Reaksi Reduksi dan Oksidasi

Disalin dari Makalah PPM-PPG 2004
 Karya Pak Suwardi Kimia FMIPA UNY

Perubahan kimia yang terjadi bila elektron dipindahkan antara reaktan-reaktan dikenal sebagai reaksi oksidasi-reduksi. Reaksi oksidasi adalah sumber utama energi di bumi. Pembakaran bensin di dalam mesin mobil dan terbakarnya kayu dalam suatu kebakaran adalah reaksi oksidasi. Demikian juga pembakaran makanan dalam tubuh kita. Semua reaksi oksidasi dsertai reaksi reduksi. Reaksi reduksi-oksidasi juga disebut reaksi redoks.

Mula-mula makna oksidasi adalah kombinasi secara kimia suatu zat dengan oksigen sedangkan reduksi adalah pelepasan/hilangnya oksigen. Sekarang oksidasi ditinjau sebagai sebarang pergeseran elektron menjauhi dari sebuah atom sedangkan reduksi adalah meliputi pergeseran elektron menuju suatu atom. Suatu reaksi oksidasi selalu disertai oleh reaksi reduksi. Zat yang menyebabkan oksidasi disebut zat pengoksidasi (oxidizing agent atau oksidator). Zat yang menyebabkan reduksi disebut zat pereduksi (reducing agent atau reduktor).

Sebuah bilangan oksidasi dapat ditandakan pada sebuah unsur dalam suatu zat sesuai dengan sehimpunan aturan. Bilangan oksidasi suatu unsur dalam keadaan tak tergabung adalah nol. Bilangan oksidasi ion monoatomik adalah sama dalam hal besar dan tanda seperti muatan ioniknya. Jumlah bilangan oksidasi unsur dalam sebuah senyawa netral adalah nol. Akan tetapi dalam ion poliatomik, jumlah bilangan oksidasi unsur sama dengan muatan dari ion ini. Suatu kenaikkan bilangan oksidasi adalah oksidasi sedangkan penurunan bilangan oksidasi adalah reduksi.

Proses oksidasi-reduksi dapat ditinjau dari berbagai hal. Berikut ini akan disajikan berbagai contoh untuk memperjelas hal ini.

1.      Oksigen dalam reaksi redoks

Konsep lama :

Oksidasi : kombinasi suatu unsur dengan oksigen untuk menghasilkan oksida

·         Unsur dan senyawa bergabung dengan oksigen dalam reaksi oksidasi

Unsur :

4Fe  +  3O₂  à  2Fe₂O₃

C  +  O₂  à  CO₂

Senyawa :

CH₄  +  2O₂  à  CO₂  +  2H₂O

Reduksi : Hilangnya oksigen dari senyawa

2Fe₂O₃      +       3C    à   4Fe      +    3CO₂

       besi(III) oksida      karbon        besi        karbon dioksida

Istilah reduksi (pengurangan) berkaitan dengan fakta bahwa bila logam oksida direduksi menjadi logam, terdapat penurunan dalam hal volum logam oksida.

2.      Perpindahan elektron dalam reaksi redoks

Konsep baru :

·         Oksidasi : hilangnya elektron sebagian atau seluruhnya atau terimanya oksigen.

·         Reduksi : terimanya elektron atau hilangnya oksigen

Contoh reaksi logam dengan bukan logam, elektron dipindahkan dari atom logam ke atom bukan logam

Mg    +   S  à  Mg²⁺  +  S^2-

Oksidasi : Mg  à  Mg²⁺  +  2e^-  (hilangnya elektron)

Reduksi :  S  +  2e^-  à  S^2-  (terimanya elektron)

Mg : reducing agent (donor elektron)

 S : oxidizing agent (akseptor elektron)

Perpindahan seluruhnya (lengkap) elektron dapat terlihat mudah dalam reaksi ionik di atas. Bagaimana tentang reaksi yang menghasilkan senyawa kovalen ? Tinjau reaksi hidrogen dan oksigen,

2H₂  +  O₂  à  2H₂O

Definisis lama oksidasi menyatakan bahwa hidrogen teroksidasi menjadi air bila ia bergabung dengan oksigen. Perpindahan elektron dapat juga menjelaskan proses ini. Tinjaulah apa yang terjadi terhadap elektron ikatan dalam reaktan dan produk. Elektron ikatan dalam molekul hidrogen digunakan bersama secara sama antara hidrogen-hidrogen. Namun demikian, dalam air, elektron ikatan tidak digunakan secara sama antara hidrogen dan oksigen. Akibatnya adalah pergeseran elektron ikatan menjauhi hidrogen.

Hidrogen teroksidasi (elektron bergeser menjauhi H) sedangkan oksigen tereduksi (elektron bergeser menuju ke O)

Secara ringkas proses yang menyebabkan oksidasi dan reduksi disajikan dalam tabel 1.

NO	OKSIDASI	REDUKSI
1	Hilangnya seluruh (lengkap) elektron [reaksi ionik]	Terimanya elektron secara lengkap [reaksi ionik]
2	Pergeseran elektron menjauhi suatu atom dalam ikatan kovalen	Pergeseran elektron menuju suatu atom dalam ikatan kovalen
3	Terimanya oksigen	Hilangnya oksigen
4	Hilangnya hidrogen untuk senyawa kovalen	Terimanya hidrogen untuk senyawa kovalen
5	Kenaikkan bilangan oksidasi	Penurunan bilangan oksidasi

3.      Manandai bilangan oksidasi

Bilangan oksidasi adalah konsep tatabuku (bookkeeping) yang diberikan oleh ahli kimia. Bilangan oksidasi adalah suatu bilangan positif atau negatif yang ditandakan pada suatu atom sesuai dengan sehimpunan aturan.

Aturan penandaan bilangan oksidasi :

a.       Bilangan oksidasi ion monoatomik sama dalam hal besar dan tanda dengan muatan ioniknya. Contoh : biloks ion bromida, Br^1-, adalah -1; biloks ion Fe³⁺ adalah +3.

b.      Biloks hidrogen dalam suatu senyawa selalu +1 kecuali dalam logam hidrida, contoh dalam NaH, biloks H adalah -1

c.       Biloks oksigen dalam suatu senyawa adalah selalu -2 kecuali dalam peroksida, contoh dalam H₂O₂ biloks O adalah -1

d.      Biloks unsur tak tergabung dengan unsur lain adalah nol. Contoh, biloks atom K (kalium) dalam logam kalium, K; dan atom nitrogen dalam gas N₂, adalah nol

e.       Untuk senyawa netral, jumlah biloks dari atom-atom dalam senyawa harus sama dengan nol

f.       Untuk ion poliatomik, jumlah biloks atom harus sama dengan muatan ionik dari ion