Handout Redoks [PDF]

Citation preview

REAKSIREDUKSID ANOKSIDASI



HANDOUT Pertemuan ke-1



SMAN 1 MEULABOH Jalan Imam Bonjol, No. 1, Kecamatan Johan Pahlawan Kabupaten Aceh Barat



KompetensiDasar: 3.9 Mengidentifikasireaksireduksidanoksidasimenggunakankonsepbilanganoksidasiun sur Indikator: 3.9.1 Menjelaskankonsepreduksidanoksidasiberdasarkanpengikatandanpelepasanoksig en, pelepasandanpengikatanelektron, sertakenaikandanpenurunanbiloks. 3.9.3 Menjelaskankonsepdanaturanpenentuanbilanganoksidasi 3.9.2 Menentukanbilanganoksidasisuatuunsurdalamsenyawaatau ion.



A. PerkembanganKonsepReduksidanOksidasi



Reaksiredokssebagaireaksipengikatandanpelepasanoksigen Rahayu (2009) mengemukakan bahwa pada peristiwa pengaratan besi, logam Fe bereaksi dengan oksigen membentuk karat besi (Fe2O3). Artinya, pada reaksi ini logam Fe mengikat oksigen agar membentuk Fe2O3. Perkaratan logam besi merupakan contoh reaksi oksidasi. Berdasarkan hal tersebut, reaksi oksidasi adalah reaksi pengikatan oksigen oleh suatu zat. Sedangkan pada peristiwa isolasi bijih besi menjadi logam, bijih besi melepaskan oksigen. Artinya, bijih besi kehilangan oksigen. Mengacu pada fakta ini, reaksi reduksi adalah reaksi pelepasan oksigen oleh suatu zat. 1).Oksidasiadalahreaksipengikatanoksigen. Contoh: Perkaratanbesi(Fe). 4Fe(s)+3O2(g) 2Fe2O3(s) 2).Reduksiadalahreaksipelepasanataupenguranganoksigen. Contoh: ReduksibijihbesidenganCO Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g) Reaksiredokssebagaireaksipelepasandanpengikatan/ penerimaanelektron Pemahaman para ahli tentang ikatan kimia, yakni ikatan ion, mendorong dikembangkannya konsep reaksi oksidasi dan reduksi berdasarkan pelepasan dan penerimaan elektron. Reaksi oksidasi terkait dengan pelepasan elektron, sedangkan reaksi reduksi terkait dengan penerimaan elektron. Ditinjau dari pelepasan dan penerimaan elektron, reaksi oksidasi dan reduksi ternyata selalu terjadi bersamasama. Artinya, ada zat yang melepas elektron dan ada zat yang menerima elektron. Zat yang melepas elektron dikatakan mengalami oksidasi dan zat yang menerima elektron mengalami reduksi. Oleh karena terjadi bersama-sama, reaksi oksidasi dan



REAKSIREDUKSIDA NOKSIDASI



HANDOUT Pertemuan ke-1



SMAN 1 MEULABOH Jalan Imam Bonjol, No. 1, Kecamatan Johan Pahlawan Kabupaten Aceh Barat



reduksi ternyata selalu terjadi bersama-sama. Artinya, ada zat yang melepas elektron dan ada zat yang menerima elektron. Zat yang melepas elektron dikatakan mengalami oksidasi dan zat yang menerima elektron mengalami reduksi. Oleh karena terjadi bersama-sama, reaksi oksidasi dan reduksi disebut juga reaksi oksidasi-reduksi atau reaksi redoks (Johari dan Rachmawati, 2006) 1).Oksidasiadalah:reaksipelepasanelektron. Zatyangmelepaselektrondisebutreduktor(mengalamioksidasi) Pelepasandanpenangkapanelektronterjadisecarasimultanartinyajikaadasuatus pesiyang melepaselektronberartiadaspesilain yang menerimaelektron.Haliniberarti:bahwasetiapoksidasidisertaireduksi. Reaksiyang melibatkanoksidasireduksi, disebutreaksiredoks, sedangkanreaksireduksisajaatauoksidasisajadisebutsetengahreaksi. Contoh:(setengahreaksioksidasi) KK++e Mg



Mg2++2e



2).Reduksiadalah:reaksipengikatanataupenerimaanelektron. Zatyangmengikat/menerimaelektrondisebutoksidator(mengalamireduksi). Contoh:(setengahreaksireduksi) Cl2+2e



2Cl-



O2+4e



2O2-



Contoh:reaksiredoks(gabunganoksidasidanreduksi) Oksidasi Reduksi



: Ca : S +2e



Redoks



: Ca + S



Ca2+ + 2e S2+ 2+ Ca + S2-



Keterangan: 2e S2Ca+ Ca2+ S + reduktoroksidatorhasiloksidasihasilreduksi



oksidasireduksi



Reaksiredokssebagaireaksipeningkatandanpenurunanbilanganoksidasi Rahmawati dan Jauhari (2006) menyatakan bahwa konsep reaksi redoks berdasarkan perubahan bilangan oksidasi merupakan pengembangan konsep reaksi redoks yang berdasarkan pada pelepasan dan penerimaan elektron, agar berlaku tidak hanya pada senyawa ion tetapi juga pada senyawa kovalen. 1).Oksidasiadalah:reaksidenganpeningkatanbilanganoksidasi Zatyangmengalamikenaikanbilanganoksidasidisebutreduktor. Contoh: K+ + e +1



K 0



b.onaik Mg2+ + 2e 2+



Mg 0



b. o naik 2).Reduksiadalah:reaksidenganpenurunanbilanganoksidasi(b.o). Zatyangmengalamipenurunanbilanganoksidasidisebutoksidator. Contoh: Cl2



2Cl-



0



+



-2 b.otur un 2 O2- + -4



O2 0 b.oturun



4e



2e



REAKSIREDUKSIDA NOKSIDASI



HANDOUT Pertemuan ke-1



SMAN 1 MEULABOH Jalan Imam Bonjol, No. 1, Kecamatan Johan Pahlawan Kabupaten Aceh Barat



B. PenentuanBilanganOksidasisuatuUnsur Purnawan (2013) menyatakanbilanganoksidasiadalahbilangan yang menunjukkanmuatansuatuunsurjikaelektronvalensidiberikanpadaunsurlain yang kelektronegatifannyalebihbesar.Permana, dkk (2009) menambahkan bahwa bilangan oksidasi adalah muatan yang dimiliki oleh atom jika elektron valensinyacenderung tertarik ke atom lain yang berikatan dengannya dan memiliki keelektronegatifanlebih besar. Penulisan bilangan oksidasi berbeda dengan penulisan muatan suatu ion. Bilanganoksidasiditulisdengantanda +/- di depanangka Muatan ion ditulisdengantanda +/- dibelakangangka Contoh:Ion Ba2+mempunyaimuatan 2+ danbiloks +2 Aturan penentuan bilangan oksidasi (Purnawan: 2013) adalah sebagai berikut. 1. Bilangan oksidasi atom dalam unsur bebas sama dengan 0 (nol) Contoh: Bilangan oksidasi atom dalam unsur Na, Fe, H2, P4, dan S8 sama dengan 0 (nol). 2. Bilangan oksidasi ion monoatom sama dengan muatan ionnya. Contoh: Bilangan oksidasi ion Na+ sama dengan +1 Bilangan oksidasi ion Mg2+ sama dengan +2 Bilangan oksidasi ion Fe3+ sama dengan +3 Bilangan oksidasi ion Br- sama dengan -1 Bilangan oksidasi ion S2- sama dengan -2 3. Jumlah bilangan oksidasi semua atom dalam senyawa netral sama dengan 0 (nol) Contoh: Senyawa NaCl mempuanyai muatan = 0 Jumlah biloks Na + biloks Cl = 0 4. Jumlah bilangan oksidasi semua atom dalam ion poliatomik sama dengan muatan ionnya. Contoh: Ion NO3- bermuatan -1, maka jumlah biloks N + biloks O = -1. 5. Bilangan oksidasi F dalam senyawa selalu -1 Contoh: Bilangan oksidasi F dalam senyawa NaF dan CIF3 sama dengan -1. 6. Bilangan oksidasi oksigen (O) dalam senyawanya sama dengan -2, kecuali senyawa biner fluorid, peroksida dan superoksida. Contoh: Bilangan oksidasi O dalam H2O, CO2, dan SO2 sama dengan -2. Bilangan oksidasi O dalam senyawa peroksida, H2O2 dan Na2O2 sama dengan -1. Bilangan oksidasi O dalam senyawa fluorida, OF2 sama dengan +2 1 Bilangan oksidasi O dalam senyawa superoksidaa KO2 dan CsO2 sama dengan -2. 7. Bilangan oksidasi Hidrogen (H) jika berikatan dengan non-logam sama dengan +1



REAKSIREDUKSIDA NOKSIDASI



HANDOUT Pertemuan ke-1



SMAN 1 MEULABOH Jalan Imam Bonjol, No. 1, Kecamatan Johan Pahlawan Kabupaten Aceh Barat



Bilangan oksidasi H jika berikatan dengan logam sama dengan -1. Contoh: Bilangan oksidasi H dalam HF dan H2O sama dengan +1 Bilangan oksidasi H dalam NaH dan CaH2 sama dengan -1 8. Bilangan oksidasi atom logam selalu bernilai positif a. Bilangan oksidasi logam golongan IA (alkali) dalam senyawa sama dengan +1 b. Bilangan oksidasi logam golongan IIA (alkali tanah) dalam senyawa sama dengan +2 c. Bilangan oksidasi logam transisi dalam senyawanya dapat lebih dari satu. Contohnya: Fe mempunyai bilangan oksidasi +2 dalam FeO, +3 dalam Fe2O3. Contoh soal: 1. Tentukan biloks Cr dalam K2Cr2O7 Penyelesaian:  Bilanganoksidasi K (golongan IA) = +1  Bilanganoksidasi O = -2  JumlahbilanganoksidasidalamsenyawaK2Cr2O7 = 0 Jumlahbilokspada K2Cr2O7 = (2 biloks K) + (2 biloks Cr) + (7 biloks O) 0 = (2(+1)) + (2 biloks Cr) + (7(-2)) 0 = +2 + (2 biloks Cr) – 14 0 = 2 biloks Cr -12 +12 = 2 biloks Cr +12



Jadi, biloks Cr = = +6 2 2. Tentukanbiloks S pada SO42Penyelesaian : Bilanganoksidasi O = -2 Jumlahbiloksdalam ion SO42- = -2 Jumlahbilokspada SO42= (1 biloks S) + (4 biloks O) -2 = biloks S = (4(-2)) -2 = biloks S -8 Jadi, biloks S = -2 + 8 = +6



REAKSIREDUKSIDA NOKSIDASI



HANDOUT Pertemuan ke-2



SMAN 1 MEULABOH Jalan Imam Bonjol, No. 1, Kecamatan Johan Pahlawan Kabupaten Aceh Barat



KompetensiDasar: 3.9 Mengidentifikasireaksireduksidanoksidasimenggunakankonsepbilanganoksidasiun sur Indikator: 3.9.3 Menentukanoksidatordanreduktordalamreaksiredoks. 3.9.4 Membedakanreaksiredoksdanbukanredoks



C. OksidatordanReduktordalamReaksiRedoks Purnawan (2013) menyatakan oksidator adalah zat yang mengalami penurunan (reduksi) bilangan oksidasi dalam suatu reaksi redoks. Reduktor (pereduksi) adalah zat yang mengalami kenaikan bilangan oksidasi dalam suatu reaksi redoks. Contoh: a. Cl2 + 2e 2ClPada reaksi di atas, Cl2 mengikat 2 elektron menjadi 2Cl-, berarti Cl2 mengalami penurunan bilangan oksidasi (reduksi). Oleh karena Cl2 mengalami reduksi, maka Cl2 disebut oksidator. b. Cu Cu2+ + 2e Pada reaksi di atas, Cu melepas 2elektron menuju Cu2+, berarti Cu mengalami reduksi, maka Cl2 disebut reduktor. c. K2Cr2O7 + 6NaBr + 14HCl 2CrCl3 + 3Br2 + 6NaCl + 2KCl + H2O Perhatikan unsur K, O, Na, H, Cl, adalah biloks umum dan tidak mengalami perubahan biloks. Unsur Cr dan Br mengalami perubahan biloks. Biloks Cr pada K2Cr2O7 : Biloks K2Cr2O7 = (2 x biloks K) + (2 x biloks Cr) + (7 x biloks O) 0 = {(2 x (+1))} + (2 x X) + {(7 x (-2))} 0 = 2 + 2X – 14 0 = 2X – 12 X = +6 Biloks Cr pada CrCl3 : Biloks CrCl3 = biloks Cr + (3 x biloks Cl) 0 = X + (3 x (-1)) 0=X–3 X = +3 K2Cr2O7 CrCl3 +6 +3 biloks Cr berkurang Jadi, Cr pada K2Cr2O7 mengalami reaksi reduksi, berarti sebagai pengoksidasi (oksidator)



E DEUD KU S IK DS A RR EE AAKKS SI RI R NOKSIDASI



IDANOKSIDASI



HANDOUT Pertemuan ke-2



SMAN 1 MEULABOH Jalan Imam Bonjol, No. 1, Kecamatan Johan Pahlawan Kabupaten Aceh Barat



Biloks Br pada NaBr : Biloks NaBr = biloks Na + biloks Br 0 = +1 + X 0=1+X X = -1 Biloks Br2 = 0 NaBr -1



Br2 0



biloks Br bertambah Jadi, Br pada NaBr mengalami reaksi oksidasi berarti sebagai pereduksi (reduktor)



D. ReaksiRedoksdanBukanRedoks



Suatu reaksi redoks terjadi jika pada reaksi tersebut terjadi kenaikan dan penurunan bilangan oksidasi atom-atom unsur yang terlibat di dalam reaksi. Dengan kata lain, reaksi redoks terjadi jika pada reaksi tersebut terdapat perubahan bilangan oksidasi. Perhatikan reaksi berikut. Bilangan oksidasi menurun 4Na + O2



2Na2O



Bilangan oksidasi meningkat Reaksi di atas terdapat atom yang mengalami kenaikan bilangan oksidasi (oksidasi) dan ada pula yang mengalami penurunan bilangan oksidasi (reduksi), sehingga reaksi di atas termasuk reaksi redoks. Perhatikan reaksi dibawah ini NaOH + HCl NaCl + H2O +1 -2 +1 +1 -1 +1 -1 +1 -2 Reaksi di atas, tidak memiliki atom yang mengalami kenaikan oksidasi atau penurunan bilangan oksidasi, sehinga reaksi di atas bukan reaksi redoks. Reaksi redoks harus memiliki atom-atom yang mengalami kenaikan biloks dan penurunan biloks. Bila suatu reaksi hanya terdapat atom yang mengalami kenaikan biloks saja atau penurunan biloks saja, maka reaksi tersebut bukan reaksi redoks.



REAKSIREDUKSIDA



HANDOUT Pertemuan ke-3



SMAN 1 MEULABOH Jalan Imam Bonjol, No. 1, Kecamatan Johan Pahlawan Kabupaten Aceh Barat



NOKSIDASI



KompetensiDasar: 3.9 Mengidentifikasireaksireduksidanoksidasimenggunakankonsepbilanganoksidasiun sur Indikator: 3.9.5 Membedakanreaksidisproporsionasidankonproporsionasi



E. ReaksiAutoredoks (Disproporsionasi) danKonproporsionasi Dalam suatu reaksi kimia, suatu unsur dapat bereaksi dengan unsur lain menghasilkan suatu senyawa yang tereduksi maupun teroksidasi. Dengan demikian, unsur tersebut bertindak sebagai pereduksi dan pengoksidasi sekaligus. Reaksi yang seperti ini dinamakan autoredoks (disproporsionasi) Contoh: 2 Cl2 + 2 H2O 2 HClO + 2 HCl Jawab: H dan O adalah biloks yang umum berarti tidak mengalami perubahan biloks. Perhatikan diruas kiri hanya ada Cl2, sedangkan diruas kanan ada Cl dalam dua senyawa, yaitu pada HClO dan HCl. Berarti reaksi ini adalah autoredoks (disproporsionasi), yaitu suatu zat (Cl2) akan mengalami reaksi reduksi dan reaksi oksidasi Biloks Cl2 = 0 Biloks Cl pada HClO : Biloks HClO = biloks H + biloks Cl + biloks O 0 = +1 + X +(-2) 0=1+X–2 X = +1 Biloks Cl pada HCl : Biloks HCl = biloks H + biloks Cl 0 = +1 + X X = -1 Reaksi untuk Cl2 dibuat 2 menjadi : Biloks Cl berkurang 0 Cl2 + Cl2 + 2 H2O 0



-1 2 HClO + 2 HCl +1



Biloks bertambah Jadi, Cl2 mengalami reaksi reduksi dan reaksi oksidasi atau atau disebut reaksi autoredoks (reaksi disproporsionasi)



REAKSIREDUKSIDA NOKSIDASI



HANDOUT



SMAN 1 MEULABOH Jalan Imam Bonjol, No. 1, Kecamatan Johan Pahlawan Kabupaten Aceh Barat



Pertemuan ke-3



ReaksiKonproporsionasiadalahreaksiredoks yang hasilreduksidanoksidasinyaadalahzat yang sama Contoh: Reaksiantarahidrogensulfidadenganbelerangdioksidamenghasilkanbelerangdan air. -2 +4 2H2S + SO2



0 3S + 2H2O oksidasi reduksi



F. Penerapan Konsep Reaksi Oksidasi-Reduksi Dalam Kehidupan Salah satupenerapankonsepreaksiredoksdalamkehidupanseharihariadalahdalambidangpengolahanlimbah.Prinsipdasar yang dipergunakanadalahteroksidasinyabahan-bahanorganikmaupunanorganik, sehinggalebihmudahdiolahlebihlanjut.Limbahmerupakansalahsatupencemarli ngkungan yang perludipikirkancaracaramengatasinya.Berbagaitipepenangananlimbahcairdenganmelibatkanmikr oorganismetelahdikerjakan di Indonesia, salahsatutekniknyayaitutekniklumpuraktif (activated sludge). Proses lumpuraktif (activated sludge) merupakansistem yang banyakdipakaiuntukpenangananlimbahcairsecaraaerobik. Lumpur aktifmerupakanmetode yang paling efektifuntukmenyingkirkanbahanbahantersuspensimaupunterlarutdari air limbah.Lumpur aktifmengandungmikroorganismeaerobik yang dapatmencernalimbahmentah.Setelahlimbahcairdidiamkan di dalamtangkisedimentasi, limbahdialirkanketangkiaerasi.Di dalamtangkiaerasi, bakteriheterotrofikberkembangdenganpesatnya.Bakteritersebutdiaktifkande nganadanyaaliranudara (oksigen) untukmelakukanoksidasibahanbahanorganik.Bakteri yang aktifdalamtangkiaerasiadalah Escherichia coli, Enterobacter, Sphaerotilusnatans, Beggatoa, Achromobacter, Flavobacterium, dan Pseudomonas.Bakterbakteritersebutmembentukgumpalan – gumpalanatauflocs.Gumpalantersebutmelayang yang kemudianmengapung di permukaaanlimbah.



TATANAMA SENAYAWA ORGANIK DAN ANORGANIK



HANDOUT Pertemuan ke-3



SMAN 1 MEULABOH Jalan Imam Bonjol, No. 1, Kecamatan Johan Pahlawan Kabupaten Aceh Barat



KompetensiDasar: 3.9 Mengidentifikasireaksireduksidanoksidasimenggunakankonsepbilanganoksidasiun sur Indikator: 3.9.6 Menentukantatanamasenyawaorganikdananorganikberdasarkanaturan IUPAC



F. TatanamaSenyawaAnorganikdanOrganik



Tata namasenyawakovalenbineradalahsenyawayangterbentukdariduaunsursajadalamikata nkovalen. 



Aturandalampemberiannamasenyawakovalenbiner: 1) Penulisanunsurpadasenyawakovalenbinerdiurutkanberdasarkanurutantertentu. B – Si– C–Sb – As–P–N– H– S– I –Br– Cl– O– F Contoh: H2O bukanOH2, NH3bukanH3N 2) Penulisannamakeduaditambahkan– idadibelakangnya,dannamaunsurdepandanbelakangdiberiangkaindeks. Angka Indeks



Nama



Angka Indeks



Nama



1



mono



6



heksa



2



di



7



hepta/septa



3



tri



8



okta



4



tetra



9



nona



5



penta



10



deka



Penulisanangkaindeks1tidakdipakaipadanamadepan, dantidakwajibpadanamabelakang. Contoh: CO(karbonmonoksida), NO(nitrogen oksida), CO2(karbondioksida), N2O3(dinitrogentrioksida), NO5(nitrogen pentaoksida). Tata namasenyawaionadalahpemberiannamapadasenyawayangterbentukdalamikatankatio ndananion (ion).  1)



Aturandalampemberiannamasenyawaion: Penulisankationdidahulukandarianion, tanpamenggunakanangkaindeks.



2) Perbandinganmuatankeduaunsuryang membentuksenyawaharusnetral.



3)



Kationlogamtransisiyang memilikilebihdarisatubilanganoksidasi(biloks) atau muatandiberiangkaRomawidalamkurungsetelahnamaumumnya. Caralainadalahdengandiberiakhirano (muatanlebihtinggi) setelahnamaLatinnya.



(muatanlebihrendah)danakhirani



Beberapajeniskation (ion positif) ditulismenggunakannamaaslinya Biloks



+1



Unsur



Biloks



Unsur



golIA



+1dan +2



Cu, Hg



+1dan +3



Au



(H, Na,K) golIIA



+2



(Mg, Ca, Sr, Ba)



+1



Ag



+2dan +3



Fe, Co



+2



Ni,Zn, Cd



+2dan +4



Sn,Pb, Pt



+3



Al



Beberapa jenis anion (ion negatif)ditulisdenganketentuantertentu Biloks



Unsur golonganVIIA+ida



-1



(F,Cl,Br,I) golonganVIA+ida



-2



(O,S,Se)



Tata namaasammerupakanpemberiannama senyawayang terbentukkarenasenyawaberikatandengankation H+. 



Aturandalampemberiannamaasam: 1) AsammemilikikationH+ dalamsenyawanya, sehinggaditulisdidepan. 2) KationH+



biasanyatidakditulishidrogen, melainkanasam. Contoh:H2CO3 mengandungkationH+dan namasenyawayang terbentukkarenasenyawaberikatandengan anion OH-. 



Aturandalampemberiannamabasa: 1) Basamemilikianion OH-



dalamsenyawanya,sehinggaditulisdibelakang.



2) Anion OH- ditulissebagaihidroksidapadakata terakhir. Contoh:NaOHmengandungkationNa+ danmemilikinamanatriumhidroksida.



dan



anion



OH-



Tatanamasenyawaorganikadalahtatanamasenyawakarbondengansifattertentu, danditulisdengannamalazim. .



Nama Organik CH4 metana C2H6 etana C3H8 propana C4H10 butana CHI3 iodoform CH3OH metanol formaldehida CH2O (asam format ) C6H6 benzena C6H5OH



hidroksi benzena (fenol)



Nama Organik C2H4 etena C3H6 propena C2H2 etuna C3H4 propuna CHCl3 kloroform CH3CH2OH etanol asetaldehida CH3CHO (asam asetat) asam C6H6COOH benzoat metil C6H5CH3 benzena (toluena)



C6H12O6



glukosa



C11H22O11



Rumus



Rumus



sukrosa