2

MODUL 9

Satuan Pendidikan : SMA SEDES SAPIENTIAE JAMBU Mata Pelajaran : Kimia Kelas/Semester : X/2

I.

II.

Standar Kompetensi Memahami sifat-sifat larutan nonelektrolit dan elektrolit, serta oksidasi-reduksi. Kompetensi Dasar Menjelaskan perkembangan konsep reaksi oksidasi-reduksi dan hubungannya dengan tata nama senyawa serta penerapannya.

III. Indikator 1. Membedakan konsep oksidasi dan reduksi ditinjau dari penggabungan dan pelepasan oksigen, pelepasan dan penerimaan elektron serta peningkatan dan penurunan bilangan oksidasi. 2. Menentukan bilangan oksidasi atom unsur dalam senyawa atau ion. 3. Menentukan oksidator dan reduktor dalam reaksi redoks. 4. Mendeskripsikan konsep larutan elektrolit dan konsep redoks dalam memecahkan masalah lingkungan. 5. Memberi nama senyawa menurut IUPAC. IV. Materi Pokok : Reaksi Reduksi Oksidasi (Redoks) V. Sub Materi Pokok : A. Perkembangan Konsep Redoks B. Konsep Bilangan Oksidasi C. Penggolongan Reaksi Berdasarkan Perubahan Bilangan Oksidasi D. Tata Nama IUPAC A. Perkembangan Konsep Redoks 1. Reaksi redoks sebagai reaksi pengikatan dan pelepasan oksigen Oksidasi adalah : reaksi pengikatan oksigen. Contoh : a. Perkaratan besi (Fe). 4Fe(s) + 3O2(g) → 2Fe2O3(s) b. Pembakaran gas metana CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g) c. Oksidasi tembaga oleh udara 2Cu(s) + 3O2(g) → 2CuO(s) d. Oksidasi glukosa dalam tubuh C6H12O6(aq) + 6O2(g) → 6CO2(g) + 6H2O(l) e. Oksidasi belerang oleh KClO3 3S(s) + 2KClO3(s) → 2KCl(s) + 3SO2(g)

Modul Kimia Kelas X

SMA Sedes Sapientiae Bedono

Sumber oksigen pada reaksi oksidasi disebut oksidator. Dari contoh di atas, 4 reaksi menggunakan oksidator berupa udara dan reaksi terakhir menggunakan oksidator berupa KClO3 Reduksi adalah : reaksi pelepasan atau pengurangan oksigen. Contoh : a. Reduksi bijih besi dengan CO Fe2O3(s) + 3CO(g) → 2Fe(s) + 3CO2(g) b. Reduksi CuO oleh H2 CuO(s) + H2(g) → Cu(s) + H2O(g) c. Reduksi gas NO2 oleh logam Na 2NO2(g) + Na(s) → N2(g) + Na2O(s) d. Zat yang menarik oksigen pada reaksi reduksi disebut reduktor. Dari contoh di atas, yang bertindak sebagai reduktor adalah gas CO, H2 dan logam Na. Permasalahan : Reaksi apakah yang terjadi pada reduktor? 2. Reaksi redoks sebagai reaksi pelepasan dan pengikatan / penerimaan elektron Oksidasi adalah : reaksi pelepasan elektron. Zat yang melepas elektron disebut reduktor (mengalami oksidasi). Pelepasan dan penangkapan elektron terjadi secara simultan artinya jika ada suatu spesi yang melepas elektron berarti ada spesi lain yang menerima elektron. Hal ini berarti : bahwa setiap oksidasi disertai reduksi. Reaksi yang melibatkan oksidasi reduksi, disebut reaksi redoks, sedangkan reaksi reduksi saja atau oksidasi saja disebut setengah reaksi. Contoh : (setengah reaksi oksidasi) K → K+ + e Mg → Mg2+ + 2e Reduksi adalah : reaksi pengikatan atau penerimaan elektron. Zat yang mengikat/menerima elektron disebut oksidator (mengalami reduksi). Contoh : (setengah reaksi reduksi) Cl2 + 2e → 2ClO2 + 4e → 2O2Contoh : reaksi redoks (gabungan oksidasi dan reduksi) Oksidasi : Ca → Ca2+ + 2e Reduksi : S + 2e → S2+ Redoks

: Ca + S → Ca2+ + S2-

Keterangan : 2e Ca + S reduktor oksidator

oksidasi

Modul Kimia Kelas X

S2Ca2+ + hasil reduksi hasil oksidasi

reduksi

SMA Sedes Sapientiae Bedono

Contoh lain :

Oksidasi : Fe Reduksi : Cl2 + 2e

Fe3+ +

3e 2Cl-

(x2) (x3) +

2 Fe3+ + 6 Cl-

Redoks : 2 Fe + 3 Cl2

Tentukan mana yang reduktor dan oksidator! Tentukan mana yang hasil oksidasi dan hasil reduksi! 3. Reaksi redoks sebagai reaksi peningkatan dan penurunan bilangan oksidasi Oksidasi adalah : reaksi dengan peningkatan bilangan oksidasi (b.o). Zat yang mengalami kenaikan bilangan oksidasi disebut reduktor. Contoh : K+ +1

K 0

+

e

b.o naik Mg2+ + +2

Mg 0

2e

b.o naik

Reduksi adalah : reaksi dengan penurunan bilangan oksidasi (b.o). Zat yang mengalami penurunan bilangan oksidasi disebut oksidator. Contoh : Cl2 0

2 Cl-2

+

2e

2 O2-4

+

4e

b.o turun O2 0 b.o turun

B. Konsep Bilangan Oksidasi Bilangan oksidasi suatu unsur dalam suatu senyawa adalah muatan yang diemban oleh atom unsur itu jika semua elektron ikatan didistribusikan kepada unsur yang lebih elektronegatif. Contoh : Pada NaCl : atom Na melepaskan 1 elektron kepada atom Cl, sehingga b.o Na = +1 dan Cl = -1.

Modul Kimia Kelas X

SMA Sedes Sapientiae Bedono

Pada H2O :

H H

+ x o oo O x o oo

H x o- 2 o o oOo x o + H

Karena atom O lebih elektronegatif daripada atom H maka elektron ikatan didistribusikan kepada atom O. Jadi b.o O = -2 sedangkan H masing-masing = +1.  Aturan Menentukan Bilangan Oksidasi 1. Semua unsur bebas mempunyai bilangan oksidasi = 0 (nol). Contoh : bilangan oksidasi H, N dan Fe dalam H2, N2 dan Fe = 0. 2. Fluorin, unsur yang paling elektronegatif dan membutuhkan tambahan 1 elektron, mempunyai bilangan oksidasi -1 pada semua senyawanya. 3. Bilangan oksidasi unsur logam selalu bertanda positif (+). Contoh : Unsur golongan IA, IIA dan IIIA dalam senyawanya memiliki bilangan oksidasi berturut-turut +1, +2 dan +3. 4. Bilangan oksidasi suatu unsur dalam suatu ion tunggal = muatannya. Contoh : bilangan oksidasi Fe dalam ion Fe3+ = +3 Perhatian : Muatan ion ditulis sebagai B+ atau B-, sedangkan bilangan oksidasi ditulis sebagai +B atau –B. 5. Bilangan oksidasi H umumnya = +1, kecuali dalam senyawanya dengan logam (hidrida) maka bilangan oksidasi H = -1. Contoh : Bilangan oksidasi H dalam HCl, H2O, NH3 = +1 Bilangan oksidasi H dalam NaH, BaH2 = -1 6. Bilangan oksidasi O umumnya = -2. Contoh : Bilangan oksidasi O dalam senyawa H2O, MgO, BaO = -2. Perkecualian : a. Dalam F2O, bilangan oksidasi O = +2 b. Dalam peroksida, misalnya H2O2, Na2O2 dan BaO2, biloks O = -1. c. Dalam superoksida, misalnya KO2 dan NaO2, biloks O = - 1 2 7. Jumlah biloks unsur-unsur dalam suatu senyawa netral = 0. 8. Jumlah biloks unsur-unsur dalam suatu ion poliatom = muatannya. 2

Contoh : dalam ion S 2 O 3 = (2 x b.o S) + (3 x b.o O) = -2

Modul Kimia Kelas X

SMA Sedes Sapientiae Bedono

C. Penggolongan Reaksi Berdasarkan Perubahan Bilangan Oksidasi 1. Reaksi Bukan Redoks Pada reaksi ini, b.o setiap unsur dalam reaksi tidak berubah (tetap). Contoh : CaO

+

HCl

+2 - 2

CaCl2

+1 - 1

H2O

+

+2 - 1

+1 - 2

2. Reaksi Redoks Pada reaksi ini, terjadi peningkatan dan penurunan b.o pada unsur yang terlibat reaksi. Contoh : Fe

H2SO4

+

0

FeSO4

b.o naik

+

+2 +6 - 2

+1 +6 - 2

oksidasi

b.o turun

H2 0

reduksi

Keterangan : Oksidator = H2SO4 Reduktor = Fe Hasil reduksi = H2 Hasil oksidasi = FeSO4 3. Reaksi Otoredoks ( Reaksi Disproporsionasi ) Pada reaksi ini, yang bertindak sebagai oksidator maupun reduktor’nya merupakan zat yang sama. Contoh : I2 + NaOH 0

NaI +1 - 1

+1

+

NaIO3 + H2O +1 +5

b.o turun, reduksi b.o naik, oksidasi

Keterangan : Oksidator = I2 Reduktor = I2 Hasil reduksi Hasil oksidasi 4.

= NaI = NaIO3

Reaksi Koproporsionasi Pada reaksi ini, yang bertindak sebagai hasil oksidasi maupun hasil reduksi’nya merupakan zat yang sama. Contoh : 2 H2S + SO2 →3 S + 2 H2O –2

+4

Modul Kimia Kelas X

0

SMA Sedes Sapientiae Bedono

D. Tata Nama IUPAC Tata nama senyawa berdasarkan bilangan oksidasi memiliki ketentuan sebagai berikut. 1. Senyawa biner tersusun atas dua macam unsur, baik logam dan nonlogam maupun kedua unsur-unsurnya nonlogam, nama logam didahulukan diikuti senyawa nonlogam yang diberi akhiran –ida. Contoh: NaCl : Natrium klorida MgO : Magnesium oksida Al2S3 : Aluminium sulfida K2S : Kalium sulfida 2. Senyawa biner yang mengandung unsur yang memiliki lebih dari satu bilangan oksidasi maka bilangan oksidasi unsur tersebut ditulis dengan menggunakan angka romawi dalam tanda kurung di belakang nama unsurnya. Tata nama ini diusulkan oleh Stock. Sehingga tata namanya lebih dikenal dengan Tata nama Stock. Contoh: FeO : Besi(II) oksida Fe2O3 : Besi(III) oksida SnCl2 : Timah(II) klorida SnCl4 : Timah(IV) klorida 3. Senyawa ionik diberi nama dengan cara menyebutkan nama kation diikuti nama anion. Jika anion terdiri dari beberapa atom dan mengandung unsur yang memiliki lebih dari satu macam bilangan oksidasi, nama anion tersebut diberi imbuhan hipo-it, -it, -at, atau per-at sesuai dengan jumlah bilangan oksidasi. Contoh: Na2CO3 : natrium karbonat KCrO4 : kalium kromat K2Cr2O7 : kalium dikromat HClO : asam hipoklorit (bilangan oksidasi Cl=+1) HClO2 : asam klorit (bilangan oksidasi Cl=+3) HClO3 : asam klorat (bilangan oksidasi Cl=+5) HClO4 : asam perklorat (bilangan oksidasi Cl=+7) E. Penerapan Reaksi Redoks Konsep reaksi redoks banyak digunakan dalam proses industri. Beberapa industri yang sering menggunakan reaksi redoks di antaranya sebagai berikut. 1. Industri pelapisan logam Industri pelapisan logam adalah industri pelapisan logam dengan unsur-unsur lain yang meningkatkan kualitas logam tersebut. Sebagai contoh pelapisan besi dengan seng atau krom untuk menjaga besi dari perkaratan, melapisi tembaga dengan emas. 2. Industri pengolahan logam Bijih-bijih logam umumnya terdapat dalam bentuk senyawa oksida, sulfida, dan karbonat. Bijih-bijih sulfida dan karbonat diubah terlebih dahulu menjadi oksida melalui pemanggangan. Setelah itu bijih oksida direduksi menjadi logam.

Modul Kimia Kelas X

SMA Sedes Sapientiae Bedono

Contoh: Besi diperoleh dengan cara mereduksi bijih besi Fe2O3 dengan reduktor kokas (C) dalam tanur tinggi. C akan teroksidasi menjadi CO dan CO akan mereduksi Fe2O3 menjadi Fe. 2C + O2 → 2CO Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 3. Industri aki dan baterai Aki dan baterai merupakan sumber energi listrik searah yang bekerja menggunakan prinsip reaksi redoks. Reaksi yang terjadi pada aki: Pb(s) + PbO2(s) + 4H+(aq) + 2SO4 2–(aq) → 2PbSO4(s) + 2H2O(l) Reaksi yang terjadi pada baterai: Zn(s) + 2MnO2(s) +2NH4 +(aq) → Zn 2+ (aq) + Mn2O3(s) + 2NH3(aq) + H2O(l) F. Uji Diri

Modul Kimia Kelas X

SMA Sedes Sapientiae Bedono