Materi Reaksi Reduksi Oksidasi

Dalam kehidupan sehari-hari kita dapat dengan mudah mengidentifikasi yang di sebut reaksi reduksi oksidasi ini. Reaksi perkaratan besi, fotosintesis, dan pembakaran minyak bumi adalah beberapa contoh dari sekian banyak reaksi reduksi oksidasi yang sering kita jumpai. Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, banyak konsep mengalami penyempurnaan. Salah satunya adalah konsep oksidasi dan reduksi. Pengertian oksidasi dan reduksi berkembang dari reaksi pengikatan dan pelepasan oksigen menjadi reaksi serah terima elektron dan perubahan bilangan oksidasi. Mulanya reaksi reduksi didefinisikan sebagai reaksi pelepasan oksigen dan reaksi oksidasi adalah reaksi yang menerima (bergabungnya) oksigen. Namun demikian, reaksi reduksi oksidasi (redoks) tidak hanya menyangkut pelepasan dan penerimaan elektron serta perubahan bilangan oksidasi. Reaksi reduksi dan oksidasi selalu berlangsung bersamaan dan karenanya peristiwa itu dinamakan reaksi redoks (Nahadi, 2007).

Materi reaksi reduksi oksidasi terbagi kedalam tiga level yaitu level makroskopis yang menunjukkan fenomena-fenomena kimia yang dapat diindera oleh mata seperti reaksi reduksi oksidasi pada perkaratan besi, level mikroskopis yang mereprentasikan tentang susunan dan pergerakan partikel zat pada fenomena perkaratan besi yang tidak langsung teramati oleh siswa, kemudian level simboliknya yang berupa gambar, perhitungan kimia, grafik dan komputasi.

a.    Perkembangan Konsep Reaksi Reduksi-Oksidasi

Pengertian konsep reaksi reduksi-oksidasi telah mengalami tiga tahap perkembangan sebagai berikut:

1)   Berdasarkan Penggabungan dan Pelepasan Oksigen

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

Oksidator adalah:

Ø Sumber oksigen pada reaksi reduksi

Ø Zat yang mengalami reduksi

Contoh:

Ø Oksidasi Fe(s) oleh O₂(g)

    4Fe(s) + 3O₂(g)                     →   2Fe₂O₃(s)

Ø Pemanggangan ZnS

     2ZnS(s) + 3O₂(g)                →   2ZnO(s) + 2SO₂(g)

Reaksi oksidasi terjadi dalam peristiwa-peristiwa berikut:

Ø Proses pembakaran bahan bakar, seperti pada gas elpiji, bensin dan minyak tanah.

Ø Minyak goreng menjadi tengik.

Ø Besi berkarat.

Ø Pembakaran glukosa pada tubuh manusia.

b.     Reduksi adalah reaksi pelepasan oksigen dari suatu senyawa.

         Reduktor adalah:

Ø Zat yang menarik oksigen pada reaksi reduksi.

Ø Zat yang mengalami reaksi oksidasi.

     Contoh:

Ø Reduksi Fe₂O₃(s) oleh CO(g)

     Fe₂O₃(s) + 3CO(g)    → 2Fe(s) + 3CO₂(g)

Ø Reduksi Cr₂(g) oleh Al(s)

     Cr₂O₃(g) + 2Al(s)    → 2Cr(g) + Al₂O₃(s)

     Reaksi Reduksi terjadi dalam peristiwa-peristiwa berikut:

Ø Pengolahan bijih besi menjadi besi murni dalam industri pertambangan.

Ø Proses fotosintesis tumbuhan dengan menghasilkan oksigen.

                  2) Berdasarkan Pengikatan dan Pelepasan Elektron

            Sudah dikemukakan di atas bahwa reaksi redoks tidak hanya dalam kaitannya dengan peristiwa pelepasan atau penerimaan oksigen, tetapi berkaitan pula dengan pelepasan dan penggabungan elektron.

            Jadi, dalam hal ini, reaksi oksidasi adalah reaksi pelepasan elektron. Dengan kata lain, setiap atom, ion, molekul yang melepaskan elektron selalu mengalami reaksi oksidasi sekalipun reaksi tersebut tidak ada oksigennya.

a)      Oksidasi adalah reaksi pelepasan elektron.

      Oksidator adalah:

Ø                               Zat yang mengikat elektron.

Ø                               Zat yang mengalami reduksi.

     Contoh:

  1. K(s)       →        K⁺ + ē

  2. Cu(s)     →        Cu²⁺ + 2 ē

b)   Reduksi adalah reaksi pengikatan elektron.

      Reduktor adalah:

Ø  Zat yang melepaskan elektron.

Ø  Zat yang mengalami oksidasi.

Contoh:

Ø  Cl₂ + 2 ē      →  2Cl^-

Ø  Ca²⁺ + 2 ē   →  Ca

      Reaksi reduksi adalah reaksi penangkapan elektron. Jadi, setiap atom, ion, atau molekul yang menerima electron berarti atom, ion, atau molekul itu mengalami reaksi reduksi (Utami, 2007).

      Karena reaksi oksidasi dan reduksi ini berlangsung   bersamaan, maka proses kedua reaksi tersebut dapat di tuliskan sebagai berikut.

Reaksi oksidasi    : Zn(s)                          → Zn²⁺(aq) + 2e

Reaksi reduksi     : Cu²⁺(aq) + 2e            → Cu(s)

Reaksi redoks      : Zn(s) + Cu²⁺(aq)        → Zn²⁺(aq) + Cu(s)

         Dalam proses ini, Zn merupakan reduktor karena unsur ini mereduksi unsur yang lain dan zat itu sendiri mengalami oksidasi. Sementara itu, Cu²⁺ merupakan oksidator karena mengoksidasi zat lain, dan zat itu sendiri mengalami reduksi.

         Unsur-unsur yang menerima elektron atau yang mengalami reduksi, dinamakan oksidator. Untuk dapat mengoksidasi, berarti unsur atau zat tersebut harus menerima electron (harus mengalami reaksi reduksi). Jadi, oksidator memaksa unsur lain untuk melepaskan elektron.

         Adapun unsur yang melepaskan elektron atau yang mengalami oksidasi, dinamakan reduktor. Reduktor adalah unsur atau zat yang dapat mereduksi (menyebabkan zat lain mengalami reaksi reduksi). Untuk dapat mereduksi, berarti zat tersebut harus memberikan elektron (harus mengalami reaksi oksidasi). Jadi, pereduksi (reduktor) adalah zat yang mengalami reaksi oksidasi (Nahadi, 2007).

                  3) Berdasarkan Pertambahan dan Penurunan Bilangan Oksidasi

                        a) Oksidasi adalah reaksi pertambahan bilangan oksidasi.

Oksidator adalah:

Ø  Zat yang mengoksidasi zat lain dalam reaksi redoks.

Ø  Zat yang mengalami reaksi reduksi.

Contoh:

4FeO(s) + O₂(g)  → 2Fe₂O₃(s)

      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.

b)   Reduksi adalah reaksi penurunan bilangan oksidasi.

Reduktor adalah:

Ø  Zat yang mereduksi zat lain dalam reaksi redoks.

Ø  Zat yang mengalami oksidasi.

Contoh:

                              SO₃(g) +  →  2SO₂(g)   + O₂(g)

      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 (Utami, 2007).

b. Bilangan Oksidasi

1)   Pengertian Bilangan Oksidasi

        Bilangan oksidasi adalah suatu bilangan yang menunjukkan ukuran kemampuan suatu atom untuk melepas atau menangkap elektron dalam pembentukan suatu senyawa.

        Nilai bilangan oksidasi menunjukkan banyaknya elektron yang dilepas atau ditangkap, sehingga bilangan oksidasi dapat bertanda positif maupun negatif.

2)   Penentuan Bilangan Oksidasi Suatu Unsur

     Aturan penentuan bilangan oksidasi unsur adalah:

a.    Unsur bebas (misalnya H₂, O₂, N₂, Fe, dan Cu) mempunyai bilangan oksidasi = 0.

b.    Umumnya unsur H mempunyai bilangan oksidasi = +1, kecuali dalam senyawa hidrida, bilangan oksidasi H = -1.

Contoh:

Ø Bilangan oksidasi H dalam H₂O, HCl, dan  NH₃ adalah +1.

Ø Bilangan oksidasi H dalam LiH, NaH, dan CaH₂ adalah -1

c. Umumnya unsur O mempunyai bilangan oksidasi = -2, kecuali dalam senyawa peroksida bilangan oksidasi O = -1.

Contoh:

Ø Bilangan oksidasi O dalam H₂O, CaO, dan Na₂O adalah -2.

Ø Bilangan oksidasi O dalam H₂O₂, Na₂O₂ adalah -1.

d. Unsur F selalu mempunyai bilangan oksidasi = -1.

e.  Unsur logam mempunyai bilangan oksidasi selalu bertanda  positif.

     Contoh:

Ø   Golongan IA (logam alkali: Li, Na, K, Rb, dan Cs) bilangan oksidasinya = +1.

Ø   Golongan IIA (alkali tanah: Be, Mg, Ca, Sr, dan Ba) bilangan oksidasinya = +2.

 f.  Bilangan oksidasi ion tunggal = muatannya.

   Contoh: Bilangan oksidasi Fe dalam ion Fe²⁺ adalah +2

g.  Jumlah bilangan oksidasi unsur-unsur dalam senyawa = 0.

  Contoh : Dalam senyawa H₂CO₃ berlaku:

Ø  2 biloks H +1 biloks C + 3 biloks O = 0

h.    Jumlah bilangan oksidasi unsur-unsur dalam ion poliatom        = muatan  ion.

Contoh: Dalam ion NH⁴⁺ berlaku 1 biloks N + 4 biloks H = +1 (Utami, 2007).

c. Reaksi Autoredoks (Reaksi Disproporsionasi)

        Reaksi redoks yang telah dibahas di atas melibatkan dua jenis pereaksi, dimana yang satu berperan sebagai reduktor dan yang lainnya berperan sebagai oksidator. Ada tipe reaksi redoks lainnya, dimana satu jenis zat berperan  sekaligus sebagai reduktor dan oksidator. Reaksi redoks yang seperti ini disebut reaksi autoredoks atau reaksi disproporsionasi. Contoh:

Cl₂ + 2KOH                →        KCl + KClO + H₂O

                  0                                                                 -1                       +1                   

Reduksi

                                                                                                            Oksidasi    

Contoh:

Apakah reaksi berikut termasuk reaksi autoredoks atau bukan? Jelaskan!

2H₂S(g) + SO₂(g)          →  3S(aq) + 2H₂O(l)

Penyelesaian:

Perubahan bilangan oksidasi unsur-unsur pada reaksi     tersebut sebagai berikut.

                                            2H₂S + SO₂                    →        3S + 2H₂O

                                        -2            +4                                        0

                                                              Reduksi

                                                                                 _Oksidasi   

Pada reaksi tersebut, H₂S berfungsi sebagai reduktor sedangkaan SO₂ berfungsi sebagai oksidator, sehingga reaksi tersebut termasuk autoredoks.

d. Tata Nama Senyawa Berdasarkan Bilangan Oksidasi

     Tata nama senyawa alternatif menurut IUPAC berdasarkan bilangan oksidasi. Beberapa senyawa dengan nama alternatif biloks dapat dilihat pada tabel 2.2. berikut :

                 Beberapa Senyawa Dengan Nama Alternatif Biloks

Rumus Kimia	Nama	Nama Alternatif Berdasarkan Biloks
N2O	Dinitrogen monoksida	Nitrogen(I) oksida
N2O3	Dinitrogen trioksida	Nitrogen(III) oksida
HClO	Asam hipoklorit	Asam klorat(I)
HClO2	Asam klorit	Asam klorat(III)
HClO3	Asam klorat	Asam klorat(V)
HClO4	Asam perklorat	Asam klorat(VII)

          (Sumber : Utami, 2007).