Luf

REDUKSI OKSIDASI Reaksi kimia adalah suatu reaksi antara senyawa kimia atau unsur kimia yang melibatkan perubahan struktur dari molekul, yang umumnya berkaitan dengan pembentukan dan pemutusan ikatan kimia. Dalam suatu reaksi kimia terjadi proses ikatan kimia, di mana atom zat mula-mula (edukte) bereaksi menghasilkan hasil (produk). Berlangsungnya proses ini dapat memerlukan energi (reaksi endotermal) atau melepaskan energi (reaksi eksotermal). Ciri - ciri reaksi kimia : - Terbentuknya endapan - Terbentuknya gas - Terjadinya perubahan warna - Terjadinya perubahan suhu atau temperatur Redoks sering dihubungkan dengan terjadinya perubahan warna lebih sering dari pada yang diamati dalam reaksi asam-basa. Reaksi redoks melibatkan pertukaran elektron dan selalu terjadi perubahan bilangan oksidasi dari dua atau lebih unsur dari reaksi kimia. Persamaan reaksi redoks agak lebih sulit ditulis dan dikembangkan dari persamaan reaksi biasa yang lainnya karena jumlah zat yang dipertukarkan dalam reaksi redoks sering kali lebih dari satu. Sama halnya dengan persamaan reaksi lain, persamaan reaksi redoks harus disetimbangkan dari segi muatan dan materi, penyeimbangan materi biasanya dapat dilakukan dengan mudah sedangkan penyeimbangan muatan agak sulit. Karena itu perhatian harus dicurahkan pada penyeimbangan muatan. Muatan berguna untuk menentukan faktor stoikiometri. Menurut batasan umum reaksi redoks adalah suatu proses serah terima elektron antara dua system redoks (Rivai, 1995). Dalam sejarahnya istilah oksidasi diterapkan untuk proses-proses dimana oksigen diambil oleh suatu zat. Maka reduksi dianggap sebagai proses dimana oksigen diambil dari dalam suatu zat. Kemudian penangkapan hidrogen juga disebut reduksi, sehingga kehilangan hidrogen harus disebut oksidasi. Sekali lagi reaksi-reaksi lain dimana baik oksigen maupun hidrogen tidak ambil bagian belum dapat dikeolmpokkan sebagai oksidasi atau reduksi sebelum didefinisikan oksidasi dan reduksi yang paling umum, yang didasarkan pada pelepasan dan pengambilan elektron. Dengan melihat contoh-contoh reaksi dari reaksi redoks , dapat ditarik kesimpulan umum dan dapatlah didefinisikan okdidasi dan reduksi dengan cara berikut. Oksidasi adalah suatu proses yang mengakibatka hilangnya satu elektron atau lebih dari dalam zat (atom, ion atau molekul). Bila suatu unsur dioksidasi, keadaan oksidasinya berubah ke harga yang lebih positif. Suatu zat

pengoksidasi adalah yang memperoleh elektron, dan dalam proses itu zat itu direduksi. Definisi oksidasi ini sangat umum, karena itu berlaku juga untuk proses dalam zat padat, lelehan maupun gas. Sedangkan reduksi sebaliknya adalah suatu proses yang mengakibatkan diperolehnya satu elektron atau lebih zat (atom, ion atau molekul). Bila suatu unsur direduksi, keadaan oksidasi berubah menjadi lebih negatif (kurang positif). Jadi, suatu zat pereduksi adalah zat yang kehilangan elektron, dalam proses itu zat ini dioksidasi. Definisi reduksi ini juga sangat umum dan berlaku juga untuk proses dalam zat padat, leleham maupun gas (Shevla,1979). Partikel (unsur, ion, atau senyawa) yang dapat mengokdidasi partkel lain disebut pengoksidasi, tetapi ia sendiri tereduksi. Sebaliknya partikel yang mereduksi partikel lain disebut pereduksi, tetapi ia sendiri teroksidasi. Reaksi redoks dapat terjadi bila suatu pengoksidasi bercampur dengan zat lain yang dapat teroksidasi, atau perediksi bercampur dengan zat yang dapat tereduksi. Dari perubahan masing-masing dapat ditetukan pereaksi dengan hasil reaksi beserta koefisiennya masing-masing (Syukri,1999). Redoks adalah reaksi kimia yang disertai perubahan bilangan oksidasi. Setiap reaksi redoks terdiri atas reaksi-reaksi reduksi dan reaksi oksidasi. Reaksi oksidasi adalah reaksi kimia yang ditandai kenaikan bilangan oksidasi. Sedangkan reaksi reduksi adalah reaksi kimia yang ditandai penurunan bilangan bilangan oksidasi. Bilangan oksidasi didefinisikan sebagai muatan yang dimiliki suatu atom jika seandainya elektron diberikan kepada atom yang lain yang keelektronegatifannya lebih besar. Jika kedua atom diberikan maka atom yang

keelektronegatifannya

lebih

kecil

lebih

positif

sedangkan

atom

yang

keelektronegatifannya lebih besar memiliki bilangan oksidasi negatif (Dogra, 1998). Perubahan penting yang terjadi dalam suatu reaksi reduksi-oksidasi paling mudah terlihat dengan cara memisahkan reaksi reaksi keseluruhan ke dalam dua setengah reaksi. Dalam setengah-reaksi oksidasi atom-atom tertentu mengalami peningkatan bilangan oksidasi, dan elektron tampak pada sebelah kanan persamaan setengah-reaksi. Dalam setengah reaksi reduksi, bilangan oksidasi dari atom-atom tertentu menurun, dan elektron pada sebelah kiri dari persamaan reaksi. Dalam suatu persamaan oksidasi reduksi keselurahan, jumlah elektron yang sama harus tampak dalam masing-masing persamaan setengah reaksi. Ketentuan ini merupakan dasar dari persamaan keseimbangan oksidasireduksi (Petrucci, 1985) Senyawa-senyawa yang memiliki kemampuan untuk mengoksidasi senyawa lain dikatakan sebagai oksidatif dan dikenal sebagai oksidator atau agen oksidasi. Oksidator melepaskan elektron dari senyawa lain, sehingga dirinya sendiri tereduksi. Oleh karena ia

"menerima" elektron, ia juga disebut sebagai penerima elektron. Oksidator bisanya adalah senyawa-senyawa yang memiliki unsur-unsur dengan bilangan oksidasi yang tinggi (seperti H2O2, MnO4−, CrO3, Cr2O72−, OsO4) atau senyawa-senyawa yang sangat elektronegatif, sehingga dapat mendapatkan satu atau dua elektron yang lebih dengan mengoksidasi sebuah senyawa (misalnya oksigen, fluorin, klorin, dan bromin) (Petrucci, 1985). 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 (Shevla,1979). Semula istilah “oksidasi” diterapkan pada reaksi suatu senyawa yang bergabung dengan oksigen dan istilah “reduksi” digunakan untuk menggambarkan reaksi dimana oksigen diambil dari suatu senyawa. Suatu reaksi redoks dapat terjadi apabila suatu pengoksidasian bercampur dengan zat yang dapat tereduksi. Dari percobaan masing-masing dapat ditentukan pereaksi dan hasil reaksi serta koefisiennya masing-masing (Syukri, 1999). Reduksi–oksidasi adalah proses perpindahan elektron dari suatu oksidator ke reduktor. Reaksi reduksi adalah reaksi penangkapan elektron atau reaksi terjadinya penurunan bilangan oksidasi. Sedangkan reaksi oksidasi adalah pelepasan elektron atau reaksi terjadinya kenaikan bilangan oksidasi. Jadi, reaksi redoks adalah reaksi penerimaan elektron dan pelepasan elektron atau reaksi penurunan dan kenaikan bilangan oksidasi. Reaksi redoks secara umum dapat dituliskan sebagai berikut : A

red + Boks Aoks + Bred

Jika suatu logam dimasukkan ke dalam larutan yang mengandung ion logam lain, ada kemungkinan terjadi reaksi redoks, misalnya: Ni(s) + Cu2+(l) Ni2+ + Cu(s) Artinya logam Ni dioksidasi menjadi Ni2+ dan Cu2+ di reduksi menjadi logam Cu. Ada beberapa cara untuk mencegah terjadinya korosi, salah satunya dengan menutup permukaan logam dengan zat lain agar tidak terjadi kontak langsung dengan lingkungan, seperti memberi cat, mengoleskan minyak atau oli, atau dengan cara melapisi

logam dengan dengan logam lain yang lebih mudah teroksidasi, misalnya magnesium (Mg). Elektron yang dibutuhkan oleh oksigen diambil dari magnesium bukan dari logam yang dilindungi. Suatu proses reduksi dan oksidasi yang berlangsung secara spontan merupakan pengertian lain dari redoks. Dalam artian, selama berlangsungnya oksidasi, oksidatornya sendiri akan tereduksi pula. Begitu pula juga sebaliknya. Dengan demikian suatu proses oksidasi selalu disertai dengan proses reduksi dan sebaliknya. Redoks kadang-kadang juga sebagai perubahan kimia yang didalamnya terdapat peralihan elektron dari suatu proses atom atau molekul atau ion lain. Dalam proses-proses elektrokimia dalam sel-sel oksidasi (pada anoda) dan reduksi (pada katoda) juga terjadi. Sistem ini pun acap kali dikenal sebagai sistem redoks (Vogel, 1985). Demikian pula peristiwa redoks tersebut terjadi pada logam lain seperti besi. Sepotong besi yang tertutup lapisan air yang mengandung oksigen akan mengalami korosi (Arsyad, 2001). Dalam kehidupan sehari-hari korosi dikenal dengan besi berkarat yaitu terbentuk senyawa Fe2O3xH2O, dalam berbagai industri dibutuhkan cukup besar dana untuk mengatasi kerugian yang disebabkan oleh korosi. Proses korosi pada dasarnya merupakan proses elektrolisis yaitu reaksi antara logam dengan zat lain yang menyentuh permukaan sehingga membentuk oksida logam. Besi bertindak sebagai anoda, permukaan logam dioksidasi dengan reaksi berikut : Fe Fe2+ + 2eDan reaksi yang terjadi pada karbon sebagai katoda yaitu : ½ O2 + H2O + 2e- 2OH-

Contoh reaksi redoks Salah satu contoh reaksi redoks adalah antara hidrogen dan fluorin:

Kita dapat menulis keseluruhan reaksi ini sebagai dua reaksi setengah: reaksi oksidasi

dan reaksi reduksi

Penganalisaan masing-masing reaksi setengah akan menjadikan keseluruhan proses kimia lebih jelas. Karena tidak terdapat perbuahan total muatan selama reaksi redoks, jumlah

elektron yang berlebihan pada reaksi oksidasi haruslah sama dengan jumlah yang dikonsumsi pada reaksi reduksi. Unsur-unsur, bahkan dalam bentuk molekul, sering kali memiliki bilangan oksidasi nol. Pada reaksi di atas, hidrogen teroksidasi dari bilangan oksidasi 0 menjadi +1, sedangkan fluorin tereduksi dari bilangan oksidasi 0 menjadi -1. Ketika reaksi oksidasi dan reduksi digabungkan, elektron-elektron yang terlibat akan saling mengurangi:

Dan ion-ion akan bergabung membentuk hidrogen fluorida:

Reaksi penggantian Redoks terjadi pada reaksi penggantian tunggal atau reaksi substitusi. Komponen redoks dalam tipe reaksi ini ada pada perubahan keadaan oksidasi (muatan) pada atom-atom tertentu, dan bukanlah pada pergantian atom dalam senyawa. Sebagai contoh, reaksi antara larutan besi dan tembaga(II) sulfat:

Persamaan ion dari reaksi ini adalah:

Terlihat bahwa besi teroksidasi:

dan tembaga tereduksi:

Contoh-contoh lainnya •

Besi(II) teroksidasi menjadi besi(III) Fe2+ → Fe3+ + e−

•

hidrogen peroksida tereduksi menjadi hidroksida dengan keberadaan sebuah asam: H2O2 + 2 e− → 2 OH−

Persamaan keseluruhan reaksi di atas adalah: 2Fe2+ + H2O2 + 2H+ → 2Fe3+ + 2H2O

•

denitrifikasi, nitrat tereduksi menjadi nitrogen dengan keberadaan asam: 2NO3− + 10e− + 12 H+ → N2 + 6H2O

•

Besi akan teroksidasi menjadi besi(III) oksida dan oksigen akan tereduksi membentuk besi(III) oksida (umumnya dikenal sebagai perkaratan): 4Fe + 3O2 → 2 Fe2O3

•

•

Pembakaran hidrokarbon, contohnya pada mesin pembakaran dalam, menghasilkan air, karbon dioksida, sebagian kecil karbon monoksida, dan energi panas. Oksidasi penuh bahan-bahan yang mengandung karbon akan menghasilkan karbon dioksida. Dalam kimia organik, oksidasi seselangkah (stepwise oxidation) hidrokarbon menghasilkan air, dan berturut-turut alkohol, aldehida atau keton, asam karboksilat, dan kemudian peroksida.