oxidation PASAR.PTS-PTN.NET COLLECTION OF FREE STUDIES

Ilustrasi sebuah reaksi redoks

Redoks (singkatan dari reaksi reduksi/oksidasi) merupakan akap yang menerangkan berubahnya bilangan oksidasi (keadaan oksidasi) atom-atom dalam sebuah reaksi kimia.

Hal ini dapat berupa anggota redoks yang sederhana seperti oksidasi karbon yang berproduksi karbon dioksida, atau reduksi karbon oleh hidrogen berproduksi metana(CH₄), ataupun ia dapat berupa anggota yang kompleks seperti oksidasi gula pada tubuh manusia melalui rentetan transfer elektron yang melilit.

Akap redoks bermula dari dua konsep, yaitu reduksi dan oksidasi. Ia dapat dinyatakan dengan mudah sebagai berikut:

Oksidasi menerangkan pelepasan elektron oleh sebuah molekul, atom, atau ion
Reduksi menerangkan penambahan elektron oleh sebuah molekul, atom, atau ion.

Walaupun cukup tepat untuk digunakan dalam berbagai tujuan, penjelasan di atas tidaklah persis aci. Oksidasi dan reduksi tepatnya merujuk pada perubahan bilangan oksidasi karena transfer elektron yang sebenarnya tidak akan selalu dijadikan. Sehingga oksidasi lebih adun diberikan definisi sebagai peningkatan bilangan oksidasi, dan reduksi sebagai penurunan bilangan oksidasi. Dalam prakteknya, transfer elektron akan selalu mengubah bilangan oksidasi, tapi terdapat banyak reaksi yang diklasifikasikan sebagai "redoks" walaupun tidak aci 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.

Dua anggota dalam sebuah reaksi redoks

Besi berkarat

Pembakaran terdiri dari reaksi redoks yang melibatkan radikal bebas sama sekali

Daftar konten

1 Oksidator dan reduktor
2 Contoh reaksi redoks
- 2.1 Reaksi penggantian
- 2.2 Contoh-contoh lainnya
3 Reaksi redoks dalam industri
4 Reaksi redoks dalam biologi
- 4.1 Siklus redoks
5 Menyeimbangkan reaksi redoks
- 5.1 Media asam
- 5.2 Media basa
6 Lihat pula
7 Acuan
8 Pranala luar

Oksidator dan reduktor

Senyawa-senyawa yang memiliki kemampuan untuk mengoksidasi senyawa lain dituturkan sebagai oksidatif dan dikenal sebagai oksidator atau perwakilan oksidasi. Oksidator melepaskan elektron dari senyawa lain, sehingga dirinya sendiri tereduksi. Oleh karena ia "menerima" elektron, ia juga dinamakan sebagai penerima elektron. Oksidator dapatnya merupakan 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).

Senyawa-senyawa yang memiliki kemampuan untuk mereduksi senyawa lain dituturkan sebagai reduktif dan dikenal sebagai reduktor atau perwakilan reduksi. Reduktor melepaskan elektronnya ke senyawa lain, sehingga ia sendiri teroksidasi. Oleh karena ia "mendonorkan" elektronnya, ia juga dinamakan 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 merupakan reagen transfer hidrida, contohnya NaBH₄ dan LiAlH₄), reagen-reagen ini digunakan dengan luas dalam kimia organik^[1]^[2], terutama dalam reduksi senyawa-senyawa karbonil dijadikan alkohol. Metode reduksi lainnya yang juga bermanfaat melibatkan gas hidrogen (H₂) dengan katalis paladium, platinum, atau nikel, Reduksi katalitik ini utamanya digunakan pada reduksi ikatan rangkap dua ata tiga karbon-karbon.

Prosedur yang mudah untuk melihat anggota redoks merupakan, 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 dinamakan sebagai pasangan redoks.

Contoh reaksi redoks

Salah satu contoh reaksi redoks merupakan selang hidrogen dan fluorin:

$mathrm{H}_{2} + mathrm{F}_{2} longrightarrow 2mathrm {HF}$

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

$mathrm{H}_{2} longrightarrow 2mathrm{H}^{+} + 2e^-$

dan reaksi reduksi

$mathrm{F}_{2} + 2e^- longrightarrow 2mathrm{F}^{-}$

Penganalisaan masing-masing reaksi setengah akan menjadikan keseluruhan anggota kimia lebih jelas. Karena tidak terdapat perbuahan total muatan selama reaksi redoks, jumlah elektron yang banyak sekali pada reaksi oksidasi haruslah cocok 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 dijadikan +1, sedangkan fluorin tereduksi dari bilangan oksidasi 0 dijadikan -1.

Ketika reaksi oksidasi dan reduksi digabungkan, elektron-elektron yang terlibat akan saling mengurangi:

$frac{egin{array}{rcl}mathrm{H}_{2} & longrightarrow & 2mathrm{H}^{+} + 2e^{-}mathrm{F}_{2} + 2e^{-} & longrightarrow & 2mathrm{F}^{-}end{array}}{egin{array}{rcl}mathrm{H}_{2} + mathrm{F}_{2} & longrightarrow & 2mathrm{H}^{+} + 2mathrm{F}^{-}end{array}}$

Dan ion-ion akan bergabung membentuk hidrogen fluorida:

$mathrm{H}_{2} + mathrm{F}_{2}, longrightarrow 2mathrm{H}^{+} + 2mathrm{F}^{-} longrightarrow 2mathrm{HF}$

Reaksi penggantian

Redoks dijadikan pada reaksi penggantian tunggal atau reaksi substitusi. Komponen redoks dalam tipe reaksi ini aci pada perubahan keadaan oksidasi (muatan) pada atom-atom tertentu, dan bukanlah pada pergantian atom dalam senyawa.

Sebagai contoh, reaksi selang larutan besi dan tembaga(II) sulfat:

$mathrm{Fe} + mathrm{CuSO}_{4} longrightarrow mathrm{FeSO}_{4} + mathrm{Cu}$

Persamaan ion dari reaksi ini adalah:

$mathrm{Fe} + mathrm{Cu}^{2+} longrightarrow mathrm{Fe}^{2+} + mathrm{Cu}$

Terlihat bahwa besi teroksidasi:

$mathrm{Fe} longrightarrow mathrm{Fe}^{2+} + 2{e}^{-}$

dan tembaga tereduksi:

$mathrm{Cu}^{2+} + 2{e}^{-} longrightarrow mathrm{Cu}$

Contoh-contoh lainnya

Besi(II) teroksidasi dijadikan besi(III)

$mathrm{Fe}^{2+} longrightarrow mathrm{Fe}^{3+} + {e}^{-}$

hidrogen peroksida tereduksi dijadikan hidroksida dengan keberadaan sebuah asam:

H₂O₂ + 2 e⁻ → 2 OH⁻

Persamaan keseluruhan reaksi di atas adalah:

2Fe²⁺ + H₂O₂ + 2H⁺ → 2Fe³⁺ + 2H₂O

denitrifikasi, nitrat tereduksi dijadikan nitrogen dengan keberadaan asam:

2NO₃⁻ + 10e⁻ + 12 H⁺ → N₂ + 6H₂O

Besi akan teroksidasi dijadikan 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, berproduksi cairan, karbon dioksida, sebagian kecil karbon monoksida, dan energi panas. Oksidasi penuh bahan-bahan yang mengandung karbon akan berproduksi karbon dioksida.
Dalam kimia organik, oksidasi seselangkah (stepwise oxidation) hidrokarbon berproduksi cairan, dan sambung-menyambung alkohol, aldehida atau keton, asam karboksilat, dan belakang peroksida.

Reaksi redoks dalam industri

Anggota utama pereduksi bijih logam untuk berproduksi 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

Atas: asam askorbat (bentuk tereduksi Vitamin C)
Bawah: asam dehidroaskorbat (bentuk teroksidasi Vitamin C)

Banyak anggota biologi yang melibatkan reaksi redoks. Reaksi ini berlanjut dengan cara simultan karena sel, sebagai tempat berlanjutnya reaksi-reaksi biokimia, harus melangsungkan semua fungsi hidup. Perwakilan biokimia yang mendorong dijadikannya oksidasi terhadap substansi bermanfaat dikenal dalam ilmu pangan dan kesehatan sebagai oksidan. Zat yang mencegah keaktifan oksidan dinamakan antioksidan.

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

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O

Anggota pernapasan sel juga sangat bergantung pada reduksi NAD⁺ dijadikan NADH dan reaksi kembalinya (oksidasi NADH menjadu NAD⁺). Fotosintesis dengan cara esensial merupakan kebalikan dari reaksi redoks pada pernapasan sel:

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

Energi biologi sering disimpan dan dihindari dengan menggunakan reaksi redoks. Fotosintesis melibatkan reduksi karbon dioksida dijadikan gula dan oksidasi cairan dijadikan oksigen. Reaksi kembalinya, pernapasan, mengoksidasi gula, berproduksi karbon dioksida dan cairan. Sebagai langkah selang, senyawa karbon yang direduksi digunakan untuk mereduksi nikotinamida adenina dinukleotida (NAD⁺), yang belakang berkontribusi dalam pembentukan gradien proton, yang akan mendorong sintesis adenosina trifosfat (ATP) dan diawasi oleh reduksi oksigen. Pada sel-sel hewan, mitokondria menjalankan fungsi yang cocok. Lihat pula Potensial membran.

Akap keadaan redoks juga sering digunakan untuk menerangkan keseimbangan selang NAD⁺/NADH dengan NADP⁺/NADPH dalam sistem biologi seperti pada sel dan organ. Keadaan redoksi direfleksikan pada keseimbangan sebagian set metabolit (misalnya laktat dan piruvat, beta-hidroksibutirat dan asetoasetat) yang antarubahannya sangat bergantung pada rasio ini. Keadaan redoks yang tidak normal akan mempunyai dampak buruk, seperti hipoksia, guncangan (shock), dan sepsis.

Siklus redoks

Berjenis-jenis senyawa aromatik direduksi oleh enzim untuk membentuk senyawa radikal bebas sama sekali. Dengan cara umum, penderma elektronnya merupakan berbagai macam flavoenzim dan koenzim-koenzimnya. Seketika terbentuk, radikal-radikal bebas sama sekali anion ini akan mereduksi oskigen dijadikan superoksida. Reaksi bersihnya merupakan oksidasi koenzim flavoenzim dan reduksi oksigen dijadikan superoksida. Gerak gerik katalitik ini dinyatakan sebagai siklus redoks.

Contoh molekul-molekul yang menginduksi siklus redoks merupakan herbisida parakuat, dan viologen dan kuinon lainnya seperti menadion. ^[3]PDF (2.76 MiB)

Menyeimbangkan reaksi redoks

Untuk menyuratkan keseluruhan reaksi elektrokimia sebuah anggota redoks, diperlukan penyeimbangan komponen-komponen dalam reaksi setengah. Untuk reaksi dalam larutan, hal ini umumnya melibatkan penambahan ion H⁺, ion OH^-, H₂O, dan elektron untuk menutupi perubahan oksidasi.

Media asam

Pada media asam, ion H⁺ dan cairan ditambahkan pada reaksi setengah untuk menyeimbangkan keseluruhan reaksi. Sebagai contoh, ketika mangan(II) bereaksi dengan natrium bismutat:

$mbox{Reaksi tidak seimbang: }mbox{Mn}^{2+}(aq) + mbox{NaBiO}_3(s)ightarrowmbox{Bi}^{3+}(aq) + mbox{MnO}_4^{-}(aq),$

$mbox{Oksidasi: }mbox{4H}_2mbox{O}(l)+mbox{Mn}^{2+}(aq)ightarrowmbox{MnO}_4^{-}(aq) + mbox{8H}^{+}(aq)+mbox{5e}^{-},$

$mbox{Reduksi: }mbox{2e}^{-}+ mbox{6H}^{+}(aq) + mbox{BiO}_3^{-}(s)ightarrowmbox{Bi}^{3+}(aq) + mbox{3H}_2mbox{O}(l),$

Reaksi ini diseimbangkan dengan menertibkan reaksi sedemikian rupa sehingga dua setengah reaksi tersebut melibatkan jumlah elektron yang cocok (yakni mengalikan reaksi oksidasi dengan jumlah elektron pada langkah reduksi, demikian juga sebaliknya).

$mbox{8H}_2mbox{O}(l)+mbox{2Mn}^{2+}(aq)ightarrowmbox{2MnO}_4^{-}(aq) + mbox{16H}^{+}(aq)+mbox{10e}^{-},$

$mbox{10e}^{-}+ mbox{30H}^{+}(aq) + mbox{5BiO}_3^{-}(s)ightarrowmbox{5Bi}^{3+}(aq) + mbox{15H}_2mbox{O}(l),$

Reaksi diseimbangkan:

$mbox{14H}^{+}(aq) + mbox{2Mn}^{2+}(aq)+ mbox{5NaBiO}_3(s)ightarrowmbox{7H}_2mbox{O}(l) + mbox{2MnO}_4^{-}(aq)+mbox{5Bi}^{3+}(aq)+mbox{5Na}^{+}(aq),$

Hal yang cocok juga berlangsung untuk sel bahan bakar propana di bawah kondisi asam:

$mbox{Reaksi tidak seimbang: }mbox{C}_{3}mbox{H}_{8}+mbox{O}_{2}ightarrowmbox{CO}_{2}+mbox{H}_{2}mbox{O},$

$mbox{Reduksi: }mbox{4H}^{+} + mbox{O}_{2}+ mbox{4e}^{-}ightarrowmbox{2H}_{2}mbox{O},$

$mbox{Oksidasi: }mbox{6H}_{2}mbox{O}+mbox{C}_{3}mbox{H}_{8}ightarrowmbox{3CO}_{2}+mbox{20e}^{-}+mbox{20H}^{+},$

Dengan menyeimbangkan jumlah elektron yang terlibat:

$mbox{20H}^{+}+mbox{5O}_{2}+mbox{20e}^{-}ightarrowmbox{10H}_{2}mbox{O},$

$mbox{6H}_{2}mbox{O}+mbox{C}_{3}mbox{H}_{8}ightarrowmbox{3CO}_{2}+mbox{20e}^{-}+mbox{20H}^{+},$

Persamaan diseimbangkan:

$mbox{C}_{3}mbox{H}_{8}+mbox{5O}_{2}ightarrowmbox{3CO}_{2}+mbox{4H}_{2}mbox{O},$

Media basa

Pada media basa, ion OH^- dan cairan ditambahkan ke reaksi setengah untuk menyeimbangkan keseluruhan reaksi.Sebagai contoh, reaksi selang kalium permanganat dan natrium sulfit:

$mbox{Reaksi takseimbang: }mbox{KMnO}_{4}+mbox{Na}_{2}mbox{SO}_3+mbox{H}_2mbox{O}ightarrowmbox{MnO}_{2}+mbox{Na}_{2}mbox{SO}_{4}+mbox{KOH},$

$mbox{Reduksi: }mbox{3e}^{-}+mbox{2H}_{2}mbox{O}+mbox{MnO}_{4}^{-}ightarrowmbox{MnO}_{2}+mbox{4OH}^{-},$

$mbox{Oksidasi: }mbox{2OH}^{-}+mbox{SO}^{2-}_{3}ightarrowmbox{SO}^{2-}_{4}+mbox{H}_{2}mbox{O}+mbox{2e}^{-},$

Dengan menyeimbangkan jumlah elektron pada kedua reaksi setengah di atas:

$mbox{6e}^{-}+mbox{4H}_{2}mbox{O}+mbox{2MnO}_{4}^{-}ightarrowmbox{2MnO}_{2}+mbox{8OH}^{-},$

$mbox{6OH}^{-}+mbox{3SO}^{2-}_{3}ightarrowmbox{3SO}^{2-}_{4}+mbox{3H}_{2}mbox{O}+mbox{6e}^{-},$

Persamaan diseimbangkan:

$mbox{2KMnO}_{4}+mbox{3Na}_{2}mbox{SO}_3+mbox{H}_2mbox{O}ightarrowmbox{2MnO}_{2}+mbox{3Na}_{2}mbox{SO}_{4}+mbox{2KOH},$

Lihat pula

Reduksi organik
Hidrogenasi
Anggota Bessemer
Bioremediasi
Siklus Calvin
Siklus asam sitrat
Sel elektrokimia
Elektrokimia
Sel galvani
Potensial membran
Adisi oksidatif dan eliminasi reduktif
Reduktor
Reaksi termik
Oksidasi parsial
Potensial reduksi

Acuan

^ Hudlický, Miloš (1996). Reductions in Organic Chemistry. Washington, D.C.: American Chemical Society. hlm. 429. ISBN 0-8412-3344-6.
^ Hudlický, Miloš (1990). Oxidations in Organic Chemistry. Washington, D.C.: American Chemical Society. hlm. 456. ISBN 0-8412-1780-7.
^ "gutier.doc". http://www.bioscience.org/2000/v5/d/gutier/gutier.pdf. Diakses pada 2008-06-30.

Pranala luar

Penyeimbang persamaan kimia
Kalkulator reaksi redoks
Reaksi redoks di Chemguide
Penyeimbang reaksi redoks dalam jaringan, menyeimbangkan persamaan reaksi setengah dan reaksi penuh

Sumber :
id.wikipedia.org, andrafarm.com, pasar.pahlawan.web.id, wiki.edunitas.com, dsb-nya.

Redoks

Daftar konten

Oksidator dan reduktor