Makalah kimia dasar Dan REDOKS

KIMIA DASAR
“TEORI REDOKS”

Nama

: 1. Ferdy Zahnial
(1004015095)
2. Heni Nafsiati Rahma
(1004015116)
3. Muhammad Risman Maulana (1004015173)

Kelas

:IA

Kelompok

:6

Jurusan

: FMIPA / FARMASI

UNIVERSITAS
MUHAMMADIYAH PROF. DR.
HAMKA
1

Jl. Delima II / IV, Islamic Centre Muhamadiyah, Klender,
Jakarta Timur

KATA PENGANTAR
Keperluan akan suatu program pendidikan dan pengajaran ilmu
pengetahuan alam, khususnya ilmu kimia yang sesuai
dengan
perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini tidak perlu
diragukan lagi. Hal ini terbukti adanya upaya pemerintah untuk terus
menyempurnakan Sistem Pendidikan Nasional.
Dalam menyusun buku ini penulis berpedoman kepada pendapat,
bahwa mempelajari ilmu kimia itu tidak hanya bertujuan untuk
menemukan zat-zat kimia yang langsung bermanfaat bagi kesejahteraan

umat manusia, akan tetapi dapat pula digunakan untuk memenuhi
kebutuhan seseorang untuk memahami berbagai gejala alam yang terjadi
dalam kehidupan sehari-hari, mengetahui hakikat materi serta
perubahannya, menanamkan sikap ilmiah, mengembangkan kemampuan
dalam mengajukan gagasan dan memupuk ketekunan serta ketelitian
dalam bekerja.
Seseorang mahasiswa dapat dikatakan telah mengalami proses
pembelajaran apabila pada dirinya telah terjadi perubahan kemampuan,
sikap atau perilaku tertentu yang relatif permanen sebagai akibat dari
pengalaman atau pelatihan dalam proses pembelajaran tersebut. Makalah
ini dimaksudkan untuk membantu para mahasiswa dan dosen dalam
upaya memenuhi kurikulum tersebut.
Walaupun kami telah berusaha untuk memberikan yang terbaik,
namun kami tetap menyadari adanya kekurangan-kekurangan dalam
penyusunan makalah ini. Untuk itu, kami sangat berharap adanya kritik,
saran, dan komentar dari para dosen kimia khususnya serta para pembaca
umumnya, agar kami dalam penyusunan makalah dapat lebih baik lagi.
Akhir kata, kami mengucapkan terima kasih kepada dosen kimia yang
telah membimbing kami dalam penyusunan makalah ini, juga kepada
semua pihak yang telah membantu terwujudnya makalah ini. Harapan

penulis semoga makalah yang sederhana ini akan bermanfaat bagi kita
semua. Amin.

2

Jakarta, 23 Desember 2010

penyusun

DAFTAR ISI
Kata Pengantar
……………………………………………………………………………

i

Daftar Is
i
……………………………………………………………………………

ii

Pembahasan
a. Pengertian
………………………………………….
1
b. Reaksi Pengganti
…..……….….
………………………..
3
c. Reaksi Redoks dalam Industri
………………………………………….
5
d. Reaksi Redoks dalam Biologi
………………………………………….
5
e. Siklus Redoks
………………………………………….
6
f. Menyeimbangkan
Reaksi

Redoks
………………………………………….
6
g. Media Asam
………………………………………….
7
h. Media Basa
………………………………………….
7
i. Penyetaraan Reaksi Redoks
………………………………………….
8
j. Metode Bilangan Oksidasi
………………………………………….
9

3

Referensi
………………………………………………………………..

11

REDOKS
Redoks (singkatan dari reaksi reduksi/oksidasi) adalah istilah yang
menjelaskan berubahnya bilangan oksidasi (keadaan oksidasi) atom-atom
dalam sebuah reaksi kimia.
Hal

ini

dapat

oksidasi karbon yang

berupa

proses

redoks

yang

menghasilkan karbon

sederhana

seperti

dioksida,

atau

reduksi karbon olehhidrogen menghasilkan metana(CH4), ataupun ia dapat
berupa proses yang kompleks seperti oksidasi gula pada tubuh manusia
melalui rentetan transfer elektron yang rumit.
Istilah redoks berasal dari dua konsep, yaitu reduksi dan oksidasi. Ia
dapat dijelaskan dengan mudah sebagai berikut:


Oksidasi menjelaskan pelepasan elektron oleh
sebuah molekul, atom, atau ion

4



Reduksi menjelaskan penambahan elektron oleh
sebuah molekul, atom, atau ion.
Walaupun cukup tepat untuk digunakan dalam berbagai tujuan, pe
njelasan di atas tidaklah persis benar. Oksidasi dan reduksi tepatnya

merujuk pada perubahan bilangan oksidasi karena transfer elektron yang
sebenarnya
didefinisikan

tidak

akan

selalu

terjadi.

sebagai peningkatan

Sehingga

bilangan

oksidasi

oksidasi,

lebih

dan

baik

reduksi

sebagai penurunan bilangan oksidasi. Dalam prakteknya, transfer elektron
akan selalu mengubah bilangan oksidasi, namun terdapat banyak reaksi
yang diklasifikasikan sebagai "redoks" walaupun tidak ada transfer elektron
dalam reaksi tersebut (misalnya yang melibatkan ikatan kovalen).
Reaksi non-redoks yang tidak melibatkan perubahan muatan
formal (formal charge) dikenal
sebagai reaksi metatesis.

Ilustrasi reaksi redoks
Dua bagian dalam sebuah
reaksi redoks

Oksidator dan reduktor
Senyawa-senyawa yang memiliki kemampuan untuk
mengoksidasi senyawa lain dikatakan sebagai oksidatif dan dikenal
sebagai oksidator atau agen oksidasi. Oksidator menerima elektron dari
senyawa lain, sehingga dirinya sendiri tereduksi. Oleh karena ia "menerima"
elektron, ia juga disebut sebagai penerima elektron. Oksidator bisanya

adalah senyawa-senyawa yang memiliki unsur-unsur dengan bilangan
oksidasi yang tinggi (seperti

H2O2

,MnO4−,

, Cr2O72−,

CrO3

OsO4

) atau senyawa5

senyawa yang sangat elektronegatif, sehingga dapat mendapatkan satu atau
dua elektron yang lebih dengan mengoksidasi sebuah senyawa
(misalnya oksigen, fluorin, klorin, dan bromin).
Senyawa-senyawa yang memiliki kemampuan untuk mereduksi senyawa
lain dikatakan sebagai reduktif dan dikenal sebagai reduktor atau agen
reduksi. Reduktor melepaskan elektronnya ke senyawa lain, sehingga ia
sendiri teroksidasi. Oleh karena ia "mendonorkan" elektronnya, ia juga
disebut

sebagai penderma

elektron.

Senyawa-senyawa

yang

berupa

reduktor sangat bervariasi. Unsur-unsur logam seperti Li, Na, Mg, Fe, Zn, dan
Al

dapat

digunakan

sebagai

akan memberikan elektronnya

dengan

reduktor.
mudah.

Logam-logam

Reduktor

jenus

ini

lainnya

adalah reagen transfer hidrida, misalnya NaBH4 dan LiAlH4), reagen-reagen
ini digunakan dengan luas dalam kimia organik[1][2], terutama dalam reduksi
senyawa-senyawakarbonil menjadi alkohol. Metode reduksi lainnya yang
juga

berguna

melibatkan

gas

hidrogen

(H2)

dengan katalis paladium, platinum, atau nikel,Reduksi katalitik ini utamanya
digunakan pada reduksi ikatan rangkap dua ata tiga karbon-karbon.
Cara

yang

mudah

untuk

melihat

proses

redoks

adalah,

reduktor

mentransfer elektronnya ke oksidator. Sehingga dalam reaksi, reduktor
melepaskan elektron dan teroksidasi, dan oksidator mendapatkan elektron
dan tereduksi. Pasangan oksidator dan reduktor yang terlibat dalam sebuah
reaksi disebut sebagai pasangan redoks.

Besi berkarat

Pembakaran terdiri dari reaksi redoks
yang melibatkan
radikal bebas

Contoh reaksi redoks
Salah satu contoh reaksi redoks adalah antara hidrogen dan fluorin:
6

Kita dapat menulis keseluruhan reaksi ini sebagai dua reaksi setengah:
reaksi oksidasi
dan reaksi reduksi
Penganalisaan

masing-masing

reaksi

setengah

akan

menjadikan

keseluruhan proses kimia lebih jelas. Karena tidak terdapat perbuahan total
muatan selama reaksi redoks, jumlah elektron yang berlebihan pada reaksi
oksidasi haruslah sama dengan jumlah yang dikonsumsi pada reaksi reduksi.
Unsur-unsur, bahkan dalam bentuk molekul, sering kali memiliki bilangan
oksidasi nol. Pada reaksi di atas, hidrogen teroksidasi dari bilangan oksidasi
0 menjadi +1, sedangkan fluorin tereduksi dari bilangan oksidasi 0 menjadi 1.
Ketika reaksi oksidasi dan reduksi digabungkan, elektron-elektron yang
terlibat akan saling mengurangi:

Dan ion-ion akan bergabung membentuk hidrogen fluorida:

Reaksi penggantian
Redoks terjadi pada reaksi penggantian tunggal atau reaksi substitusi.
Komponen redoks dalam tipe reaksi ini ada pada perubahan keadaan
oksidasi (muatan) pada atom-atom tertentu, dan bukanlah pada pergantian
atom dalam senyawa.
Sebagai contoh, reaksi antara larutan besi dan tembaga(II) sulfat:

Persamaan ion dari reaksi ini adalah:

7

Terlihat bahwa besi teroksidasi:
dan tembaga tereduksi:

Contoh-contoh lainnya


Besi(II) teroksidasi menjadi besi(III)

 hidrogen

peroksida tereduksi

menjadi hidroksida dengan

keberadaan

sebuah asam:
H2O2 + 2 e− → 2 OH−
Persamaan keseluruhan reaksi di atas adalah:
2Fe2+ + H2O2 + 2H+ → 2Fe3+ + 2H2O


denitrifikasi, nitrat tereduksi

menjadi nitrogen dengan

keberadaan

asam:
2NO3− + 10e− + 12 H+ → N2 + 6H2O


Besi akan teroksidasi menjadi besi(III) oksida dan oksigen akan
tereduksi

membentuk

besi(III)

oksida

(umumnya

dikenal

sebagai perkaratan):
4Fe + 3O2 → 2 Fe2O3
Pembakaran hidrokarbon, contohnya pada mesin pembakaran dalam,
menghasilkan air, karbon dioksida, sebagian kecil karbon monoksida,
dan energi panas. Oksidasi penuh bahan-bahan yang
mengandung karbon akan menghasilkan karbon dioksida.
Dalam kimia organik, oksidasi seselangkah (stepwise oxidation) hidrokarbon
menghasilkan air, dan berturut-turut alkohol, aldehida atau keton, asam
karboksilat, dan kemudian peroksida.

8

Reaksi redoks dalam industri
Proses

utama

pereduksi

bijih

logam

untuk

menghasilkan

logam

didiskusikan dalam artikel peleburan.
Oksidasi digunakan dalam berbagai industri seperti pada produksi produkproduk pembersih.
Reaksi redoks juga merupakan dasar dari sel elektrokimia.
Reaksi redoks dalam biologi

Kiri : asam askorbat (bentuk tereduksi Vitamin C)
Kanan : asam dehidroaskorbat(bentuk teroksidasi Vitamin C)
Banyak

proses biologi yang

melibatkan

reaksi

redoks.

Reaksi

ini

berlangsung secara simultan karena sel, sebagai tempat berlangsungnya
reaksi-reaksi biokimia, harus melangsungkan semua fungsi hidup. Agen
biokimia yang mendorong terjadinya oksidasi terhadap substansi berguna
dikenal

dalam ilmu

pangan dan

kesehatan

sebagaioksidan.

Zat

yang

mencegah aktivitas oksidan disebut antioksidan.
Pernapasan sel, contohnya, adalah oksidasi glukosa (C6H12O6)
menjadi

CO2

dan reduksi oksigen menjadi air. Persamaan ringkas dari

pernapasan sel adalah:
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O
Proses pernapasan sel juga sangat bergantung pada reduksi
NADH

dan

reaksi

baliknya

(oksidasi

NADH

NAD+

menjadi

menjadu

9

NAD+). Fotosintesis secara esensial merupakan kebalikan dari reaksi redoks
pada pernapasan sel:
6 CO2 + 6 H2O + light energy → C6H12O6 + 6 O2

Energi biologi sering disimpan dan dilepaskan dengan menggunakan
reaksi redoks. Fotosintesis melibatkan reduksi karbon
dioksida menjadi gula dan oksidasi airmenjadi oksigen. Reaksi
baliknya, pernapasan, mengoksidasi gula, menghasilkan karbon dioksida dan
air. Sebagai langkah antara, senyawa karbon yang direduksi digunakan
untuk mereduksi nikotinamida adenina dinukleotida (NAD+), yang kemudian
berkontribusi dalam pembentukan gradien proton, yang akan mendorong
sintesisadenosina trifosfat (ATP) dan dijaga oleh reduksi oksigen. Pada sel-sel
hewan, mitokondria menjalankan fungsi yang sama. Lihat pula Potensial
membran.
Istilah keadaan redoks juga sering digunakan untuk menjelaskan
keseimbangan antara NAD+/NADH dengan NADP+/NADPH dalam sistem
biologi seperti pada sel dan organ. Keadaan redoksi direfleksikan pada
keseimbangan beberapa set metabolit (misalnya laktat dan piruvat, betahidroksibutirat dan asetoasetat) yang antarubahannya sangat bergantung
pada rasio ini. Keadaan redoks yang tidak normal akan berakibat buruk,
seperti hipoksia, guncangan (shock), dan sepsis.
Siklus Redoks
Berbagai

macam senyawa

aromatik direduksi

oleh enzim untuk

membentuk senyawa radikal bebas. Secara umum, penderma elektronnya
adalah
terbentuk,

berbagai

jenisflavoenzim dan koenzim-koenzimnya.

radikal-radikal

bebas

anion

ini

akan

mereduksi

Seketika
oskigen

menjadi superoksida. Reaksi bersihnya adalah oksidasi koenzim flavoenzim
dan reduksi oksigen menjadi superoksida. Tingkah laku katalitik ini
dijelaskan sebagai siklus redoks.

10

Contoh molekul-molekul yang menginduksi siklus redoks
adalah herbisida parakuat, dan viologen dan kuinon lainnya
seperti menadion.
Menyeimbangkan reaksi redoks
Untuk menuliskan keseluruhan reaksi elektrokimia sebuah proses redoks,
diperlukan penyeimbangan komponen-komponen dalam reaksi setengah.
Untuk reaksi dalam larutan, hal ini umumnya melibatkan penambahan ion
ion

,

H+

, H2O, dan elektron untuk menutupi perubahan oksidasi.

OH-

Media Asam
Pada media asam, ion

H+

dan air ditambahkan pada reaksi setengah untuk

menyeimbangkan keseluruhan reaksi. Sebagai contoh, ketika mangan(II)
bereaksi dengan natrium bismutat:

Reaksi ini diseimbangkan dengan mengatur reaksi sedemikian rupa sehingga
dua setengah reaksi tersebut melibatkan jumlah elektron yang sama (yakni
mengalikan reaksi oksidasi dengan jumlah elektron pada langkah reduksi,
demikian juga sebaliknya).

Reaksi diseimbangkan:
Hal yang sama juga berlaku untuk sel bahan bakar propana di bawah kondisi
asam:

11

Dengan menyeimbangkan jumlah elektron yang terlibat:

Persamaan diseimbangkan:

Media Basa
Pada media basa, ion

OH-

dan air ditambahkan ke reaksi setengah untuk

menyeimbangkan keseluruhan reaksi.Sebagai contoh, reaksi antara kalium
permanganat dan natrium sulfit:

Dengan menyeimbangkan jumlah elektron pada kedua reaksi setengah di
atas:

Persamaan diseimbangkan:

PENYETARAAN REAKSI REDOKS
REAKSI REDOKS
Pada kenyataannya reaksi oksidasi selalu disertai dengan reduksi. Misalnya
reaksi redoks yang terjadi pada logam natrium (Na) yang mengalami reaksi oksidasi
dan klorin (Cl2) yang mengalami reaksi reduksi.
Contoh

:

1. 2Na(s) + Cl2(g) →2 NaCl (s)

2. Zn(s) + CuSO4(aq) → ZnSO4(aq) + Cu(s)

+2 → 0

12

Peristiwa reduksi selalu disertai dengan peristiwa oksidasi, oleh sebab itu
disebut reaksi oksidasi atau reaksi redoks. Bagian reduksi dan oksidasi masingmasing disebut setengah reaksi.
Reaksi redoks dalam suasana asam :
2 KMnO4(aq) + 8H2SO4(aq) + 10FeSO4(aq) → K2SO4(aq) +2 MnSO4(aq) +
5Fe(SO4)3(aq) + 8H2O)(aq)

+2 → +3

Reaksi redoks dalam suasana basa :
2Al(s) + 2 NaOH(aq) + 2H2O(l) → NaAlO2 + 3 H2(g)

+2 → 0

Reaksi reaksi dalam suasana netral :
H2(g) + Cl2(g) katalis
2HCl (g)
→

0 → -1

Penguraian air :
2H2O (l) → 2H2(g) + O2(g)

-2→ 0

-

Reaksi oksidasi adalah reaksi pelepasan electron atau reaksi
kenaikan bilangan oksidasi.

-

Reaksi reduksi adalah reaksi penerimaan electron atau
reaksi penurunan bilangan oksidasi.

-

Oksidator (pengoksidasi) adalah zat yang mengalami reaksi
reduksi.

13

-

Reduktor (pereduksi) adalah zat yang mengalami reaksi
oksidasi.

Reaksi redoks dapat disetarakan dengan metode bilangan oksidasi atau metode
setengah reaksi
METODE BILANGAN OKSIDASI
1. Bilangan oksidasi unsur bebas = 0
Contoh
: Fe, Au, Ag, Al, Cl2, H2.
2. Bilangan oksidasi atom hydrogen dalam senyawa = +1
Contoh
: HBr, HCl, H2SO4.
Pada hibrida, bilangan oksidasi atom hydrogen = -1
3. Bilangan oksidasi atom hydrogen dalam senyawa = -2
Contoh
: Na2O, Mg0, dan Al2O3.
Pada senyawa peroksida bilangan atom oksidasi oksigen = -1
Contoh
: H2O2,CaO2, dan Na2O2.

1

Dalam senyawa peroksida bilangan oksidasi atom oksigen = - 2

4. Bilangan oksidasi
muatan ionnya.
Contoh :
NaCl, ion Na+¿¿
CaCl2, ion Ca2+¿ ¿
FeCl3, ion Fe3 +¿¿

atom logam pada senyawanya adalah positif sesuaidenagn

→ bilangan oksidasi atom Na = +1
→ bilangan oksidasi atom Ca = +2
→ bilangan oksidasi atom Fe = +3

5. Jumlah bilangan oksidasi atom-atom dalam suatu senyawa = 0 dan dalam
suatu ion poliatin jumlah bilangan oksidasi = muatannya.
Contoh :
Bilangan oksidasi KNO2 = 0
Bilangan oksidasi MnSO4 = 0
Bilangan oksidasi MnO4 = -1
Bilangan oksidasi C2O4 = -2

14

Referensi
1. ^ Hudlický,

Chemistry.

Miloš

(19

Desember

Washington,

1996). Reductions

D.C.: American

in

Chemical

Organic
Society.

hlm. 429. ISBN 0-8412-3344-6.
2. ^ Hudlický,

Chemistry.

Miloš

(19

Desember

Washington,

1990). Oxidations

D.C.: American

in

Chemical

Organic
Society.

hlm. 456. ISBN 0-8412-1780-7.
3. ^ gutier.doc. Diakses pada 30 Juni 2008.

15