Pengguna:Hysocc/Buku/Redoks

Dalam proses korosi, besi mengalami oksidasi sedangkan oksigen mengalami reduksi

Dalam pembakaran, karbon mengalami oksidasi sedangkan oksigen mengalami reduksi

Reduksi dan oksidasi (disingkat redoks) adalah reaksi kimia yang menyebabkan atom-atomnya mengalami perubahan bilangan oksidasi. Reaksi reduksi selalu diiringi dengan oksidasi. Perbedaan mendasar antara reduksi dan oksidasi adalah:

• Reduksi adalah kondisi ketika atom mendapatkan elektron atau mengalami penurunan bilangan oksidasi
• Oksidasi adalah kondisi ketika atom kehilangan elektron atau mengalami peningkatan bilangan oksidasi

Bilangan oksidasi

Bilangan oksidasi (biloks) dari suatu unsur dan senyawa ditentukan dari berbagai hal, diantaranya:

• Unsur bebas memiliki biloks $0$
• Senyawa secara keseluruhan memiliki biloks $0$
• Ion memiliki biloks sesuai dengan bilangan ionnya.
• Hidrogen di dalam senyawa memiliki biloks $+1$, kecuali jika berikatan dengan ion yang lebih elektropositif dan membentuk hidrida (misal NaH, NaBH₄), biloksnya adalah $-1$.
• Oksigen di dalam senyawa memiliki biloks $-2$, kecuali dalam bentuk peroksida, biloksnya $-1$.
• Halogen dalam senyawa memiliki biloks $-1$, kecuali jika berikatan dengan halogen lain yang lebih elektronegatif, maka biloksnya ditentukan setelah yang lain.
• Logam alkali memiliki biloks $+1$
• Logam alkali tanah memiliki biloks $+2$

Contoh reaksi redoks adalah pembentukan asam fluorida dari gas hidrogen dan fluor:

$H_{2}+F_{2}\rightleftharpoons 2HF$

Hidrogen dan fluor sebagai unsur bebas akan memiliki biloks 0. Namun dalam senyawa asam fluorida, hidrogen mengalami oksidasi (peningkatan biloks) menjadi +1, dan fluor akan mengalami reduksi (penurunan biloks) menjadi -1.

Beberapa unsur bisa memiliki bilangan oksidasi lebih dari satu, tergantung pada bagaimana ia terikat pada suatu senyawa. Contohnya adalah karbon yang dapat memiliki biloks antara +4 sampai -4:

Biloks karbon	Contoh senyawa
–4	CH4
–3	C2H6
–2	CH3Cl
–1	C2H2
0	CH2Cl2
+1	CHCl2—CHCl2
+2	CHCl3
+3	C2Cl6
+4	CCl4

Senyawa dengan biloks jamak seperti karbon dapat muncul dengan biloks yang fraksional atau pecahan. Seperti pada propana CH₃-CH₂-CH₃, yang karbonnya tampak memiliki biloks -8/3. Namun biloks ini adalah bersifat rataan; yang sebenarnya adalah biloks dari karbon pertama dan terakhir memiliki nilai -3, sedangkan karbon di tengah memiliki nilai -2.

Contoh soal

Isoprena

Contoh lain dari variasi bilangan oksidasi ada pada isoprena, bahan baku pembuatan ban kendaraan. Isoprena didapatkan dari penyadapan karet. Vulkanisasi menjadikan getah karet lebih rigid / kaku sehingga mampu menahan beban dari kendaraan.

Soal: Tentukan biloks dari masing-masing atom karbon pada isoprena.

Jawab

Setiap atom C berikan nomor. Untuk urutan nomor 1 sampai 5 dengan urutan dari kiri ke kanan:

• C1 = -2
• C2 = -3
• C3 = 0
• C4 = -1
• C5 = -2

• 
• 

Korosi pada paku besi

Mesin yang berkarat

Korosi merupakan gejala reduksi dan oksidasi yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari. Setiap besi yang terpapar lingkungan asam akan lebih mudah mengalami korosi karena perpindahan elektron lebih leluasa. Besi yang berkarat dapat menimbulkan bahaya, terutama jika terjadi pada besi yang menopang beban yang besar, misalnya besi pada rim sepeda motor. Reaksi korosi pada besi diawali dengan pembentukan besi hidroksida dengan reaksi sebagai berikut:

$Fe+2H_{2}O\rightarrow Fe(OH)_{2}+H_{2}$

Kemudian reaksi dehidrasi sebagai berikut:

$Fe(OH)_{2}\rightarrow FeO+H_{2}O$

Soal: Tentukan perubahan biloks pada kedua reaksi korosi di atas.

Jawab

Pada reaksi pembentukan Fe(OH)₂, lakukan analisis bilangan oksidasinya per spesies, maka akan didapatkan pada reaktan:

• Fe memiliki biloks 0 (karena unsur bebas)
• H pada H₂O memiliki biloks +1
• O pada H₂O memiliki biloks -2

Pada produk reaksi:

• Fe pada Fe(OH)₂ memiliki biloks +2
• H pada Fe(OH)₂ memiliki biloks +1
• O pada Fe(OH)₂ memiliki biloks -2
• H pada H₂ memiliki biloks 0 (karena unsur bebas)

Sehingga bisa disimpulkan bahwa Fe mengalami oksidasi (karena mengalami peningkatan biloks dari 0 ke +2, sedangkan hidrogen mengalami reduksi karena mengalami penurunan biloks dari +1 ke 0.

Sedangkan pada reaksi pembentukan FeO, lakukan dengan cara yang sama, pada reaktan:

• Fe pada Fe(OH)₂ memiliki biloks +2
• H pada Fe(OH)₂ memiliki biloks +1
• O pada Fe(OH)₂ memiliki biloks -2

Pada produk:

• Fe pada FeO memiliki biloks +2
• O pada FeO memiliki biloks -2
• H pada H₂O memiliki biloks +1
• O pada H₂O memiliki biloks -2

Bisa disimpulkan bahwa pada kasus ini tidak ada perubahan bilangan oksidasi, sehingga bisa dikatakan bukan reaksi redoks.

Siklus mesin bensin 4-tak

Latihan soal

1. Pada mesin bensin, reaksi reduksi dan oksidasi juga terjadi. Di dalam ruang bakar, bensin yang memiliki rumus empiris rata-rata C₇H₁₈ bereaksi dengan oksigen yang diambil dari udara dengan persamaan reaksi sebagai berikut:

$C_{7}H_{18}+O_{2}\rightarrow CO_{2}+H_{2}O$

Tugas: Tentukan perubahan bilangan oksidasi pada reaksi pembakaran bensin di atas

2. Tentukan oksidator dan reduktor dari reaksi di bawah ini dengan menganalisis perubahan bilangan oksidasinya.

a. $MnO_{2}+2H_{2}SO_{4}+2NaI\rightarrow MnSO_{4}+Na_{2}SO_{4}+2H_{2}O+I_{2}$

b. $3H_{2}S+2HNO_{3}+6H^{+}\rightarrow 2NO+2S+4H_{2}O$

c. $3Cu+2NO_{3}^{\ -}+8H^{+}\rightarrow 3Cu^{2+}+2NO+4H_{2}O$

d. Gas fluorin dan gas hidrogen membentuk gas asam fluorida.

e. Asam bromida direaksikan dengan asam sulfat menghasilkan gas bromin, sulfur dioksida, dan air.

f. Seng dan tembaga(II) sulfat menghasilkan seng(II) sulfat dan tembaga.

g. Glukosa dan oksigen menghasilkan gas karbon dioksida dan air.