REAKSI OKSIDASI REDUKSI

Transkripsi

1 6 REAKSI KSIDASI REDUKSI A. PENGERTIAN REDUKSI-KSIDASI B. ATURAN BILANGAN KSIDASI C. KSIDATR DAN REDUKTR D. REAKSI AUTREDKS (DISPRPRSI) E. PENERAPAN REAKSI REDKS DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI F. TATA NAMA IUPAC BERDASARKAN BILANGAN KSIDASI Dalam kehidupan sehari-hari banyak peristiwa yang secara alami maupun secara sengaja merupakan peristiwa reaksi reduksi oksidasi (Redoks). Peristiwa alami yang dimaksud misalnya berkaratnya besi, kebakaran hutan, dan sebagainya. Peristiwa secara sengaja antara lain membakar arang untuk membuat sate, perlindungan pipa logam dalam tanah dengan logam lain, penggunaan batu baterry dan aki sebagai sumber energi, dan sebagainya.

2 118 KIMIA X SMA Setelah Anda mempelajari reaksi oksidasi reduksi diharapkan Anda dapat membedakan bilangan oksidasi, menentukan oksidator reduktor, dan memberikan nama senyawa menurut IUPAC. Hubungan konsep yang satu dengan yang lain dapat Anda perhatikan peta konsep di bawah ini. REAKSI REDKS Mengalaami perubahan konsep tentang oksidasi -reduktor reduksi - oksidator meningkatkan menurunkan bil.oksidasi melalui melalui melalui melalui pengikatan oksigen pelepasan elektron pelepasan terjadi oksigen pengikatan elektron mendasari 2Cu + 2 contoh 2Cu contoh Na Na + + e Cu + H 2 contoh Cu + H 2 Cl + 2e 2 contoh 2Cl- tata nama senyawa untuk senyawa biner untuk ion poli atom contoh contoh Peta Konsep Reaksi Redoks CCl 4 = A. PENGERTIAN REDUKSI KSIDASI Reaksi reduksi oksidasi, biasa disingkat dengan nama reaksi redoks. Reaksi redoks berkembang dari beberapa konsep, yaitu: 1. Konsep ksidasi Reduksi Ditinjau dari Penggabungan dan Pelepasan ksigen Pada sekitar abad ke-18, konsep redoks dijelaskan sebagai berikut. a. ksidasi ksidasi adalah reaksi penggabungan oksigen dengan unsur/ senyawa.

3 KIMIA X SMA 119 1) Penggabungan unsur dengan oksigen Misalnya: C+ 2 C 2 S+ 2 S 2 4 Na + 2 2Na 2 2 Ca Ca Dari contoh di atas: C, S, Na, dan Ca mengalami oksidasi. 2) Reaksi antara senyawa dengan oksigen CH C 2 +2H 2 (dikatakan CH 4 dan C 4 H 10 mengalami oksidasi) 2C 4 H C H 2 Reaksi suatu zat dengan oksigen ini ada yang berlangsung cepat dan biasa disebut reaksi pembakaran, yang menghasilkan sejumlah energi. - reaksi pembakaran arang, ditulis: C + 2 C 2 + energi - reaksi pembakaran gas elpiji yang komponen utamanya C 3 H 8. Ada juga reaksi oksidasi yang berlangsung lambat, misalnya reaksi oksidasi pada logam (disebut korosi/perkaratan). 2Mg + 2 2Mg 4Al Al 2 3 4Fe Fe 2 3 b. Reduksi Reduksi adalah reaksi pelepasan oksigen dari suatu senyawa Misalnya: Hg Hg + 2 Cu+H 2 Fe C Cu + H 2 2Fe + 3C Contoh reaksi di atas Hg, Cu dan Fe 2 3 melepaskan oksigen, sehingga reaksinya disebut reaksi reduksi. Reaksi kimia tidak terbatas hanya reaksi suatu zat dengan oksigen, maka konsep ini dipandang kurang kias, sehingga pada awal abad ke-20, timbul konsep baru tentang reaksi readoks.

4 120 KIMIA X SMA 2. Reaksi ksidasi dan Reduksi Ditinjau dari Teori Elektron a. ksidasi adalah peristiwa - pelepasan elektron, - penambahan muatan positif, dan - pengurangan muatan negatif. Na Na + + 1e (e = elektron bermuatan -1) Reaksi di atas adalah oksidasi karena melepaskan elektron. Na bermuatan nol (tak bermuatan) menjadi Na + (muatan 1 + ) maka muatan positif bertambah. Contoh reaksi oksidasi yang lain adalah: Ca Ca 2+ +2e Fe Fe 2+ +2e K K + +1e b. Reduksi adalah peristiwa - penangkapan elektron, - pengurangan muatan positif, dan - penambahan muatan negatif. Cl 2 + 2e 2Cl - Reaksi di atas adalah reduksi karena Cl menangkap elektron. Cl bermuatan nol (tak bermuatan) menjadi Cl - (bermuatan 1 - ) maka muatan positif berkurang. Contoh reaksi reduksi yang lain adalah: S + 2e S 2- F 2 + 2e 2F - Br 2 + 2e 2Br - Reaksi oksidasi selalu disertai reaksi reduksi. Bila suatu zat melepaskan elektron maka elektron itu akan ditangkap oleh zat lain. Reaksi yang di dalam prosesnya terjadi serah terima elektron disebut reaksi reduksi oksidasi (redoks). Mg Mg e (oksidasi, karena Mg melepaskan 2e) Cl 2 + 2e 2Cl - + (reduksi, karena Cl 2 menangkap 2e yang berasal dari Mg) Mg + Cl 2 MgCl 2 (redoks, karena gabungan oksidasi dan reduksi)

5 KIMIA X SMA 121 Konsep redoks ini memang cukup mudah untuk menjelaskan reaksi-reaksi pembentukan senyawa ion, namun sukar untuk menjelaskan reaksi-reaksi pembentukan senyawa kovalen. Menyadari kelemahan konsep redoks ini, maka para ahli kimia menyusun konsep baru yang lebih universal dan lebih mudah untuk menjelaskan semua reaksi redoks, yaitu konsep bilangan oksidasi. 3. Konsep Reaksi Redoks Ditinjau dari Bilangan ksidasi Sebelum mempelajari konsep redoks ini, terlebih dahulu kita harus mengenal bilangan oksidasi, yang juga sering disebut tingkat oksidasi. Bilangan oksidasi (bilangan oksidasi) adalah bilangan atau muatan yang seakan-akan dimiliki suatu unsur (unsur bebas, senyawa atau ion) dalam rumus kimianya. Bilangan oksidasi ini dapat berupa bilangan bulat atau pecahan, baik positif atau negatif. Penetapan bilangan oksidasi ini berdasarkan pada komposisi senyawa, keelektronegatifan unsur dalam senyawa dan beberapa aturan menurut perjanjian. Menurut konsep ini: ksidasi adalah reaksi/peristiwa yang disertai dengan kenaikan bilangan oksidasi. Reduksi adalah reaksi/peristiwa yang disertai dengan penurunan bilangan oksidasi. B. ATURAN BILANGAN KSIDASI Dalam menentukan bilangan oksidasi unsur dalam rumus kimianya, diatur sebagai berikut. 1. Unsur bebas (tidak berikatan dengan unsur yang jenisnya lain), mempunyai bilangan oksidasi = 0. Misalnya: Na, Cu, Fe, Al, 2, Cl 2, Br 2, N 2, dan lain-lain. 2. Hidrogen dalam persenyawaan mempunyai bilangan oksidasi = +1 kecuali pada hidrida logam (NaH, CaH 2, MgH 2 ) bilangan oksidasi H = Bilangan oksidasi oksigen dalam persenyawaan = -2 kecuali pada peroksida (H 2 2, Na 2 2, Ba 2 ) bilangan oksidasi = -1 dan pada F 2 bilangan oksidasi = +2. Bilangan oksidasi dalam superoksida Na 2, K 2 = - 1 / 2.

6 122 KIMIA X SMA 4. Logam dalam senyawanya mempunyai bilangan oksidasi logam golongan IA (Li, Na, K, Rb, Cs) = +1 logam golongan IIA (Be, Mg, Ca, Sr, Ba) = +2 logam golongan IIIA (Al) = +3 Bilangan oksidasi: K dalam K 2 = +1 K dalam KCl = +1 Ca dalam Ca = +2 Al dalam Al 2 ( ) 3 = +3 Ca dalam Ca(HC 3 ) 2 = +2 Ca dalam CaCl 2 = +2 logam golongan B/transisi, bilangan oksidasinya tergantung pada ion negatif yang diikat oleh logam transisi tersebut. AgN 3 bilangan oksidasi Ag tergantung N - 3 karena AgN 3 bersifat netral, maka bilangan oksidasi = +1 Cu bilangan oksidasi Cu bersifat netral (muatannya = nol), maka bilangan oksidasi Cu = a. Bilangan oksidasi suatu ion sederhana, sama dengan muatan ion tersebut. Cl - bilangan oksidasi Cl = -1 S 2- bilangan oksidasi s = -2 b. Jumlah bilangan oksidasi unsur-unsur dalam suatu ion = muatan ion tersebut Bilangan oksidasi S dalam S 2-4 S + 4(-2) = -2 S - 8 = -2 S = +8-2 S = +6 Bilangan oksidasi S = +6 Bilangan oksidasi N dalam NH + 4 N + 4(+1) = +1 N + 4 = +1 N = = -3 Bilangan oksidasi N = -3

7 KIMIA X SMA Jumlah bilangan oksidasi unsur-unsur dalam senyawa = nol Bilangan oksidasi S dalam H S+4(-2) = S - 8 = 0 S = +6 Bilangan oksidasi S = +6 Bilangan oksidasi P dalam H 3 P P + 4 (-2) = P - 8 = 0 P= +5 Bilangan oksidasi P = +5 Bilangan oksidasi Cr dalam K 2 Cr Cr + 7 (-2) = Cr - 14 = 0 2Cr = +12 Cr = +6 Bilangan oksidasi Cr = Pada senyawa biner yang kedua atomnya nonlogam, nonlogam yang keelektronegatifannya lebih besar mempunyai bilangan oksidasi negatif. Misal: ICl Cl lebih elektronegatif, maka bilangan oksidasi Cl = -1 dan bilangan oksidasi I = +1 F 2 F lebih elektronegatif, maka bilangan oksidasi F = -1 dan bilangan oksidasi = Atom dalam senyawa tertentu sekilas menunjukkan bilangan oksidasi nol, hal ini dapat terjadi bila strukturnya tidak diperhatikan. Misal pada senyawa: HCH, sekilas bilangan oksidasi C adalah nol. Struktur senyawa HCH sebagai berikut H -1 C -1 H Dari struktur ini dapat kita ketahui: bilangan oksidasi H = +1, bilangan oksidasi = -2, bilangan oksidasi C = +2 (terhadap atom ), dan -1 (terhadap atom H). Sekarang marilah kita terapkan konsep bilangan oksidasi tersebut dalam reaksi bilangan oksidasi seperti dijelaskan di muka, menurut konsep ini adalah

8 124 KIMIA X SMA 1. ksidasi ksidasi adalah reaksi dengan kenaikan bilangan oksidasi. a. Na Na + +1e 0 oksidasi +1 b. Fe 2+ Fe 3+ +1e +2 oksidasi Reduksi Reduksi adalah peristiwa penurunan bilangan oksidasi a. Cl 2 + 1e 2Cl - 0 reduksi -1 b. Cu + H 2 Cu + H 2 +2 reduksi 0 Reaksi yang di dalam prosesnya terjadi kenaikan dan penurunan bilangan oksidasi disebut reaksi redoks (reduksi - oksidasi). Contoh reaksi redoks: a. 0 reduksi -1 2Na + Cl 2 2NaCl 0 oksidasi +1 b. 1 reduksi 0 2Al + 3H 2 Al 2 ( ) 3 +3H 2 0 oksidasi +3

9 KIMIA X SMA 125 C. KSIDATR DAN REDUKTR Pada reaksi oksidasi dan reduksi yang berlangsung serentak, misal: 0-1 2Na + Cl 2 2NaCl bilangan oksidasi Na berubah dari 0 menjadi +1 (Na mengalami oksidasi) dan disebut sebagai reduktor (pereduksi) karena menurunkan bilangan oksidasi/mereduksi Cl 2 (dari bilangan oksidasi 0 menjadi -1) - bilangan oksidasi Cl 2 berubah dari 0 menjadi -1 (Cl 2 mengalami reduksi) dan disebut sebagai oksidator (pengoksidasi) karena Cl 2 mengoksidasi/ menaikkan bilangan oksidasi Na (dari 0 menjadi +1). Kesimpulan: Reduktor adalah zat yang mengalami reaksi oksidasi. ksidator adalah zat yang mengalami reaksi reduksi. D. REAKSI AUTREDKS Reaksi autoredoks (disproporsionasi) adalah reaksi di mana suatu zat (unsur) dapat mengalami reaksi oksidasi dan sekaligus mengalami reaksi reduksi. 0 oksidasi +1 Cl 2 + NaH NaCl + NaCl + H 2 0 reduksi -1 E. PENERAPAN REAKSI REDKS DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI Reaksi redoks ada yang merugikan (misalnya kebakaran hutan, perkaratan), tetapi banyak pula yang dapat diambil manfaatnya.

10 126 KIMIA X SMA 1. Untuk memisahkan logam dari bijihnya Reduktor yang sering digunakan untuk pemisahan ini adalah gas C. Fe C 3Fe + 4 C 2 bijih besi besi 2. Untuk melindungi pipa logam yang ditanam dalam tanah Pipa logam dari besi agar tidak berkarat (keropos) dihubungkan dengan logam magnesium melalui suatu kawat. Dengan cara ini yang rusak (keropos, habis) adalah magnesium. Setelah magnesium habis, secara periodik harus diganti dengan magnesium yang baru. 3. Pada pembakaran bahan bakar (arang, minyak tanah, bensin, dan sebagainya) yang digunakan untuk berbagai keperluan (memasak, untuk industri, transportasi, dan sebagainya). F. TATA NAMA IUPAC BERDASARKAN BILANGAN KSI- DASI Salah satu manfaat bilangan oksidasi adalah untuk memberi nama senyawa yang salah satu unsurnya mempunyai bilangan oksidasi lebih dari satu macam. Misalnya: N 2 dan 2 dapat membentuk senyawa: N 2, N, N 2 3, N 2, dan N 2 5. Bagaimana cara memberi nama senyawa-senyawa tersebut? Senyawa-senyawa yang salah satu unsurnya dapat mempunyai bilangan oksidasi lebih dari satu, selain memiliki nama yang sudah ditetapkan oleh IUPAC sebelumnya, juga mempunyai nama alternatif dari IUPAC yang diberikan berdasarkan bilangan oksidasinya. Aturannya sebagai berikut 1. Senyawa Biner (terdiri atas 2 macam unsur) a. Logam-nonlogam Rumus Nama Nama senyawa kimia senyawa menurut sistem stock NaCl natirum klorida CaBr 2 kalsium bromida Al 2 3 aluminium oksida FeCl 2 fero klorida besi (II) klorida FeCl 3 feri klorida besi (III) klorida Ce kupri oksida tembaga (II) oksida Cu 2 kupro oksida tembaga (I) oksida

11 KIMIA X SMA 127 Jadi, khusus untuk logam yang dapat memiliki bilangan oksidasi lebih dari satu macam cara memberi nama senyawanya: Nama logam (bukan nama Latin), bilangan oksidasi logam ditulis dengan angka Romawi dalam kurung, nama nonlogam + akhiran ida b. Nonlogam-nonlogam Khusus untuk unsur nonlogam yang di depan mempunyai lebih dari satu larutan menyebutkan nama senyawanya sebagai berikut. Nama unsur yang didepan (bukan nama Latin), bilangan oksidasi, nama unsur yang di belakang + akhiran ida Rumus Nama Nama senyawa kimia senyawa menurut sistem stock S 2 sulfur dioksida belerang (IV) oksida S 3 sulfur trioksida belerang (VI) oksida N nitrogen monoksida nitrogen (II) oksida N 2 dinitrogen monoksida nitrogen (I) oksida N 2 5 dinitrogen pentaoksida nitrogen (V) oksida N 2 nitrogen dioksida nitrogen (IV) oksida 2. Senyawa yang Mengandung Ion Poliatom a. Jika kation mempunyai lebih dari satu bilangan oksidasi, berilah angka Romawi setelah nama lkation (nama kation bukan nama Latin). Mn( ) 2 : mangan (IV) sulfat Mn : mangan (II) sulfat CuCl 3 : tembaga (I) klorat Cu (Cl 3 ) 2 : tembaga (II) klorat Cr (N 3 ) 3 : kromium (III) nitrat b. Jika kation hanya mempunyai satu bilangan oksidasi, maka sertakan bilangan oksidasi unsur di tengah dalam ion poliatom setelah nama ionnya.

12 128 KIMIA X SMA Rumus Nama Nama senyawa kimia senyawa menurut sistem stock Na 2 Cr 4 natrium kromat natrium kromat (IV) Na 2 Cr 2 7 natrium dikromat natrium kromat (VI) K 2 Mn 4 kalium manganat kalium manganat (VI) KMn 4 kalium permanganat kalium manganat (VII) Na 2 S 3 natrium sulfit natrium sulfat (IV) Na 2 natrium sulfat natrium sulfat (VI) 3. Senyawa Asam Jika senyawa asam mengandung ion poliatom, maka nama ion poliatom diberi akhiran -at, diikuti angka Romawi dari unsur dalam ion yang bilangan oksidasinya lebih dari satu tersebut. Rumus Nama Nama senyawa kimia senyawa menurut sistem stock HCl asam hipoklorit asam klorat (I) HCl 2 asam klorit asam klorat (III) HCl 3 asam klorat asam klorat (V) HCl 4 asam perklorat asam klorat (VII) HN 3 asam nitrat asam nitrat (V) HN 2 asam nitrit asam nitrat (III)

13 Kata Kunci RANGKUMAN KIMIA X SMA 129 reaksi redoks reduksi oksidasi korosi idrida logam senyawa biner autoredoks ion poliatom kation ksidasi adalah peristiwa atau reaksi: penangkapan oksigen, pelepasan elektron, penambahan muatan positif, pengurangan muatan negatif, penaikan bilangan oksidasi. Reduksi adalah peristiwa: pelepasan oksigen, penangkapan elektron, penambahan muatan negatif, pengurangan muatan positif, penurunan bilangan oksidasi. Reaksi yang mengalami perubahan bilangan oksidasi disebut reaksi redoks (iri reaksi redoks adalah terjadi perubahan biloks). ksidator adalah zat yang mengalami penurunan bilangan oksidasi dan reduktor adalah zat yang mengalami kenaikan bilangan oksidasi. Reaksi autoredoks adalah reaksi pada suatu zat yang mengalami reaksi oksidasi dan sekaligus reaksi reduksi Tata nama IUPAC berdasarkan bilangan oksidasi 1. Senyawa biner untuk logam-nonlogam: nama logam bilangan oksidasi (yang mempunyai bilangan oksidasi lebih dari satu), nama nonlogam + akhiran ida untuk nonlogam-nonlogam: nama unsur, bilangan oksidasi, nama unsur yang di belakang + akhiran ida

14 130 KIMIA X SMA 2. Senyawa yang mengandung ion poliatom jika kation mempunyai lebih dari satu bilangan oksidasi, nama logam, bilangan okasidasi ion poliatom jika kation hanya mempunyai satu bilangan oksidasi, nama kation, nama ion poliatom, bilangan oksidasi 3. Senyawa asam Apabila mengandung ion poliatom maka nama ion poliatom diberi akhiran -at dan diikuti bilangan oksidasi P ELATIHAN SAL I. Silanglah (X) huruf a, b, c, d, atau e di depan jawaban yang tepat! 1. Reaksi di bawah ini termasuk reaksi oksidasi, kecuali... a. 4Na + 2 2Na 2 b. K K + + e c. S + 2e - S 2- d. Fe 2+ Fe 3+ + e e. Ag Ag + + e - 2. Di bawah ini pernyataan yang benar mengenai reduksi, kecuali... a. peristiwa penangkapan elektron b. peristiwa penurunan bilangan oksidasi c. pengurangan muatan positif d. peristiwa penambahan muatan negatif e. peristiwa penangkapan oksigen 3. Reaksi yang merupakan reaksi redoks adalah... a. Ag + +Cl + AgCl b. Pb 2+ + S 2-4 Pb c. NaH + HCl NaCl + H 2 d. H 2 +l 2 2Hl e. Ba 2+ +C 2-3 BaC 3 4. Pada perubahan Cl - 3 Cl -, unsur klorin mengalami perubahan bilangan oksidasi sebesar... a. 2 d. 5 b. 3 e. 6 c. 4

15 KIMIA X SMA Bilangan oksidasi belerang dalam belerang trioksida adalah... a. +2 d. +6 b. +3 e. +7 c Bilangan oksidasi P dalam kalsium fosfat adalah... a. +1 d. +4 b. +2 e. +5 c Bilangan oksidasi mangan yang tertinggi terdapat pada senyawa... a. H 2 Mn 4 d. CaMn 4 b. Mn 2 e. Mn 3 c. KMn 4 8. Reaksi 2KMn 4 +8H NaCl K 2 + 5Na 2 + 2Mn +8H 2 + 5Cl 2 Dalam reaksi di atas yang bertindak sebagai reduktor adalah... a. KMn 4 d. Cl 2 b. H 2 e. Mn c. NaCl 9. Bilangan oksidasi belerang dalam natrium nitrit adalah... a. +2 d. +6 b. +3 e. +7 c Pada reaksi autoredoks berikut: Cl 2 + NaH NaCl + NaCl 2 + H 2 Bilangan oksidasi atom klor berubah dari... menjadi... dan... a. 2 mennjadi -1 dan +3 b. 0 menjadi -1 dan +3 c. 0 menjadi -1 dan +1 d. 2 menjadi -1 dan +1 e. 0 menjadi +1 dan +3 II. Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan singkat dan jelas! 1. Berdasarkan konsep perubahan bilangak oksidasi, jelaskan pengertian: a. reaksi oksidasi, b. reaksi reduksi, c. reaksi redoks? 2. Apakah reaksi di bawah ini merupakan reaksi redoks? a. NaH + HCl NaCl + H 2 b. 2Na + Cl 2 2NaCl c. Fe + 2HCl FeCl 2 +H 2 d. 2S S 3 e. AgN 3 + NaCl AgCl + NaN 3 f. Pb Pb g. 2Al + 6H + 2Al 3+ +3H 2 h. Zn + Fe Zn +Fe i. Fe C 2Fe + 3C 2 j. Cl 2 + 2NaH NaCl + NaCl + H 2

16 132 KIMIA X SMA 3. Tentukan bilangan oksidasi unsur yang dicetak senyawa berikut! a. Na 2 h. K 2 Cr 2 7 b. HCl i. Na 2 S 2 3 c. Ca j. H 2 d. C 2 k. KMn 4 e. Cl 2 7 l. Na 3 P 4 f. Mn m. KCl g. Mn n. Al 2 ( ) 3 4. Sebutkan mana yang bertindak sebagai oksidator dan mana yang bertindak sebagai reduktor dari reaksi-reaksi berikut! a. 2Ca + 2 2Ca b. 2Na + Cl 2 2NaCl c. 2Al + 3H 2 Al 2 ( ) 3 +3H 2 d. 2S S 3 e. 2KMn HCl 2KCl + MnCl 2 +8H 2 + 5Cl f. 3Cu + 8HN 3 3Cu(N 3 ) 2 + 2N + 4H 2 g. 2KMn 4 + 3H 2 +5H 2 C 2 4 K 2 + 2Mn +8H C 2 5. Berilah nama senyawa di bawah ini! a. Fe g. P 2 5 b. Fe 2 3 h. PCl 3 c. Hg i. As 2 5 d. Hg(N 3 ) 2 j. Na 3 P 3 e. Mn 2 k. Ca 3 (P 4 ) 2 f. FeP 4 l. Hgl 2