reaksi oksidasi reduksi

REAKSI OKSIDASI REDUKSI

SELASA, 28 DESEMBER 2010

Beberapa abad sebelum Masehi, orang telah mengenal api.

Para ahli pengetahuan praktek telah tertarik tentang proses pembakaran.

Hal ini tidaklah mengherankan karena pada saat itu orang telah menggunakan pembakaran kayu atau arang untuk memisahkan logam-logam dari bijihnya.

Melalui eksperimen, Boyle mengemukakan hipotesis bahwa pada pembakaran terjadi penggabungan antara benda yang dibakar dengan partikel api.

Hipotesis ini sesungguhnya telah diketahui orang pada abad ke-16, yang mengatakan bahwa apabila logam dibakar, akan menerima sesuatu dari api sehingga beratnya bertambah.

Pada abad ke-17, George Stahl mengemukakan tentang proses pembakaran suatu benda.

Apabila benda dibakar, maka benda itu kehilangan sesuatu yang diseb ut flogiston.

Flogiston mempunyai massa negatif sehingga apabila benda terbakar massanya bertambah.

Hipotesis ini cocok untuk logam-logam, tetapi untuk batu bara pernyataan itu bertolak belakang.

Bila batu bara dibakar, massa arang yang terbentuk berkurang.

Teori flogiston bertahan hampir satu abad.

Pada tahun 1772, Lavoisier meneliti pembakaran bermacam-macam logam dengan udara.

Dengan menggunakan hukumnya tentang massa zat sebelum dan sesudah reaksi tetap, Lavoiser mematahkan hipotesis Boyle bahwa pada pembakaran terjadi penggabungan zat dengan partikel api.

Lavoisier berpendapat bahwa bertambahnya berat logam bila dibakar dalam udara disebabkan oleh adanya reaksi antara logam tersebut dengan salah satu gas yang terdapat di udara.

Setelah diketahui bahwa udara mengandung dua macam gas dalam jumlah yang besar, gas yang terlibat dalam pembakaran disebut gas oksigen, sedang gas yang tidak digunakan untuk proses pembakaran disebut Azote (nitrogen) yang berarti tak hidup.

Selanjutnya ahli-ahli kimia mulai mengklasifikasikan reaksi suatu zat dengan oksigen dan diberi istilah reaksi oksidasi.

Pengertian Reaksi Redoks Berkembang dari Reaksi

Pengikat dan Pelepasan Oksigen menjadi Reaksi Serah Terima

Elektron dan Perubahan Bilangan Oksidasi

Pada pengelasan memakai karbid, gas yang terbentuk dari reaksi karbid dengan air dibakar bersama-sama dengan oksigen yang disimpan dalam tangki.

Hasil reaksinya menunjukkan suhu tinggi dan timbulnya nyala yang menyilaukan.

Begitu pula jika kawat magnesium dibakar pada api spirtus, timbul nyala yang menyilaukan dan panas yang tinggi.

Semuanya itu disebabkan adanya reaksi sebagai berikut :

2C2H2 (g) + 5O2 (g) 4CO2 (g) + 2H2O (g) 2Mg (s) + O2 (g) 2MgO (s)Peristiwa atau reaksi penggabungan suatu zat (unsur, senyawa) dengan oksigen disebut reaksi oksidasi.

Oksidasi dapat berlangsung cepat seperti reaksi-reaksi di atas dan dapat berlangsung lambat, misalnya peristiwa oksidasi yang berlangsung di dalam tubuh makhluk hidup sebagai sumber energi.

Reaksi oksidasi juga disebut reaksi pembakaran.

Peristiwa kebalikan dari reaksi penggabungan zat dengan oksigen, yaitu reaksi pengikatan oksigen dari suatu zat. Reaksi pengikatan oksigen ini disebut reaksi reduksi.

Misal : CuO (s) + H2 (g) Cu (s) + H2O (g) 3CuO (s) + 2NH3 (g) 3Cu (s) + 3H2O ( ) + N2

(g) Contoh-contoh reaksi di atas menunjukkan

bahwa C2H2 dan Mg telah dioksidasi dan CuO telah direduksi.

Bila diperihatikan, reaksi natrium dengan oksigen dan natrium dengan gas klor mempunyai kesamaan proses. Hasil reaksinya, yaitu NaO dan NaCl keduanya berikatan ion.

(g) Na2O (s) (Na2+ O2-)

2Na (s) + Cl2 (g) 2NaCl (s) (2Na +Cl-)

Pada kedua reaksi tersebut, setiap atom Na memberi 1 elektron kepada atom O dan atom Cl, serta terbentuklah ion Na+, ion O2-, dan ion Cl-.

Proses tersebut dpat dijelaskan sebagai berikut:

Na Na+ + e Artinya atom Na melepaskan 1 elektron

dan menjadi ion Na yang bermuatan positif 1 dan terjadi

O2 + 2e O2- artinya O menangkap 2 elektron dan menjadi ion oksigen yang bermuatan negatif 2. Begitu juga dengan Cl2 + e Cl-.

Selanjutnya antara ion (+) dan (-) membentuk ikatan dan terbentuklah senyawa Na2O dan NaCl.

Jadi, pada reaksi di atas terjadi proses perpindahan elektron, di mana ada atom yang melepaskan elektron dan ada atom yang menerima elektron.

2

1

2

1

ditetapkan oleh para pakar suatu konsep bahwa semua reaksi yang prosesnya terjadi pelepasan dan penangkapan elektron disebut reaksi oksidasi dan reduksi.

Oksidasi telah terjadi bila suatu zat melepaskan elektron dan reduksi telah terjadi bila suatu zat menangkap elektron.

Oleh karena kedua peristiwa itu selalu terjadi bersama dalam suatu reaksi, maka reaksi macam ini biasa disebut reaksi redoks atau reaksi perpindahan elektron (reaksi transfer elektron).

Bila pada reaksi redoks hasil reaksinya merupakan senyawa ion, maka perpindahan elektron mudah dijelaskan dan dapat ditentukan zat mana yang melepaskan elektron dan zat mana yang menerima elektron.

Tetapi bila hasil reaksinya merupakan zat yang berikatan kovalen, maka peristiwa adanya perpindahan elektron tidak dapat dijelaskan.

Misal, pada reaksi pembakaran karbon dengan oksigen :

C (s) + O2 (g) CO2 (g) Pada reaksi ini, apakah terjadi pelepasan penangkapan elektron? Bila ditinjau bahwa CO2 sebagai hasil reaksi adalah senyawa kovalen, maka tidak dapat diterima akal apabila pada reaksi ini telah terjadi perpindahan elektron atau pelepasan dan penangkapan elektron.

Pada molekul CO2, beberapa pasang elektron dipakai bersama antara atom C dan dua atom O.

Melihat harga keelektronegatifan C dan O, maka atom O lebih elektronegatif dari atom C.

jadi, dalam molekul CO2 elektron-elektron yang dipakai bersama lebih tergeser ke arah atom-atom O.

Dari keadaan ini dapat dianggap bahwa di dalam molekul CO2, atom C bertindak sebagai pemberi elektron, sedang atom-atom O sebagai penerima elektron.

Atom C memberi sepasang elektron untuk tiap atom O sehingga sesuai dengan anggapan itu, dalam molekul CO2 memiliki atom C bermuatan positif 4 (C4+) dan atom O bermuatan negatif 2 (O2-).

Untuk menentukan oksidasi reduksi yang melibatkan senyawa kovalen, digunakan konsep keelektronegatifan.

Atom-atom yang lebih elektronegatif dianggap sebagai penerima elektron dan atom-atom yang kurang elektronegatif sebagai pemberi elektron.

Atom-atom yang lebih elektronegatif diberi harga negatif sebanyak elektron yang telah diterimanya dan atom-atom yang kurang elektronegatif diberi tanda positif sebanyak elektron yang diberikan.

Perkembangan selanjutnya, timbul suatu perjanjian tentang harga-harga muatan suatu partikel (atom, ion, unsur), yaitu konsep bilangan oksidasi atau tingkat oksidasi.

Sesuai dengan penjelasan ini, maka dalam molekul CO2 bilangan oksidasi C = +4 dan O = -2.

Bilangan oksidasi unsur dan atom dalam keadaan bebas = 0.

Bilangan oksidasi ion monoatom = muatan ionnya.

Dalam keadaan terikat atau dalam senyawa, bilangan oksidasi oksigen (O) = -2, kecuali dalam senyawa peroksida, bilangan oksida O = -1 dan pada OF2, bilangan oksidasi O = +2.

Aturan untuk Menentukan Harga Bilangan Oksidasi

Dalam keadaan terikat atau dalam senyawa, bilangan oksidasi hidrogen = +1, kecuali dalam senyawa hidrida (senyawa hidrogen dengan logam), bilangan oksidasi H = -1.

Jumlah bilangan oksidasi molekul = 0. Jumlah bilangan oksidasi ion = muatan ionnya.

Dalam suatu molekul atau senyawa ion, atom yang lebih elektronegatif mempunyai harga bilangan oksidasi negatif dan yang kurang elektronegatif mempunyai harga bilangan oksidasi positif

Aturan untuk Menentukan Harga Bilangan Oksidasi

A. KCl : ion kalium bermuatan + 1 dan ion klor bermuatan -1. Jadi, bilangan K = +1 dan Cl = -1.Secara cepat ditulis

B. CaCl2 : bilangan oksidasi Ca = +1 dan Cl = -1

Secara cepat ditulis , jumlah bilangan oksidasi = 0.

Contoh Menentukan Bilangan Oksidasi Suatu Unsur dengan Menggunakan Aturan di Atas :

ClK11

2

12

ClCa

C.CO2 : bilangan oksidasi O = -2, jumlah 2x -2 = -4. Jadi, bilangan oksidasi C = +4.

D.NaOH : bilangan oksidasi O = -2 dan H = +1. Jadi, bilangan oksidasi Na = +1

E. KmnO4 : bilangan oksidasi O = -2, jumlah = 4 x -2 = -8, bilangan oksidasi K = +1, jumlah bilangan oksidasi KmnO4 = 0.

(+1) + (-8) + bilangan oksidasi Mn = 0. Jadi, bilangan oksidasi Mn = +7.


2

24

OC

F. HSO : bilangan oksidasi O = -2, jumlah = 3 x -2 = -6 bilangan oksidasi H = +1, jumlah bilangan oksidasi HSO3 = -1.

-1 = -6 + (+1) + bilangan oksidasi S. Jadi, bilangan oksidasi S = +4.

G. : bilangan oksidasi O = -2, jumlah = 4 x -2 = -8, jumlah bilangan oksidasi CrO4 = -2.

-2 = bilangan oksidasi Cr + (-8). Jadi, bilangan oksidasi Cr = +6.


-24CrO

DSalah satu cara untuk menetapkan

terjadinya reaksi oksidasi reduksi, yaitu menggunakan konsep bilangan

oksidasi. Cara ini terutama digunakan bila dalam persamaan reaksi suatu

reaksi tidak tampak adanya perpindahan elektron.

Suatu atom atau ion mengalami oksidasi bila bilangan oksidasi atom atau ion tersebut naik atau bertambah dalam suatu reaksi. Suatu atom mengalami reduksi bila bilangan oksidasi atom tersebut turun atau berkurang dalam suatu reaksi.

Atom S teroksidasi : bilangan oksidasi naik dari 0 menjadi +4

Atom O tereduksi : bilangan oksidasi turun dari 0 menjadi -2

CONTOH :

Fe teroksidasi : bilangan oksidasi naik dari +2 menjadi +3

Cl tereduksi : bilangan oksidasi turun dari 0 menjadi -1 (pada Cl2)

Di sini bilangan oksidasi tiap insur tetap. jadi, reaksi ini bukan reaksi redoks

EBila sebuah atom atau ion melepaskan elektron, maka atom atau ion itu telah

teroksidasi. Sebaliknya, bila atom atau ion menangkap elektron, maka atom atau ion

tersebut tereduksi.

Peristiwa pelepasan dan penangkapan elektron berlangsung dalam satu reaksi secara serentak, artinya bila dalam suatu reaksi ada zat yang melepaskan elektron, maka pasti ada zat lain yang menangkap elektron.

Jadi, oksidasi reduksi tidak terpisahkan dalam suatu reaksi, dan proses ini berlaku untuk ketiga konsep oksidasi reduksi yang telah dibicarakan di muka.

Pelaku-pelaku terjadinya oksidasi reduksi adalah zat-zat pereaksi.

Bagian atau jenis zat yang dapat menyebabkan bagian zat lain teroksidasi disebut pengoksidasi, dan bagian atau jenis zat yang dapat menyebabkan jenis zat lain tereduksi disebut pereduksi.

◦Reaksi pembakaran Mg : 2Mg (s) + O2 (g) 2MgO (s). Reaksi ini

akan ditentukan pengoksidasi dan pereduksinya dengan menggunakan tiga konsep oksidasi reduksi;

Contoh :

Mg mengikat oksigen menjadi MgO. Jadi, Mg teroksidasi.

Penyebab atau pelaku terjadinya oksidasi, yaitu O2.

Jadi, oksigen adalah pengoksidasi. O2 melepaskan oksigen, jadi O2 telah tereduksi. Penyebab terjadinya reduksi yaitu Mg.

Jadi, Mg adalah pereduksi.

1. Konsep oksidasi reduksi berdasarkan pengikatan dan pelepasan oksigen :

Secara mikroskopis, maka terjadi proses sebagai berikut :

Mg Mg2+ + 2e, Mg melepaskan 2 elektron dan berubah menjadi ion Mg2+. Jadi, Mg teroksidasi.

Elektron-elektron yang dilepaskan Mg ditangkap oleh O2 menurut reaksi O2 + 4e 2O2-.

2. Konsep oksidasi reduksi berdasarkan pelepasan dan pengikatan elektron.

Jadi, O2 terduksi. Dari keterangan di atas, sekarang mudahlah ditentukan pereaksi mana sebagai pengoksidasi dan mana sebagai pereduksi.

Penyebab terjadinya oksidasi disebut pengoksidasi, jadi O2 adalah pengoksidasi. Penyebab terjadinya reduksi disebut pereduksi. Jadi, Mg adalah pereduksi.


Catatan : Zat yang dalam reaksi teroksidasi adalah

pereduksi, dan zat yang dalam reaksi tereduksi adalah pengoksidasi.


Reaksi :

3. Konsep bilangan oksidasi

Dari aturan bilangan oksidasi, maka dapat diketahui bahwa bilangan oksidasi Mg = 0 dan setelah terjadi reaksi dengan O2 menjadi MgO, bilangan oksidasi naik menjadi +2.

Jadi, unsur Mg teroksidasi, seperti telah dijelaskan di atas maka Mg adalah pereduksi.

Bilangan oksidasi O2 = 0, dalam senyawa MgO bilangan oksidasi O = -2.

Jadi, terjadi penurunan bilangan oksidasi. O2 tereduksi, oleh sebab itu O2 pengoksidasi.


◦Reaksi : Ca (s) + Cl2 (g) CaCl2 (s) Bagaimana cara menentukan pengoksidasi

dan pereduksi dengan menggunakan tiga konsep oksidasi reduksi?

CONTOH:

Dalam reaksi ini tidak terdapat unsur oksigen sehingga konsep pengikatan dan pelepasan oksigen tidak dapat digunakan.

1. Konsep oksidasi reduksi berdasarkan pengikatan dan pelepasan oksigen :

CaCl2 berstruktur ikatan ion dengan Ca2+ dan Cl-. Ion Ca2+ berasal dari atom Ca yang telah melepaskan 2 elektron menurut reaksi Ca Ca2+ + 2e.

Jadi, Ca pereduksi karena Ca sebagai pereaksi yang teroksidasi.

Ion Cl- berasal dari Cl2 yang telah menangkap elektron, menurut reaksi Cl2 + 2e 2 Cl-.

Jadi Cl2 pengoksidasi karena Cl2 peraksi yang tereduksi.


Perubahan bilangan oksidasi sebagai berikut : Ca = 0 Ca2+ = +2 (oksidasi) Cl2 = 0 Cl- = -1 (reduksi) Jadi, Ca pereduksi Cl2 pengoksidasi


Catatan : Bila hanya ingin menentukan apakah

suatu reaksi termasuk reaksi redoks atau bukan, disarankan menggunakan konsep bilangan oksidasi. Selanjutnya untuk menentukan pengoksidasi dan pereduksi tidak ada kesukaran.


Tentukan pengoksidasi dan pereduksinya : 3CuO (s) + 2NH3 (g) 3Cu (s) + N2 (g) +

3H2O( ) Mg (s) + 2HCl (aq) MgCl2 (aq) + H2 (g) Zn (s) + CuSO4 (aq) Cu (s) + ZnSO4 (aq)

LATIHAN

Reaksi Reduksi yang Terjadi pada

Pengolahan Logam dari Bijihnya

Hampir semua logam di alam terdapat dalam senyawanya.

Jadi, logam-logam dalam keadaan teroksidasi dan untuk memperoleh logamnya harus direduksi, dari kedudukan bermuatan positif menjadi unsur yang netral (tingkat oksidasi = 0) melalui bermacam-macam cara, misal dengan menggunakan arus listrik, dengan menggunakan bahan-bahan pereduksi yang dapat memberi elektron.

Proses reduksi berlangsung melalui tahap-tahap reaksi. Di bawah ini diberikan beberapa contoh reaksi reduksi yang menghasilkan logam dari bijihnya.

Logam Cu : berasal dari bijih Cu2S (kalkosit).

Proses reduksi :Cu2S + O2 2Cu + SO2 (g)

(Cu+ + e Cu) Logam Na : dari NaCl yang berasal dari

air laut, atau endapan garam sebagai batu karang. Proses reduksi : dengan pertolongan arus listrik (elektrolisis) dari leburan

2NaCl 2Na + Cl2(Na+ + e Na)

Logam Ag : berasal dari bijih Ag2S (argentit). Proses reduksi : setelah melalui beberapa tahap reaksi, diperoleh Ag+. Dengan logam Zn, Ag+ direduksi.

2Ag+ + Zn 2 Ag + Zn2+

(Ag+ + e Ag) Logam Zn : berasal dari bijih ZnS

(sengblende).Proses reduksi :ZnS + 2O2 + C Zn + SO2 + CO2

(Zn2+ + 2e Zn)

Logam Fe : berasal dari bijih Fe2O3 (hematit). Proses reduksi : dalam tanur tinggi reduksi oleh karbon monoksida.

Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2

(Fe3+ + 3e Fe)

reaksi oksidasi reduksi

Documents