Reaksi dimana zat yang sama merupakan hasil reduksi sekaligus hasil oksidasi disebut sebagai reaksi?

Reaksi redoks atau reduksi – oksidasi, merupakan reaksi yang menunjukkan adanya perubahan bilangan oksidasi pada reaktan dan produk. Prinsip reaksi redoks banyak diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari, seperti pada baterai dan aki, pelapisan logam, dll.

Tahukah anda, besi yang berkarat diakibatkan oleh logam Besi (Fe) yang mengalami oksidasi dengan adanya air menghasilkan besi oksida? Buah yang mengalami perubahan warna setelah dikupas juga diakibatkan oleh adanya oksidasi? Pada artikel ini akan dibahas apa itu reaksi oksidasi dan reduksi, bagaimana menentukan bilangan oksidasi, cara menyetarakan reaksi redoks, dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari.

Pengertian

Redoks merupakan singkatan dari Reduksi dan Oksidasi. Pengertian reaksi redoks dapat dijelaskan berdasarkan beberapa konsep, sebagai berikut.

Gambar 1. Pengertian reaksi redoks dan contoh [1]

Dalam suatu reaksi redoks, zat yang mengalami reduksi akan mengakibatkan zat lain mengalami oksidasi, sehingga zat yang mengalami reduksi disebut juga oksidator. Sebaliknya, zat yang mengalami oksidasi akan mengakibatkan zat lain mengalami reduksi, sehingga disebut juga reduktor [1].

Gambar 2. Perbedaan reduktor dan oksidator

Bilangan Oksidasi

Pengertian
Bilangan oksidasi (biloks) atau disebut juga tingkat oksidasi adalah bilangan yang menunjukkan banyaknya elektron yang dilepas atau ditangkap oleh suatu atom dalam pembentukan senyawa [2]. Reaksi redoks dapat dibedakan berdasarkan perubahan bilangan oksidasi, sehigga untuk menentukan spesi yang mengalami reduksi dan oksidasi, perlu diketahui nilai biloksnya.

Penentuan Bilangan Oksidasi
Penentuan bilangan oksidasi dapat dilakukan dengan mengikuti aturan berikut [3, 4].

1. Total biloks semua atom sama dengan muatan atom, molekul, atau ion
2. Total biloks dalam molekul netral adalah 0
3. Logam Alkali (Gol. IA: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) memiliki biloks +1, sedangkan Alkali Tanah (Gol. IIA: Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) memiliki biloks +2
4. Golongan Halogen (VIIA) dalam senyawa umumnya memiliki biloks -1, kecuali atom Klorin, Bromin, dan Iodin, ketika berikatan dengan oksigen atau halogen lainnya, biloks dapat bernilai positif
5. Hidrogen memiliki bilangan oksidasi +1, kecuali dalam hidrida logam, biloks H -1
6. Oksigen memiliki bilangan oksidasi -2, kecuali dalam peroksida (biloks -1), superoksida (-1/2), dan ketika berikatan dengan Florin.

Suatu atom dapat memiliki lebih dari satu bilangan oksidasi. Bilangan oksidasi maksimum umumnya = nomor golongan. Biloks minimum logam (Gol. IA, IIA, IIIA, dan transisi) = 0, sedangkan biloks minimum untuk unsur nonlogam = nomor golongan – 8. Oleh karena itu suatu atom dapat mengalami reduksi dan oksidasi sekaligus dalam suatu reaksi. Reaksi ini disebut reaksi autoredoks (disproporsionasi) [1].

Sebagai gambaran, berikut ini adalah contoh penentuan bilangan oksidasi:

Gambar 3. Contoh Penentuan Biloks

Penyetaraan Reaksi Redoks

Cara I Metode Bilangan Oksidasi [1]

1. Tentukan bilangan oksidasi
2. Samakan jumlah atom yang mengalami perubahan biloks
3. Samakan selisih biloks (reduksi dan oksidasi) dengan menambahkan koefisien
4. Samakan jumlah muatan pada reaktan (ruas kiri) dan produk (ruas kanan) dengan menambah H+ pada suasana asam, dan OH– pada suasana basa
5. Setarakan jumlah H dengan menambah H2O

Sebagai gambaran, berikut ini adalah contoh penyetaraan reaksi dengan metode bilangan oksidasi.

Gambar 4. Contoh Penyetaraan Reaksi dengan Metode Biloks [3]

Cara II Metode Setengah Reaksi [4]

1. Tulis setengah reaksi, reduksi dan oksidasi
2. Samakan jumlah atom yang mengalami perubahan biloks
3. Setarakan jumlah O:
4. Menambah H2O pada spesi yang kekurangan atom O (suasana asam)
5. Menambah H2O pada spesi yang kelebihan atom O (suasana basa)
6. Setarakan jumlah H dengan:
7. Menambah H+ pada suasana asam
8. Menambah OH- pada suasana basa
9. Samakan jumlah muatan dengan menambah electron
10. Samakan jumlah electron pada kedua setengah reaksi dengan menambah koefisien
11. Jumlahkan setengah reaksi

Sebagai gambaran, berikut ini adalah contoh penyetaraan reaksi dengan metode setengah reaksi.

Gambar 5. Contoh Penyetaraan Reaksi dengan Metode Setengah Reakski [3]

Nah, dengan metode biloks atau setengah reaksi, hasil penyetaraannya tetap sama. Sahabat warstek bisa memilih, metode mana yang dianggap lebih mudah. Supaya lebih memahami tentang reaksi redoks, sahabat warstek juga bisa menyimak video di bawah ini.

Aplikasi Redoks dan Kehidupan Sehari-hari

Beberapa aplikasi reaksi redoks dalam kehidupan sehari-hari adalah [6]:

• Produksi bahan kimia, seperti NaOH dan klorin diperoleh dengan elektrolisis yang didasarkan pada reaksi redoks
• Penggunaan bahan pemutih (bleaching) merupakan reaksi redoks.
• Permukaan logam yang mudah mengalami korosi dapat dilindungi dengan melapiskan bahan tersebut dengan logam yang lebih mudah teroksidasi (proteksi katodik)
• Asam nitrat (HNO3) yang merupakan bahan dalam pembuatan pupuk dihasilkan dari oksidasi ammonia (NH3)
• Electroplating atau pelapisan suatu logam dengan lain, misalnya pelapisan tembaga dengan emas, dll.
• Pemisahan logam tertentu dari bijih logam, misalnya peleburan logam sulfida dengan adanya reduktor
• Prinsip kerja aki dan baterai berdasarkan reaksi redoks

Kesimpulan

Reaksi redoks merupakan singkatan dari reduksi (penuruan biloks) dan oksidasi (kenaikan biloks). Untuk menentukan spesi yang mengalami reduksi dan oksidasi perlu dihitung biloks atom yang terlibat dalam reaksi. Penyetaraan reaksi redoks dapat dilakukan dengan metode biloks dan setengah reaksi, baik pada suasana asam maupun basa. Reaksi redoks banyak diaplikasikan dalam kehidupan sehari-sehari, seperti dalam produksi bahan kimia, pelapisan logam, pencegahan korosi, dll.

Contoh Soal

1. Belerang tidak dapat direduksi lagi terdapat pada senyawa….
   a. SO2
   b. Na2SO4
   c. K2S
   d. KHSO3
   e. SO3

2. Pada reaksi disproposionasi gas klorin dengan larutan NaOH dihasilkan sodium klorat. Tentukan produk lain yang dihasilkan dan tuliskan reaksi redoks yang setara!

3. Diantara reaksi-reaksi berikut yang merupakan reaksi redoks adalah….
a. Cu2+ + Zn à Zn2+ + Cu
b. CuO + CO à Cu + CO2
c. Cu + 2H2SO4 à CuSO4 + 2H2O + SO2
d. CuO + 2H+ à Cu2+ + H2O

Referensi
[1] Anwar, B. 2018. 1700 Plus Bank Soal Kimia. Bandung: Yrama Widya
[2] Utami, B., Saputron, A.N.C., Mahardiani, L., Yamtinah, S., Mulyani, B. 2009. Kimia untuk SMA Kelas X. Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.
[3] Goldberg, D.E. 2007. Fundamental of Chemistry. McGraw-Hill Companies
[4] Oxtoby, D.W., Gillis, H.P., Campion, A. 2012. Principles of Modern Chemistry. Brooks/Cole
[5] Kimia-Reaksi Redoks (Bilangan Oksidasi & Konsep Reaksi Redoks)-10 SMA, 12 SMA, RONIN – YouTube (diakses 20 Desember 2020)
[6] Redox Reactions – Examples, Types, Applications, Balancing (byjus.com) (diakses 20 Desember 2020)

Yuk, pelajari konsep dasar reaksi redoks (reduksi-oksidasi) berdasarkan pelepasan dan pengikatan oksigen, perpindahan (transfer) elektron, dan perubahan bilangan oksidasi (biloks) dengan membaca artikel berikut!

--

Di kehidupan sehari-hari, kita banyak menemukan fenomena-fenomena yang melibatkan reaksi kimia. Misalnya, proses fotosintesis pada tumbuhan, pengkaratan besi, pembakaran kertas dan logam, proses respirasi yang terjadi pada tubuh kita, dan masih banyak lagi. Itu semua nggak terlepas dari yang namanya reaksi kimia.

Nah, kali ini, kita akan membahas tentang salah satu jenis reaksi kimia, yaitu reaksi redoks (reduksi-oksidasi). Mulai dari konsep reaksi redoks berdasarkan pelepasan dan pengikatan oksigen, perpindahan (transfer) elektron, dan perubahan bilangan oksidasi (biloks).

Apa Itu Reaksi Redoks?

Sesuai dengan namanya ya, reaksi redoks terdiri dari reaksi reduksi dan reaksi oksidasi. Berdasarkan pelepasan dan pengikatan oksigen, reaksi reduksi adalah reaksi pelepasan oksigen, sedangkan reaksi oksidasi adalah reaksi pengikatan oksigen.

Konsep Reaksi Redoks yang Melibatkan Oksigen

Coba deh kamu perhatikan persamaan reaksi penguraian oksida raksa pada gambar di atas. Di ruas sebelah kiri reaksi, terdapat senyawa oksida raksa, yaitu HgO. Sementara itu, di ruas sebelah kanan reaksi terdapat unsur Hg dan gas oksigen (O2). Itu berarti, terjadi perubahan dari HgO menjadi Hg. Nah, gas oksigen (O2) di ruas sebelah kanan menandakan terjadinya pelepasan oksigen. Karena ada pelepasan oksigen, maka reaksi ini merupakan reaksi reduksi.

Sekarang, coba perhatikan persamaan reaksi pembentukan tembaga oksida. Di ruas sebelah kiri reaksi, terdapat unsur Cu dan gas oksigen (O2). Sementara itu, di ruas sebelah kanan reaksi terdapat senyawa tembaga oksida (CuO). Artinya, unsur Cu akan mengikat oksigen dan berubah menjadi tembaga oksida (CuO). Nah, karena ada pengikatan oksigen, maka reaksi ini merupakan reaksi oksidasi.

Gampangnya sih, kalau dilihat dari persamaan reaksi kimianya, pada reaksi reduksi, gas oksigen (O2) akan berada di ruas sebelah kanan, sebagai produk. Sedangkan, pada reaksi oksidasi, gas oksigen (O2) akan berada di ruas sebelah kiri, sebagai reaktan.

Gimana, paham, ya? Sekarang kita lanjut ke konsep reaksi redoks berikutnya.

Konsep Reaksi Redoks berdasarkan Perpindahan Elektron

Berdasarkan perpindahan (transfer) elektron, reaksi reduksi adalah reaksi penangkapan elektron, sedangkan reaksi oksidasi adalah reaksi pelepasan elektron.

Bisa kamu perhatikan gambar di atas ya, pada reaksi reduksi, elektronnya berada di ruas sebelah kiri reaksi, sebagai reaktan. Sementara itu, pada reaksi oksidasi, elektronnya berada di ruas sebelah kanan reaksi, sebagai produk.

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).

Konsep Reaksi Redoks berdasarkan Perubahan Bilangan Oksidasi

Hayoo, masih ingat nggak nih dengan bilangan oksidasi (biloks). 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.

Berdasarkan konsep perubahan bilangan oksidasi, reaksi reduksi adalah reaksi yang mengalami penurunan bilangan oksidasi, sedangkan reaksi oksidasi adalah reaksi yang mengalami kenaikan bilangan oksidasi.

Untuk menentukan reaksi redoks berdasarkan bilangan oksidasi, kamu harus tahu terlebih dulu bagaimana cara menentukan bilangan oksidasi. Materi itu sebenarnya sudah dibahas di artikel Cara Menentukan Bilangan Oksidasi Beserta Contohnya, nih. Jadi, bisa kamu baca dan pahami kembali supaya kamu jadi lebih mudah memahami konsep yang satu ini.

Nah, setelah tahu konsep biloks, coba kita tentukan apakah reaksi di bawah ini reaksi redoks atau bukan. Tapi, kita hitung biloks masing-masing unsur yang ada pada reaksinya dulu, ya!

Reaksi: CuO(s) + H2(g) ------> Cu(s) + H2O(g)

Ingat aturan penentuan nilai bilangan oksidasi (biloks), ya. Dalam senyawa, biloks oksigen (O) itu umumnya bernilai -2, kecuali jika oksigen berada dalam senyawa peroksida (H2O2), maka nilainya -1. Kemudian, karena CuO ini senyawa netral, maka biloks total C dan O dalam senyawa ini adalah nol. Nah, karena biloks O = -2, maka agar total biloks CuO = 0, biloks Cu harus bernilai +2. Sementara itu, Cu merupakan unsur bebas, maka biloksnya bernilai 0. Jadi, Cu mengalami penurunan biloks dari +2 ke 0, maka Cu mengalami reaksi reduksi.

CuO ------> Cu (reaksi reduksi).

H2 merupakan unsur bebas, jadi biloks H2 = 0. Sementara itu, biloks H pada senyawa H2O bernilai +1. Jadi, unsur H mengalami kenaikan biloks dari 0 ke +1, sehingga mengalami reaksi oksidasi.

H2 ------> H2O (reaksi oksidasi)

Paham ya dengan penentuan reaksi redoks berdasarkan bilangan oksidasi. Dalam hal ini, kamu memang perlu paham betul dengan aturan-aturan penentuan bilangan oksidasi. Nah, karena aturannya cukup banyak, kamu bisa mengatasinya dengan banyak berlatih soal-soal. Supaya kamu bisa benar-benar paham dan nggak hanya sebatas menghafal aja.

---

Wait, istirahat dulu sebentar yuk. Masih ada yang bikin kamu nggak paham? Tenang, ada fitur Adapto di ruangbelajar yang akan membantu kamu. Video belajar adaptif di Adapto bisa menyesuaikan dengan kecepatan belajar dan pemahaman kamu, lho!

Oke, kita lanjut ya bahasannya!

Pada reaksi redoks, terdapat unsur-unsur yang bertindak sebagai reduktor dan oksidator. Zat yang mengalami oksidasi itu disebut reduktor, sedangkan zat yang mengalami reduksi disebut oksidator.

Coba perhatikan contoh berikut ini, ya!

Reaksi: Mg(s) + 2HCl ------> MgCl2(aq) + H2(g)

Karena 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 = +1, berarti Cl = -1 agar total biloks 2HCl = 0.

Di ruas sebelah kanan, biloks Mg pada senyawa MgCl adalah +2 karena Mg berikatan dan merupakan unsur golongan IIA. Karena Cl memiliki indeks 2, maka biloks Cl = -1, agar total biloks MgCl2 = 0. Kemudian, karena H2 merupakan unsur bebas, maka biloksnya bernilai 0. Unsur Mg mengalami kenaikan biloks dari 0 ke +2, sehingga mengalami reaksi oksidasi. Jadi, unsur Mg disebut sebagai reduktor. Sementara itu, unsur H mengalami penurunan biloks dari +1 ke 0, sehingga mengalami reaksi reduksi. Jadi, HCl disebut sebagai oksidator.

Gimana, paham dengan penyelesaian contoh soal di atas? Di bawah ini ada beberapa latihan soal yang bisa kamu kerjakan, nih. Dicoba, ya! Itung-itung buat nambah kemampuan kamu. Hihihi…

Oke, itu tadi pembahasan mengenai konsep reaksi redoks berdasarkan bilangan oksidasi. Nah, seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, konsep reaksi redoks ini ada yang melibatkan pelepasan dan pengikatan oksigen, pelepasan dan pengikatan elektron, serta kenaikan dan penurunan bilangan oksidasi, ya. Tentunya, kamu bisa pahami materi ini lebih lengkap dan dalam lagi di aplikasi ruangbelajar. Memahami pelajaran lebih mudah bersama kakak-kakak Master Teacher yang asik dan berpengalaman!

Referensi:

Sudarmo, U. (2007). Kimia untuk Kelas X. Jakarta: Phibeta.

Chang, R. (2013). Kimia Dasar. Edisi ke-3. Jakarta: Erlangga.

Artikel ini telah diperbarui pada 25 Maret 2022.