Perkembangan Reaksi Reduksi-Oksidasi

Reaksi reduksi dan oksidasi banyak terjadi disekitar kita. Membakar suatu zat, korosi, fotosintesis, proses metabolisme makanan dalam sistem sel makhluk hidup, menghilangkan noda pada pakaian menggunakan pemutih, menghasilkan logam atau nonlogam dari bijihnya dan arus listrik yang dihasilkan baterai merupakan beberapa contoh dalam kehidupan sehari-hari yang melibatkan reaksi reduksi dan oksidasi. Reaksi reduksi dan oksidasi selalu terjadi secara bersama sehingga sering disingkat menjadi reaksi redoks.

A.  REAKSI REDOKS BERDASARKAN PENANGKAPAN DAN PELEPASAN OKSIGEN

Sejak oksigen ditemukan, konsep oksidasi dan reduksi selalu dihubungkan dengan oksigen karena bereaksi dengan sebagian besar unsur. Reaksi oksidasi adalah reaksi penangkapan oksigen oleh suatu zat. Contoh reaksi pembakaran fosfor putih.

P₄(s) + 5O₂(g) ⟶ P₄O₁₀(s)

Fosfor putih berupa padatan seperti lilin dan memiliki bau seperti bawang putih. Fosfor putih biasanya disimpan dalam air karena dapat bereaksi secara spontan dengan oksigen di udara. Pembakaran fosfor putih sangat berbahaya sebab selain sangat eksotermis, zat hasil pembakaran sangat beracun.

Reaksi reduksi yaitu reaksi pelepasan oksigen oleh suatu zat. Reaksi reduksi berdasarkan pelepasan oksigen disebut juga reaksi dekomposisi (Decomposition Reactions) atau penguraian termal atau pemanasan.

Contoh reaksi pemanasan raksa(II) oksida.

2HgO(s)  ⟶ 2Hg(s) + O₂(g)

Pemanasan HgO merupakan awal diperkenalkan oksigen oleh Lavoisier dan Priestly.

Reaksi redoks adalah reaksi penangkapan dan pelepasan oksigen oleh zat-zat yang bereaksi.
Contoh reaksi termit.

Persamaan reaksi:

Fe₂O₃(s) + 2Al(s) ⟶ 2Fe(l) + Al₂O₃(s) (reaksi termit)

Pada reaksi di atas Fe₂O₃ mengalami reaksi reduksi karena melepas oksigen, sedangkan aluminium mengalami reaksi oksidasi karena menerima oksigen. Energi panas yang dihasilkan dari reaksi termit dapat melelehkan besi sehingga dapat digunakan untuk mengelas/menyambung benda-benda yang terbuat dari besi.

UJI KOMPETENSI

1. Berdasarkan konsep penangkapan dan pelepasan oksigen, jelaskan apa yang dimaksud dengan:

·         Reaksi oksidasi

·         Reaksi reduksi

2. Perhatikan reaksi-reaksi berikut:

-  Fe(s) + 3O₂(g) ⟶2Fe₂O₃(s)

-  2Fe₂O₃(s) + 3C(s) ⟶ 4Fe(s) + 3CO₂(g)

-  C(s) + O₂(g) ⟶ CO₂(g)

-  2KClO₃(s)  ⟶ 2KCl(s) + 3O₂(g)

Berdasarkan konsep pelepasan dan penangkapan oksigen, kelompokan reaksi-reaksi yang termasuk:

(a) Reaksi Oksidasi

(b) Reaksi Reduksi

(c) Reaksi Redoks

B.  REAKSI REDOKS BERDASARKAN PELEPASAN DAN PENANGKAPAN ELEKTRON

Reaksi redoks berdasarkan penangkapan dan pelepasan oksigen mendapat kendala sebab banyak reaksi yang berlangsung tanpa melibatkan oksigen. Misalnya reaksi redoks yang berlangsung dalam larutan, proses penangkapan dan pelepasan oksigen tidak tergambar dengan jelas. Bahkan terdapat reaksi kimia yang tidak melibatkan oksigen namun termasuk reaksi redoks.

Reaksi oksidasi adalah reaksi pelepasan elektron oleh suatu zat. Contohnya reaksi pembentukan ion Na⁺.

Na(s) ⟶ Na⁺(aq) + e

Reaksi reduksi adalah reaksi penerimaan elektron oleh suatu zat. Contohnya reaksi pembentukan ion S^2–.

S(s) + 2e ⟶ S^2–(aq)

Reaksi redoks adalah reaksi pelepasan dan penerimaan elektron oleh zat-zat yang bereaksi sehingga terjadi serah-terima elektron. Dalam reaksi redoks, jumlah elektron yang dilepas sama dengan jumlah elektron yang diterima sehingga tidak pernah dijumpai elektron di reaktan maupun produk.

Reaksi-reaksi di atas dapat ditulis menjadi 2 tahap yaitu:

Reaksi oksidasi     :   2Na(s)            ⟶  2Na⁺(aq) + 2e

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

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

UJI KOMPETENSI

1. Tulislah kelemahan reaksi redoks berdasarkan penangkapan dan pelepasan oksigen

2. Berdasarkan konsep pelepasan dan penangkapan elektron, jelaskan apa yang dimaksud dengan:

- Reaksi oksidasi

- Reaksi reduksi

3. Perhatikan beberapa reaksi berikut.

- K⁺(s) ⟶ K⁺(aq) + e

- O(g) + 2e ⟶ O^2–(aq)

- Mg(s) ⟶ Mg²⁺(aq) + 2e

- F(g) + e ⟶ F^–(aq)

- Mg(s) + O₂(g) ⟶ MgO(s)

Berdasarkan konsep pelepasan dan penangkapan elektron, kelompokan reaksi-reaksi yang termasuk:

- Reaksi oksidasi

- Reaksi reduksi

- Reaksi redoks

C.  REAKSI REDOKS BERDASARKAN PERUBAHAN BILANGAN OKSIDASI

Adanya konsep bilangan oksidasi, banyak reaksi redoks dapat dijelaskan tidak hanya terbatas pada pembentukan senyawa-senyawa ionik tetapi juga pada senyawa-senyawa kovalen.

Reaksi oksidasi yaitu reaksi peningkatan bilangan oksidasi suatu unsur.

Reduksi yaitu reaksi penurunan bilangan oksidasi suatu unsur.

Reaksi redoks yaitu reaksi yang disertai dengan adanya peningkatan dan penurunan bilangan oksidasi (biloks).

Contohnya reaksi antara besi (Fe) dengan tembaga sulfat (CuSO₄).

Persamaan reaksi yang terjadi:

Fe(s) + CuSO₄(aq) ⟶ FeSO₄(aq) + Cu(s)

atau bisa juga ditulis dalam persamaan ion.

Pada reaksi di atas, bilangan oksidasi Fe awalnya 0 (nol) naik menjadi +2 dan bilangan oksidasi ion Cu²⁺ awalnya +2 turun menjadi 0 (nol). Jadi pada reaksi di atas Fe mengalami oksidasi, sedangkan ion Cu²⁺ mengalami reduksi. Reaksi di atas dapat dikatakan, besi dioksidasi oleh ion Cu²⁺ atau ion Cu²⁺ direduksi oleh besi.

Untuk mengetahui suatu reaksi tergolong reaksi redoks atau tidak maka langkah pertama yang harus dilakukan adalah menentukan biloks dari masing-masing unsur yang ada dalam persamaan reaksi. Suatu reaksi kimia tergolong reaksi redoks bila terjadi perubahan bilangan oksidasi, walaupun hanya salah satu unsur yang mengalami perubahan biloks.

Spesi yang mengalami perubahan biloks biasanya melibatkan unsur bebas seperti Na, Cl₂ dan P₄. Spesi yang tidak mengalami perubahan biloks biasanya spesi yang melibatkan ion poliatomik. Misalnya pada reaktan sebagai ion SO₄^2- dan pada produk tetap sebagai ion SO₄^2- maka atom-atom pada ion SO₄^2- tidak mengalami perubahan bioks.

Perlu diingat bahwa beberapa reaksi kimia tidak tergolong reaksi redoks. Misalnya reaksi asam basa.

Contoh: 

HCl(aq) + NaOH(aq) ⟶ NaCl(aq) + H₂O(l)

Reaksi di atas tidak tergolong reaksi redoks karena tidak terjadi perubahan bilangan oksidasi. Artinya bilangan oksidasi unsur-unsur sebelum dan sesudah reaksi adalah tetap.

UJI KOMPETENSI

1. Berdasarkan konsep bilangan oksidasi jelaskan apa yang dimaksud dengan:

- Reaksi oksidasi

- Reaksi reduksi

- Reaksi redoks

2. Tulislah bilangan oksidasi masing-masing unsur dalam reaksi berikut kemudian tentukan reaksi tersebut tergolong reaksi redoks atau bukan reaksi redoks.

- 2NaOH  +  H₂SO_{4  ⟶}  Na₂SO₄  +  2H₂O

- 2Fe  +  6 HCl  ⟶  2FeCl₃  +  3H₂

- I₂  +  H₂S  ⟶  2HI  +  S