Konsep Reaksi RedoksPendahuluanRedoks Berdasarkan Pengikatan dan Pelepasan OksigenRedoks Berdasarkan Pengikatan dan Pelepasan ElektronRedoks Berdasarkan Pertambahan dan Penurunan Bilangan OksidasiContoh Soal-1Contoh Soal-2Menyeimbangkan reaksi redoksMedia asamMedia basaReaksi redoks dalam industriReaksi redoks dalam biologiSiklus redoksReferensiPemanfaatan Konsep Reaksi Redoks Yang Paling Kecil Dampak Negatifnya Adalah Pendahuluan Redoks adalah istilah yang menjelaskan berubahnya bilangan oksidasi keadaan oksidasi atom-atom dalam sebuah reaksi kimia. Hal ini dapat berupa proses redoks yang sederhana seperti oksidasi karbon yang menghasilkan karbon dioksida, atau reduksi karbon oleh hidrogen menghasilkan metana CHiv, ataupun ia dapat berupa proses yang kompleks seperti oksidasi gula pada tubuh manusia melalui rentetan transfer elektron yang rumit. Istilah redoks berasal dari dua konsep, yaitu reduksi dan oksidasi, dapat dijelaskan dengan mudah sebagai berikut Oksidasi menjelaskan pelepasan elektron oleh sebuah molekul, atom, atau ion Reduksi menjelaskan penambahan elektron oleh sebuah molekul, atom, atau ion. Walaupun cukup tepat untuk digunakan dalam berbagai tujuan, penjelasan di atas tidaklah persis benar. Oksidasi dan reduksi tepatnya merujuk pada perubahan bilangan oksidasi karena transfer elektron yang sebenarnya tidak akan selalu terjadi, sehingga Oksidasi didefinisikan sebagai peningkatan bilangan oksidasi Reduksi didefinisikan sebagai penurunan bilangan oksidasi. Dalam praktiknya, transfer elektron akan selalu mengubah bilangan oksidasi, namun terdapat banyak reaksi yang diklasifikasikan sebagai “redoks” walaupun tidak ada transfer elektron dalam reaksi tersebut misalnya yang melibatkan ikatan kovalen. Reaksi non-redoks yang tidak melibatkan perubahan muatan formal formal accuse dikenal sebagai reaksi metatesis. Pengertian konsep reaksi reduksi-oksidasi telah mengalami tiga tahap perkembangan sebagai berikut Konsep Reaksi Reduksi-Oksidasi Berdasarkan Pengikatan dan Pelepasan Oksigen Konsep Reaksi Reduksi-Oksidasi Berdasarkan Pengikatan dan Pelepasan Elektron Konsep Reaksi Reduksi-Oksidasi Berdasarkan Pertambahan dan Penurunan Bilangan Oksidasi Redoks Berdasarkan Pengikatan dan Pelepasan Oksigen Reduksi adalah reaksi pelepasan oksigen dari suatu senyawa. Reduktor adalah zat yang menarik/mengikat oksigen pada reaksi reduksi atau zat yang mengalami reaksi oksidasi. Oksidasi adalah reaksi pengikatan penggabungan oksigen oleh suatu zat. Oksidator adalah sumber oksigen pada reaksi oksidasi atau zat yang mengalami reduksi. Contoh Reaksi Fe2O3 + 3C → 2Fe + 3CO ditulis sebagai berikut. Penjelasan Fe2Othree melepaskan/memberikan oksigen kepada C dan membentuk Fe, sedangkan C mengikat/menangkap oksigen dari Iron2O3 dan membentuk CO. Dengan demikian, Fe2O3 mengalami reduksi atau sebagai oksidator, sedangkan C mengalami oksidasi atau sebagai reduktor. Redoks Berdasarkan Pengikatan dan Pelepasan Elektron Selain oksigen, elektron yang terkandung pada senyawa maupun unsur dapat menimbulkan reaksi redoks. Berikut penjelasannya. Reduksi adalah reaksi pengikatan elektron. Reduktor adalah zat yang melepaskan electron atau zat yang mengalami oksidasi. Oksidasi adalah reaksi pelepasan elektron. Oksidator adalah Zat yang mengikat electron atau zat yang mengalami reduksi. Contoh reaksi Htwo + F2 → 2HF. Reaksi tersebut dapat ditulis sbb Penjelasan Untuk membentuk senyawa hidrogen fluorida, molekul H2 melepaskan 2 elektron menjadi 2H+ H2 → 2H+ + 2e-, sedangkan molekul F2 menangkap/mengikat 2 elektron menjadi 2F– F2 + 2e- → 2F– . Dengan demikian H2 mengalami oksidasi atau sebagai reduktor, sedangkan Fii mengalami reduksi atau sebagai oksidator. Redoks Berdasarkan Pertambahan dan Penurunan Bilangan Oksidasi Konsep reaksi redoks yang melibatkan perpindahan elektron ini hanya bisa terjadi pada senyawa ionik aja, sedangkan senyawa kovalen tidak. Oleh karena itu, muncul konsep redoks yang ketiga, yaitu berdasarkan perubahan bilangan oksidasi biloks. Berdasarkan konsep perubahan bilangan oksidasi Reduksi adalah reaksi yang mengalami penurunan bilangan oksidasi. Reduktor adalah zat yang mereduksi zat lain dalam reaksi redoks atau zat yang mengalami oksidasi. Oksidasi adalah reaksi yang mengalami kenaikan bilangan oksidasi. Oksidator adalah zat yang mengoksidasi zat lain dalam reaksi redoks atau zat yang mengalami reaksi reduksi. ContohReaksi Atomic number 262Othree + 3C → 2Fe + 3CO ditulis sebagai berikut. Bilangan oksidasi adalah muatan positif dan negatif pada suatu atom. Unsur yang biloksnya positif, biasanya merupakan atom-atom unsur logam, seperti Na, Fe, Mg, Ca, dan unsur logam lainnya. Sementara itu, unsur yang biloksnya negatif, biasanya atom-atom unsur nonlogam, seperti O, Cl, F, dan unsur nonlogam lainnya. Terdapat delapan aturan dalam menentukan bilangan oksidasi suatu atom, antara lain adalah sebagai berikut. Bilangan oksidasi unsur bebas dalam bentuk cantlet dan molekul adalah 0. Contoh Unsur bebas berbentuk atom C, Ca, Cu, Na, Iron, Al, Ne = 0 Unsur bebas berbentuk molekul H2, O2, Clii, P4, S8 = 0 Bilangan oksidasi ion monoatom 1 atom dan poliatom lebih dari 1 atom sesuai dengan jenis muatan ionnya. Contoh Bilangan oksidasi ion monoatom Na+, Mg2+, dan Al3+ berturut-turut adalah +1, +2, dan +three. Bilangan oksidasi ion poliatom NHiv +, So4 2 -, dan PO4 3 – berturut-turut adalah +1, -2, dan -iii. Bilangan oksidasi unsur pada golongan logam IA, IIA, dan IIIA sesuai dengan golongannya. IA = H, Li, Na, Thou, Rb, Cs, Fr = +i. Contoh Bilangan oksidasi Na dalam senyawa NaCl adalah +1. IIA = Exist, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra = +2. Contoh Bilangan oksidasi Mg dalam senyawa MgSO2 adalah +2. IIIA = B, Al, Ga, In, Tl = +3. Contoh Bilangan oksidasi Al dalam senyawa AliiOiii adalah +3. Bilangan oksidasi unsur golongan transisi golongan B lebih dari satu. Contoh Bilangan oksidasi Cu = +1 dan +2. Bilangan oksidasi Au = +1 dan +three. Bilangan oksidasi Sn = +iii dan +iv. Jumlah bilangan oksidasi unsur-unsur yang membentuk ion = jumlah muatannya. Contoh NH4+ = +i Jumlah bilangan oksidasi unsur-unsur yang membentuk senyawa = 0. Contoh HtwoO = 0 H = +2, = -two, jadi 2-2 = 0 Bilangan oksidasi hidrogen H bila berikatan dengan logam = -ane. Bila H berikatan dengan non-logam = +1. Contoh Biloks H dalam AlH3 = -1. Bilangan oksidasi oksigen O dalam senyawa peroksida = -ane. Bilangan oksidasi O dalam senyawa non-peroksida = -2. Contoh Biloks O dalam BaO2 = -ane. Contoh Soal-1 Perhatikan reaksi berikut ini Penjelasan Persamaan reaksi ruas kiri Iron merupakan unsur golongan transisi golongan B yang memiliki biloks lebih dari satu, disini bilok Atomic number 26 = +3; unsur O dalam senyawa Fe2O3 bukan non-peroksida maka biloks O = -ii; C adalah unsur bebas maka biloks C = 0. Persamaan reaksi ruas kanan Fe merupakan unsur bebas maka biloks Fe = 0; C dalam CO merupakan unsur yang berbentuk ion bermuatan +2 maka biloks C = +two; O terikat dalam CO yang bukan senyawa non-peroksida maka biloks O = -2. Dari bilangan biloks dalam reaksi dari kiri ke kanan terlihat bahwa Fe mengalami penurunan biloks dari +3 menjadi 0, O tidak mengalami perubahan biloks, dan C mengalami peningkatan biloks dari 0 menjadi +two. Dengan demikian Fe mengalami reduksi atau sebagai oksidator yang mengoksidasi C menjadi CO. C mengalami oksidasi atau sebagai reduktor yang mereduksi Fe2O3 menjadi Iron. O tidak mengalami mengalami reaksi redoks karena biloks-nya tetap tidak berubah. Jumlah total biloks unsur-unsur yang membentuk senyawa Fe2Othree adalah 2 10 biloks Iron + 3 x biloks O = 2 x 3 + 3 x -ii = 6 – six = 0. Jumlah total biloks unsur-unsur yang membentuk CO adalah 1 ten biloks C + 1 ten biloks O = 2 + -two = 0. Contoh Soal-2 Reaksi Mgdue south + 2HCl ——> MgCltwoaq + H2chiliad, digambarkan sebagai berikut Penjelasan Reaksi ruas kiri Mg merupakan unsur bebas, jadi biloks Mg = 0. Kemudian, biloks H pada senyawa 2HCl bernilai +1 karena unsur H berikatan dengan unsur lain dan H merupakan golongan IA. Selanjutnya, karena H = +i, berarti Cl = -1 agar total biloks 2HCl = 0. Reaksi ruas kanan biloks Mg pada senyawa MgCl adalah +2 karena Mg berikatan dan merupakan unsur golongan IIA. Karena Cl memiliki indeks two, maka biloks Cl = -i, agar total biloks MgCl2 = 0. Kemudian, karena H2 merupakan unsur bebas, maka biloksnya bernilai 0. Dengan demikian dari kiri ke kanan Unsur Mg mengalami kenaikan biloks dari 0 menjadi +2, sehingga mengalami reaksi oksidasi atau sebagai reduktor yang mereduksi HCl menjadi H2. Unsur H mengalami penurunan biloks dari +one menjadi 0, sehingga mengalami reaksi reduksi atau sebagai oksidator yang mengoksidasi Mg menjadi MgCl2. Menyeimbangkan reaksi redoks Untuk menuliskan keseluruhan reaksi elektrokimia sebuah proses redoks, diperlukan penyeimbangan komponen-komponen dalam reaksi setengah. Untuk reaksi dalam larutan, hal ini umumnya melibatkan penambahan ion H+, ion OH–, H2O, dan elektron untuk menutupi perubahan oksidasi. Media asam Pada media asam, ion H+ dan air ditambahkan pada reaksi setengah untuk menyeimbangkan keseluruhan reaksi. Sebagai contoh, ketika manganTwo bereaksi dengan natrium bismutat Reaksi ini diseimbangkan dengan mengatur reaksi sedemikian rupa sehingga dua setengah reaksi tersebut melibatkan jumlah elektron yang sama yakni mengalikan reaksi oksidasi dengan jumlah elektron pada langkah reduksi, demikian juga sebaliknya. Reaksi diseimbangkan 14H+ aq + 2Mn2+ aq + 5NaBiO3 s → 7H2O l + 2MnO4– aq + 5Bi3+ aq + 5Na+ aq Hal yang sama juga berlaku untuk sel bahan bakar propana di bawah kondisi asam Dengan menyeimbangkan jumlah elektron yang terlibat Persamaan diseimbangkan CiiiH8 + 5Oii → 3CO2 + 4H2O Media basa Pada media basa, ion OH- dan air ditambahkan ke reaksi setengah untuk menyeimbangkan keseluruhan reaksi. Sebagai contoh, reaksi antara kalium permanganat dan natrium sulfit Dengan menyeimbangkan jumlah elektron pada kedua reaksi setengah di atas Persamaan diseimbangkan 2KMnO4 + 3Na2Thenthree + HtwoO → 2MnOii + 3NatwoSO4 + 2KOH Reaksi redoks dalam industri Kita dapat melihat penggunaan reaksi redoks dalam ekstraksi logam dimana dengan menggunakan zat pereduksi yang sesuai, oksidasi logam dapat dikurangi menjadi besi di tanur tinggi dengan menggunakan karbon sebagai zat pereduksi. FeiiO3 + 3C → 2Fe + 3CO Oksidasi juga digunakan dalam proses produksi produk-produk pembersih dan pengoksidasi amonia untuk menghasilkan asam nitrat, yang digunakan di sebagian besar pupuk. Reaksi redoks merupakan dasar pembuatan sel elektrokimia atau baterai yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari untuk menjalankan sejumlah gadget dan peralatan kecil dan besar. Misalnya, aki digunakan untuk memasok semua kebutuhan listrik dari mobil, truk, bus, kereta api, pesawat terbang, dan lain-lain. Demikian pula, energi listrik yang dibutuhkan dalam kapsul ruang diperoleh dengan reaksi hidrogen dan oksigen pada sel bahan bakar yang menggunakan oksigen dan elektroda hydrogen. Reaksi redoks dalam biologi Banyak proses biologi yang melibatkan reaksi redoks. Reaksi ini berlangsung secara simultan karena sel, sebagai tempat berlangsungnya reaksi-reaksi biokimia, harus melangsungkan semua fungsi hidup. Agen biokimia yang mendorong terjadinya oksidasi terhadap substansi berguna dikenal dalam ilmu pangan dan kesehatan sebagai oksidan. Zat yang mencegah aktivitas oksidan disebut antioksidan. Pernapasan sel, contohnya, adalah oksidasi glukosa C6H12O6 menjadi COii dan reduksi oksigen menjadi air. Persamaan ringkas dari pernapasan sel adalah Chalf-dozenH12O6 + 6O2 → 6 CO2 + 6HiiO Proses pernapasan sel juga sangat bergantung pada reduksi NAD+ menjadi NADH dan reaksi baliknya oksidasi NADH menjadu NAD+. Fotosintesis secara esensial merupakan kebalikan dari reaksi redoks pada pernapasan sel 6CO2 + 6HiiO + light energy → Chalf dozenH12O6 + 6O2 Energi biologi sering disimpan dan dilepaskan dengan menggunakan reaksi redoks. Fotosintesis melibatkan reduksi karbon dioksida menjadi gula dan oksidasi air menjadi oksigen. Reaksi baliknya, pernapasan, mengoksidasi gula, menghasilkan karbon dioksida dan air. Sebagai langkah antara, senyawa karbon yang direduksi digunakan untuk mereduksi nikotinamida adenina dinukleotida NAD+, yang kemudian berkontribusi dalam pembentukan gradien proton, yang akan mendorong sintesis adenosina trifosfat ATP dan dijaga oleh reduksi oksigen. Pada sel-sel hewan, mitokondria menjalankan fungsi yang sama. Lihat pula Potensial membran. Istilah keadaan redoks juga sering digunakan untuk menjelaskan keseimbangan antara NAD+/NADH dengan NADP+/NADPH dalam sistem biologi seperti pada sel dan organ. Keadaan redoksi direfleksikan pada keseimbangan beberapa set metabolit misalnya laktat dan piruvat, beta-hidroksibutirat dan asetoasetat yang antarubahannya sangat bergantung pada rasio ini. Keadaan redoks yang tidak normal akan berakibat buruk, seperti hipoksia, guncangan shock, dan sepsis. Siklus redoks Berbagai macam senyawa aromatik direduksi oleh enzim untuk membentuk senyawa radikal bebas. Secara umum, penderma elektronnya adalah berbagai jenis flavoenzim dan koenzim-koenzimnya. Seketika terbentuk, radikal-radikal bebas anion ini akan mereduksi oskigen menjadi superoksida. Reaksi bersihnya adalah oksidasi koenzim flavoenzim dan reduksi oksigen menjadi superoksida. Tingkah laku katalitik ini dijelaskan sebagai siklus redoks. Contoh molekul-molekul yang menginduksi siklus redoks adalah herbisida parakuat, dan viologen dan kuinon lainnya seperti menadion. Referensi Hudlický, Miloš 1996. Reductions in Organic Chemistry. Washington, American Chemical Society. hlm. 429. ISBN 0-8412-3344-6. Hudlický, Miloš 1990. Oxidations in Organic Chemistry. Washington, American Chemical Guild. hlm. 456. ISBN 0-8412-1780-seven. Harmoko, Jati 2018-02-17. “v Penerapan Reaksi Redoks dalam Bidang Industri”. MateriKimia. Diakses tanggal 2020-09-xxx. “ PDF. Diakses tanggal 2008-06-30.