Makalah kimia dasar Dan REDOKS

(1)

KIMIA DASAR

“TEORI REDOKS”

Nama : 1. Ferdy Zahnial (1004015095)

2. Heni Nafsiati Rahma (1004015116) 3. Muhammad Risman Maulana (1004015173)

Kelas : I A

Kelompok : 6

Jurusan : FMIPA / FARMASI

UNIVERSITAS

(2)

Jl. Delima II / IV, Islamic Centre Muhamadiyah, Klender,

menemukan zat-zat kimia yang langsung bermanfaat bagi kesejahteraan umat manusia, akan tetapi dapat pula digunakan untuk memenuhi kebutuhan seseorang untuk memahami berbagai gejala alam yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari, mengetahui hakikat materi serta perubahannya, menanamkan sikap ilmiah, mengembangkan kemampuan dalam mengajukan gagasan dan memupuk ketekunan serta ketelitian dalam bekerja.

Seseorang mahasiswa dapat dikatakan telah mengalami proses pembelajaran apabila pada dirinya telah terjadi perubahan kemampuan, sikap atau perilaku tertentu yang relatif permanen sebagai akibat dari pengalaman atau pelatihan dalam proses pembelajaran tersebut. Makalah ini dimaksudkan untuk membantu para mahasiswa dan dosen dalam upaya memenuhi kurikulum tersebut.

Walaupun kami telah berusaha untuk memberikan yang terbaik, namun kami tetap menyadari adanya kekurangan-kekurangan dalam penyusunan makalah ini. Untuk itu, kami sangat berharap adanya kritik, saran, dan komentar dari para dosen kimia khususnya serta para pembaca umumnya, agar kami dalam penyusunan makalah dapat lebih baik lagi.

(3)

(4)

Referensi

……….. 11

REDOKS

Redoks (singkatan dari reaksi reduksi/oksidasi) 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 olehhidrogen menghasilkan metana(CH4), 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. Ia dapat dijelaskan dengan mudah sebagai berikut:

(5)

 Reduksi menjelaskan penambahan elektron oleh sebuah molekul, atom, atau ion.

Walaupun cukup tepat untuk digunakan dalam berbagai tujuan, pe njelasan 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 lebih baik didefinisikan sebagai peningkatan bilangan oksidasi, dan reduksi sebagai penurunan bilangan oksidasi. Dalam prakteknya, 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 charge) dikenal

sebagai reaksi metatesis.

Ilustrasi reaksi redoks

Dua bagian dalam sebuah reaksi redoks

Oksidator dan reduktor

Senyawa-senyawa yang memiliki kemampuan untuk

mengoksidasi senyawa lain dikatakan sebagai oksidatif dan dikenal sebagai oksidator atau agen oksidasi. Oksidator menerima elektron dari senyawa lain, sehingga dirinya sendiri tereduksi. Oleh karena ia "menerima" elektron, ia juga disebut sebagai penerima elektron. Oksidator bisanya

(6)

senyawa-senyawa yang sangat elektronegatif, sehingga dapat mendapatkan satu atau dua elektron yang lebih dengan mengoksidasi sebuah senyawa

(misalnya oksigen, fluorin, klorin, dan bromin).

Senyawa-senyawa yang memiliki kemampuan untuk mereduksi senyawa lain dikatakan sebagai reduktif dan dikenal sebagai reduktor atau agen reduksi. Reduktor melepaskan elektronnya ke senyawa lain, sehingga ia sendiri teroksidasi. Oleh karena ia "mendonorkan" elektronnya, ia juga disebut sebagai penderma elektron. Senyawa-senyawa yang berupa reduktor sangat bervariasi. Unsur-unsur logam seperti Li, Na, Mg, Fe, Zn, dan Al dapat digunakan sebagai reduktor. Logam-logam ini akan memberikan elektronnya dengan mudah. Reduktor jenus lainnya adalah reagen transfer hidrida, misalnya NaBH4 dan LiAlH4), reagen-reagen ini digunakan dengan luas dalam kimia organik[1][2]_{, terutama dalam reduksi} senyawa-senyawakarbonil menjadi alkohol. Metode reduksi lainnya yang

juga berguna melibatkan gas hidrogen (H2)

dengan katalis paladium, platinum, atau nikel,Reduksi katalitik ini utamanya digunakan pada reduksi ikatan rangkap dua ata tiga karbon-karbon.

Cara yang mudah untuk melihat proses redoks adalah, reduktor mentransfer elektronnya ke oksidator. Sehingga dalam reaksi, reduktor melepaskan elektron dan teroksidasi, dan oksidator mendapatkan elektron dan tereduksi. Pasangan oksidator dan reduktor yang terlibat dalam sebuah reaksi disebut sebagai pasangan redoks.

Besi berkarat Pembakaran terdiri dari reaksi redoks yang melibatkan

radikal bebas

Contoh reaksi redoks

(7)

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:

(8)

Terlihat bahwa besi teroksidasi:

dan tembaga tereduksi:

Contoh-contoh lainnya

 Besi(II) teroksidasi menjadi besi(III)

 hidrogen peroksida tereduksi menjadi hidroksida dengan keberadaan sebuah asam:

H2O2 + 2 e− → 2 OH−

Persamaan keseluruhan reaksi di atas adalah: 2Fe2+_{+ H}

2O2 + 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.

(9)

Reaksi redoks dalam industri

Proses utama pereduksi bijih logam untuk menghasilkan logam didiskusikan dalam artikel peleburan.

Oksidasi digunakan dalam berbagai industri seperti pada produksi produk-produk pembersih.

Reaksi redoks juga merupakan dasar dari sel elektrokimia.

Reaksi redoks dalam biologi

Kiri : asam askorbat (bentuk tereduksi Vitamin C)

Kanan : asam dehidroaskorbat(bentuk teroksidasi Vitamin C)

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 sebagaioksidan. Zat yang mencegah aktivitas oksidan disebut antioksidan.

Pernapasan sel, contohnya, adalah oksidasi glukosa (C6H12O6) menjadi CO2 dan reduksi oksigen menjadi air. Persamaan ringkas dari pernapasan sel adalah:

C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O

(10)

NAD+_{). Fotosintesis secara esensial merupakan kebalikan dari reaksi redoks} pada pernapasan sel:

6 CO2 + 6 H2O + light energy → C6H12O6 + 6 O2

Energi biologi sering disimpan dan dilepaskan dengan menggunakan reaksi redoks. Fotosintesis melibatkan reduksi karbon

dioksida menjadi gula dan oksidasi airmenjadi 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 sintesisadenosina 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

(11)

Contoh molekul-molekul yang menginduksi siklus redoks adalah herbisida parakuat, dan viologen dan kuinon lainnya seperti menadion.

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-_{, H}

2O, 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 mangan(II) 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:

(12)

Dengan menyeimbangkan jumlah elektron yang terlibat:

Persamaan diseimbangkan:

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:

PENYETARAAN REAKSI REDOKS

REAKSI REDOKS

Pada kenyataannya reaksi oksidasi selalu disertai dengan reduksi. Misalnya reaksi redoks yang terjadi pada logam natrium (Na) yang mengalami reaksi oksidasi dan klorin (Cl2) yang mengalami reaksi reduksi.

Contoh :

1. 2Na(s) + Cl2(g) →2 NaCl (s)

2. Zn(s) + CuSO4(aq) → ZnSO4(aq) + Cu(s)

(13)

Peristiwa reduksi selalu disertai dengan peristiwa oksidasi, oleh sebab itu disebut reaksi oksidasi atau reaksi redoks. Bagian reduksi dan oksidasi masing-masing disebut setengah reaksi.

Reaksi redoks dalam suasana asam :

2 KMnO4(aq) + 8H2SO4(aq) + 10FeSO4(aq) → K2SO4(aq) +2 MnSO4(aq) + 5Fe(SO4)3(aq) + 8H2O)(aq)

+2 → +3

Reaksi redoks dalam suasana basa :

2Al(s) + 2 NaOH(aq) + 2H2O(l) → NaAlO2 + 3 H2(g)

+2 → 0

Reaksi reaksi dalam suasana netral :

H2(g) + Cl2(g) katalis_→ 2HCl (g)

0 → -1

Penguraian air :

2H2O (l) → 2H2(g) + O2(g)

-2→ 0

- Reaksi oksidasi adalah reaksi pelepasan electron atau reaksi kenaikan bilangan oksidasi.

- Reaksi reduksi adalah reaksi penerimaan electron atau reaksi penurunan bilangan oksidasi.

(14)

- Reduktor (pereduksi) adalah zat yang mengalami reaksi oksidasi.

Reaksi redoks dapat disetarakan dengan metode bilangan oksidasi atau metode setengah reaksi

METODE BILANGAN OKSIDASI

1. Bilangan oksidasi unsur bebas = 0 Contoh : Fe, Au, Ag, Al, Cl2, H2.

2. Bilangan oksidasi atom hydrogen dalam senyawa = +1 Contoh : HBr, HCl, H2SO4.

Pada hibrida, bilangan oksidasi atom hydrogen = -1

3. Bilangan oksidasi atom hydrogen dalam senyawa = -2 Contoh : Na2O, Mg0, dan Al2O3.

Pada senyawa peroksida bilangan atom oksidasi oksigen = -1 Contoh : H2O2,CaO2, dan Na2O2.

Dalam senyawa peroksida bilangan oksidasi atom oksigen = -1₂

4. Bilangan oksidasi atom logam pada senyawanya adalah positif sesuaidenagn muatan ionnya.

Contoh :

NaCl, ion Na+¿¿_{→ bilangan oksidasi atom Na = +1}

CaCl2, ion Ca2+¿ ¿_{→ bilangan oksidasi atom Ca = +2}

FeCl3, ion Fe3+¿¿_{→ bilangan oksidasi atom Fe = +3}

5. Jumlah bilangan oksidasi atom-atom dalam suatu senyawa = 0 dan dalam suatu ion poliatin jumlah bilangan oksidasi = muatannya.

Contoh :

(15)

Referensi

1. ^ Hudlický, Miloš (19 Desember 1996). Reductions in Organic Chemistry. Washington, D.C.: American Chemical Society. hlm. 429. ISBN 0-8412-3344-6.

2. ^ Hudlický, Miloš (19 Desember 1990). Oxidations in Organic Chemistry. Washington, D.C.: American Chemical Society. hlm. 456. ISBN 0-8412-1780-7.