Oksidasi : H + e -> H^-

Redoks : H + F -> H^- + F^- atau H + F -> HF

Setengah reaksi tersebut, bila dijumlahkan, akan menjadi reaksi redoks (lihat lagi bagian larutan elektrolit, reaksi elektrolisis).

3. Perubahan Bilangan Oksidasi (Biloks)

Lama kelamaan, disadari bahwa makin sulit untuk menentukan unsur mana yang mereduksi dan mana yang direduksi. Sebagai contoh, lihat reaksi berikut :

4KMnO₄(aq) + 6H₂SO₄(aq) -> 2K₂SO₄(aq) + 4MnSO₄(aq) + 6H₂O(l) + 5O₂(g)

Karena sulit, maka dilakukan pembentukan ulang konsep redoks. Dikenalkan konsep bilangan oksidasi. Jadi, oksidasi diartikan sebagai peningkatan bilangan oksidasi dan reduksi sebagai pengurangan bilangan oksidasi. Bilangan oksidasi (biloks) adalah muatan (charge) natural sebuah atom. Biloks akan dijelaskan lebih lanjut nanti. Mengapa yang mendapat elektron disebut direduksi (dikurangi)? Karena yang direduksi bukan jumlah elektronnya, tapi nilai muatannya (biloks) yang berkurang (negatif). Dapat disingkat OIL RIG (Oxidation is loss, reduction is gain : Oksidasi melepas, reduksi mendapat). Satu prinsip yang tersisa, adalah atom yang terikat pada oksigen pasti teroksidasi.

Bilangan Oksidasi

Bilangan oksidasi (biloks) adalah nilai muatan alami atom (+2, -3, 0, dll) dalam suatu keadaan (sendiri atau berikatan), atau dalam bahasa ilmiah : ‘Kemampuan atom dalam melepaskan atau menerima elektron pada pembentukan senyawa’ ATAU ‘Besar muatan yang dibawa suatu atom dalam senyawa, jika semua elektron ikatan didistribusikan pada unsur yang lebih elektronegatif’. Konsep biloks ini penting dalam penentuan reaksi redoks modern, dengan alasan yang sudah disebutkan.

Terdapat aturan main penentuan biloks, yaitu :

1. Biloks atom yang bebas (tidak berikatan dengan atom unsur lain) seperti C, I₂, O₂, Na, dll adalah 0.

2. Biloks golongan 1A, 2A, dan 3A berurut +1, +2, dan +3

3. Biloks O (oksigen) adalah -2, kecuali pada senyawa peroksida, superoksida, dan florin. Dengan peroksida (senyawa dengan kation O₂) biloks O=-1. Pada florin (F₂O), biloksnya dapat menjadi +2. Pada superoksida, biloksnya menjadi -1/2.

4. Biloks F (florin) selalu -1 (paling elektronegatif)

5. Biloks H (hidrogen) selalu +1, kecuali pada logam hidrida, yaitu -1

6. Biloks unsur logam selalu positif

7. Biloks unsur logam selalu sama dengan muatan ionnya

8. Biloks unsur poliatom (SO₄, C₂O₄, dll) bervariasi

9. Biloks suatu senyawa lengkap (H₂SO₄, HCl, KOH, NaCl, dl) selalu 0 (netral).

Contoh pemakaian (sesuai urutan di atas):

1. H₂, Cl₂, Na, C = 0

2. Mg= +2, Na= +1, dsb (lihat tabel periodik unsur)

3. CaO, biloks O= -2; H₂O₂, BaO₂, biloks O= -1; KO₂, biloks O= -1/2; F₂O, biloks O= +2, karena biloks F= -1

4. HF, biloks F=-1, karena F adalah unsur paling elektronegatif

5. Logam hidrida, LiH, biloks H= -1, karena aturan no.6

6. Biloks Ge=4, Fe=2 &3, dsb

7. Cukup jelas

8. Akan dijelaskan lebih lanjut

9. Akan dijelaskan lebih lanjut

Menentukan biloks suatu unsur dalam sebuah ikatan

Langkah:

· Gunakan rumus : (indeks unsur 1 x biloks unsur 1) + (indeks unsur 2 x biloks unsur 2) +…..+ (indeks unsur n x biloks unsur n) = muatan ( tergantung. Untuk senyawa biasa 0 dan untuk poliatom disesuaikan)

· Masukkan bilangan masing-masing

· Selesaikan, maka variabel yang dicari akan terlihat

Contoh:

Poliatom SO₄^-2 , berapa biloks S?

Dengan rumus, (1 x biloks S) + (4x (-2)) = -2

Biloks S= -2 + 8 = 6

Senyawa Fe₂O₃, berapa biloks Fe?

Dengan rumus, (2 x biloks Fe) + (3 x (-2)) = 0

2 Biloks Fe = 6, Biloks Fe= 6/2= 3

Reaksi Disproporsionasi(otoredoks) dan Konproporsionasi

Reaksi khusus ini terjadi apa bila sebuah unsur di satu sisi hanya ada di 1 senyawa, sementara di sisi lain terdapat lebih dari 1.

Reaksi disproprosionasi (otoredoks) adalah reaksi dimana reduktor dan oksidatornya sama (ingat kembali prinsip reduktor dan oksidator). Contoh sederhana:

2 Sn²⁺ -> Sn + Sn⁴⁺

Disini terlihat, atom Sn²⁺ direduksi menjadi Sn dan dioksidasi menjadi Sn⁴⁺.

Reaksi konproposionasi adalah kebalikannya, dimana hasil reduksi dan hasil oksidasinya adalah sama. Contoh : 2H₂S + SO₂ -> 3S + 2H₂O

Biloks S pada H₂S adalah -2 dan pada SO₂ adalah +4, sementara ia 0 pada S. Maka, hasil reaksi yang sama tersebut harus berada di antara semua biloks reduktor dan oksidator.

Sumber:

Purba, Michael; Kimia Untuk SMA Kelas X Semester 2 Jilid 1 B; Jakarta: Erlangga

Taufiq, Agus dan Purawisastra, Suryana; Kimia Untuk SMA dan MA Kelas X; Jakarta: Widya Utama

Gonnick, Larry dan Criddle, Craig; Kartun Kimia; Jakarta: KPG

Kitti, Sura; Latihan Mandiri Kimia Untuk SMA Kelas X; Jakarta: Penerbit Pelangi Indonesia

www.chem-is-try.org

en.wikipedia.org

www.science.uwaterloo.ca

www.chemistrydaily.com