Materi Kimia Kelas 10 - Reaksi Redoks: Oksidasi dan Reduksi

Reaksi redoks bisa Sobat Pijar temui ketika terjadi pembakaran bensin dalam mesin mobil. Pada saat pembakaran, karbon dalam bensin bereaksi dengan oksigen di udara, melepaskan energi dan menghasilkan produk pembakaran, seperti karbon dioksida dan air.

Reaksi Redoks juga bisa kamu lihat pada proses fotosintesis tanaman. Fotosintesis melibatkan reaksi redoks di mana karbon dioksida dioksidasi untuk membentuk glukosa dengan bantuan energi dari cahaya matahari.

Nah, ingin mengetahui lebih lengkap lagi tentang reaksi Redoks ini? Yuk, kita baca sampai habis artikel kali ini dan temukan keseruan lainnya ketika mempelajari materi ini.

Baca juga: Materi Larutan Asam Basa: Teori, Ciri-ciri, Indikator, Derajat pH, dan Contoh Soalnya

Reaksi Oksidasi

Reaksi oksidasi adalah proses kimia di mana suatu zat kehilangan elektron atau menambahkan oksigen. Ini adalah salah satu jenis reaksi redoks (oksidasi reduksi), yang melibatkan transfer elektron antara zat-zat kimia. Untuk memahami lebih lanjut, mari kita bahas unsur-unsur kunci yang terlibat dalam reaksi oksidasi.

Kehilangan Elektron

Dalam konteks reaksi oksidasi, suatu zat atau senyawa kehilangan elektron. Elektron dianggap sebagai partikel bermuatan negatif, jadi kehilangan elektron berarti zat tersebut kehilangan muatan negatifnya.

Oksigenasi

Selain kehilangan elektron, reaksi oksidasi juga dapat terjadi dengan penambahan oksigen. Ini tidak selalu terjadi dalam setiap reaksi oksidasi, tetapi pada umumnya, proses ini sering melibatkan penambahan atom atau molekul oksigen ke suatu zat.

Peningkatan Bilangan Oksidasi

Bilangan oksidasi adalah cara untuk mengekspresikan seberapa banyak elektron telah ditransfer oleh suatu unsur dalam suatu senyawa. Dalam reaksi oksidasi, bilangan oksidasi suatu unsur meningkat karena unsur itu kehilangan elektron.

Contoh Reaksi Oksidasi

Misalnya, pertimbangkan reaksi antara besi ($Fe$) dan oksigen ($O_2$) untuk membentuk besi oksida $Fe_2O_3$:

$4Fe+3O_2\rightarrow 2Fe_2O_3$

Dalam reaksi ini, besi ($Fe$) mengalami oksidasi karena kehilangan elektron dan berikatan dengan oksigen untuk membentuk besi oksida.

Reaksi Reduksi

Pengertian reaksi reduksi adalah suatu proses kimia dimana suatu zat mendapatkan elektron atau kehilangan oksigen. Ini merupakan bagian dari jenis reaksi kimia yang lebih luas yang dikenal sebagai reaksi redoks (oksidasi reduksi), yang melibatkan transfer elektron antara zat-zat kimia. Untuk memahami lebih lanjut, mari kita bahas unsur-unsur kunci yang terlibat dalam reaksi reduksi:

Penerimaan Elektron

Dalam konteks reaksi reduksi, suatu zat atau senyawa menerima elektron. Elektron, sebagai partikel bermuatan negatif, diterima oleh zat tersebut, sehingga menyebabkan zat tersebut mendapatkan muatan negatif.

Deoksigenasi

Selain penerimaan elektron, reaksi reduksi juga dapat terjadi dengan kehilangan oksigen. Proses ini tidak selalu terjadi dalam setiap reaksi reduksi, tetapi dalam beberapa kasus, dapat melibatkan penghilangan atom atau molekul oksigen dari suatu zat.

Penurunan Bilangan Oksidasi

Bilangan oksidasi adalah cara untuk mengekspresikan seberapa banyak elektron telah ditransfer oleh suatu unsur dalam suatu senyawa. Dalam reaksi reduksi, bilangan oksidasi suatu unsur menurun karena unsur itu menerima elektron.

Contoh Reaksi Reduksi

Sebagai contoh, pertimbangkan reaksi antara klor ($Cl_2$) dan hidrogen ($H_2$) untuk membentuk asam hidroklorida ($HCl$):

$Cl_2+H_2\rightarrow 2HCl$

Dalam reaksi ini, klor ($Cl_2$) mengalami reduksi karena menerima elektron dan berikatan dengan hidrogen untuk membentuk asam hidroklorida.

Fungsi Reaksi Redoks

Reaksi redoks memiliki berbagai fungsi dalam berbagai konteks, mulai dari kehidupan sehari-hari hingga aplikasi industri. Berikut adalah beberapa fungsi utama dari reaksi redoks:

1. Reaksi redoks sering terlibat dalam proses pembangkitan energi, seperti pada respirasi seluler dan fotosintesis.
2. Reaksi redoks terlibat dalam proses korosi logam, di mana logam mengalami oksidasi. Perlindungan katodik juga melibatkan reaksi redoks untuk mencegah korosi.
3. Baterai dan sel elektrokimia mengandalkan reaksi redoks untuk menghasilkan arus listrik.
4. Beberapa reaksi redoks digunakan dalam proses pembersihan polusi air dan udara, seperti proses reduksi oksigen dalam pengolahan air limbah.
5. Proses pencernaan dan metabolisme makanan di dalam tubuh melibatkan reaksi redoks untuk menghasilkan energi.

Konsep Reaksi Redoks

Sumber: iStock Photo

Ada 3 konsep reaksi redoks, yaitu : 

Reaksi Oksidasi dan Reduksi Berdasarkan Penggabungan dan Pelepasan Oksigen

Reaksi oksidasi dan reduksi dapat dilihat dari sudut pandang perubahan keberadaan oksigen dalam suatu senyawa atau unsur kimia. Dalam konteks penggabungan dan pelepasan oksigen, reaksi oksidasi umumnya melibatkan pelepasan oksigen, sedangkan reaksi reduksi melibatkan penggabungan oksigen. Contohnya dapat dilihat dalam pembakaran bahan bakar fosil, seperti pembakaran bensin dalam mesin mobil.

Contoh Reaksi Oksidasi: 

$2C_8H_{18}+25O_2\rightarrow 16CO_2+18H_2O$

Dalam reaksi ini, bensin ($C_8H_{18}$) bereaksi dengan oksigen ($O_2$), melepaskan oksigen dan membentuk karbon dioksida ($CO_2$) dan air ($H_2O$). Oksigen dilepaskan selama proses pembakaran, sehingga reaksi ini merupakan reaksi oksidasi.

Contoh Reaksi Reduksi : 

$CuO+H_2\rightarrow Cu+H_2O$

Dalam reaksi ini tembaga oksida ($CuO$) bereaksi dengan hidrogen ($H_2$) menggabungkan oksigen dan membentuk tembaga ($Cu$) dan air ($H_2O$). Oksigen terlibat dalam proses penggabungan, sehingga reaksi ini merupakan reaksi reduksi.

Reaksi Oksidasi dan Reduksi Berdasarkan Pelepasan dan Penerimaan Elektron

Reaksi oksidasi dan reduksi adalah dua jenis reaksi kimia yang sering terjadi bersamaan dan secara kolektif dikenal sebagai reaksi redoks. Aspek kunci dari reaksi ini adalah pelepasan dan penerimaan elektron oleh zat-zat kimia yang terlibat.

Reaksi Oksidasi Berdasarkan Pelepasan Elektron

Reaksi oksidasi terjadi ketika suatu zat kehilangan elektron. Elektron ini dapat dilepaskan dari atom atau molekul yang mengalami oksidasi. Proses ini dapat diilustrasikan melalui contoh sederhana seperti pembentukan ion logam positif dari atom logam:

$M \rightarrow M^{n+} + e^-$

Dalam reaksi ini, atom logam ($M$) melepaskan satu atau lebih elektron dan membentuk ion logam positif ($M^{n+}$). Proses ini disebut reaksi oksidasi karena terjadi pelepasan elektron.

Reaksi Reduksi Berdasarkan Penerimaan Elektron

Reaksi reduksi terjadi ketika suatu zat menerima elektron. Elektron ini dapat diterima oleh atom atau molekul yang mengalami reduksi. Contoh sederhana adalah reduksi ion logam positif:

$M^{n+} \rightarrow e^- + M$

Dalam reaksi ini, ion logam positif ($M^{n+}$) menerima satu atau lebih elektron dan kembali menjadi atom logam ($M$). Proses ini disebut reaksi reduksi karena melibatkan penerimaan elektron.

Kaitan Antara Reaksi Oksidasi dan Reduksi

Dalam banyak situasi, reaksi oksidasi dan reduksi terjadi secara bersamaan, membentuk apa yang disebut sebagai reaksi redoks. Contoh klasik dari reaksi redoks adalah reaksi antara logam dan non-logam, seperti pembakaran logam alkali seperti natrium Na dalam udara:

$4Na + O_2 \rightarrow 2Na_2O$

Dalam reaksi ini, natrium ($Na$) mengalami oksidasi dengan melepaskan satu elektron per atom natrium, dan oksigen ($O_2$) mengalami reduksi dengan menerima empat elektron untuk membentuk ion oksida ($O_2^-$) Proses oksidasi dan reduksi terjadi secara bersamaan, menghasilkan reaksi redoks.

Pentingnya pelepasan dan penerimaan elektron dalam reaksi oksidasi dan reduksi tidak hanya berlaku dalam konteks kimia dasar, tetapi juga memiliki aplikasi yang luas dalam kehidupan sehari-hari, industri, dan berbagai bidang ilmu pengetahuan.

Reaksi Oksidasi dan Reduksi Berdasarkan Perubahan Bilangan Oksidasi

Reaksi oksidasi dan reduksi juga dapat dijelaskan berdasarkan perubahan bilangan oksidasi, yang mencerminkan seberapa banyak elektron yang ditransfer oleh suatu unsur dalam suatu senyawa atau reaksi. Bilangan oksidasi adalah suatu konsep yang memungkinkan pemantauan perubahan elektron dalam suatu reaksi redoks.

Reaksi Oksidasi Berdasarkan Perubahan Bilangan Oksidasi

Dalam reaksi oksidasi, bilangan oksidasi suatu unsur meningkat. Ini terjadi ketika suatu unsur kehilangan elektron. Contoh sederhana adalah reaksi antara hidrogen dan fluorin:

$H_2 + F_2 \rightarrow 2HF$

Dalam reaksi ini, hidrogen ($H_2$) mengalami oksidasi karena bilangan oksidasinya meningkat dari 0 menjadi +1, sementara fluorin ($F_2$) mengalami reduksi karena bilangan oksidasinya berkurang dari 0 menjadi -1.

Reaksi Reduksi Berdasarkan Perubahan Bilangan Oksidasi

Dalam reaksi reduksi, bilangan oksidasi suatu unsur menurun. Ini terjadi ketika suatu unsur menerima elektron. Misalnya, dalam reaksi antara klorin dan natrium hidroksida:

$Cl_2+2NaOH\rightarrow NaCl+NaClO+H_2O$

Dalam reaksi ini, klorin ($Cl_2$) mengalami reduksi karena bilangan oksidasinya berkurang dari 0 menjadi -1, sementara natrium ($Na$) di dalam natrium hidroksida NaOHmengalami oksidasi karena bilangan oksidasinya meningkat dari 0 menjadi +1.

Hubungan dengan Bilangan Oksidasi

Dalam setiap reaksi redoks, jumlah total bilangan oksidasi harus tetap. Ketika satu unsur mengalami oksidasi, unsur lainnya dalam sistem ini harus mengalami reduksi sehingga total muatan tetap seimbang.

Pemahaman tentang perubahan bilangan oksidasi memberikan pandangan yang lebih jelas tentang bagaimana elektron berpindah antar unsur dalam reaksi redoks. Dalam konteks ini, reaksi redoks dapat diidentifikasi dengan memantau perubahan bilangan oksidasi setiap unsur yang terlibat.

Pentingnya perubahan bilangan oksidasi tidak hanya terbatas pada teori kimia dasar, tetapi juga memiliki aplikasi yang luas dalam pemahaman dan analisis reaksi kimia di berbagai bidang ilmu pengetahuan, termasuk kimia organik, kimia anorganik, dan kimia fisika.

Tata Nama Senyawa IUPAC Berdasarkan Bilangan Oksidasi

Mengikuti aturan-aturan ini, penamaan senyawa berdasarkan bilangan oksidasi sesuai dengan panduan IUPAC dapat dilakukan dengan akurat. Penamaan senyawa IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) berdasarkan bilangan oksidasi melibatkan penggunaan istilah-istilah tertentu untuk menggambarkan bilangan oksidasi unsur-unsur dalam senyawa. 

Menentukan Jumlah Atom

Identifikasi jumlah atom setiap unsur dalam senyawa. Contohnya, dalam $P₂O₅$ (oksida difosforus), terdapat dua atom fosforus dan lima atom oksigen.

Menentukan Jenis Senyawa

Pisahkan senyawa menjadi ionik atau molekuler. Senyawa ionik terbentuk dari ion positif dan negatif, seperti $NaCl$ (natrium klorida). Senyawa molekuler terbentuk dari atom-atom non-logam yang berbagi elektron, misalnya $H₂O$ (air).

Menentukan Karakteristik Unsur

Identifikasi karakteristik unsur dalam senyawa. Misalnya, pada $Cl₂$ (senyawa diklorin), unsur-unsur tersebut hadir dalam bentuk molekul di mana dua atom klorin berbagi pasangan elektron.

Menentukan Ion Kompleks atau Senyawa Biner

Tentukan apakah senyawa termasuk ion kompleks atau senyawa biner. Contohnya, $NO₃⁻$ (senyawa nitrat) merupakan ion kompleks, sementara $SO₃²⁻$ (senyawa sulfit) adalah senyawa biner.

Contoh untuk Senyawa Ionik:

1. $FeCl_3$

Tentukan bilangan oksidasi besi $Fe$ dan klorin $Cl$.

Besi memiliki bilangan oksidasi +3, dan klorin memiliki bilangan oksidasi -1.

Nama senyawa ini menjadi "iron(III) chloride."

2. $CuO$

Tentukan bilangan oksidasi tembaga $Cu$ dan oksigen $O$.

Tembaga memiliki bilangan oksidasi +2, dan oksigen -2.

Nama senyawa ini menjadi "copper(II) oxide."

Contoh untuk Senyawa Molekuler:

1. $N_2O_5$

Tentukan bilangan oksidasi nitrogen $N$ dan oksigen $O$.

Bilangan oksidasi nitrogen adalah +5, dan oksigen -2.

Nama senyawa ini menjadi "dinitrogen pentoxide."

2. $SO_2$

Tentukan bilangan oksidasi sulfur $S$ dan oksigen $O$.

Bilangan oksidasi sulfur adalah +4, dan oksigen -2.

Nama senyawa ini menjadi "sulfur dioxide."

Contoh Soal Redoks

Tentukan apakah reaksi berikut merupakan reaksi oksidasi, reduksi, atau reaksi redoks. Tuliskan bilangan oksidasi dari setiap unsur yang terlibat.

$2Fe^{3+}+Sn^{2-}\rightarrow 2Fe+Sn^{4+}$

Jawaban 

Penentuan Jenis Reaksi: 

Besi ($Fe3+$) mengalami reduksi karena mendapatkan dua elektron menjadi besi ($Fe$)

Timbal ($Sn^{2-}$) mengalami oksidasi karena kehilangan dua elektron menjadi timbal ($Sn^{4+}$)

Oleh karena itu, ini adalah reaksi redoks.

Bilangan Oksidasi : 

Bilangan Oksidasi besi ($Fe$) berubah dari +3 menjadi O

Bilangan oksidasi timbal ($Sn$) berubah dari -2 menjadi +4

Baca juga: Hukum-Hukum Dasar Kimia

Sobat Pijar, semoga pemahaman tentang perubahan oksidasi dan reduksi membawa kita lebih dekat pada kekayaan interaksi molekuler yang membangun segala materi di dunia ini, ya. 

Ingin mempelajari materi Redoks lebih lanjut? Yuk, belajar di Pijar Belajar sekarang juga! Kamu bisa mengakses ratusan hingga ribuan materi pelajaran mulai dari jenjang SD, SMP, hingga SMA, lho! Banyak banget, ‘kan?

Tunggu apa lagi? Yuk, belajar di Pijar Belajar sekarang juga!