KONSEP REAKSI OKSIDASI DAN REDUKSI

.Dalam kehidupan sehari-hari sering ditemui reaksi kimia yang dapat digolongkan dalam reaksi oksidasi, reaksi reduksi maupun reaksi oksidasi-reduksi (redoks), misalnya pembakaran, perkaratan, pengolahan logam dari bijinya.

Berdasar perkembangannya, konsep oksidasi-reduksi dijelaskan dari beberapa hal berikut :

a.  Penggabungan dan Pengeluaran Oksigen

Jika sepotong besi diletakkan di udara terbuka, lama kelamaan logam itu berkarat. Reaksi perkaratan besi
berlangsung sebagai berikut :

4Fe(s) + 3O₂(g) ------> 2Fe2O3

Pada peristiwa perkaratan, besi bereaksi dengan oksigen. Kita katakan besi mengalami oksidasi. Kata “oksidasi” secara karafiah berarti “ Pengoksigenan ”. karat besi adalah oksida dengan rumus Fe2O3, sebagaimana bijih besi pada kulit bumi, pada industri logam bijih besi diolah menjadi besi murni menurut reaksi berikut ini :

Fe2O3(s) + 3CO(g) ------> 2Fe(s) + 3CO2 (g)

           Pada pembuatan besi murni, terjadi pengeluaran atau pengurangan oksigen dari bijih besi (Fe2O3). Kita katakan, Fe2O3 mengalami reduksi. Kata reduksi secara harafiah berarti “pengurangan”. Jadi : Oksidasi adalah peristiwa penggabungan pada persamaan reaksi berikut :

2Cu + O2 ----> 2CuO
2Fe + O2 ----> 2FeO
4Fe + 3O2 ----> 2Fe2O3

Reduksi adalah proses pengambilan atau pengeluaran oksigen dari suatu zat.

2FeO + C ----> 2Fe + CO2
CuO + H2 ----> Cu + H2O

b. Pelepasan dan Penangkapan Elektron

Pada peristiwa oksidasi Fe menjadi Fe2O3, atom Fe melepaskan elektron menjadi ion Fe3+. Jadi pengertian oksidasi dapat diperluas menjadi pelepasan elektron. Sebaliknya pada peristiwa reduksi Fe2O3 menjadi Fe, ion Fe³⁺ menangkap elektron menjadi atom Fe. Maka pengertian reduksi juga dapat diperluas menjadi peristiwa penangkapan elektron.
            Dengan pengertian yang lebih luas ini, konsep oksidasi dan reduksi tidaklah terbatas pada reaksi-reaksi yang melibatkan oksigen saja.
Oksidasi adalah reaksi pelepasan elektron.

Contoh reaksi oksidasi :
Na ----> Na⁺ + e
Zn ----> Zn²⁺ + 2e
Fe²⁺ ----> Fe³+ + e
S^2- ---- >S + 2e

Reduksi adalah reaksi penerimaan atau penangkapan elektron.

Contoh reaksi reduksi :
K⁺ + e ---- >K
Cu²⁺ + 2e ---->Cu
Co³⁺ + e----> Co²⁺
Cl₂ + 2e ---->2Cl^-

Pada reaksi oksidasi, elektron berada di ruas kanan
Pada reaksi reduksi, elektron berada di ruas kiri

Perlu diingat bahwa “ melepaskan elektron “ berarti memberikan elektron kepada atom lain. Sedangkan “menangkap elektron” berarti menerima elektron dari atom lain. Jadi peristiwa oksidasi suatu atom selalu disertai oleh peristiwa reduksi atom yang lain. Sebagai contoh, kita lihat reaksi oksidasi

Zn----> Zn²⁺ + e

Reaksi ini harus mempunyai pasangan berupa reaksi reduksi agar jelas kepada siapa elektron itu diberikan, misalnya :

Cu²⁺ + 2e ---->Cu

Dengan demikian, kedua reaksi diatas masing-masing baru merupakan setengah reaksi, sedangkan reaksi lengkapnya adalah :

Zn + Cu²⁺ ---->Zn²⁺ + Cu

           Reaksi lengkap ini disebut reaksi redoks (singkatan dari reduksi-oksidasi) sebab mengandung dua peristiwa sekaligus : Zn teroksidasi menjadi Zn²⁺ dan Cu²⁺ tereduksi menjadi Cu.
           Zat yang mengalami oksidasi (melepaskan elektron) disebut reduktor (pereduksi), sebab ia menyebabkan zat lain mengalami reduksi, sebaliknya zat yang mengalami reduksi disebut oksidator (pengoksidasi).
Pada contoh reaksi diatas Zn merupakan reduktor, sedangkan Cu²⁺merupakan oksidator.

                      Reduktor = Zat yang mengalami oksidasi
                      Oksidator = Zat yang mengalami reduksi

c. Oksidasi-Reduksi Berdasarkan Bilangan Oksidasi

Oksidasi = Penambahan (naiknya) bilangan oksidasi
Reduksi = Pengurangan (turunnya) bilangan oksidasi
Bilangan oksidasi : bilangan yang menunjukkan kemampuan atom dalam mengikat atau melepas elektron

Contoh :

Fe2O3(s) + ....3CO(g)→ 2Fe(s) +..3CO2(g)
+3..................+2............0..........+4
l_________________l
reduksi........... l_____________l
...........................oksidasi

A.       NORMALITAS

Normalitas yang bernotasi (N) merupakan satuan konsentrasi yang sudah memperhitungkan kation atau anion yang dikandung sebuah larutan. Normalitas didefinisikan banyaknya zat dalam gram ekivalen dalam satu liter larutan. Secara sederhana gram ekivalen adalah jumlah gram zat untuk mendapat satu muatan.

Sebagai contoh: 1 mol H2SO4 dalam 1 liter larutan, H = 1, S = 32 dan O = 16, kita dapat tentukan gram ekivalennya. Dalam hal ini kita telah mengenal konsep ionisasi. 1 mol H2SO4 = 98 gram. (Ingat konsep mol).

Untuk mendapatkan larutan 1 N, maka zat yang dibutuhkan hanya 49 gram H2SO4 dilarutkan kedalam 1 Liter air, karena dengan 49 gram atau 0.5 molar sudah dihasilkan satu muatan dari zat-zat yang terionisasi.

KESIMPULAN

Berdasarkan uraian materi di atas, dapat ditarik beberapa kesimpulan yaitu:

1.      Stoikiometri adalah perhitungan kimia yang menyangkut hubungan kuantitatif zat yang terlibat dalam reaksi.

2. Konsep mol digunakan untuk menentukan rumus kimia suatu senyawa, baik rumus empiris (perbandingan terkecil atom dalam senyawa) maupun rumus molekul (jumlah atom dalam senyawa)
3. Rumus empiris dihitung gram atau persen masing-masing penyusun senyawa dan angka tersebut dibagi dengan Ar masing-masing diperoleh perbandingan mol terkecil dari unsur penyusun senyawa.
4. Rumus molekul dan rumus empiris suatu senyawa ada kalanya sama, tetapi kebanyakan tidak sama.
5. Menentukan rumus molekul senyawa ada dua hal yang harus terlebih dahulu diketahui yaitu rumus empiris senyawa dan Mr atau BM senyawa.
6. Koefisien reaksi :  Perbandingan mol seluruh zat yang ada pada persamaan reaksi, baik reaksi ruas kiri maupun hasil di ruas kanan.

7.      Jika salah satu zat sudah diketahui molnya, mk zat lain pada persamaan reaksi dapat dicari dengan cara membandingkan koefisien.

8.      Hukum-hukum gas

Yaitu:

a.      Hukum Gay-Lussac (hukum perbandingan volume).

b.      Hukum Avogadro (pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang bervolume sama akan memiliki mol yang sama).

c.       Keadaan Standar (setiap 1 mol gas apa saja pada suhu 0^oC dan tekanan 1 atm memiliki volume 22,4 liter (22,4 dm³)

SOAL DAN PEMBAHASAN

1.      Pada wadah tertutup, 4 gram logam kalsium dibakar dengan oksigen, menghasilkan kalsium oksida. Jika massa kalsium oksida yang dihasilkan adalah 5,6 gram, maka berapa massa oksigen yang diperlukan?

Jawab :

m Ca   =  4 gram

m CaO =  5,6 gram

m O₂   = ..?

Berdasarkan hukum kekekalan massa :

Massa sebelum reaksi = massa sesudah reaksi

                                                      m Ca  +  m O₂  =  m CaO

m O₂                  =  m CaO - m Ca

                              =  (5,6 – 4,0) gram

                 = 1,6 gram

Jadi massa oksigen yang diperlukan adalah 1,6 gram.

2.      Jika diketahui perbandingan massa besi (Fe) dan belerang (S) dalam pembentukan senyawa besi (II) sulfida (FeS) adalah 7 : 4 maka tentukan

a.      Massa besi yang dibutuhkan untuk bereaksi dengan 8 gram belerang!

b.      Massa belerang yang tersisa, jika sebanyak 21 gram Fe direaksikan dengan 15 gram S!

c.       Massa S dan massa Fe yang dibutuhkan untuk menghasilkan 22 gram senyawa FeS!

            Jawab :

            Reaksi :               

              7        4           11

Massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama, sehingga 7 gram Fe akan bereaksi dengan 4 gram S membentuk 11 gram FeS.

a)          Massa S = 8 gram

              Massa Fe            = …?

            Massa Fe  =

             Jadi massa Fe yang dibutuhkan adalah 14 gram.

b)                 21 gram Fe direaksikan dengan 15 gram S, berarti :

                  Fe  :  S  =  21  :  15  =  7  :  5

                  Belerang berlebih, berarti seluruh Fe habis bereaksi.

                  Massa Fe yang bereaksi      = 21 gram

                  Massa S yang bereaksi        =

                  Massa S yang tersisa            = ( 15-12 ) gram         = 3 gram

                    Jadi massa S yang tersisa adalah 3 gram.

c)                  Untuk membentuk 22 gram FeS :

                   m Fe  =

                   m S    =

                    Jadi massa Fe dan S yang dibutuhkan adalah 14 gram dan 8 gram.

3.      Karbon dapat bergabung dengan hidrogen dengan perbandingan 3 : 1, membentuk gas metana. Berapa massa hidrogen yang diperlukan untuk bereaksi dengan 900 gram C pada metana?

            Jawab :

            C  :  H =  3  :  1  sehingga :

900  :  m H   =  3  :  1

                                     m H         =

              Jadi, massa H yang diperlukan adalah 300 gram.:

4.      Pada suhu dan tekanan yang sama, sebanyak 2 L gas nitrogen (N₂) tepat bereaksi dengan gas H₂ membentuk gas NH₃ (amonia).

             Tentukan :

a.      Persamaan reaksinya!

b.      Volume gas H₂ yang diperlukan!

c.       Volume gas NH₃ yang dihasilkan!

            Jawab :

a)                  Persamaan reaksinya :

                         

b) V H₂   = 

                            =   

                            =  6 L

                  Jadi volume gas H₂ yang diperlukan dalam reaksi adalah 6 L.

c)  V NH₃        = 

                                    =       

                                    =  4 L

                  Jadi volume gas NH₃ yang dihasilkan oleh reaksi tersebut adalah 4 L.

5.      Setarakan persamaan reaks berikut!

Jawab:

Langkah 1:

Menetapkan koefisien C₂H₆  = 1 sedangkan koefisien yang lain ditulis dengan huruf.

Langkah 2 :

Jumlah atom di ruas kiri dan kanan :

Atom	Ruas kiri	Ruas kanan
C	2	B
H	6	2c
O	2a	2b+c

Langkah 3:

Jumlah atom di ruas kiri = jumlah atom di ruas kanan.

Dari langkah 3, diperoleh :

b          = 2 ……………. (i)

2c        = 6 ……………. (ii)

2a        = (2b + c) …….. (iii)

Dari persamaan (ii), diperoleh :

2c        = 6

c          = ………. (iv)

Persamaan (i) dan (iv) disubstitusikan ke persamaan (iii) :

2a        = (2b + c) …….. (iii)

2a        = {(2).(2) + 3} = 7

a          =  …………... (v)

Langkah 4 :

Nilai-nilai a, b dan c disubstitusikan ke persamaan reaksi :

 …………..(x 2)

Langkah 6 :

Memeriksa kembali jumlah atom di ruas kiri dan kanan, serta melengkapi wujud zatnya.

6.      Tentukan rumus empiris dan rumus molekul senyawa-senyawa di bawah ini!

a.	Suatu senyawa C den H mengandung 6 gram C dan 1 gram H. Tentukanlah rumus empiris dan rumus molekul senyawa tersebut bila diketahui Mr nya = 28 !
Jawab:	mol C : mol H = 6/12 : 1/1 = 1/2 : 1 = 1 : 2 Jadi rumus empirisnya: (CH2)n Bila Mr senyawa tersebut = 28 maka: 12n + 2n = 28 14n = 28  n = 2 Jadi rumus molekulnya : (CH2)2 = C2H4
b.	Untuk mengoksidasi 20 ml suatu hidrokarbon (CxHy) dalam keadaan gas diperlukan oksigen sebanyak 100 ml dan dihasilkan CO2 sebanyak 60 ml. Tentukan rumus molekul hidrokarbon tersebut !
Jawab:	Persamaan reaksi pembakaran hidrokarbon secara umum CxHy (g) + (x + 1/4 y) O2 (g) x CO2 (g) + 1/2 y H2O (l) Koefisien reaksi menunjukkan perbandingan mol zat-zat yang terlibat dalam reaksi. Menurut Gay Lussac gas-gas pada p, t yang sama, jumlah mol berbanding lurus dengan volumenya Maka: mol CxHy : mol O2 : mol CO2 = 1 : (x + 1/4y) : x 20 : 100 : 60 = 1 : (x + 1/4y) : x 1 : 5 : 3 = 1 : (x + 1/4y) : x atau: 1 : 3 = 1 : x x = 3 1 : 5 = 1 : (x + 1/4y) y = 8 Jadi rumus hidrokarbon tersebut adalah : C3H8

7.      Gas A₂ sebanyak 10 mL tepat habis bereaksi dengan 15 mL gas B₂ membentuk 10  mL gas A_xB_y pada suhu dan tekanan yang sama. Berapakah nilai x dan y?

Penyelesaian :

Perbandingan volume gas A₂ terhadap gas B₂ dan gas A_xB_y adalah 10 mL : 15 mL : 10 mL = 2 : 3 : 2. Perbandingan volume gas sama dengan perbandingan koefisien reaksinya. Dengan demikian, persamaan reaksi menjadi :

2 A_2(g) +  3 B_2(g) → 2 A_xB_y

Nilai x = 2 dan nilai y = 3.

8.      Pada suhu dan tekanan tertentu, sebanyak 0,5 L gas hidrogen (Ar H = 1) memiliki massa sebesar 0,05 gram. Berapakah volume gas oksigen yang dapat dihasilkan jika sebanyak 12,25 gram padatan KClO₃ dipanaskan? (Mr KClO₃ = 122,5)

Penyelesaian :

mol H₂ =  gram / Mr  =  0,05 / 2  =  0,025 mol

Persamaan reaksi pemanasan KClO₃ adalah sebagai berikut :

KClO_3(s) →  KCl_(s) +  3/2 O_2(g)

mol KClO₃ = gram / Mr  = 12,25 / 122,5 = 0,1 mol

Dengan demikian, mol O₂ = (3/2) x 0,1 mol = 0,15 mol

Pada suhu dan tekanan yang sama, Hukum Avogadro berlaku pada sistem gas. Perbandingan mol gas sama dengan perbandingan volume gas. Dengan demikian :

mol H₂ :  mol O₂ =  volume H₂ :  volume O­₂

0,025 : 0,15 =  0,5 : volume O₂

Volume O₂ = ( 0,15 x 0,5) / 0,025  =  3 L

9.      Sebanyak 16,4 gram Ca(NO₃)₂ dilarutkan dalam air hingga volume 250 ml. Jika diketahui Mr Ca(NO₃)₂ = 164, tentukan Konsentrasi larutan !

Jawab :

M= (m/n) x (1000/v)

M= (16,4/164) x (1000/250)

M=0,4 M

10.  Sebanyak 50 ml larutan HCl 0,2 M ditambah air hingga membentuk larutan HCl dengan konsentrasi 0,05 M. Hitunglah volume air yang harus ditambahkan !

Jawab :

M₁ . V₁ = M₂ . V₂

0,2 . 50 = 0,05 . V₂

V₂ = 200 ml

V air = 200-50 = 150 ml

11.  Berapa molalitas larutan yang dibuat dari 4 gram NaOH dengan 200 gram air?

Jawab

4 gram NaOH dalam 200 gram air

Jadi, molalitas larutan NaOH adalah 0,5 m.

12.  Tentukan molalitas larutan glukosa (C₆H₁₂O₆) 6 %.

Jawab

Larutan glukosa 6 % mengandung arti bahwa setiap 100 gram larutan, massa glukosa = 6 gram dan massa air 94 gram.

Massa glukosa dalam 6 % glukosa = ⁶/₁₀₀ x 100 gram = 6 gram

Massa pelarut = (100 - 6) gram = 94 gram = 0,094 kg

Jumlah mol glukosa = ⁶/₁₈₀ = 0,033 mol

Jadi, molalitas larutan glukosa 6 % adalah 0,35 molal.

 

13.  Tentukan fraksi mol etanol (Mr = 46) dalam larutan etanol 46 % massa.

Jawab

Larutan etanol 46 % mengandung arti bahwa setiap 100 gram larutan mengandung:

Massa etanol = ⁴⁶/₁₀₀ x 100 gram = 46 gram

Massa air = (100 - 46) gram = 54 gram

Jumlah mol etanol (n_B)= ⁴⁶/₄₆ = 1 mol

Jumlah mol air (n_A) = ⁵⁴/₁₈ = 3 mol

                    = ¹/ ₁₊₃

                    = ¼

                    = 0,25

Jadi, fraksi mol etanol adalah 0,25.

14.  Berapa kadar (dalam %) glukosa (C6H12O6) dalam suatu larutan, jika diketahui fraksi mol glukosa dalam larutan itu sama dengan 0,2 (Mr glukosa = 98)?

Jawab

Jika fraksi mol glukosa = 0,2; maka fraksi mol air = 0,8

Jumlah mol glukosa : jumlah mol air = 0,2 : 0,8 = 1 : 4

Massa glukosa : massa air

= (mol glukosa x Mr glukosa) : (mol air x Mr air)

= (1 x 98) : (4 x 18)

= 98 : 72

Kadar (%) glukosa = ⁹⁸/₁₇₀x 100% = 0,58%

Jadi, kadar glukosa dalam larutan sebesar 0,58 %.

15.  Suatu senyawa dengan rumus C₁₂H₂₂O₁₁ mengandung 72 g karbon , dan oksigen sebanyak…..( Ar H=1, O=16, C=12 )

Jawab

Perbandingan indeks = Perbandingan mol

mol C  : mol = 12 : 11

^{massa C}/_{Ar C} : ^{massa O}/_{Ar O} = 12 : 11

⁷²/₁₂ : ^m/₁₆ = 12: 11

⁷²/_12x12 = ^m/_11x16

        m = 88

Jadi, massa Oksigen dalam senyawa C₁₂H₂₂O₁₁ adalah 88 gram.

Tweet

Jangan sampai ketinggalan postingan-postingan terbaik dari Ramalan Hari Ini | Horoskop | Shio. Berlangganan melalui email sekarang juga:

Atau sobat juga bisa follow Ramalan Hari Ini | Horoskop | Shio dengan mengklik tombol di bawah ini:

Artikel keren lainnya:

Ditulis oleh Unknown pada tanggal Senin, 20 Mei 2013