Bilangan Oksidasi (Biloks), Penyetaraan Oksidasi dan Reduksi - Ilmu Siswa

Dalam dunia kimia, dua proses yang sangat penting adalah oksidasi dan reduksi. Kedua proses ini memainkan peran kunci dalam berbagai reaksi kimia dan memiliki dampak besar dalam kehidupan sehari-hari. Artikel ini akan membahas secara mendalam tentang apa itu oksidasi dan reduksi, bagaimana kedua proses ini berhubungan satu sama lain, dan bagaimana mereka memengaruhi berbagai aspek kehidupan kita.

Oksidasi dan Reduksi Pertukaran Oksigen

• Oksidasi

Oksidas adalah reaksi redoks yang melibatkan pengikatan oksigen suatu materi. Dalam reaksi ini, suatu zat kehilangan elektron dan membentuk oksida.

Proses oksidasi sering terjadi ketika suatu zat bereaksi dengan oksigen. Contoh yang paling umum adalah ketika besi teroksidasi dan membentuk karat. Dalam hal ini, besi (Fe) bereaksi dengan oksigen (O2) di udara, dan sebagai hasilnya, besi kehilangan elektron dan membentuk senyawa oksida besi (Fe2O3), yang kita kenal sebagai karat.

Reaksi korosi dapat diwakili oleh persamaan:

Fe + O2 → Fe2O3

!!! Reaksi oksidasi pengikatan oksidasinya berada di ruas kiri (reaktan)

• Reduksi

Reduksi adalah salah satu jenis reaksi redoks di mana terjadi pelepasan oksigen. Dalam proses reduksi ini, suatu zat memperoleh elektron dan akhirnya membentuk senyawa oksida yang lebih rendah.

Dalam konteks ini, reduksi sering terjadi ketika oksigen dilepaskan dari senyawa atau molekul tertentu. Sebagai contoh, dalam proses respirasi selular di tubuh manusia, oksigen digunakan oleh sel-sel untuk menerima elektron dari molekul bahan bakar seperti glukosa. Selama proses ini, oksigen terlibat dalam reduksi karena menerima elektron, dan ini membantu menghasilkan energi yang diperlukan oleh sel untuk berfungsi.

Reaksi fotosintesis

6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2

Selain itu, proses-proses industri seperti pemurnian logam juga melibatkan reduksi yang melibatkan pertukaran oksigen. Dalam kasus ini, oksigen dilepaskan dari bijih logam melalui suatu proses kimia, dan bijih tersebut mengalami reduksi untuk membentuk logam murni.

Reaksi pemurnian besi

Fe2O3 + 3C → 2Fe + 3CO

Reaksi pemurnian tembaga

CuO + H2 → Cu + H2O

Reaksi pemurnian aluminium

Al2O3 → 2Al + 3O2

!!! Reaksi reduksi pengikatan oksidasinya berada di kanan (produk)

Oksidasi dan Reduksi Pertukaran Hidrogen

• Oksidasi

Oksidasi adalah salah satu jenis reaksi redoks di mana terjadi pelepasan hidrogen. Dalam proses oksidasi ini, zat yang kehilangan hidrogen akan mengalami peningkatan bilangan oksidasi.

Dalam konteks ini, oksidasi pertukaran hidrogen sering terjadi ketika hidrogen (H2) melepaskan atom-atomnya dari suatu zat atau molekul. Zat atau molekul tersebut yang kehilangan hidrogen akan mengalami peningkatan bilangan oksidasi karena kehilangan elektron yang terdapat dalam hidrogen.

 Reaksi oksidasi etanol (C2H5OH) menjadi asetaldehida (CH3CHO)

C2H5OH →  CH3CHO + H2

Dalam reaksi ini, molekul etanol kehilangan satu atom hidrogen dan mengalami peningkatan bilangan oksidasi pada atom karbonnya. Atom hidrogen dilepaskan dalam bentuk molekul hidrogen (H2).

•  Reduksi

reduksi pertukaran hidrogen adalah salah satu jenis reaksi redoks yang melibatkan Pengikatan hidrogen. Dalam proses reduksi ini, zat yang memperoleh hidrogen akan mengalami penurunan bilangan oksidasi.

Dalam konteks ini, reduksi pertukaran hidrogen sering terjadi ketika hidrogen (H2) digunakan untuk mengurangi suatu zat atau molekul, sehingga atom hidrogen tersebut menjadi bagian dari molekul tersebut.

Sebagai contoh, pertimbangkan reaksi reduksi asam karbonat (H2CO3) menjadi metanol (CH3OH):

H2CO3 + 2H2 → 2CH3OH + O2

Dalam reaksi ini, asam karbonat (H2CO3) mengalami reduksi ketika dua molekul hidrogen (H2) digunakan untuk mengurangi molekul tersebut menjadi metanol (CH3OH). Pada akhir reaksi, atom hidrogen menjadi bagian dari molekul metanol.

Oksidasi dan Reduksi Pertukaran Elektron

• Oksidasi

Oksidasi adalah salah satu jenis reaksi redoks yang melibatkan kehilangan elektron. Dalam proses oksidasi ini, zat yang kehilangan elektron akan mengalami kenaikan bilangan oksidasi.

Dalam konteks ini, oksidasi pertukaran elektron sering terjadi ketika suatu zat atau molekul melepaskan elektronnya ke zat lain dalam suatu reaksi kimia. Zat yang kehilangan elektron akan mengalami peningkatan bilangan oksidasi karena kehilangan elektron yang terdapat dalam struktur molekulnya.

Contoh Reaksi 

Pb + SO4^2- → PbSO4 + 2e-

• Reduksi

Reduksi adalah reaksi redoks yang melibatkan pengikatan elektron adalah reaksi di mana zat yang memperoleh elektron mengalami penurunan bilangan oksidasi. Berikut adalah contoh reaksi redoks semacam itu dalam bahasa Indonesia:

Contoh Reaksi

Ca2+ + 2e- -> Ca

 

Oksidasi dan Reduksi Melalui Perolehan Bilangan Oksidasi (Biloks)

Bilangan oksidasi adalah cara untuk mengukur sejauh mana atom dalam suatu molekul telah kehilangan atau mendapatkan elektron selama suatu reaksi kimia. Terdapat beberapa aturan dalam menentukan bilangan oksidasi (biloks).

• Bilangan oksidasi unsur bebas adalah nol.
• Biloks golongan IA adalah +1
• Biloks golongan IIA adalah +2
• Biloks AI adalah +3
• Biloks H adalah +1
• Biloks O adalah -2
• Bilangan oksidasi ion adalah sama dengan muatan ion tersebut.
• Biloks senyawa netral adalah 0

Penyetaraan Redoks

• Metode perubahan bilangan oksidasi (biloks)

Metode perubahan bilangan oksidasi (biloks) adalah metode yang paling sederhana untuk menyetarakan reaksi redoks. Metode ini didasarkan pada prinsip bahwa jumlah elektron yang dilepaskan oleh zat yang mengalami oksidasi harus sama dengan jumlah elektron yang diterima oleh zat yang mengalami reduksi.

Berikut adalah langkah-langkah penyetaraan reaksi redoks dengan metode biloks:

1. Tentukan bilangan oksidasi unsur-unsur dalam reaksi redoks.
2. Tentukan zat yang mengalami oksidasi dan zat yang mengalami reduksi.
3. Samakan jumlah unsur yang mengalami perubahan biloks.
4. Hitung total biloks yang mengalami perubahan biloks melalui koefisien dan index.
5. Hitung jumlah elektron yang dilepaskan oleh zat yang mengalami oksidasi.
6. Hitung jumlah elektron yang diterima oleh zat yang mengalami reduksi.
7. Setarakan jumlah elektron dengan dikalikan kelipatannya.
8. Menyamakan jumlah muatan ( jika ada koefisien dan ion) kemudian tambahkan H+ ke muatan yang kecil  jika kondisi asam tambahkan OH- ke muatan yang besar jika kondisi basa
9. Menyetarakan jumlah O dengan menambah H20 pada O yang kurang

• Metode setengah reaksi

Metode setengah reaksi adalah metode yang lebih kompleks daripada metode biloks. Metode ini didasarkan pada pemecahan reaksi redoks menjadi dua setengah reaksi, yaitu setengah reaksi oksidasi dan setengah reaksi reduksi.

Berikut adalah langkah-langkah penyetaraan reaksi redoks dengan metode setengah reaksi:

1. Tulis reaksi redoks dalam bentuk setengah reaksi oksidasi dan setengah reaksi reduksi.
2. Setarakan atom-atom selain oksigen dan hidrogen dalam setiap setengah reaksi.
3. Setarakan atom oksigen dengan menambahkan molekul air (H2O) pada ruas yang kekurangan oksigen.
4. Setarakan atom hidrogen dengan menambahkan ion hidrogen (H+) pada ruas yang kekurangan hidrogen.
5. Setarakan muatan dengan menambahkan elektron (e-) pada ruas yang diperlukan.
6. Gabungkan kedua setengah reaksi dengan menyamakan jumlah elektron.

Oksidasi dan reduksi adalah dua proses penting dalam kimia yang saling terkait. Mereka memainkan peran penting dalam berbagai aspek kehidupan kita, mulai dari pembakaran hingga pemurnian logam, dan bahkan dalam metabolisme tubuh manusia. Memahami konsep ini adalah langkah penting dalam memahami dunia kimia dan dampaknya pada kehidupan sehari-hari.