Halaman
126Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XDari persamaan tersebut, dapat diketahui bahwa Mg melepaskan elektron danCl menerima elektron. Dengan demikian, Mg mengalami oksidasi dan Clmengalami reduksi.3.Reduktor dan OksidatorBerdasarkan uraian sebelumnya, apa yang dapat Anda simpulkanmengenai zat-zat kimia dihubungkan dengan konsep redoks? Semua zatkimia dapat dikelompokkan ke dalam dua kelompok, yakni zat-zat yangmengalami oksidasi dan zat-zat yang mengalami reduksi.Dalam reaksi redoks, pereaksi yang dapat mengoksidasi pereaksi laindinamakan zat pengoksidasi atau oksidator. Sebaliknya, zat yang dapatmereduksi zat lain dinamakan zat pereduksi atau reduktor.Pada Contoh 7.2, magnesium melepaskan elektron yang menyebab-kan klorin mengalami reduksi. Dalam hal ini, magnesium disebut zatpereduksi atau reduktor. Sebaliknya, atom klorin berperan dalammengoksidasi magnesium sehingga klorin disebut oksidator.B.Reaksi Reduksi OksidasiPerkembangan konsep redoks tidak berhenti sampai transfer elektron.Konsep tersebut berkembang terus sejalan dengan munculnya masalahdalam reaksi-reaksi redoks yang tidak dapat dijelaskan dengan konseptransfer elektron maupun dengan konsep pengikatan oksigen. Akan tetapi,hanya dapat dijelaskan dengan konsep bilangan oksidasi.Kata Kunci•Pengoksidasi•PereduksiReduktor dan OksidatorKelompokkan pereaksi-pereaksi berikut ke dalam oksidator dan reduktor.a.4Cu(s) + O2(g)⎯⎯→2Cu2O(s)b.2Na(s) + H2(g)⎯⎯→2NaH(s)Jawab4Cu ⎯⎯→4Cu++ 4e–(reduktor)O2 + 4e–⎯⎯→2O2–(oksidator)2Na⎯⎯→2Na+ + 2e–(reduktor)H2 + 2e–⎯⎯→2H–(oksidator)Contoh 7.3Kerjakanlah di dalam buku latihan.1.Manakah di antara reaksi berikut yang tergolongreaksi reduksi atau oksidasi menurut konseppelepasan atau pengikatan oksigen/hidrogen?a. C6H12O6(s) + 6O2(g)⎯⎯→6CO2(g) + 6H2O(A)b. CO(g) + H2O(g)⎯⎯→CO2(g) + H2(g)c. Cu(s) + H2SO4(aq)⎯⎯→CuSO4(aq) + H2(g)d. 3Mg(s) + 2NH3(g)⎯⎯→Mg3N2(g) + 3H2(g)e. Ca(s) + HNO3(aq)⎯⎯→Ca(NO3)2(aq) + H2(g)2.Manakah dari reaksi berikut yang mengalamioksidasi dan reduksi berdasarkan transfer elektron?a. 2Na(s) + 2HCl(aq)⎯⎯→2NaCl(aq) + H2(g)b.Zn(s) + HNO3(aq)⎯⎯→Zn(NO3)2(aq) + H2(g)c. 2Ca(s) + O2(g)⎯⎯→2CaO(s)d. 2SO2(g) + O2(g)⎯⎯→2SO3(g)3.Tentukan reduktor dan oksidator dari reaksi berikut:a. Na(s) + H2O(A) ⎯⎯→NaOH(aq) + H2(g)b.NH3(g) + HCl(g)⎯⎯→NH4Cl (s)Tes Kompetensi SubbabA
127Reaksi Reduksi Oksidasi1.Bilangan Oksidasi dan Penentuan Bilangan OksidasiApa yang dimaksud dengan bilangan oksidasi? Bilangan oksidasiadalah suatu bilangan yang menyatakan valensi atom dalam suatusenyawa yang dapat memiliki harga positif maupun negatif.Bagaimana menentukan bilangan oksidasi (biloks) atom suatu unsur?Dalam hal ini, para pakar kimia bersepakat mengembangkan aturan yangberkaitan dengan biloks unsur, yaitu sebagai berikut.a.Dalam bentuk unsur atau molekul unsur (Gambar 7.2), bilanganoksidasi atom-atomnya sama dengan nol.Contoh:Biloks Na dalam unsur Na = 0; biloks O dalam molekul O2 = 0;biloks Cl dalam molekul Cl2 = 0; biloks P dalam molekul P4 = 0.b.Dalam senyawa ion, bilangan oksidasi atom-atom sama dengan muatankation dan anionnya.Contoh:Dalam senyawa NaCl, atom Na bermuatan +1 dan atom Clbermuatan –1 sehingga bilangan oksidasi Na = +1 dan Cl = –1.c.Bilangan oksidasi atom-atom yang lain ditentukan menurut aturanberikut.1) Biloks atom golongan IA dalam semua senyawa adalah +1. Biloksatom golongan IIA dalam semua senyawa adalah +2.2) Biloks atom-atom unsur halogen dalam senyawa biner adalah –1,sedangkan dalam senyawa poliatom bergantung pada senyawanya.3) Biloks atom oksigen dalam senyawa adalah –2, kecuali dalamperoksida (H2O2, Na2O) sama dengan –1 dan dalam superoksidasama dengan –12.4) Biloks atom hidrogen dalam senyawa adalah +1, kecuali dalamsenyawa hidrida sama dengan –1.d.Jumlah total bilangan oksidasi dalam senyawa netral sama dengan nol(Gambar 7.2). Jumlah total bilangan oksidasi untuk ion sama denganmuatan ionnya.Contoh:Biloks total dalam molekul H2O = 0; biloks total dalam ion CO32– = –2;biloks total dalam ion NH4+ = +1.Gambar 7.3Biloks total molekul-molekulsama dengan nol.Gambar 7.2Contoh molekul unsur: Cl2, P4, S8Bilangan oksidasi atom Mntertinggi di antara senyawa berikutadalah ....A.MnO2D.KMnO4B.Mn2O3E.K2MnO4C.Mn3O4JawabA.biloks O = –2, MnO2= 0biloks MnO2={biloks Mn+2(biloks O)}biloks Mn= +4Dengan cara yang sama:B.biloks Mn= –3C.biloks Mn= +2D.biloks Mn= +7E.biloks Mn= +6Jadi, biloks Mn tertinggi samadengan +7 (D).Ebtanas 1999–2000Mahir MenjawabCl2P4S8HClNH3CIFCH3OHH2OCH4
128Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XPada contoh soal tersebut, atom N dapat memiliki biloks lebih darisatu, yakni –3 dan +4. Kenyataannya bukan hanya atom N, melainkanbanyak atom-atom yang memiliki biloks lebih dari satu, terutama atom-atom unsur transisi dan beberapa atom nonlogam.Bagaimana menentukan biloks atom yang memiliki lebih dari satubilangan oksidasi, seperti yang terdapat dalam senyawa poliatom, misalnyaFeSO4, Fe2(SO3)3, KCrO3, dan K2Cr2O7? Biloks atom dalam senyawa ionpoliatom dapat ditentukan dengan mudah jika Anda mengetahui muatansetiap ion.Dalam senyawa FeSO4, atom Fe dan S memiliki biloks lebih dari satusehingga sukar menentukan biloksnya secara langsung. Akan tetapi, jikaAnda mengetahui muatan setiap ion, misalnya ion Fe = 2+ dan ion SO4= 2– (aturan d) maka biloks Fe dan S dapat ditentukan. Agar lebihmudah, perhatikan reaksi penguraian FeSO4 berikut.FeSO4(s)⎯⎯→Fe2+(aq)+SO42–(aq)Menurut aturan b, biloks ion sama dengan muatannya maka biloksFe = +2. Biloks S ditentukan dengan cara yang sama seperti pada contohsoal sebelumnya, hasilnya biloks S =+6. Jadi, biloks atom-atom dalamFeSO4 adalah Fe = +2, S = +6, dan O =–2.Menentukan Bilangan Oksidasi Atom dalam Senyawa IonTentukan biloks setiap atom dalam senyawa dan ion berikut: NO2, ClO3 , NH4+.JawabDalam NO2:•Biloks total molekul NO2 = 0 (aturan d)•Biloks O dalam NO2 = –2 (aturan c.3)•Biloks N dalam NO2 = {biloks N + 2(biloks O) = 0}Jadi, biloks N dalam NO2 = +4.Dalam ion ClO3– :•Biloks total ion ClO3– = –1 (aturan d)•Biloks O dalam ClO3– = –2 (aturan c.3)•Biloks Cl dalam ClO3– = {biloks Cl + 3(biloks O) = –1}Jadi, biloks Cl dalam ClO3– = +5.Dalam ion NH4+:•Biloks ion NH4+ = +1 (aturand)•Biloks H dalam NH4+ = +1 (aturan c.4)•Biloks N dalam NH4+ = {biloks N + 4(biloks H)= +1}Jadi, biloks N dalam NH4+ = –3.Menentukan Bilangan Oksidasi Atom dalam Senyawa PoliatomTentukan biloks atom-atom dalam Fe2(SO3)3.JawabMuatan ion dalam Fe2(SO3)3 adalahFe3+ = 3+ dan SO32– = 2–Biloks Fe = +3 (aturan 4)Biloks total ion SO32– = –2 (aturan 4)Biloks O dalam SO32– = –2 (aturan 3.c)Biloks S dalam SO32– = {biloks S + 3(biloks O) = –2}.Jadi, biloks S dalam SO32– = +4.Kata Kunci•Bilangan oksidasi•Muatan ionContoh 7.4Contoh 7.5
129Reaksi Reduksi Oksidasi2.Reaksi Reduksi Oksidasi dan Bilangan OksidasiBagaimana bilangan oksidasi dapat menjelaskan reaksi redoks? ApaAnda cukup puas dengan konsep transfer elektron?Tinjau reaksi antara SO2 dan O2 membentuk SO3. Reaksinya dapatditulis sebagai berikut.2SO2(g) + O2(g) ⎯⎯→ 2SO3(g)Jika dikaji berdasarkan konsep pengikatan oksigen maka reaksitersebut adalah reaksi oksidasi. Jika dikaji berdasarkan transfer elektronmaka Anda mungkin akan bingung, mengapa? Pada reaksi tersebut tidakterjadi transfer elektron, tetapi melalui penggunaan bersama pasanganelektron membentuk ikatan kovalen.Oleh karena senyawa SO3 merupakan senyawa kovalen (perhatikanGambar 7.4) maka reaksi tersebut tidak dapat dijelaskan dengan konseptransfer elektron. Sesungguhnya, banyak reaksi redoks yang tidak dapatdijelaskan dengan transfer elektron maupun dengan pengikatan oksigen,di antaranya:a) CO2(g)+4H2(g)⎯⎯→CH4(g) + 2H2O(A)b) I2(g)+3Cl2(g)⎯⎯→2ICl3(g)c) Cu(s)+HNO3(aq)⎯⎯→Cu(NO3)2(aq)+NO2(g)+H2O(A)d) Na2S2O3(aq)+2HCl(aq)⎯⎯→2NaCl(aq)+H2O(A)+SO2(g)+S(s)Oleh karena banyak reaksi redoks yang tidak dapat dijelaskan dengankonsep pengikatan oksigen maupun transfer elektron maka para pakar kimiamengembangkan konsep alternatif, yaitu perubahan bilangan oksidasi. Menurutkonsep ini, jika dalam reaksi bilangan oksidasi atom meningkat makaatom tersebut mengalami oksidasi. Sebaliknya, jika bilangan oksidasinyaturun maka atom tersebut mengalami reduksi.Berdasarkan konsep bilangan oksidasi, apakah reaksi SO2 dan O2tersebut merupakan reaksi redoks? Untuk mengetahui suatu reaksitergolong reaksi redoks atau bukan menurut konsep perubahan bilanganoksidasi maka perlu diketahui biloks dari setiap atom, baik dalam pereaksimaupun hasil reaksi. Biloks dari SO2, O2, dan SO3 adalah 0 (aturan d).Biloks O dalam SO2 dan SO3 = –2 (aturan c.3) maka biloks S dalam SO2= +4 dan biloks S dalam SO3 = +6. Secara diagram dapat dinyatakansebagai berikut.SO2 + O2⎯⎯→ SO3Berdasarkan diagram tersebut dapat disimpulkan bahwa:a) atom S mengalami kenaikan biloks dari +4 menjadi +6, peristiwaini disebut oksidasi;b) atom O mengalami penurunan biloks dari 0 menjadi –2, peristiwa inidisebut reduksi.Dengan demikian, reaksi tersebut adalah reaksi redoks.Manakah reduktor dan oksidator pada reaksi di atas? Oleh karenamolekul O2 menyebabkan molekul SO2 teroksidasi maka molekul O2adalah oksidator. Molekul O2 sendiri mengalami reduksi akibat molekulSO2 sehingga SO2 disebut reduktor.Rumus Lewis SO2Rumus Lewis SO3Gambar 7.4Rumus struktur lewis SO2 danSO3Perhatikan reaksi redoks berikut:Sn+4HNO3⎯⎯→SnO2 + 4NO2 +H2OSenyawa yang berperan sebagaireduktor adalah ....A.SnB.HNO3C.SnO2D.NO2E.H2OPembahasanSn + 4HNO3→SnO2 + 4NO2 + 2H2OOksidator adalah NReduktor adalah SnJadi, karena Sn menjadikan Nmengalami reduksi maka Snbertindak sebagai reduktor (A)UMPTN 1999/B+5+4+40OksidasireduksiMahir Menjawab+4+60–2
130Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas X3.Tata Nama Senyawa dan BiloksPada bab sebelumnya, Anda telah belajar tata nama senyawa binerdan senyawa poliatom. Tata nama tersebut berlaku untuk zat molekuleratau senyawa ion yang mengandung kation hanya memiliki satu hargamuatan atau biloks logam golongan IA dan IIA.Untuk kation-kation logam yang memiliki lebih dari satu harga biloks(khususnya unsur-unsur transisi), tata namanya ditambah angka romawidalam tanda kurung yang menunjukkan harga biloks. Angka romawitersebut tidak terpisahkan dari nama kationnya.Reaksi DisproporsionasiApa yang dimaksud dengan reaksi disproporsionasi? Reaksidisproporsionasi atau disebut juga reaksi swaredoks adalah suatu reaksiyang mengalami oksidasi dan juga reduksi pada pereaksinya.Contoh:Hidrogen peroksida dipanaskan pada suhu di atas 60°C dan teruraimenurut persamaan reaksi berikut:H2O2(A)⎯⎯→H2O(A) + O2(g)Biloks atom O dalam H2O2 adalah –1 (aturan c.3). Setelah teruraiberubah menjadi –2 (dalam H2O) dan 0 dalam (O2). Persamaankerangkanya:H2O2(l)⎯⎯→H2O(l) + O2(g)Oleh karena molekul H2O2 dapat berperan sebagai oksidator dan jugareduktor maka reaksi tersebut dinamakan reaksi disproporsionasi ataureaksi swaredoks.–1–20Walaupun biloks yang berubahhanya satu atom dalam molekul,tetapi yang disebut reduktor atauoksidator bukan atomnya, melainkanmolekulnya.Eventhough oxidation numberchanges for only one atom in amolecule, reductor or oxidator is usedto mention its molecul not atom itself.NoteCatatanReaksi Redoks Menurut Perubahan Bilangan OksidasiTentukan manakah oksidasi dan reduksi serta reduktor dan oksidator pada reaksiberikut:CO2(g) + 4H2(g)⎯⎯→CH4(g) + 2H2O(g)JawabTentukan biloks setiap atom.Dalam CO2, biloks O = –2 dan C = +4.Dalam H2, biloks H = 0Dalam CH4, biloks H = +1, dan C = –4Dalam H2O, biloks H = +1 dan O = –2Atom C mengalami penurunan biloks dari +4 menjadi –4 (reduksi) dan atom Hmengalami kenaikan biloks dari 0 menjadi +1 (oksidasi). Dalam bentuk diagramdapat dinyatakan sebagai berikut:CO(g) + 4H2(g) ⎯⎯→CH4(g) + 2H2O(g)Sebagai reduktor adalah molekul H2 dan sebagai oksidator adalah molekul CO2.+4–40+1Contoh 7.6