Reaksi Redoks

Contoh: Bilangan oksidasi Cl dalam NaCl, MgCl2, dan FeCl3 adalah -1. 

g. Bilangan oksidasi hidrogen dalam senyawanya adalah +1, kecuali dalam hidrida, logam hidrogen mempunyai bilangan oksidasi -1. Contoh: Bilangan oksidasi H dalam H2O, NH3, dan HCl adalah +1. Bilangan oksidasi H dalam NaH dan CaH2 adalah -1. 

h. Bilangan oksidasi oksigen dalam senyawanya adalah -2, kecuali peroksida (biloks oksigen = 1) dan senyawa biner dengan fluor (biloks oksigen = +2). 

Contoh: Bilangan oksidasi O dalam H2O adalah -2. Bilangan oksidasi O dalam OF2 adalah +2. Bilangan oksidasi O dalam peroksida, seperti H2O2 dan BaO2 adalah -1.

Reaksi redoks dapat diidentifikasi melalui konsep bilangan oksidasi, yang menggambarkan distribusi elektron dalam molekul. Bilangan oksidasi menunjukkan apakah suatu unsur dalam senyawa tersebut kehilangan atau mendapatkan elektron dalam reaksi.

Ada dua bagian penting dalam setiap reaksi redoks:

1. Oksidasi
   Ini terjadi ketika suatu zat kehilangan elektron. Oleh karena itu, bilangan oksidasi atom atau ion dalam zat ini meningkat. Zat yang mengalami oksidasi disebut "zat tereduksi" karena ia menyumbangkan elektron kepada zat lain.
2. Reduksi
   Ini terjadi ketika suatu zat mendapatkan elektron. Bilangan oksidasi atom atau ion dalam zat ini menurun. Zat yang mengalami reduksi disebut "zat teroksidasi" karena ia menerima elektron dari zat lain.

Fungsi Reaksi Redoks

1. Energi
   Reaksi redoks adalah sumber utama energi dalam banyak proses biologis dan industri. Dalam proses metabolisme, misalnya, oksidasi senyawa organik seperti glukosa menghasilkan energi yang digunakan oleh sel. Di bidang industri, reaksi redoks digunakan dalam pembangkit listrik, seperti dalam sel bahan bakar.
2. Penggunaan Bahan Bakar
   Banyak bahan bakar yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari melibatkan reaksi redoks. Misalnya, pembakaran bahan bakar fosil seperti bensin dan batu bara melibatkan oksidasi molekul-molekul dalam bahan bakar oleh oksigen dari udara, menghasilkan energi dan produk sampingan seperti karbon dioksida dan air.
3. Elektrokimia
   Reaksi redoks menjadi dasar bagi banyak proses elektrokimia. Contohnya adalah sel elektrokimia seperti baterai dan sel elektrolisis, di mana reaksi redoks terjadi secara spontan atau dipaksa dengan bantuan aliran arus listrik.
4. Perubahan Warna
   Beberapa reaksi redoks dapat menghasilkan perubahan warna dalam larutan atau padatan. Ini digunakan dalam berbagai aplikasi, seperti uji kualitatif untuk mendeteksi keberadaan suatu zat atau analisis kimia kuantitatif.
5. Korosi
   Korosi adalah reaksi redoks yang terjadi ketika logam bereaksi dengan oksigen dan air, menghasilkan produk korosi seperti karat pada besi. Meskipun ini umumnya dianggap sebagai efek negatif, pemahaman tentang reaksi redoks ini membantu dalam mengembangkan metode perlindungan terhadap korosi.
6. Fotosintesis
   Proses fotosintesis dalam tumbuhan melibatkan reaksi redoks. Di dalam kloroplas, cahaya matahari menginduksi reaksi redoks yang mengubah karbon dioksida dan air menjadi glukosa dan oksigen dengan bantuan klorofil.
7. Detoksifikasi: Beberapa reaksi redoks digunakan dalam proses detoksifikasi dalam tubuh manusia dan makhluk hidup lainnya. Enzim-enzim yang berfungsi menghilangkan racun dari tubuh seringkali melibatkan reaksi redoks.
8. Analisis Kimia
   Reaksi redoks digunakan dalam analisis kimia untuk mengidentifikasi dan mengukur jumlah senyawa tertentu dalam sampel. Misalnya, reagen yang mengalami perubahan warna ketika terjadi reaksi redoks digunakan dalam uji kualitatif dan kuantitatif.
9. Industri Kimia
   Banyak proses kimia dalam industri menggunakan reaksi redoks. Contoh-contoh termasuk produksi logam, elektroplating, produksi bahan kimia, dan banyak lagi.

Ciri Reaksi Redoks

1. Perubahan Bilangan Oksidasi
   Ciri paling khas dari reaksi redoks adalah perubahan bilangan oksidasi (jumlah muatan elektron) atom atau ion dalam senyawa. Atom atau ion yang mengalami oksidasi mengalami peningkatan bilangan oksidasi, sedangkan atom atau ion yang mengalami reduksi mengalami penurunan bilangan oksidasi.
2. Transfer Elektron
   Reaksi redoks melibatkan transfer elektron antara zat-zat yang terlibat dalam reaksi. Zat yang mengalami oksidasi melepaskan elektron, sedangkan zat yang mengalami reduksi menerima elektron. Transfer elektron ini menciptakan arus listrik dalam reaksi elektrokimia.
3. Bentuk Setengah Reaksi
   Reaksi redoks sering dipecah menjadi dua setengah reaksi terpisah: reaksi oksidasi dan reaksi reduksi. Setiap setengah reaksi menunjukkan perubahan bilangan oksidasi dan transfer elektron yang terjadi pada zat tersebut.
4. Lawan Arah Reaksi
   Reaksi oksidasi dan reaksi reduksi selalu terjadi bersama-sama. Zat yang mengalami oksidasi adalah agen reduksi (mengurangi zat lain dengan memberikan elektron), sedangkan zat yang mengalami reduksi adalah agen oksidasi (mengoksidasi zat lain dengan menerima elektron).
5. Perubahan dalam Senyawa
   Reaksi redoks sering kali menghasilkan perubahan dalam senyawa kimia. Zat-zat yang terlibat dalam reaksi dapat membentuk senyawa baru setelah transfer elektron terjadi.
6. Energi dan Panas
   Beberapa reaksi redoks melepaskan atau menyerap energi dalam bentuk panas. Reaksi yang melepaskan energi dalam bentuk panas disebut reaksi eksotermik, sementara reaksi yang menyerap energi disebut reaksi endotermik.
7. Penggunaan Elektrode
   Reaksi redoks sering kali melibatkan penggunaan elektrode, yang merupakan permukaan penghantar listrik di dalam larutan elektrolit. Ini umum dalam sel elektrokimia dan proses elektrolisis.
8. Pemindahan Ion
   Dalam beberapa reaksi redoks, selain transfer elektron, juga terjadi pemindahan ion antara larutan. Ini terjadi dalam elektrolisis dan proses elektrokimia di mana ion-ion bergerak melalui elektrolit.

Contoh Reaksi Redoks

1. Oksidasi Logam
   Contoh: Reaksi besi (Fe) dengan oksigen (O2) menghasilkan karat (Fe2O3). Reaksi: 4Fe + 3O2 -> 2Fe2O3
2. Pembakaran Bahan Bakar
   Contoh: Pembakaran hidrogen (H2) dalam udara menghasilkan air (H2O). Reaksi: 2H2 + O2 -> 2H2O
3. Fotosintesis
   Contoh: Proses fotosintesis dalam tumbuhan mengubah karbon dioksida (CO2) dan air (H2O) menjadi glukosa (C6H12O6) dan oksigen (O2) menggunakan energi matahari. Reaksi: 6CO2 + 6H2O + energi matahari -> C6H12O6 + 6O2
4. Sel Bahan Bakar
   Contoh: Reaksi dalam sel hidrogen-oksidase menghasilkan air dan energi listrik. Reaksi: 2H2 + O2 -> 2H2O
5. Elektrolisis
   Contoh: Elektrolisis natrium klorida (NaCl) menghasilkan natrium (Na) dan klorin (Cl2). Reaksi: 2NaCl -> 2Na + Cl2
6. Baterai
   Contoh: Baterai seng-karbon menghasilkan listrik melalui reaksi redoks antara seng (Zn) dan ion-ion hidrogen (H+). Reaksi: Zn + 2H+ -> Zn2+ + H2
7. Korosi Logam
   Contoh: Korosi besi (Fe) menghasilkan karat (Fe2O3) akibat reaksi dengan oksigen (O2) dan air (H2O). Reaksi: 4Fe + 3O2 + 6H2O -> 4Fe(OH)3
8. Redoks dalam Biologi
   Contoh: Respirasi seluler dalam tubuh manusia mengoksidasi glukosa (C6H12O6) menjadi karbon dioksida (CO2) dan air (H2O) dengan melepaskan energi. Reaksi: C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O + energi
9. Redoks dalam Kimia Analitik
   Contoh: Penggunaan larutan iodin (I2) untuk menguji keberadaan tiosulfat dalam sampel air limbah. Reaksi: 2S2O3^2- + I2 -> S4O6^2- + 2I^-
10. Korosi Logam dalam Lingkungan
    Contoh: Korosi alumunium (Al) dalam lingkungan asam menghasilkan gas hidrogen (H2). Reaksi: 2Al + 6H+ -> 2Al^3+ + 3H2

Pada percobaan  dipelajari beberapa reksi redoks, yakni reaksi dari beberapa logam. Pada pengamatan yang pertama pencampuran antara larutan Pb(NO3)2 dengan logam Al terjadi reaksi dengan terbentuknya endapan logam Pb yang berwarna coklat dimana yang tereduksi adalah Pb dan yang teroksidasi adalah Logam Al. Selanjutanya pencampuran antara larutan Zn(NO3)2 dengan logam Al terjadi reaksi dengan terbentuknya endapan logam Zn, yang tereduksi adalah Zn dan yang teroksidasi adalah logam Al. Serta reaksi antara pencampuran larutan Pb(NO3)2 dengan logam Fe terjadi reaksi dengan terbentuknya endapan logam Pb yang berwarna coklat yang bertibdak sebagai oksidator adalah Zn dan yang bertindak sebagai reduktor adalah logam Fe. Namun pada pengamatan kali ini, ada beberapa pencampuran yang tidak menghasilkan reaksi redoks yakni reaksi antara NaNO3 dengan logam Al dan logam Fe serta pencampuran antara Zn(NO3)2 dengan logam Fe. Hal ini disebabkan karena sifat dari beberapa logam pada deret volta. Semakin ke kanan maka logam tersebut makin mudah tereduksi, semakin ke kiri logam tersebut semakin sulit untuk tereduksi dengan kata lain lebih mudah untuk melakukan oksidasi. Serta suatu logam hanya dapat mereduksi logam yang terdapat di sebelah kanannya dalam deret volta hal ini dilihat dari potensial oksidasi  dan reduksinya.

Reaksi redoks (reduksi-oksidasi) adalah proses yang sangat umum dan penting dalam berbagai aspek kehidupan sehari-hari. Berikut beberapa contoh reaksi redoks yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari:

1.