Redoks

Perkembangan Konsep Reaksi Redoks
Awalnya, reaksi redoks dipandang sebagai hasil dari perpindahan atom oksigen dan hidrogen. Oksidasi merupakan proses terjadinya penangkapan oksigen oleh suatu zat. Sementara itu reduksi adalah proses terjadinya pelepasan oksigen oleh suatu zat. Oksidasi juga diartikan sebagai suatu proses terjadinya pelepasan hidrogen oleh suatu zat dan reduksi adalah suatu proses terjadinya penangkap hidrogen. Oleh karena itu, teori klasik mengatakan bahwa

Oksidasi adalah proses penangkapan oksigen dan kehilangan hidrogen.

Reduksi adalah proses kehilangan oksigen dan penangkapan hidrogen.

Seiring dilakukannya berbagai percobaan, konsep redoks juga mengalami perkembangan. Muncullah teori modern yang hingga saat ini masih dipakai. Dalam teori ini disebutkan bahwa:
Oksidasi adalah proses yang menyebabkan hilangnya satu atau lebih elektron dari dalam zat. Zat yang mengalami oksidasi menjadi lebih positif.
Reduksi adalah proses yang menyebabkan diperolehnya satu atau lebih elektron oleh suatu zat. Zat yang mengalami reduksi akan menjadi lebih negatif.
Jadi proses oksidasi dan reduksi tidak hanya dilihat dari penangkapan oksigen dan hidrogen, melainkan dipandang sebagai proses perpindahan elektron dari zat yang satu ke zat yang lain.
Bilangan Oksidasi
Bilangan oksidasi adalah muatan listrik yang seakan-akan dimiliki oleh unsur dalam suatu senyawa atau ion. Aturan penentuan bilangan oksidasi sebagai berikut.

1. Unsur bebas, memiliki bilangan oksidasi = 0

Contoh: H₂, Br₂, memiliki bilangan oksidasi = 0

2. Oksigen

Dalam senyawa, oksigen memiliki bilangan oksidasi = –2, kecuali:

a. Dalam peroksida (H₂O₂) bilangan oksidasi O = –1

b. Dalam superoksida (H₂O₄) bilangan oksidasi O = – ½

c. Dalam OF₂ bilangan oksidasi O = +2

3. Hidrogen

Dalam senyawa, bilangan oksidasi H = +1

Contoh: dalam H₂O, bilangan oksidasi H = 1

Dalam hibrida, bilangan oksidasi H = –1

4. Unsur Golongan IA

Dalam senyawa, bilangan oksidasi unsur golongan IA = +1

Contoh: Na, K memiliki bilangan oksidasi = +1

5. Unsur Golongan IIA

Dalam senyawa, bilangan oksidasi unsur golongan IIA = +2

Contoh: Ba, Mg, memiliki bilangan oksidasi = +2

a. Jumlah bilangan oksidasi molekul = 0

b. Jumlah bilangan oksidasi ion = muatan ion

Contoh: Al³⁺ memiliki bilangan oksidasi = +3

6. Unsur Halogen

F bilangan oksidasi = 0, -1

Cl bilangan oksidasi = 0, -1, +1, +3, +5, +7

Br bilangan oksidasi = 0, -1, +1, +5, +7

I bilangan oksidasi = 0, -1, +1, +5, +7

Reaksi Redoks Ditinjau dari Perubahan Bilangan Oksidasi
1. Reaksi oksidasi adalah reaksi yang menaikkan bilangan oksidasi. Zat yang mengalami oksidasi merupakan reduktor.

Contoh:

Fe_(s) → F²⁺_(aq) + 2e^–

  0         +2

Zn_(s) → Zn²⁺_(aq) + 2e^–

0            +2

2. Reaksi reduksi adalah reaksi yang menurunkan bilangan oksidasi. Zat yang mengalami reduksi merupakan oksidator.

Contoh:

I_2(g) + 2e^– → 2I^–_(aq)

0                   -1

Cu²⁺_(g) + 2e^– → Cu_(s)

 +2                     0

NB:

1. Jumlah muatan di kanan dan kiri harus sama.
2. Jika dalam suatu reaksi tidak terjadi perubahan bilangan oksidasi, reaksi tersebut bukan reaksi redoks.

Persamaan Reaksi Redoks Sederhana
2KMnO_4(aq) + 16HCl_(aq) → 2MnCl_2(aq) + 2KCl_(aq) + 5Cl_2(g) + 8H₂O_(l)
+1 +7 -2           +1 -1            +2   -1         +1 -1          0          +1 -2
Pada reaksi di atas, atom Mn mengalami perubahan bilangan oksidasi dari +7 menurun menjadi +2, dan atom Cl dari -1 naik menjadi 0. Jadi, reaksi ini merupakan reaksi redoks. Dengan kata lain, reaksi redoks terjadi jika pada reaksi tersebut terdapat perubahan bilangan oksidasi.
1.      Reaksi Autoredoks (Reaksi Disproporsional)
Dikatakan reaksi autoredoks atau disproporsional jika terdapat suatu zat yang mengalami reaksi reduksi dan reaksi oksidasi sekaligus. Dengan kata lain, zat tersebut yang mengalami kenaikan dan juga penurunan bilangan oksidasi.
Contoh :

2Na₂S₂O_3(aq) + 4HCl_(aq) → 2S_(s) + 2SO_2(g) + 2H₂O_(l) + 4NaCl_(aq)

              +2                                  0       +4
Pada reaksi di atas, bilangan oksidasi atom S pada senyawa natrium tiosulfat mengalami kenaikan dan penurunan bilangan oksidasi. Jadi, atom S mengalami reaksi reduksi sekaligus reaksi oksidasi atau disebut reaksi autoredoks.

Pb_(s) + PbO_2(s) + 2H₂SO_4(l) → 2PbSO_4(aq) + 2H₂O_(l)

 0        +4                                 +2

Pada reaksi di atas atom Pb memiliki bilangan oksidasi 0 mengalami reaksi oksidasi membentuk senyawa PbSO₄ yang memiliki bilangan oksidasi untuk atom Pb sebesar +2. Kemudian senyawa PbO₂ yang memiliki bilangan oksidasi untuk atom Pb sebesar +4 mengalai reaksi reduksi membentuk senayawa PbSO₄ yang memiliki bilangan oksidasi untuk atom Pb sebesar +2. Dapat dilihat bahwa atom yang sama dari dua zat yang berbeda dan memiliki bilangan oksidasi berbeda, mengalami reaksi yang menghasilkan senyawa yang sama. Dalam hal ini zat pereduksi dan pengoksidasinya berbeda, sehingga reaksi di atas bukan autoredoks.
2.      Oksidator dan Reduktor
Oksidator : zat yang dapat menyebabkan zat lain mengalami reaksi oksidasi (pengoksidasi) atau zat yang mengalami reduksi.
Reduktor : zat yang dapat menyebabkan zat lain mengalami reaksi reduksi (pereduksi) atau zat yang mengalami oksidasi.
Contoh : Cu²⁺_(aq) + Ni_(s) → Cu_(s) + Ni²⁺_(aq)

+2            0             0         2+

Atom Ni bertindak sebagai pereduksi yang mereduksi ion Cu²⁺, sedangkan atom Ni sendiri mengalami reaksi oksidasi. Sehingga dapat dikatakan atom Ni adalah reduktor.
Ion Cu²⁺ bertindak sebagai pengoksidasi yang mengoksidasi atom Ni, sedangkan ion Cu²⁺ sendiri mengalami reaksi reduksi. Sehingga dapat dikatakan ion Cu²⁺ adalah oksidator.
Tata Nama Senyawa Berdasarkan Bilangan Oksidasi
1. Senyawa biner tersusun atas dua macam unsur, baik logam dan nonlogam maupun kedua unsur-unsurnya nonlogam, nama logam didahulukan diikuti senyawa nonlogam yang diberi akhiran –ida.

Contoh:

NaCl : natrium klorida

MgO : magnesium oksida

Al₂S₃ : aluminium sulfida

K₂S : kalium sulfida

2. Senyawa biner yang mengandung unsur yang memiliki lebih dari satu bilangan oksidasi maka bilangan oksidasi unsur tersebut ditulis dengan menggunakan angka romawi dalam tanda kurung di belakang nama unsurnya.

Contoh:

FeO : besi(II) oksida

Fe₂O₃ : besi(III) oksida

SnCl₂ : timah(II) klorida

SnCl₄ : timah(IV) klorida

3. Senyawa ionik diberi nama dengan cara menyebutkan nama kation diikuti nama anion. Jika anion terdiri dari beberapa atom dan mengandung unsur yang memiliki lebih dari satu macam bilangan oksidasi, nama anion tersebut diberi imbuhan hipo-it, -it, -at, atau per-at sesuai dengan jumlah bilangan oksidasi.

Contoh:

Na₂CO₃ : natrium karbonat

KCrO₄ : kalium kromat

K₂Cr₂O₇ : kalium dikromat

HClO : asam hipoklorit (bilangan oksidasi Cl=+1)

HClO₂ : asam klorit (bilangan oksidasi Cl=+3)

HClO₃ : asam klorat (bilangan oksidasi Cl=+5)

HClO₄ : asam perklorat (bilangan oksidasi Cl=+7)

Penerapan Reaksi Redoks
1. Industri pelapisan logam

Industri pelapisan logam adalah industri pelapisan logam dengan unsurunsur lain yang meningkatkan kualitas logam tersebut. Sebagai contoh pelapisan besi dengan seng atau krom untuk menjaga besi dari perkaratan, melapisi tembaga dengan  emas.

2. Industri pengolahan logam

Bijih-bijih logam umumnya terdapat dalam bentuk senyawa oksida, sulfida, dan karbonat. Bijih-bijih sulfida dan karbonat diubah terlebih dahulu menjadi oksida melalui pemanggangan. Setelah itu bijih oksida direduksi menjadi logam.

Contoh:

Besi diperoleh dengan cara mereduksi bijih besi Fe₂O₃ dengan reduktor kokas (C) dalam tanur tinggi. C akan teroksidasi menjadi CO dan CO akan mereduksi Fe₂O₃ menjadi Fe.

2C + O₂ → 2CO

Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂

3. Industri aki dan baterai

Aki dan baterai merupakan sumber energi listrik searah yang bekerja menggunakan prinsip reaksi redoks.

Reaksi yang terjadi pada aki:

Pb_(s) + PbO_2(s) + 4H⁺_(aq) + 2SO₄^2–_(aq) → 2PbSO_4(s) + 2H₂O_{(l )}

Reaksi yang terjadi pada baterai:

Zn_(s) + 2MnO_2(s)+2NH₄⁺_(aq) → Zn²⁺_(aq)+ Mn₂O_3(s)+2NH_3(aq)+ H₂O_{(l )}

Untuk menguji pemahaman jawablah Soal Redoks