Reaksi Oksidasi Reduksi Pada Larutan Kimia

Reaksi Oksidasi Reduksi Pada Larutan Kimia

Reaksi Oksidasi Reduksi Pada Larutan Kimia
Reaksi Oksidasi Reduksi Pada Larutan Kimia

Reaksi Oksidasi Reduksi

Reaksi kimia tidak pernah lepas dari berbagai fenomena alam yang ada di sekitar kita. Sebagai contoh, keberadaan oksigen dalam udara sesungguhnya merupakan lingkaran proses kimia yang dilakukan oleh tumbuhan dan manusia dengan bantuan matahari. Tumbuhan memanfaatkan CO2 yang dibuang manusia untuk proses fotosintesis dengan bantuan sinar matahari. Proses fotosintesis tersebut menghasilkan O2 yang dihirup oleh manusia. Manusia mengeluarkan CO2 dan dimanfaatkan oleh tumbuhan, begitu seterusnya membentuk sebuah siklus.

Selain yang bersifat alamiah, reaksi oksidasi dan reduksi juga terjadi dalam berbagai industri yang menghasilkan bahan-bahan yang dimanfaatkan manusia. Industri pelapisan logam adalah salah satu contoh industri yang memanfaatkan prinsip reaksi redoks.

Perkembangan Konsep Reaksi Redoks

Pengetahuan manusia mengenai reaksi redoks senantiasa berkembang. Perkembangan konsep reaksi redoks menghasilkan dua konsep, klasik dan modern. Awalnya, reaksi redoks dipandang sebagai hasil dari perpindahan atom oksigen dan hidrogen. Oksidasi merupakan proses terjadinya penangkapan oksigen oleh suatu zat. Sementara itu reduksi adalah proses terjadinya pelepasan oksigen oleh suatu zat. Oksidasi juga diartikan sebagai suatu proses terjadinya pelepasan hidrogen oleh suatu zat dan reduksi adalah suatu proses terjadinya penangkap hidrogen. Oleh karena itu, teori klasik mengatakan bahwa oksidasi adalah proses penangkapan oksigen dan kehilangan hidrogen. Di sisi lain, reduksi adalah proses kehilangan oksigen dan penangkapan hidrogen. Seiring dilakukannya berbagai percobaan, konsep redoks juga mengalami perkembangan. Muncullah teori yang lebih modern yang hingga saat ini masih dipakai. Dalam teori ini disebutkan bahwa: a. Oksidasi adalah proses yang menyebabkan hilangnya satu atau lebih elektron dari dalam zat. Zat yang mengalami oksidasi menjadi lebih positif. b. Reduksi adalah proses yang menyebabkan diperolehnya satu atau lebih elektron oleh suatu zat. Zat yang mengalami reduksi akan menjadi lebih negatif. Teori ini masih dipakai hingga saat ini. Jadi proses oksidasi dan reduksi tidak hanya dilihat dari penangkapan oksigen dan hidrogen, melainkan dipandang sebagai proses perpindahan elektron dari zat yang satu ke zat yang lain.

Bilangan Oksidasi

Dalam reaksi oksidasi reduksi modern, keberadaan bilangan oksidasi yang dimiliki suatu zat sangat penting. Bilangan oksidasi adalah muatan listrik yang seakan-akan dimiliki oleh unsur dalam suatu senyawa atau ion. Aturan penentuan bilangan oksidasi sebagai berikut. a. Unsur bebas, memiliki bilangan oksidasi = 0 Contoh: H2 , Br2 , memiliki bilangan oksidasi = 0

b. Oksigen Dalam senyawa, oksigen memiliki bilangan oksidasi = –2, kecuali:

a. Dalam peroksida (H2 O2 ) bilangan oksidasi O = –1

b. Dalam superoksida (H2 O4 ) bilangan oksidasi O = 1 2 

c. Dalam OF2 bilangan oksidasi O = +2 c. Hidrogen Dalam senyawa, bilangan oksidasi H = +1 Contoh: dalam H2 O, bilangan oksidasi H = 1 Dalam hibrida, bilangan oksidasi H = –1

d. Unsur golongan IA Dalam senyawa, bilangan oksidasi unsur golongan IA = +1 Contoh: Na, K memiliki bilangan oksidasi = +1

e. Unsur golongan IIA Dalam senyawa, bilangan oksidasi unsur golongan IIA = +2 Contoh: Ba, Mg, memiliki bilangan oksidasi = +2

f. ¦ Bilangan oksidasi molekul = 0

g. ¦ Bilangan oksidasi ion = muatan ion Contoh: Al3+ memiliki bilangan oksidasi = +3

h. Unsur Halogen F bilangan oksidasi = 0, -1 Cl bilangan oksidasi = 0, -1, +1, +3, +5, +7 Br bilangan oksidasi = 0, -1, +1, +5, +7 I bilangan oksidasi = 0, -1, +1, +5, +7

Reaksi Redoks Ditinjau dari Perubahan Bilangan Oksidasi

Berdasarkan pengertian bilangan oksidasi dan aturan penentuan bilangan oksidasi, konsep reaksi redoks dapat dijelaskan sebagai berikut.

a. Reaksi oksidasi adalah reaksi yang menaikkan bilangan oksidasi. Zat yang mengalami oksidasi merupakan reduktor. Contoh: Fe(s) o F2+ (aq)+ 2e– 0 +2 Zn(s) o Zn2+ (aq)+ 2e– 0 +2

b. Reaksi reduksi adalah reaksi yang menurunkan bilangan oksidasi. Zat yang mengalami reduksi merupakan oksidator. Contoh: I 2 (g) + 2e– o 2I– (aq) 0 -1 Cu2+(g) + 2e– o Cu(s) +2 0 Catatan: a. Jumlah muatan di kanan dan kiri harus sama. b. Jika dalam suatu reaksi tidak terjadi perubahan bilangan oksidasi, reaksi tersebut bukan reaksi redoks.

Perhitungan Kimia

Perhitungan Kimia

Perhitungan Kimia

Perhitungan Kimia
Perhitungan Kimia

Perhitungan Kimia – Air merupakan salah satu senyawa paling sederhana dan paling sering dijumpai serta paling penting. Bangsa Yunani Kuno menganggap air sebagai salah satu dari empat unsur penyusun segala sesuatu (selain tanah, udara, dan api). Bagian terkecil dari air yaitu molekul air. Molekul yaitu partikel yang sangat kecil, sehingga jumlah molekul dalam segelas air melebihi jumlah halaman buku yang ada di bumi. Bagaimana Anda dapat mengetahui jumlah molekul dalam segelas air?

Perhitungan Kimia

Dalam bab ini Anda akan mempelajari berbagai perhitungan untuk menentukan banyaknya suatu zat berdasarkan persamaan reaksi kimia. Oleh karena itu, setelah mempelajari bab ini Anda akan mengetahui cara menghitung jumlah molekul air dalam segelas air.

Pada awal abad ke-19, banyak penelitian dilakukan terhadap sifat gas. Salah seorang peneliti sifat gas yaitu ahli kimia berkebangsaan Prancis yang bernama Joseph Louis Gay Lussac (1778 – 1850). Pada tahun 1808, ia melakukan serangkaian percobaan untuk mengukur volume gas-gas yang bereaksi. Disimpulkannya bahwa pada temperatur dan tekanan sama, perbandingan volume gas-gas yang bereaksi dan volume gas hasil reaksi merupakan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Temuan Gay Lussac ini dikenal sebagai Hukum Perbandingan Volume. Tetapi kemudian timbul pertanyaan. Mengapa pada tekanan dan temperatur yang sama perbandingan volume gas yang bereaksi dan hasil reaksi merupakan perbandingan bilangan bulat dan sederhana?

Penentuan Volume Gas Pereaksi dan Hasil Reaksi

Pertanyaan yang timbul setelah Gay Lussac mengemukakan hukum perbandingan volume dapat dipecahkan oleh seorang ahli fisika Italia yang bernama Amadeo Avogadro pada tahun 1811.

Menurut Avogadro: ”Gas-gas yang volumenya sama, jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama, akan memiliki jumlah molekul yang sama pula”.

Oleh karena perbandingan volume gas hidrogen, gas oksigen dan uap air ; pada reaksi pembentukan uap air = 2 : 1 : 2 ; maka perbandingan antara jumlah molekul hidrogen, oksigen, dan uap air juga 2 : 1 : 2. Jumlah atom tiap unsur tidak berkurang atau bertambah dalam reaksi kimia. Oleh karena itu, molekul gas hidrogen dan molekul gas oksigen harus merupakan molekul dwiatom, sedangkan molekul uap air harus merupakan molekul triatom. Perbandingan volume gas dalam suatu reaksi sesuai dengan koefisien reaksi gas-gas tersebut. Hal ini berarti bahwa, jika volume salah satu gas diketahui, volume gas yang lain dapat ditentukan dengan cara membandingkan koefisien reaksinya.

Contoh : Pada reaksi pembentukan uap air. 2H2 (g) + O2 (g) o 2H2 O(g)

Jika volume gas H2 yang diukur pada suhu 25°C dan tekanan 1 atm sebanyak 10 L volume gas O2 dan H2 O pada tekanan dan suhu yang sama dapat ditentukan dengan cara sebagai berikut. Volume H2 : Volume O2 = Koefisien H2 : Koefisien O2 Volume O2 = Koefisien O Koefisien H u volume H2 Volume O2 = 1 2 u 10 L = 5 L Volume H2 O = 2 2 u 10 L = 10 L

Mari Mencoba

Hubungan Koefisien Reaksi dengan Jumlah Mol Reaktan Tujuan Mempelajari hubungan koefisien reaksi dengan jumlah mol zat-zat yang terlibat dalam reaksi. Alat dan Bahan Rak tabung reaksi Tabung reaksi (6) Silinder ukur 10 mL Penggaris Larutan Pb (NO3 )2 0,5 M Larutan KI 0,5 M Cara Kerja 1. Siapkan 6 tabung reaksi yang sama besarnya, beri nomor 1 sampai dengan 6, kemudian isilah tabung-tabung itu sesuai dengan daftar berikut. Tabung nomor : 1 2 3 4 5 6 Larutan KI : 8 mL 8 mL 8 mL 8 mL 8 mL 8 mL Larutan Pb(NO3 )2 : 1 mL 2 mL 3 mL 4 mL 5 mL 6 mL Air : 5 mL 4 mL 3 mL 2 mL 1 mL 0 mL

Persamaan Reaksi Kimia

Persamaan Reaksi Kimia

Persamaan Reaksi Kimia
Persamaan Reaksi Kimia

Persamaan reaksi menggambarkan reaksi kimia yang terdiri atas rumus kimia pereaksi dan hasil reaksi disertai koefisiennya masing-masing. Persamaan reaksi yang sempurna disebut juga persamaan reaksi yang telah setara. Syarat-syarat persamaan reaksi kimia setara sebagai berikut.

1. Jenis unsur-unsur sebelum dan sesudah reaksi selalu sama.

2. Jumlah masing-masing atom sebelum dan sesudah reaksi selalu sama (memenuhi hukum kekekalan massa).

3. Perbandingan koefisien reaksi menyatakan perbandingan mol (khusus yang berwujud gas perbandingan koefisien juga menyatakan perbandingan volume asalkan suhu dan tekanannya sama).

4. Pereaksi dan hasil reaksi dinyatakan dengan rumus kimia yang benar.

5. Wujud zat-zat yang terlibat reaksi harus dinyatakan dalam tanda kurung setelah rumus kimia. Untuk membuat persamaan reaksi menjadi setara diperbolehkan mengubah jumlah rumus kimia (jumlah molekul atau satuan rumus), tetapi tidak boleh mengubah rumus kimia zat-zat yang terlibat persamaan reaksi. Jumlah satuan rumus kimia disebut koefisien.

Selain menggambarkan rumus kimia, persamaan reaksi yang sempurna juga menunjukkan wujud zat yang terlibat dalam reaksi. Wujud zat dalam persamaan reaksi disingkat dengan: (s) : solid (zat padat) (l ) : liquid (zat cair) (aq) : aqueous (larutan dalam air) (g) : gas Contoh: H2 (g) + O2 (g) o H2 O(l )

Contoh Soal persamaan reaksi kimia

1. Tentukanlah koefisien reaksi dari asam nitrat dan hidrogen sulfida menghasilkan nitorgen oksida, sulfur, dan air. Persamaan reaksinya dapat ditulis: HNO3 (aq) + H2 S(g) o NO(g) + S(s) + H2 O(l )

Jawab: Cara yang termudah untuk menentukan koefisien reaksinya adalah dengan memisalkan koefisiennya masing-masing a, b, c, d dan e sehingga: a HNO3 + b H2 S o c NO + d S + e H2 O Berdasarkan reaksi di atas: atom N : a = c (sebelum dan sesudah reaksi) atom O : 3a = c + e l 3a = a + e l e = 2a atom H : a + 2b = 2e = 2(2a) = 4a l 2b = 3a l b = 3/2 a atom S : b = d = 3/2 a

Maka agar terselesaikan diambil sembarang harga misalnya a = 2 berarti: b = d = 3, dan e = 4 sehingga persamaan reaksinya: 2 HNO3 + 3 H2 S o 2 NO + 3 S + 4 H2 O Persamaan reaksi di atas dapat dibaca: dua senyawa asam nitrat dan tiga senyawa hidrogen sulfida akan menghasilkan dua senyawa nitrogen oksida, tiga atom sulfur, dan empat molekul air.

2. Serbuk besi direaksikan dengan larutan asam klorida menghasilkan larutan besi(II) klorida dan gas hidrogen.

Jawab: Reaksi yang berlangsung dapat ditulis: Fe(s) + HCl(aq) o FeCl2 (aq) + H2 (g) Dari reaksi di atas dapat dilihat bahwa jumlah H dan Cl belum setara. Oleh karena itu, karena jumlah H dan Cl di sebelah kanan = 2 maka di sebelah kiri harus dikalikan 2 sehingga persamaan reaksinya menjadi: Fe(s) + 2HCl(aq) o FeCl2 (aq) + H2 (g)

Karbit: Sang Stimulus Pematangan Buah

Dalam keseharian, terutama bagi mereka yang suka berbelanja di pasarpasar tradisional, mungkin sudah bukan hal yang asing lagi dengan kata karbit. Zat tersebut sangat akrab dengan para penjual buah pisang, karena digunakan untuk mempercepat pematangan buah pisang. Tidak akan asing pula kata karbit bagi mereka yang kesehariannya bekerja sebagai tukang las logam (yang masih menggunakan las karbit), karena zat itu pula yang berperan sebagai sumber penghasil gas yang akan digunakan untuk pengelasan.

Jika kita buka kamus kimia untuk mencari penjelasan dari kata karbit, pada beberapa kamus mungkin tidak akan mendapatkan penjelasannya secara langsung. Akan tetapi dalam kamus tersebut kita akan mendapatkan tulisan “Lihat: Kalsium karbida”. Hal ini karena zat yang selama ini kita kenal namanya dengan sebutan karbit memiliki nama kimia seperti itu.

Penamaan tersebut disesuaikan dengan nama-nama unsur kimia penyusunnya, yaitu kalsium dan karbon. Secara empiris rumus kimia untuk karbit dapat dituliskan sebagai CaC2 , Ca = lambang untuk atom kalsium dan C = lambang untuk atom karbon. Karbit (kalsium karbida) merupakan zat padat abu-abu dan dibuat dari pemanasan kalsium oksida (batu kapur) dengan kokas (arang karbon) pada suhu sekitar 2.000° celsius. Secara kimia proses pembuatan karbit ini dapat dilukiskan dalam bentuk persamaan reaksi berikut. (2.000°C) CaO(s) + C(s) o CaC2 (l ) + CO(g)

Kalsium oksida karbon karbit Dari persamaan reaksi di atas, siswa dapat dilihat bahwa karbit yang dihasilkan dari reaksi tersebut berupa cairan oleh karena itu karbit cair tersebut selanjutnya didinginkan sampai memadat, sehingga jadilah karbit yang padat seperti yang sering kita lihat sehari-hari. Salah satu sifat karbit yang sering dimanfaatkan masyarakat yaitu kemampuannya untuk menghasilkan gas jika bercampur dengan air. Gas tersebut yaitu gas asetilen atau etuna dengan rumus kimia C2 H2 . Persamaan reaksi kimianya sebagai berikut. CaC2 (s) + 2H2 O(l ) o Ca(OH)2 (aq) + C2 H2 (g)

Karbit sering digunakan sebagai stimulus pematangan buah pisang. Secara alamiah, buah pisang akan menghasilkan gas asetilen untuk mempercepat pematangan. Dengan mengenali sifat ini, proses pematangan buah akan dapat dipercepat dengan memanfaatkan sifat karbit seperti disebutkan di atas.

Karbit sering digunakan untuk pengelasan logam (las karbit). Gas asetilen yang dihasilkan dari reaksi karbit dengan air adalah gas yang memiliki sifat mudah terbakar, nyala terang, dan berkalor tinggi (Mulyono HAM, 1997 : 2.500°C ; Yayan Sunarya, 2.000: 3.000°C). Oleh karena itu dengan kalor sebesar ini memungkinkan besi untuk dapat dilelehkan (titik leleh besi = 1.535°C). Inilah prinsip dasar mengapa campuran karbit dengan air dapat digunakan untuk pengelasan logam.

(Iman Salman/Mahasiswa Kimia FPMIPA UPI. Sumber: Mulyono HAM, 1997: Yayan Sunarya, 2000)