Aplikasi Redoks dalam Kehidupan Sehari-hari

 

MATERI REDOKS (REDUKSI DAN OKSIDASI)

A. PENDAHULUAN

            Reaksi redoks adalah suatu reaksi yang didalamnya terjadi oksidasi dan reduksi. Konsep reaksi redoks terdiri dari tiga:

 1) Oksidasi dan reduksi sebagai pengikatan dan pelepasan oksigen.

 2) Oksidasi dan reduksi sebagai pelepasan dan penerimaan elektron.

 3) Oksidasi dan reduksi sebagai pertambahan dan penurunan bilangan oksidasi.

B. REAKSI REDOKS BERHUBUNGAN DENGAN OKSIGEN

     Oksidasi adalah pengikatan oksigen.

     Reduksi adalah pelepasan oksigen.

     Menurut konsep ini:

1.      Oksidasi adalah reaksi dimana suatu zat direaksikan dengan sumber oksigen sehingga berikatan dengan oksigen tersebut (membentuk oksida).

2.      Reduksi adalah reaksi dimana suatu zat berupa oksida direaksikan dengan zat yang menarik oksigen sehingga oksida tersebut kehilangan oksigen.

Oksidator adalah sumber oksigen yang mengoksidasi zat lain dan tereduksi.

Reduktor adalah penarik oksigen yang mereduksi zat lain dan teroksidasi.

Contoh oksidasi menurut konsep ini:

      

Karena konsep yang sempit, tidak seluruh reaksi oksidasi/reduksi terjadi secara simultan (redoks). Tidak seluruh reaksi oksidasi melibatkan reduksi, dan tidak seluruh reaksi reduksi melibatkan oksidasi.

C. REAKSI REDOKS BERHUBUNGAN DENGAN ELEKTRON

     Oksidasi adalah pelepasan elektron.

     Reduksi adalah penerimaan elektron.

     Menurut konsep ini:

     1) Oksidasi adalah semua proses reaksi kimia yang disertai pelepasan elektron.

     2) Reduksi adalah semua proses reaksi kimia yang disertai penerimaan elektron.

     Oksidator adalah penerima elektron dan tereduksi.

     Reduktor adalah pelepas elektron dan teroksidasi.

Berdasarkan konsep ini, seluruh reaksi oksidasi/reduksi terjadi secara simultan karena tiap ada zat yang melepas elektron, ada pula zat yang menerima elektron. Oleh karena itu, tiap reaksi oksidasi atau reaksi reduksi menurut konsep ini adalah reaksi redoks. Setengah reaksi redoks adalah reaksi reduksi atau reaksi oksidasi saja dalam suatu keseluruhan reaksi redoks.

Contoh reaksi redoks: Reaksi redoks pembentukan magnesium klorida terjadi menurut reaksi:

D. BILANGAN OKSIDASI

Bilangan oksidasi senyawa adalah jumlah muatan listrik yang dimiliki atom-atom suatu senyawa, dimana elektron ikatan didistribusikan ke atom yang lebih elektronegatif.

Bilangan oksidasi atom adalah muatan listrik yang dimiliki suatu atom dalam sebuah senyawa. Contoh: biloks HCl adalah 0, biloks Mg²⁺ adalah +2, dan biloks F - adalah -1.

Penentuan bilangan oksidasi/biloks atom:

1.      Unsur bebas di alam memiliki biloks 0. Contoh: H₂, N₂, O₂, P₄, S₈, Fe, Mn, Ca.

2.      Ion memiliki biloks yang sama dengan nilai muatannya. Contoh: ion CO₃^2- memiliki biloks -2, ion Ca²⁺ memiliki biloks +2.

3.      Unsur logam memiliki biloks positif. Nilai-nilai biloks logam:

4.      Unsur fluor (F) selalu memiliki biloks -1.

5.      Unsur hidrogen (H) memiliki biloks:

 a. Biloks umum H adalah +1.

    Contoh: dalam HCl dan H₂SO₄, biloks H adalah +1.

 b. Pada hidrida logam, H memiliki biloks -1.

     Contoh: Dalam NaH, biloks hidrogen -1.

6.      Unsur oksigen (O) memiliki biloks:

a. Pada senyawa oksida atau umum, oksigen memiliki biloks -2.

Senyawa oksida mengandung ion oksida (O2- ).

Contoh: Pada K₂O, H₂O, Na₂O dan MgO, biloks oksigen -2.

b. Pada senyawa peroksida, oksigen memiliki biloks -1.

Senyawa peroksida mengandung ion peroksida (O2 2- ).

Contoh: Pada K₂O₂, H₂O₂, Na₂O₂ dan MgO₂, biloks oksigen -1.

c. Pada senyawa superoksida, oksigen memiliki biloks - 1 /2.

Senyawa superoksida mengandung ion superoksida (O2 - ).

Contoh: Pada KO₂, HO₂, NaO₂ dan MgO, biloks oksigen - 1 /2.

d. Pada senyawa F2O, oksigen memiliki biloks +2.

7.      Total biloks atom penyusun suatu senyawa:

a. Pada senyawa netral, total biloks atom penyusun adalah 0.

b. Pada senyawa ion, total biloks atom penyusun sama dengan muatan ionnya.

Contoh: Tentukan bilangan oksidasi unsur S pada Na2SO4!

Jawab: Biloks Na = +1, biloks O = -2.

Total biloks menjadi: 2(b.o. Na) + (b.o. S) + 4(b.o. O) = 0 2(1) + b.o. S + 4(-2) = 0 b.o. S = 8 – 2 = 6

E. PENYETARAAN REAKSI REDOKS

Setelah mampu mengindikasi suatu reaksi oksidasi-reduksi, selanjutnya diperlukan pengetahuan tentang cara menyetarakan reaksi oksidasi reduksi. Seperti halnya reaksi kimia umumnya, untuk menyetarakan reaksi oksidasi-reduksi haruslah memenuhi kesetimbangan massa, yaitu jumlah setiap element/atom harus sama antara kedua sisi. Khusus untuk reaksi oksidasi-reduksi, ketika kita akan menyetarakannya, terdapat suatu aturan tambahan, yaitu jumlah elektron yang terlibat selama reaksi, baik yang dilepas oleh agen pereduksi maupun yang diterima oleh agen pengoksidasi haruslah sama. Ada dua cara untuk menyetarakan reaksi, yaitu:

       a. Metode Setengah Reaksi

       b. Metode Bilangan Oksidasi

§  Penyetaraan Persamaan Reaksi Redoks Penyetaraan persamaan reaksi dengan menggunakan konsep reaksi reduksi dan oksidasi dilakukan karena banyak reaksi yang sulit disetarakan dengan cara menebak seperti pada kebanyakan reaksi sederhana. Cara penyetaraan persamaan reaksi redoks dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu cara setengah reaksi (ion elektron) dan cara perubahan bilangan oksidasi (metode bilangan oksidasi).

a.  Cara Setengah Reaksi (Ion Elektron) Cara ini didasarkan pada pengertian bahwa jumlah elektron yang dilepaskan pada setengah reaksi oksidasi sama dengan jumlah elektron yang diserap pada setengah reaksi reduksi. Penyetaraan dilakukan dengan menyamakan jumlah elektronnya. Cara ini diutamakan untuk reaksi dengan suasana reaksi yang telah diketahui. Penyetaraan dalam larutan bersuasana asam berbeda dengan suasana basa. Proses penyetaraan dengan cara setengan reaksi mengikuti tahaptahap sebagai berikut :

Tahap 1 : Menuliskan setengah reaksi reduksi dan setengah reaksi oksidasi secara terpisah dalam bentuk reaksi ion.

Tahap 2 : Menyetarakan jumlah unsur yang mengalami perubahan biloks (biasanya unsur selain H dan O)

Tahap 3 : Menyetarakan jumlah atom oksigen dengan menambahkan molekul H2O sebanyak jumlah atom O yang kurang.

· Jika suasana asam: tambahkan molekul H2O pada ruas yang kekurangan atom O.

· Jika suasana basa: tambahkan molekul H2O pada ruas yang kelebihan atom O.

Tahap 4 : Menyetarakan jumlah atom hidrogen dengan cara : · Jika suasana asam: dengan menambahkan ion H+ .

· Jika suasana basa: dengan menambahkan ion OH^– .

Tahap 5 : Menyetarakan muatan dengan menambahkan elektron.

Tahap 6 : Menyamakan jumlah elektron yang diterima pada reaksi reduksi dengan jumlah elektron yang dilepaskan pada reaksi oksidasi. Jumlahkan kedua setengah reaksi menjadi satu reaksi redoks yang utuh dan setara.

b. Metode Bilangan Oksidasi

Cara penyetaraan persamaan reaksi dengan cara perubahan bilangan oksidasi, yaitu dengan cara melihat perubahan bilangan oksidasinya. Penyetaraan dilakukan dengan menyamakan perubahan bilangan oksidasi. Pada cara ini suasana reaksi tidak begitu mempengaruhi, meskipun suasana reaksi belum diketahui, penyetaraan dapat dilakukan. Langkah-langkah penyetaraan reaksi dengan metode biloks yaitu :

       Tahap 1 : Tentukan biloks masing-masing unsur yang mengalami perubahan biloks.

Tahap 2 : Setarakan unsur yang mengalami perubahan biloks.

Tahap 3 : Tentukan perubahan biloks.

Tahap 4 : Samakan kedua perubahan biloks .

Tahap 5 : Tentukan jumlah muatan di ruas kiri dan di ruas kanan.

Tahap 6 : Setarakan muatan dengan cara:

· Jika muatan di sebelah kiri lebih negatif, maka ditambahkan ion H⁺ . Ini berarti reaksi dengan suasana asam.

 · Jika muatan di sebelah kiri lebih positif, maka ditambahkan ion OH^- . Ini berarti reaksi dengan suasana basa.

Tahap 7 : Setarakan hidrogen dengan menambahkan H₂O.

F. REAKSI REDOKS DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

1.    Zat pemutih

Zat pemutih adalah senyawa yang dapat digunakan untuk menghilangkan warna benda, seperti pada tekstil, rambut dan kertas. Penghilangan warna terjadi melalui reaksi oksidasi. Oksidator yang biasa digunakan adalah natrium hipoklorit (NaOCl) dan hidrogen peroksida (H₂O₂).

Warna benda ditimbulkan oleh elektron yang diaktivasi oleh sinar tampak. Hilangnya warna benda disebabkan oksidator mampu menghilangkan elektron tersebut. Elektron yang dilepaskan kemudian diikat oleh oksidator.

2.    Fotosintesis

Fotosintesis adalah proses reaksi oksidasi-reduksi biologi yang terjadi secara alami. Fotosintesis merupakan proses yang kompleks dan melibatkan tumbuhan hijau, alga hijau atau bakteri tertentu. Organisme ini mampu menggunakan energi dalam cahaya matahari (cahaya ultraviolet) melalui reaksi redoks menghasilkan oksigen dan gula.

3.      Baterai Nikel Kadmium

Baterai nikel-kadmium merupakan jenis baterai yang dapat diisi ulang seperti aki,baterai HP, dll. Anoda yang digunakan adalah kadmium, katodanya adalah nikel danelektrolitnya adalah KOH. Reaksi yang terjadi:

anoda : Cd + 2OH-→Cd(OH)₂+ 2e

katoda : NiO(OH) + H₂O→Ni(OH)₂+ OH^-

Potensial sel yang dihasilkan sebesar 1,4 volt.

4.      Baterai alkali

Baterai alkali hampir sama dengan bateri karbon-seng. Anoda dan katodanya samadengan baterai karbon-seng, seng sebagai anoda dan MnO₂ sebagai katoda.Perbedaannya terletak pada jenis elektrolit yang digunakan. Elektrolit pada bateraialkali adalah KOH atau NaOH. Reaksi yang terjadi adalah:

anoda: Zn + 2 OH^-→ZnO + H₂O + 2e

katoda: 2MnO₂+ H₂O + 2e^-→Mn₂O₃+ 2OH^-

Potensial sel yang dihasilkan baterai alkali 1,54 volt. Arus dan tegangan padabaterai alkali lebih stabil dibanding baterai karbon-seng.

5.       Baterai perak oksida

Bentuk baterai ini kecil seperti kancing baju biasa digunakan untuk baterai arloji,kalkulator, dan alat elektronik lainnya. Anoda yang digunakan adalah seng,katodanya adalah perak oksida dan elektrolitnya adalah KOH. Reaksi yang terjadi:

anoda : Zn→Zn²⁺+ 2 e-

katoda : Ag₂O + H₂O + 2e→2Ag + 2 OH^-

Potensial sel yang dihasilkan sebesar 1,5 volt.

6.      Pada perkaratan besi

Pada peristiwa perkaratan (korosi), logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen (udara) mengalami reduksi.

 

ANSWER of QUESTION

·      Jelaskan proses yang terjadi pada gambar tersebut!

Pada fotosintesis dan respirasi, transfer elektron tidaklah sederhana. Satu tahap reaksi tetapi melibatkan pembawa elektron yang membawa elektron dari satu pengantara ke yang lainnya. Dua pembawa elektron yang paling umum adalah nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) dan nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADP). Peran dari pembawa elektron ini dalam reaksi redox dapat digambarkan oleh satu reaksi pada respirasi. Pada reaksi ini, asam malat teroksidasi menjadi asam oksaloasetat. Setengah reaksi untuk oksidasi malat adalah :

malat  →  oksaloasetat + 2e^– + 2H⁺

Elektron yang ditarik dari malat ditransfer ke NAD⁺, bentuk teroksidasi dari NAD, dengan demikian mereduksi NAD⁺ menjadi NADH.

Reduksi dari NAD⁺ ditunjukkan oleh setengah reaksi yang kedua :

NAD⁺ + 2e^– + 2H⁺  → NADH + H⁺

Kombinasi dari kedua reaksi diatas :

malat + NAD⁺   →  oksaloasetat + NADH + H⁺

NADH adalah agen pereduksi yang kuat yang dapat dipakai untuk mereduksi molekul yang lain dimanapun didalam sel.

Pada kebanyakan kasus, kehilangan sebuah elektron (e^–) dibarengi dengan kehilangan ion hidrogen atau proton (H⁺). Dengan cara yang sama, ketika sebuah molekul tereduksi  maka normalnya ia akan menerima sebuah proton untuk menyeimbangkan muatan negatif dari elektron yang diperoleh dan menjaga muatan netral. Akan tetapi, untuk NAD⁺, karena ia mulai dengan muatan positif, menerima 2 elektron tetapi hanya 1 proton. Dalam kasus ini, proton kedua bergabung dengan kelompok proton yang ada pada sitoplasma.

Tahap Fotosintesis:

·   Tuliskan persamaan reaksinya!

Oksidasi:

12H₂O → 6O₂ + 24H⁺ +4e^-

Reduksi:

6CO₂ + 24H⁺ +4e^- → C₆H₁₂O

klorofil

6CO₂ + 6H₂O  →   C₆H₁₂O + 6O₂

·   Tentukan oksidator dan reduktornya!

 Oksidator: CO₂

 Reduktor: H₂O

·         Jelaskan proses yang terjadi pada gambar tersebut!

Proses pemutihan dilakukan dengan 2 proses, yaitu meningkatkan efektifitas kerja surfaktan dengan memperkecil ukuran molekul kotoran dengan mengoksidasinya dan elektron yang dilepaskan kemudian diikat oleh oksidator. Oksidator yang digunakan biasanya NaOCl. Jika dilarutkan dalam air, NaOCl akan terurai menjadi ion Na+  dan OCl-. Ion OCl-  akan tereduksi menjadi ion klorin dan ion hidroksida.  

OCl-  +  2e-   +   H₂O   →    Cl-  +  2OH^-

Biloks Cl dalam OCl- adalah +1, sedangkan biloks Cl- adalah -1. Berarti Cl mengalami reduksi atau bertindak sebagai oksidator. Sifat oksidator inilah yang menyebabkan NaOCl dapat mengoksidasi nda pada pakaian putih.

Proses kedua adalah mengubah warna kotoran menjadi putih sehingga tidak tampak oleh mata.

·         Tuliskan persamaan rekasinya!

OCl^- + H₂O + 2e^- → Cl^- + 2OH^-

·         Tentukan oksidator dan reduktornya!

Oksidator: OCl^-

Reduktor: H₂O

·         Tentukan biloks setiap atom yang mengalami redoks!

Biloks Cl dalam OCl^- : 1

Biloks Cl^-:-1

Bilok H dalam H₂O: -1

Biloks H dalam OH^- :1

·           Jelaskan proses yang terjadi pada gambar!

Pada peristiwa korosi, logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen (udara) mengalami reduksi. Karat logam umumnya adalah berupa oksida atau karbonat. Rumus kimia karat besi adalah Fe₂O₃.nH₂O, suatu zat padat yang berwarna coklat-merah. Korosi merupakan proses elektrokimia. Pada korosi besi, bagian tertentu dari besi itu berlaku sebagai anode, di mana besi mengalami oksidasi. Elektron yang dibebaskan di anode mengalir ke bagian lain dari besi itu yang bertindak sebagai katode, di mana oksigen tereduksi. Ion besi(II) yang terbentuk pada anode selanjutnya teroksidasi membentuk ion besi(III) yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi, yaitu karat besi. Mengenai bagian mana dari besi itu yang bertindak sebagai anode dan bagian mana yang bertindak sebagai katode, bergantung pada berbagai faktor, misalnya zat pengotor, atau perbedaan rapatan logam itu.

·      Tuliskan persamaan reaksinya!

Persamaan reaksi yang terjadi

Anoda: Fe(s) → Fe²⁺(aq) + 2e

Katoda: O₂(g) + 2H₂O(l) + 2e → 4OH^-(aq)

Reaksi Total pembentukan karat: 4Fe(s) + 3O₂(g) + nH₂O(l) → 2Fe₂O₃.nH₂O(s)

·      Tentukan oksidator dan reduktornya!

Oksidator: O₂

Reduktor: Fe

·           Jelaskan proses yang terjadi pada gambar tersebut!

Sel aki disebut juga sebagai sel penyimpan, karena dapat berfungsi penyimpan listrik dan pada setiap saat dapat dikeluarkan. Sel aki tergolong jenis sel volta sekunder, karena jika zat yang ada di dalam aki habis, maka dengan mengalirkan arus listrik ke dalam sel aki zat semula akan terbentuk kembali, sehingga sel aki dapat berfungsi lagi. Sel aki terdiri atas Pb (timbal) sebagai anode dan PbO2 (timbal dioksida) sebagai katode. Anode dan katode merupakan zat padat (lempeng) yang berpori, keduanya dicelupkan di dalam larutan asam sulfat. Aki tidak memerlukan jembatan garam karena hasil reaksinya tidak larut dalam sulfat. Kedua elektrode disekat dengan bahan fiberglas agar keduanya tidak saling bersentuhan. Setiap sel aki mempunyai potensial 2 volt. Jadi, aki 6 volt terdiri 3 sel, aki 12 volt terdiri 6 sel, dan sebagainya. Masing-masing sel dihubungkan secara seri. Anode dan katode berubah menjadi zat yang sama yaitu PbSO4. PbSO4 yang terbentuk jika dibiarkan akan menutup kedua elektrode yang berupa kristal putih. Jika permukaan kedua elektrode sudah tertutup endapan PbSO4, maka tidak terdapat selisih potensial, dikatakan aki sudah habis setrumnya. PbO2 di katode dan Pb di anode berubah menjadi PbSO4. Untuk mengembalikan PbSO4 menjadi Pb dan PbO2, aki harus dialiri arus listrik. Selama pengosongan aki, H2SO4 diikat dan dihasilkan air. Dengan demikian kadar H2SO4 berkurang dan massa jenis larutan berkurang. Aki yang baru diisi mengandung larutan dengan massa jenis 1,25–1,30 gram/ cm3. Jika massa jenis larutan turun sampai 1,20 gram/ cm3, aki harus diisi kembali. Pengisian aki dilakukan dengan membalik arah aliran elektron pada kedua elektrode. Pada pengosongan aki, anode (Pb) mengirim elektron pada katode; sebaliknya pada pengisian aki elektrode Pb dihubungkan dengan kutub negatif sumber-sumber arus. PbSO4 yang terdapat pada anode mengalami reduksi, sedangkan PbSO4 yang terdapat pada katode mengalami oksidasi membentuk PbO₂.

·           Tuliskan persamaan rekasinya!

Reaksi penggunaan aki:

Reaksi pengisisan aki:

·       Jelaskan proses yang terjadi pada gambar tersebut!

Pada proses pembakaran ini, terjadi reaksi oksidasi yang terjadi   antara propana atau C₃H₈- pada udara yang kemudian membentuk CO₂. Selain itu atom O₂ atau oksigen juga mengalami reaksi reduksi menjadi H₂O.

·       Tuliskan persamaan reaksinya!

C₃H₈ (g) + 5 O₂ (g) → 3CO₂(g) + 4 H₂O(g)

·         Tuliskan reaksi penyetaraan redoksnya!

C₃H₈ + O₂  → CO₂ + H₂O (reaksi belum setara)
Tahap pertama: setarakan jumlah atom C (kiri 3; kanan 1), agar jumlahnya sama dengan ruas kiri, maka persamaan reaksi menjadi:
C₃H₈ + O₂  →  3CO₂ + H₂O
Tahap kedua: setarakan jumlah atom H (kiri 8; kanan 2), agar jumlahnya sama dengan ruas kiri, maka persamaan reaksi menjadi:
C₃H₈ + O₂ →  3CO₂ + 4H₂O (4 x 2 atom H pada H₂O)
Tahap ketiga: setarakan jumlah atom O (kiri 2; kanan 3 x 2 atom O pada CO₂, dan 4 x 1 atom O pada H₂O
sehingga menjadi 10), agar jumlahnya sama dengan ruas kiri, maka persamaan reaksi menjadi:
C₃H₈ + 5 O₂ →  3CO₂ + 4H₂O (5 x 2 atom O pada O₂)
Dari ketiga tahapan di atas maka dapat ditulis persamaan reaksi setara sebagai berikut:
C₃H₈ + 5 O₂  → 3CO₂ + 4H₂O
Terakhir menambahkan wujud dari masing-masing zat, sehingga menjadi:
C₃H₈(g) + 5 O₂(g) → 3CO₂(g) + 4H₂O (g)

·       Jelaskan proses yang terjadi pada gambar tersebut!

Bentuk baterai ini kecil seperti kancing baju biasa digunakan untuk baterai arloji, kalkulator, dan alat elektronik lainnya. Anoda yang digunakan adalah seng, katodanya adalah perak oksida dan elektrolitnya adalah KOH.

·       Tuliskan persamaan reaksinya!

Zn + Ag₂O + H₂O  →  Zn(OH)₂   + 2Ag⁺

·       Apakah reaksi tersebut termasuk reaksi redoks?

Jawaban : Iya.

Reaksi yang terjadi  :

Anoda       : Zn + 2OH  →  Zn(OH)₂  + 2e

Katoda      : Ag₂O + H₂O + 2e  →  2Ag⁺ + 2OH           

Reaksi diselnya : Zn + Ag₂O + H₂O  →  Zn(OH)₂   + 2Ag⁺

Potensial sel yang dihasilkan sebesar 1,5 volt.

·      Jelaskan proses yang terjadi pada gambar tersebut!

Baterai nikel-kadmium merupakan jenis baterai yang dapat diisi ulang seperti aki, baterai HP, dll. Anoda yang digunakan adalah kadmium, katodanya adalah nikel dan elektrolitnya adalah KOH.

·      Tuliskan persamaan rekasinya!

Cd (s) + NiO₂ (s) + 2H₂O (l) → Cd(OH)₂ (s) + Ni(OH)₂ (s)

·      Apakah reaksi tersebut termasuk reaksi redoks?

Iya.

Anoda : Cd + 2 OH^- → Cd(OH)₂+ 2e

Katoda : NiO(OH) + H₂O → Ni(OH)₂+ OH^-

Reaksi Sel : Cd (s) + NiO₂ (s) + 2H₂O (l) → Cd(OH)₂ (s) + Ni(OH)₂ (s)

Potensial sel yang dihasilkan sebesar 1,4 volt.

·         Tuliskan persamaan rekasinya!

KClO₃(s) + S(s) + H⁺(aq) → KCl(s) + SO₂(g) + H₂O(l)

·         Apakah reaksi tersebut termasuk reaksi redoks?

Iya, proses pembakaran kembang api termasuk redoks karena terjadi reaksi reduksi  KClO₃ dengan berkurangnya bilangan oksidasi atom K dari +7 menjadi +1 dan oksidasi S dengan bertambahnya bilangan oksidasi atom S dari 0 menjadi +4.

·         Tentukan oksidator dan reduktirnya!

Reduktor = S

Oksidator = KClO₃

·         Tentukan biloks setiap atom yang mengalami redoks!

Reaktan:

KClO₃ = biloks:  K= +7, Cl= -1, O= -2(3)= 6

S = biloks: S= 0

Produk:

KCl = biloks: K= +1, Cl= -1

      SO₂ = biloks: S= +4, O= -2(2)= -4

·         Jelaskan proses yang terjadi pada gambar tersebut!

Prinsip kerja proses penyepuhan adalah penggunaan sel  dengan  elektrolit  larutan  dan  elektrode   reaktif.   Contohnya, jika   logam   atau   cincin   dari   besi   akan   dilapisi   emas, digunakan larutan  elektrolit  AuCl₃(aq).  Logam besi (Fe) dijadikan  sebagai  katode,  sedangkan  logam emasnya (Au) sebagai anode. Proses yang terjadi adalah oksidasi logam emas (anode) menjadi ion Au³⁺(aq). Kation ini  akan  bergerak  ke  katode  menggantikan  kation  Au³⁺ yang  direduksi  di  katode.  Kation Au³⁺ di katode direduksi membentuk endapan logam emas yang melapisi logam atau cincin besi

·         Tuliskan persamaan rekasinya!

AuCl₃(aq) → Au³⁺(aq) + 3Cl^-(aq)

Emas (Anode): Au(s) → Au³⁺(aq) + 3e^-(Oksidasi)

Cincin (Katode): Au³⁺(aq) + 3e^- → Au(s) (Reduksi)

·         Apakah reaksi tersebut termasuk reaksi redoks?

Iya. Proses penyepuhan menggunakan reaksi elektrolisis di mana jika elektroda yang digunakan tidak inert, maka ia ikut bereaksi.

·         Jelaskan proses yang terjadi pada gambar tersebut!

Dinamakan baterai alkalin karena elektrolitnya bersifat alkali atau basa, bukan asam. Nama alkalin diambil dari bahan kimia yang digunakan dalam baterai, yaitu: elektrolit basa kalium klorida. Seperti elektrolit dalam sel kering, bentuknya bukan cairan, sehingga mudah dibawa-bawa. Komponen

Anoda : elektroda, bisa berupa logam maupun penghantar listrik lain, pada sel elektrokimia yang terpolarisasi jika arus listrik mengalir ke dalamnya. Arus listrik mengalir berlawanan dengan arah pergerakan elektron. Pada proses elektrokimia, baik sel galvanik (baterai) maupun sel elektrolisis, anoda mengalami oksidasi. Katoda: Kebalikan dari anoda, katoda adalah elektroda dalam sel elaktrokimia yang terpolarisasi jika arus listrik mengalir keluar darinya. Pada baterai biasa (Baterai Karbon-Seng), yang menjadi katoda adalah seng, yang juga menjadi pembungkus baterai. Sedangkan, pada baterai alkalin, yang menjadi katoda adalah mangan dioksida (MnO₂). Baterai Alkalin menggunakan potasium Hydroxide (KOH) sebagai elektrolit, selama proses pengosongan (Discharging) dan pengisian (Charging) dari sel baterai alkali secara praktis tidak ada perubahan berat jenis cairan elektrolit. Fungsi utama cairan elektrolit pada baterai alkalin adalah konduktor untuk memindahkan ion-ion hydroxida dari satu elektroda ke elektroda lainnya tergantung pada prosesnya, pengosongan atau pengisian,sedangkan selama proses pengisian dan pengosongan komposisi kimia material aktif pelat-pelat baterai akan berubah. Proses discharge pada sel berlangsung . Bila sel dihubungkan dengan beban maka, elektron mengalir dari anoda melalui beban ke katoda, kemudian ion-ion negatif mengalir ke anoda dan ion-ion positif mengalir ke katoda. Arus listrik dapat mengalir disebabkan adanya elektron yang bergerak ke dan atau dari elektroda sel melalui reaksi ion antara molekul elektroda dengan molekul elektrolit sehingga memberikan jalan bagi elektron untuk mengalir. Pada proses pengisian. Bila sel dihubungkan dengan power supply maka elektroda positif menjadi anoda dan elektroda negatif menjadi katoda.

·         Tuliskan persamaan rekasinya!

Katoda (+) : 2NH₄⁺(aq) + 2MnO₂(s)+ 2e^- → Mn₂O₃(s) + 2NH₃(aq) + H₂O(l)

Anoda (-) : Zn(s) → Zn²⁺(aq) + 2e^-

Reaksi Sel : 2NH₄⁺(aq) + 2MnO₂(s) + Zn(s) → Mn₂O₃(s) + 2NH₃(aq) + H₂O(l) + Zn²⁺(aq)

·         Tuliskan reaksi penyetaraan redoksnya!

NH₄⁺ + MnO₂ + Zn → Mn₂O₃ + NH₃ + Zn²⁺

(suasana basa: muatan reaktan lebih banyak dari produk)

^§    NH₄⁺ → NH₃ + H⁺

^§    2MnO₂ → Mn₂O₃ + H₂O

^§    Zn → Zn²⁺ + 2e^-

 

^§    NH₄⁺ → NH₃ + H⁺

^§    2MnO₂ + 2H⁺ → Mn₂O₃ + H₂O

^§    Zn → Zn²⁺ + 2e^-

 

^§    NH₄⁺ → NH₃ + H⁺

^§    2MnO₂ + 2H⁺ + 2OH^- → Mn₂O₃ + H₂O + 2OH^-

^§    Zn → Zn²⁺ + 2e^-

 

^§    NH₄⁺ → NH₃ + H⁺        |x2|

^§    2MnO₂ + 2H⁺ + 2OH^- +2e^- → Mn₂O₃ + H₂O + 2OH^-

^§    Zn → Zn²⁺ + 2e^-

Reaksi setara:

2NH₄⁺ → 2NH₃ + 2H⁺

2MnO₂ + 2H⁺ + 2OH^- +2e^- → Mn₂O₃ + H₂O + 2OH^-

Zn → Zn²⁺ + 2e^-                                                         

2NH₄⁺ + 2MnO₂ + 2H⁺ + 2OH^- + Zn + 2e^- → 2NH₃ + 2H⁺ + Mn₂O₃ + H₂O + 2OH^- + Zn²⁺ + 2e^-

2NH₄⁺ + 2MnO₂ + Zn  → 2NH₃ + Mn₂O₃ + H₂O  + Zn²⁺

·         Tentukan oksidator dan reduktornya!

Oksidator: MnO₂

Reduktor: Zn

·         Tentukan biloks setiap atom yang mengalami redoks!

Reaktan:

MnO₂ = biloks:  Mn= +4, O= -2(2)= -4

Zn = biloks: Zn= 0

Produk:

Mn₂O₃ = biloks: Mn= +3(2)= +6, O= -2(3)= -6

Zn²⁺ = biloks: Zn²⁺= +2

 

 

Daftar Referensi

Adhiningtias, Sarah. 15 Februari 2015. Redoks Baterai Alkali. Prezi.com. Diakses tanggal 11 Oktober 2020 23.28 WIB https://prezi.com/u5zki17hh6nz/redoks-baterai-alkali/

Brown, T.L. dan LeMay, H.E. 1991. Chemistry-The Central Science. Fifth. New Jersey USA: Prentice-Hall, Inc.

Hopkins, WG. 2006. Photosynthesis and Respiration. New York: Chelsea House publisher

https://amru.id/penyetaraan-reaksi-redoks-metode-setengah-reaksi/#:~:text=Berikut%20tata%20cara%20menyelesaikan%20penyetaraan,baik%20suasana%20asam%20maupun%20basa.&text=Disamakan%20dulu%20jumlah%20atom%20yang%20terlibat%20pada%20reaksi%20redoks%20dengan%20menambahkan%20koefisien.&text=Dua%20setengah%20reaksi%20tersebut%2C%20setarakan,jumlahkan%20kedua%20setengah%20reaksi%20tersebut

Johari, J.M.C. dan Rachmawati, M. Chemistry 3A. s.l. 2011. PT. Penerbit Erlangga.

Pranoto, Ratna. 2018. Laporan Penelitian Proses Penyepuhan Emas. docplayer.info. Diakses tanggal 11 Oktober 2020 22.59 WIB https://docplayer.info/69465130-Laporan-penelitian-proses-penyepuhan-emas.html

Rahayu, I. Praktis Belajar Kimia. s.l. 2009. PT. Visindo Media Persada.

Utami, B. dkk. Kimia Untuk SMA dan MA Kelas XII. s.l. 2009. Pusat Perbukuan.

Zumdahl, S.S. Chemistry. Second. 1989. USA: D.C. Heath and Company.