Kimia X SMA
156
1. Jelaskan pengertian reaksi redoks menurut tiga konsep perkembangannya 2. Kapan suatu reaksi dikatakan mengalami reduksi dan kapan mengalami oksidasi?
Berikan masing-masing contoh reaksinya
Carilah sebanyak-banyaknya contoh reaksi kimia di kehidupan sehari-hari yang merupakan reaksi reduksi-oksidasi
B Bilangan Oksidasi
Pada pelajaran sebelumnya kita sudah mempelajari perkembangan konsep reaksi redoks, salah satunya adalah reaksi kenaikan dan penurunan bilangan
oksidasi. Apa yang dimaksud bilangan oksidasi dan bagaimana cara kita menentukannya?
1. Pengertian Bilangan Oksidasi
Bilangan oksidasi adalah suatu bilangan yang menunjukkan ukuran
kemampuan suatu atom untuk melepas atau menangkap elektron dalam pembentukan suatu senyawa.
Nilai bilangan oksidasi menunjukkan banyaknya elektron yang dilepas atau ditangkap, sehingga bilangan oksidasi dapat bertanda positif maupun
negatif.
2. Penentuan Bilangan Oksidasi Suatu Unsur
Kita dapat menentukan besarnya bilangan oksidasi suatu unsur dalam senyawa dengan mengikuti aturan berikut ini James E. Brady, 1999.
Aturan penentuan bilangan oksidasi unsur adalah: a. Unsur bebas misalnya H
2
, O
2
, N
2
, Fe, dan Cu mempunyai bilangan oksidasi = 0.
b. Umumnya unsur H mempunyai bilangan oksidasi = +1, kecuali dalam senyawa hidrida, bilangan oksidasi H = –1.
Contoh: - Bilangan oksidasi H dalam H
2
O, HCl, dan NH
3
adalah +1 - Bilangan oksidasi H dalam LiH, NaH, dan CaH
2
adalah –1 c. Umumnya unsur O mempunyai bilangan oksidasi = –2, kecuali dalam
senyawa peroksida, bilangan oksidasi O = –1 Contoh: - Bilangan oksidasi O dalam H
2
O, CaO, dan Na
2
O adalah –2 - Bilangan oksidasi O dalam H
2
O
2
, Na
2
O
2
adalah –1 d. Unsur F selalu mempunyai bilangan oksidasi = –1.
e. Unsur logam mempunyai bilangan oksidasi selalu bertanda positif. Contoh: - Golongan IA logam alkali: Li, Na, K, Rb, dan Cs bilangan
oksidasinya = +1
Latihan 4.6
Tugas Kelompok
Kimia X SMA
157
- Golongan IIA alkali tanah: Be, Mg, Ca, Sr, dan Ba bilang- an oksidasinya = +2
f. Bilangan oksidasi ion tunggal = muatannya. Contoh:
Bilangan oksidasi Fe dalam ion Fe
2+
adalah +2 g. Jumlah bilangan oksidasi unsur-unsur dalam senyawa = 0.
Contoh: - Dalam senyawa H
2
CO
3
berlaku: 2 biloks H + 1 biloks C + 3 biloks O = 0
h. Jumlah bilangan oksidasi unsur-unsur dalam ion poliatom = muatan ion. Contoh: -
Dalam ion NH
4 +
berlaku 1 biloks N + 4 biloks H = + 1
Tentukan bilangan oksidasi unsur yang digarisbawahi pada senyawa berikut. a. Fe
2
O
3
b. H
2
O
2
c. MnO
4 –
Jawab: a. Fe
2
O
3
bilangan oksidasi O = –2 aturan c 2 biloks Fe + 3 biloks O = 0
2 biloks Fe + 3–2 = 0
2 biloks Fe – 6 = 0
2 biloks Fe = +6
biloks Fe =
+6 2
biloks Fe = +3 b. H
2
O
2
biloks H = +1 aturan b 2 biloks H + 2 biloks O = 0
2+1 + 2 biloks O = 0 +2 + 2 biloks O = 0
2 biloks O = –2 biloks O = –1
c. MnO
4 –
biloks O = –2 aturan c biloks Mn + 4 biloks O
= –1 aturan h biloks Mn + 4–2
= –1 biloks Mn – 8
= –1 biloks Mn
= –1 + 8 biloks Mn
= +7
Tentukan bilangan oksidasi unsur yang digarisbawahi pada senyawa berikut. a. NH
4 +
b. H
3
PO
4
c. CuNO
3 2
d. NH
4
NO
2
C o n t o h 4.1
Latihan 4.7
Kimia X SMA
158
Periksalah reaksi berikut ini tergolong reaksi redoks atau bukan. a. CaCO
3
+ 2 HCl ⎯⎯
→ CaCl
2
+ CO
2
+ H
2
O b. Zn + 2 HCl
⎯⎯ → ZnCl
2
+ H
2
Jawab: a.
CaCO
3
+ 2 HCl ⎯⎯
→ CaCl
2
+ CO
2
+ H
2
O Karena tidak ada unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi, maka reaksi
tersebut bukan reaksi redoks. b.
Zn + 2 HCl ⎯⎯
→ ZnCl
2
+ H
2
Termasuk reaksi redoks.
1. Tentukan bilangan oksidasi unsur yang digarisbawahi a. HNO
3
f. Ag
2
O b. CuCl
2
g. Mg
3
PO
4 2
c. CaCO
3
h. Na
2
S
2
O
3
d. H
2
S i. K
2
Cr
2
O
7
e. FeCl
3
j. KMnO
4
2. Tentukan reaksi berikut tergolong reaksi redoks atau bukan redoks a. 2 NaOH + H
2
SO
4
⎯⎯ → Na
2
SO
4
+ 2 H
2
O b. 2 Fe + 6 HCl ⎯⎯
→ 2 FeCl
3
+ 3 H
2
c. PbNO
3 2
+ 2 KI ⎯⎯ → PbI
2
+ 2 KNO
3
d. I
2
+ H
2
S ⎯⎯
→ 2 HI + S 3. Tentukan oksidator, reduktor, hasil oksidasi, dan hasil reduksi pada reaksi redoks
berikut. a. Cl
2
+ SO
2
+ 2 H
2
O ⎯⎯ → 2 HCl + H
2
SO
4
b. 2 Na
2
S
2
O
3
+ I
2
⎯⎯ → 2 NaI + Na
2
S
4
O
6
c. ZnS + 2 HNO
3
⎯⎯ → ZnSO
4
+ N
2
O + H
2
O d. CuO + H
2
⎯⎯ → Cu + H
2
O
+2+4–2 1 –1
+2 –1 +4 –2
+1 –2
+1–1 +2 –1
C o n t o h 4.2
Latihan 4.8
Kimia X SMA
159
C. Reaksi Autoredoks Reaksi Disproporsionasi
Mungkinkah dalam satu reaksi, suatu unsur mengalami reaksi reduksi dan oksidasi sekaligus? Satu unsur dalam suatu reaksi mungkin saja
mengalami reaksi reduksi dan oksidasi sekaligus. Hal ini karena ada unsur yang mempunyai bilangan oksidasi lebih dari satu jenis.
Reaksi redoks di mana satu unsur mengalami reaksi reduksi dan oksidasi sekaligus disebut reaksi autoredoks reaksi disproporsionasi.
Contoh: Cl
2
+ 2 KOH ⎯⎯
→ KCl
+ KClO + H
2
O
–1 +1
Apakah reaksi berikut termasuk reaksi autoredoks atau bukan? Jelaskan 2 H
2
S + SO
2
⎯⎯ → 3 S + 2 H
2
O Jawab:
Perubahan bilangan oksidasi unsur-unsur pada reaksi tersebut sebagai berikut. 2 H
2
S + SO
2
⎯⎯ → 3 S + 2 H
2
O
–2 +4
Pada reaksi tersebut, H
2
S berfungsi sebagai reduktor sedangkan SO
2
berfungsi sebagai oksidator, sehingga reaksi tersebut termasuk autoredoks.
1. Periksalah reaksi berikut ini tergolong reaksi redoks atau bukan. a. Fe
2
O
3
+ 3 H
2
SO
4
⎯⎯ → Fe
2
SO
4 3
+ 3 H
2
O b. 2 K
2
CrO
4
+ H
2
SO
4
⎯⎯ → K
2
SO
4
+ K
2
Cr
2
O
7
+ H
2
O 2. Apakah reaksi berikut tergolong reaksi autoredoks atau bukan? Jelaskan
Cl
2
+ 2 OH
–
⎯⎯ → Cl
–
+ ClO
–
+ H
2
O
C o n t o h 4.3
reduksi oksidasi
Latihan 4.9
reduksi oksidasi
Kimia X SMA
160
D. Tata Nama Senyawa Berdasarkan Bilangan Oksidasi
Pada semester I telah kita pelajari tata nama senyawa, sekarang akan kita pelajari tata nama senyawa alternatif menurut IUPAC berdasarkan bilangan
oksidasi. Perhatikan tabel berikut ini
Tabel 4.3 Beberapa Senyawa dengan Nama Alternatif Berdasarkan Biloks
E. Penerapan Konsep Reaksi Redoks dalam Pengolahan Limbah Lumpur Aktif
Salah satu penerapan konsep reaksi redoks dalam kehidupan sehari-hari adalah dalam bidang pengolahan limbah. Prinsip dasar yang dipergunakan
adalah teroksidasinya bahan-bahan organik maupun anorganik, sehingga lebih mudah diolah lebih lanjut.
Limbah merupakan salah satu pencemar lingkungan yang perlu dipikirkan cara-cara mengatasinya. Untuk menjaga dan mencegah lingkungan tercemar
akibat akumulasi limbah yang semakin banyak, berbagai upaya telah banyak dilakukan untuk memperoleh teknik yang tepat dan efisien sesuai kondisi lokal.
Berbagai tipe penanganan limbah cair dengan melibatkan mikroorganisme telah dikerjakan di Indonesia, yaitu sedimentasi, kolam oksidasi, trickling fil-
ter, lumpur aktif activated sludge, dan septic tank. Pada uraian ini akan kita
pelajari salah satu teknik saja, yaitu teknik lumpur aktif activated sludge. Proses lumpur aktif activated sludge merupakan sistem yang banyak
dipakai untuk penanganan limbah cair secara aerobik. Lumpur aktif merupakan metode yang paling efektif untuk menyingkirkan bahan-bahan tersuspensi
maupun terlarut dari air limbah. Lumpur aktif mengandung mikroorganisme aerobik yang dapat mencerna limbah mentah. Setelah limbah cair didiamkan
di dalam tangki sedimentasi, limbah dialirkan ke tangki aerasi. Di dalam tangki aerasi, bakteri heterotrofik berkembang dengan pesatnya. Bakteri tersebut
diaktifkan dengan adanya aliran udara oksigen untuk melakukan oksidasi bahan-bahan organik. Bakteri yang aktif dalam tangki aerasi adalah Escheri-
chia coli, Enterobacter, Sphaerotilus natans, Beggatoa, Achromobacter, Fla- vobacterium
, dan Pseudomonas. Bakter-bakteri tersebut membentuk gum- palan-gumpalan atau flocs. Gumpalan tersebut melayang yang kemudian
mengapung di permukaaan limbah.
Rumus Kimia Nama
Nama Alternatif Berdasarkan Biloks
N
2
O Dinitrogen monoksida
NitrogenI oksida N
2
O
3
Dinitrogen trioksida NitrogenIII oksida
HClO Asam hipoklorit
Asam kloratI HClO
2
Asam klorit Asam kloratIII
HClO
3
Asam klorat Asam kloratV
HClO
4
Asam perklorat Asam kloratVII
Kimia X SMA
161
Kimia di Sekitar Kita Aneka Cara Menghilangkan Zat Berbahaya dalam Air
Banyak teknologi digunakan untuk menghilangkan limbah organik dan non- organik pada air baku air minum. Teknologi yang biasa digunakan masyarakat,
antara lain biofiltrasi, ultrafiltrasi, air heksagonal, ozon, dan sebagainya. Menurut ahli air, Arie Herlambang, ultrafiltrasi maupun ozon merupakan salah satu teknologi
untuk mensterilkan air minum dari bahan-bahan organik dan nonorganik. ‘’Bakteri patogen, senyawa kimia dibunuh melalui sinar ultraviolet kemudian disempurnakan
dengan ozon.’’ Melalui teknologi ozon, pengeboran dilakukan sampai ditemukan air tanah. Kemudian alat produksi air bersih dipasangkan di dekat galian yang
dilengkapi dengan selang dan pompa. Air tanah yang disedot ke atas langsung diproses melalui alat tersebut, kemudian melalui penyinaran sinar ultraviolet dan
ozon.
Sedangkan air heksagonal yang saat ini dipasarkan di masyarakat merupakan teknologi air minum menggunakan gelombang elektromagnetik. Gelombang
elektromagnetik menghasilkan molekul air dengan rangkaian heksagonal segi enam yang identik dengan molekul cairan dalam sel tubuh. Para ahli terapi air berpendapat
perbedaan rangkaian molekul mempengaruhi kemampuan penyerapan oleh sel tubuh. Rangkaian molekul mikroheksagonal mudah diserap, sehingga sangat bermanfaat
untuk kesehatan. ‘’Namun, air heksagonal ini sangat tergantung dengan elektromagnetik. Apabila medan magnet rusak karena aus atau hal lain, tentunya air
itu tidak bisa dibuat heksagonal. Untuk masyarakat padat seperti di Indonesia, teknologi ini kurang efisien,’’ ujar Arie.
Teknologi lain adalah biofiltrasi, yaitu menggunakan alat biofiltrasi terbuat dari plastik berbentuk kubus. Alat ini merupakan lembaran-lembaran plastik
bergelombang, kemudian disusun berlapis hingga tebal menyerupai kubus. Menurut Arie, untuk keperluan rumah tangga dibutuhkan satu kubik bioflitrasi. ‘’Biofiltrasi
merupakan teknologi untuk menyaring limbah organik dan nonorganik yang larut di dalam air. Selama ini orang sibuk mematikan bakteri dan patogen lainnya dengan
kaporit, klor, atau oksidator lainnya. Namun, senyawa kimia lainnya masih larut di dalam air. Besi, detergen, nitrit, THMs masih ada di dalam air bersih.’’ Alat tersebut
diletakkan di dalam sumber air. Saat air mengalir maka limbah-limbah organik dan nonorganik akan menempel ke biofiltrasi. Alat tersebut bisa digunakan sampai
bertahun-tahun lamanya. ‘’Ini upaya untuk mengendalikan penggunaan klor berlebihan. Di samping itu, limbah organik ini nantinya berbentuk lumpur dan bisa
dibersihkan suatu saat.’’
Menurut Arie, saat ini instalasi air minum di Cilandak telah menggunakan biofiltrasi tersebut. Diakuinya, harga teknologi biofiltrasi bervariasi. Tergantung
dari bahan dan bentuknya, mau yang seperti bola atau bantal. Harganya berkisar dari Rp800 ribu sampai Rp2,8 juta per kubiknya. Namun, biofiltrasi ini jauh lebih