Bahan Ajar (hand Out) Kd 3.9-4.9 Redok-tata Nama.docx

KOMPETENSI DASAR KD 3.9 Menentukan

bilangan oksidasi untuk mengidentifikasi reaksi reduksi dan oksidasi serta penamaan senyawa

KD 4.9 Membedakan reaksi yang melibatkan perubahan

biloks dan reaksi yang tidak melibatkan perubahan biloks melalui percobaan

1

PETA KONSEP

Reaksi Redoks Terdiri atas

reaksi reduksi

akibat

mengalami

Reduktor mengalami

reaksi oksidasi

akibat

Oksidator

Dilihat dari

Bilangan Oksidasi

Digunakan untuk

Tata Nama Senyawa

2

Indikator 3.9.1. menjelaskan pengertian reaksi reduksi dan reaksi oksidasi berdasarkan konsep penangkapan/pelepasan atom oksigen, konsep penangkapan/pelepasan electron, dan konsep perubahan bilangan oksidasi suatu unsur 3.9.2. Menentukan bilangan oksidasi suatu unsur dalam zatnya 3.9.3. menentukan jenis suatu reaksi berdasarkan pola perubahan bilangan oksidasi atom-atom dalam persamaan reaksinya 3.9.4. membedakan reaksi yang melibatkan perubahan biloks dan reaksi yang tidak melibatkan perubahan biloks melalui percobaan 3.9.5. menentukan nama suatu senyawa dari rumus kimianya berdasarkan bilangan oksidasi logam penyusunnya 3.9.6. menentukan rumus kimia suatu senyawadari namasenyawanya berdasarkan bilangan oksidasi logampenyusunnya 4.9.1. Menghitung bilangan oksidasi suatu unsur pada rumus kimia zat 4.9.2. menentukan jenis suatu reaksi berdasarkan pola perubahan bilangan oksidasi unsur dalam persamaan reaksi 4.9.3. membedakan reaksi yang melibatkan perubahan bilangan oksidasi dengan reaksi yang tidak melibatkan perubahan bilangan oksidasi melalui percobaan A.

Uraian Materi Ada banyak fenomena reaksi kimia yang terjadi di lingkungan hidup kita sehari-hari

yang terjadi sebagai akbat dari proses oksidasi ataupun reduksi. Beberapa contoh dari fenomena tersebut antara lain logam berkarat, benda terbakar, penggunaan baterai, dan sebagainya,

Pencoklatan daging buah apel

Logam berkarat

Perhiasan logam disepuh dengan perak

3

Pada berbagai macam situasi, proses oksidasi biasanya disertai dengan proses reduksi secara bersamaan. Namun, tidak jarang pula, proses yang berlangsung hanyalah reaksi oksidasi tanpa disertai proses reduksi ataupun sebaliknya. 1.

Reaksi Reduksi dan Reaksi Oksidasi Sampai saat ini, pengertian reaksi reduksi maupun reaksi oksidasi telah dijelaskan

menggunakan tiga macam konsep sebagai berikut:

Berdasarkan pengikatan atau pelepasan atom Oksigen Sejak dulu, para pakar kimia sudah mengetahui bahwa oksigen dapat bereaksi dengan banyak unsur. Senyawa yang terbentuk dari hasil reaksi dengan oksigen dinamakan

oksida sehingga reaksi antara oksigen dan suatu unsur dinamakan reaksi oksidasi Karat besi adalah senyawa yang terbentuk dari hasil reaksi antara besi dan oksigen (besi oksida). Perkaratan besi merupakan salah satu contoh dari reaksi oksidasi, dengan persamaan reaksi sebagai berikut: 4 Fe (s) + 3 O2 (g)

2 Fe2O3 (s)

Pada reaksi tersebut, besi (Fe) bergabung dengan gas oksigen (O2) untuk membentuk senyawa Fe2O3 , sehingga dianggap bahwa besi mengalami oksidasi dengan cara mengikat oksigen menjadi besi oksida (Fe2O3). Kebalikan dari reaksi oksidasi dinamakan reaksi reduksi. Pada reaksi reduksi terjadi pelepasan oksigen dari sebuah zat. sebagai contoh;

2 CuO (s)

2 Cu (s) + O2 (g)

Pada persamaan reaksi tersebut, CuO terurai menjadi Cu dan O2 . hal ini menunjukkan terjadinya pelepasan atomoksigen, sehingga reaksi ini adalah reaksi reduksi. Reaksi reduksi dan oksidasi sering pula berlangsung secara bersamaan. Apabila keduanya berlangsung bersamaan,maka jenis reaksinya disebut Reaski redoks. Dalam reaksi redoks terdapat istilah oksidator dan reduktor. Oksidator merupakan zat yang mengalami reduksi dan memicu zat lain mengalami oksidasi, sedangkan reduktor merupakan zat yang mengalami oksidasi dan memicu zat lain mengalami reduksi. Sebagai contoh: Besi oksida direaksikan dengan gas hidrogen, dengan persamaan reaksi: 4

2 Fe2O3 (s) + 3 H2 (g)

2 Fe (s) + 3 H2O (g)

Pada reaksi tersebut, atom oksigen yang ada pada besi oksida (Fe2O3) dilepaskan untuk bergabung dengan gas Hidrogen (H2) yang menyebabkan besi oksida berubah menjadi besi (Fe) sedangkan gas hydrogen bergabung dengan oksigen yang dilepaskan oleh oksida besi untuk membentuk molekul air (H2O). jadi, pada reaksi tersebut,

Fe2O3 mengalami reduksi, dan berperan sebagai Oksidator H2 mengalami oksidasi, dan berperan sebagai Reduktor Agar lebih memahami perbedaan antara reaksi oksidasi dengan reaksi reduksi berdasarkan pengikatan atau pelepasan atom oksigen, perhatikan contoh berikut: C(s) + O2(g)

⎯⎯→ CO2(g)

(reaksi oksidasi)

2 SO2(g) + O2(g) ⎯⎯→ 2 SO3(g)

(reaksi oksidasi)

2 H2O (l) ⎯⎯→ 2 H2 (g) + 2 O2 (g)

(reaksi eduksi)

Contoh soal: Manakah di antara reaksi berikut yang tergolong reaksi reduksi-oksidasi menurut konsep pelepasan dan pengikatan oksigen? 1). 2 H2O2 (aq) → 2 H2O (l) + O2 (g) 2). Mg (s) + O2 (g) → MgO (g)

Jawaban: Pada persamaan reaksi no.1, terjadi pengurangan jumlah atom oksigen dari dua buah pada H2O2 menjadi satu buah pada H2O. Pengurangan jumlah tersebut menunjukkan pelepasan atom oksigen dari H2O2 . Oleh karena itu, reaksi ini disebut mengalami reaksi reduksi. Pada persamaan reaksi no.2, Mg pada awalnya tidak berikatan dengan oksigen namun setelah bereaksi Mg bergabung dengan oksigen membentuk MgO. oleh karena itu, reaksi ini dianggap sebagai reaksi oksidasi Latihan: Dari persamaan reaksi berikut ini, manakah yang mengalami reduksi dan mana yang mengalami oksidasi? Lalu tentukan mana zat oksidator, dan mana zat reduktor! Cr2O3 + 2 Al ⎯⎯→ 2 Cr + Al2O3 5

Berdasarkan penangkapan atau pelepasan electron Konsep redoks yang melibatkan transfer elektron berkembang setelah diketahui adanya elektron dalam atom dan reaksi pembentukan senyawa ion. Menurut konsep ini reduksi merupakan reaksi yang melibatkan penangkapan electron, sedangkan oksidasi merupakan reaksi yang melibatkan pelepasan electron. Zat yang mengalami oksidasi berperan sebagai reduktor, sedangkan zat yang mengalami reduksi berperan sebagai oksidator.

Contoh soal: dari reaksi pembentukan NaCl dari unsure-unsurnya, tentukan zat mana yang mengalami reduksi, mana yang mengalami oksidasi, mana reduktor,

Jawaban: pada proses pembentukan senyawa NaCl dari unsure-unsurnya, diawali dengan pembentukan kation (ion +) dan anion (ion -)

2 Na ----- 2 Na+ + 2 e Cl2 + 2 e ----- 2Cl-

(Na teroksidasi, berperan sebagai reduktor) +

(Cl2 tereduksi, berperan sebagai oksidator)

2 Na + Cl2 ---- 2 NaCl

Latihan: Dari persamaan reaksi berikut ini, manakah yang mengalami reduksi dan mana yang mengalami oksidasi? Lalu tentukan mana zat oksidator, dan mana zat reduktor! Al + Cl2 ⎯⎯→ AlCl3

Berdasarkan perubahan bilangan oksidasi Tidak semua reaksi redoks dapat dianalisa menggunakan konsep pengikatan atau pelepasan atom oksigen, dan konsep penangkapan atau pelepasan electron. Saat ini, konsep yang lebih popular digunakan ialah konsep bilangan oksidasi. Menurut konsep ini, “apabila sebuah atom dari unsure pada sebuah zat mengalami kenaikan

bilangan oksidasi, maka zat tersebut mengalami reaksi oksidasi. Sebaliknya, apabila atom suatu unsure dalam zat mengalami penurunan bilangan oksidasi, maka zat tersebut mengalami reaksi reduksi”.

6

Untuk menerapkan konsep ini, diperlukan pengetahuan tentang penentuan bilangan oksidasi. Bilangan oksidasi menunjukkan besarnya muatan yang disumbangkan oleh atom atu unsure tersebut pada molekul atau ion yang dibentuknya. Kita dapat menentukan besarnya bilangan oksidasi suatu unsur dalam senyawa dengan mengikuti aturan berikut ini (James E. Brady, 1999). 1. Unsur bebas (misalnya H2, O2, N2, Fe, dan Cu) mempunyai bilangan oksidasi = 0 2. Umumnya unsur H mempunyai bilangan oksidasi = +1, kecuali dalam senyawa hidrida, bilangan oksidasi H = –1 Contoh: - Bilangan oksidasi H dalam H2O, HCl, dan NH3 adalah +1 - Bilangan oksidasi H dalam LiH, NaH, dan CaH2 adalah –1 3. Umumnya unsur O mempunyai bilangan oksidasi = –2, kecuali dalam senyawa peroksida, bilangan oksidasi O = –1 Contoh: - Bilangan oksidasi O dalam H2O, CaO, dan Na2O adalah –2 - Bilangan oksidasi O dalam H2O2, Na2O2 adalah –1 4. Unsur F selalu mempunyai bilangan oksidasi = –1 5. Unsur logam mempunyai bilangan oksidasi selalu bertanda positif. Contoh: - Golongan IA (logam alkali: Li, Na, K, Rb, dan Cs) bilangan oksidasinya = +1 - Golongan IIA (alkali tanah: Be, Mg, Ca, Sr, dan Ba) bilangan oksidasinya = +2 6. Bilangan oksidasi ion tunggal = muatannya. Contoh: Bilangan oksidasi Fe dalam ion Fe2+ adalah +2 7. Jumlah bilangan oksidasi unsur-unsur dalam senyawa = 0 Contoh: Dalam senyawa H2CO3 berlaku: biloks H= + 1, biloks C= +4 biloks O = -2 8. Jumlah bilangan oksidasi unsur-unsur dalam ion poliatom = muatan ion Contoh: Dalam ion NH4+ berlaku biloks N=-3 biloks H = + 1

Bilangan oksidasi merupakan harga yang menunjukkan kemampuan suatu atom untuk melepaskan atau menerima elektron dalam suatu reaksi. Bilangan oksidasi dapat bernilai positif maupun negatif tergantung harga keelektronegatifannya. Bilangan oksidasi bernilai positif berarti atom melepaskan elektron, sebaliknya jika negatif berarti atom menerima elektron. Perhatikan gambar di bawah ini

7

Gambar di atas merupakan contoh reaksi spontan antara logan Zn dengan larutan CuSO4. Dalam larutan CuSO4 terdapat ion-ion Cu2+ dan SO4

2-,

logam Zn terdiri dari atom-atom

Zn. Ion Cu2+ bertabrakan dengan atom Zn membentuk atom-atom Cu yang berupa padatan hitam dan berkumpul pada logam Zn. Logam Zn lama-kelamaan habis membentuk ion Zn2+ dan bergerak bebas di larutan. Pada akhir reaksi, didapatkan endapan hitam yang merupakan kumpulan dari atom atom Cu. Persamaan reaksinya dapat ditulis sebagai berikut: Zn(s) + CuSO4(aq) ZnSO4(aq) + Cu(s) Zn(s) Zn2+(aq) + 2 é Dari reaksi di atas Zn mengalami perubahan bilangan oksidasi yaitu mengalami kenaikan dari 0 menjadi +2, sehingga dapat dikatakan bahwa reaksi oksidasi adalah reaksi dengan peningkatan bilangan oksidasi. Cu2+(aq) + 2 é Cu(s) Cu mengalami pengurangan bilangan oksidasi yaitu turun dari +2 menjadi 0, sehingga dapat dikatakan bahwa reaksi reduksi adalah reaksi dengan pengurangan bilangan oksidasi. Reaksi redoks secara lengkap dapat ditulis sebagai berikut : +2

(reduksi)

0

Cu2+ (aq) + Zn (s) -- Cu (s) + Zn2+ (aq) 0

(oksidasi)

+2

Contoh soal 1 Tentukan bilangan oksidasi atom yang dicetak tebal pada zat/spesi Fe2O3 dan Cr2O72- ! 8

Jawaban Fe2O3 : Bilangan oksidasi senyawa netral = 0 bilangan oksidasi (b.o.) atom O = -2 ( 2 x b.o. Fe ) + ( 3 x b.o. O ) = 0 ( 2 x b.o. Fe ) + ( 3 x -2 ) = 0 ( 2 x b.o. Fe ) = +6 Cr2O72- : jumlah total biloks = -2 bilangan oksidasi (b.o.) atom O = -2 ( 2 x b.o. Cr ) + ( 7 x b.o. O ) = -2 ( 2 x b.o. Cr ) + ( 7 x -2 ) = -2 ( b.o. Cr ) = +6

Contoh soal 2 Periksalah apakah reaksi berikut tegolong reaksi redoks atau bukan redoks! a. 2K2CrO4(aq) + H2SO4(aq) K2SO4(aq) + K2Cr2O7(aq) +H2O(l) b. 2FeCl3(aq) + H2S(g) 2FeCl2 (aq) + 2HCl(aq) + S(s) Beberapa tips untuk menbantu menyelesaikan soal di atas : - Reaksi yang melibatkan unsur bebas umumnya tergolong reaksi redoks. - Atom unsur yang perlu diperiksa adalah atom unsur yang dalam reaksi berganti tipe rumusnya. Misalnya, H2SO4 K2SO4 : atom S tidak perlu diperiksa, sebab tetap sebagai ion SO42FeCl3 FeCl2 : atom Fe perlu diperiksa, sebab berganti tipe rumusnya. - Koefisien reaksi tidak mempengaruhi bilangan oksidasi. a. 2K2CrO4(aq) + H2SO4(aq) K2SO4(aq) + K2Cr2O7(aq) +H2O(l) +1 +6 -2 +6 Atom H,S,O dan K tidak perlu diperiksa karena tidak berganti tipe rumus. Atom Cr perlu diperiksa, karena berganti tipe rumusnya. Dari persamaan tersebut ternyata atom Cr tidak mengalami perubahan biloks, demikian juga dengan atom yang lain. Jadi, reaksi ini bukan reaksi redoks. b. 2FeCl3(aq) + H2S(g) 2FeCl2 (aq) + 2HCl(aq) + S(s) +3 -2 +2 0 Atom Fe dan S perlu diperiksa biloksnya karena mengalami perubahan tipe rumus. Biloks Fe berubah dari +3 menjadi +2 artinya Fe mengalami reduksi. Biloks S berubah dari -2 menjadi 0, artinya S mengalami oksidasi. Jadi, reaksiini tergolong reaksi redoks.

Latihan: Periksalah apakah reaksi berikut tergolong reaksi redoks atau bukan! a. 3 CuS(aq) + 8 HNO3(aq) 3 Cu(NO3)2(aq) + 2 NO(aq) + 3 S(s) + 4 H2O(l) b. Fe2O3(s) + 3 H2SO4(aq) Fe2(SO4)3(aq) + 3 H2O(l) 9

Setelah memahami skema yang berlangsung dalam proses reaksi reduksi atau oksidasi, lakukan percobaan berikut ini untuk melihat perbedaann antara reaksi yang melibatkan perubahan bilangan oksidasi dengan reaksi yang tidak melibatkan perubahan bilangan oksidasi. Judul Percobaan: Perbedaan reaksi Redoks dengan reaksi non-Redoks Tujuan

: Membedakan antara reaksi yang melibatkan perubahan bilangan oksidasi dengan reaksi yang tidak melibatkan perubahan bilangan oksidasi

Alat

: 1.

2.

Tatan Nama Senyawa Unsur-unsur logam yang mempunyai bilangan oksidasi lebih dari satu jenis, maka

bilangan oksidasinya ditulis dalam angka romawi dalam tanda kurung. Angka tersebut diletakkan dibelakang nama unsur yang bersangkutan. Perhatikan tata nama beberapa senyawa dengan bilangan oksidasi lebih dari satu jenis berikut ini. Untuk unsur yang hanya mempunyai satu bilangan oksidasi, tidak perlu menuliskan bilangan oksidasi. Tabel 1. Beberapa unsur beserta bilangan oksidasinya Unsur

Biloks

Senyawa

Nama Senyawa

Cr

+2

CrO

Kromium(II) oksida

+3

CrCl3

Kromium(III) klorida 10

Fe

Co

Cu

Pb

+2

FeS

Besi(II) sulfida

+3

FeF3

Besi(III) fluorida

+2

CoI2

Kobalt(II) iodida

+3

Co2O3

Kobalt(III) oksida

+1

CuI

Tembaga(I) iodida

+2

CuCl2

Tembaga(II) klorida

+2

PbBr2

Timbal(II) bromida

+4

PbO2

Timbal(IV) oksida

Contoh soal Tuliskan nama IUPAC senyawa-senyawa (ion): SnO,dan Al2(SO4)3

Jawaban Timah(II) oksida dan Aluminium sulfat

Tes Formatif

1. Bilangan oksidasi atom fosfor dalam ion P2O72- adalah... A. +2 D. +5 B. +3 E. +6 C. +4 2. Bilangan oksidasi atom X pada senyawa HX ; HXO ;HXO2 ;HXO3 berturut turut adalah... A. -1; +1; +2; +3 D. +1; -2; +2; +3 B. +1; 0; +3; +5 E. +1; +2; +2; +3 C. -1; +1; +3; +5 3. Di antara reaksi berikut, manakah yang bukan reaksi redoks? A. NaOH (aq) + HCl (aq) NaCl (s) + H2O (l) B. CuO (s) + H2 (g) Cu (s) + H2O (l) C. Mg (s) + HCl (aq) MgCl2 (aq) + H2 (g) D. Na (s) + H2O (l) NaOH (aq) + H2 (g) E. Fe2O3 (s) + CO (g) Fe (s) + CO2 (g) 4. Atom unsur nitrogen dalam molekul atau ion berikut yang mempunyai bilangan oksidasi -2 adalah . . . A. NO D. NH3 B. NO2 E. N2H4 C. NO3 5. Dalam senyawa manakah mangan memiliki bilangan oksidasi tertinggi?

11

10. Pada reaksi: 2KClO3(aq) 2KCl(aq) + 2O2(g) Atom klor mengalami perubahan bilangan oksidasi sebesar . . . . A. 3 B. 4 C. 5

D. 6 E. 7

11. Pada reaksi 2 Fe2+(aq) + Cl2(g) 2 Fe3+(aq) + 2 Cl–(aq) yang bertindak sebagai oksidator adalah . . . A. Fe2+ D. Cl– B. Cl2 E. Cl 3+ C. Fe 12. Pada reaksi: 3Cu(s) + 8HNO3(aq) 3Cu(NO3)2(aq) + 4 H2O(l) + 2NO(g), yang bertindak sebagai pereduksi adalah . . . . A. Cu D. H2O B. HNO3 E. NO 12 C. Cu(NO3)2 13. Manakah yang merupakan reaksi redoks adalah... A. AgNO3(aq) + NaCl(s) AgCl(s) + NaNO3(aq) B. ZnCO3(aq) ZnO(aq) + CO2(g)

17. Oksidator yang melepaskan lima elektron adalah... A. Cr2O72-(aq) 2Cr2+(aq) D. MnO4-(aq) Mn2+(aq) B. NO3-(aq) NO2(g) E. SO42-(aq) SO2(g) C. Cl2(g) 2Cl (aq) 18. Diantara reaksi berikut yang tergolong reaksi autoredoks adalah... A. 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) B. 2FeCl3(s) + H2S(g) 2FeCl2(aq) + 2HCl(aq) + S(s) C. 2Cl2(g) + 2H2O(l) 2HClO(aq) + 2HCl(aq) D. SO2(g) + 2H2S(g) 3S2(s) + 2H2O(l) E. Zn(s) + 2HCl(aq) ZnCl2(s) + H2(g) 19. Nama senyawa CuSO4 ialah... A. Tembaga sulfida B. Tembaga(II) sulfida C. Tembaga(IV) sulfat D. Tembaga(II) sulfat E. Tembaga sulfat 20. Rumus kimia untuk aluminium sulfat adalah... A. AlS D. Al3(SO4)2

13

Glosarium

14

15

16

17

18

19