REAKSI REDOKS dan ELEKTROKIMIA 1. Konsep Reduksi – Oksidasi (Redoks) No Reaksi Oksidasi 1 reaksi penambahan oksigen 2 peristiwa pelepasan elektron Contoh : Cu → Cu2+ + 2e3 Terjadi kenaikan bilangan oksidasi 4
Reaksi Reduksi reaksi pengurangan oksigen peristiwa penangkapan elektron contoh: Cu2+ + 2e- → Cu Terjadi penurunan bilangan oksidasi Zat memberikan elektron kepada Zat menerima elektron dari zat lain zat lain Senyawa yang mengalami oksidasi disebut reduktor, senyawa yang mengalami reduksi disebut oksidator.
1.1. Bilangan Oksidasi Muatan dari suatu spesi dikatakan sebagai bilangan oksidasi (biloks). Biloks digunakan untuk menentukan apakah terjadi reaksi redoks atau tidak. Bila terjadi reaksi redoks, maka spesi yang teroksidasi akan mengalami kenaikan biloks dan yang tereduksi akan mengalami penurunan biloks. Aturan penentuan bilangan oksidasi adalah : a. Unsur murni atau senyawa beratom sejenis memiliki biloks = nol b. Atom H biloksnya = +1, kecuali pada senyawa hidrida seperti BaH2, CaH2, NaH, biloks atom H = -1 c. Atom O biloksnya = -2, kecuali pada senyawa o F2O → biloks O = +2 o Senyawa peroksida (H2O2, Na2O2, CaO2) → biloks O = -1 d. Atom logam memiliki biloks positif (+) sesuai dengan valensi logam tersebut e. Jumlah total biloks seluruh atom dalam senyawa netral = nol f. Jumlah total biloks seluruh atom dalam ion = muatan ion g. Jika dua jenis atom bersenyawa, atom yang memiliki keelektronegatifan lebih besar selalu mempunyai bilangan oksidasi negatif 2. Penyetaraan Reaksi Redoks Reaksi redoks dapat disetarakan dengan cara bilangan oksidasi atau cara setengah reaksi. 2.1. Cara Langsung (Perubahan Bilangan Oksidasi/PBO) - Tentukan reaksi reduksi dan oksidasi - Tuliskan perubahan biloks yang terjadi - Samakan jumlah elektron yang dilepas dan diterima dengan menambahkan koefisien - Hitung jumlah muatan kiri dan kanan Jika muatan kiri > kanan → tambahkan OH- pada ruas kiri Jika muatan kiri < kanan → tambahkan H+ pada ruas kiri - Samakan jumlah H dengan menambahkan H2O pada ruas kanan Contoh : Fe+2 + MnO4- → Fe3+ + Mn2+ +7 +2
+2 +3
5Fe+2 + MnO4- → 5Fe3+ + Mn2+ Jumlah muatan kiri = +9 Jumlah muatan kanan = +17 Selisih muatan= +8 di ruas kiri(kiri < kanan) 5Fe+2 + MnO4- + 8 H+ → 5Fe3+ + Mn2+ Jumlah H dan O di ruas kanan dan kiri tidak sama 5Fe+2 + MnO4- + 8 H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
KIMIA SMA XII IPA
(reaksi total)
17
2. Cara Setengah Reaksi Untuk menyelesaikan persamaan redoks dengan cara setengah reaksi, maka langkah – langkah yang dilakukan adalah : Tabel 1. Penyetaraan Reaksi Redoks dengan Cara Setengah Reaksi
Reaksi Suasana Asam
Reaksi Suasana Basa
Tulis masing – masing reaksi reduksi dan oksidasi Setarakan jumlah elektron yang terlibat Tambahkan satu molekul H2O pada ruas yang kekurangan satu atom O Tambahkan satu molekul H+ pada ruas yang kekurangan satu atom H Tulis reaksi yang sudah setara
Tulis masing – masing reaksi reduksi dan oksidasi Setarakan jumlah elektron yang terlibat Tambahkan dua molekul OH- pada ruas yang kekurangan satu atom O Tambahkan molekul H2O pada ruas yang kekurangan atom H Tulis reaksi yang sudah setara
Contoh: Setarakan reaksi berikut ini H+ 21. ClO3 + S2O3 → Cl- + S4O62- (Suasana asam) Jawab : ClO3- + S2O32- → Cl- + S4O62ClO3- + 6e- → Cl{2(S2O32-) → S4O62- + 2e-} x3 ClO3- + 6S2O32- → Cl- + 3S4O62Ruas kanan kekurangan 3 atom O ClO3- + 6S2O32- → Cl- + 3S4O62- + 3H2O Ruas kiri kekurangan 6 atom H ClO3- + 6S2O32- + 6H+ → Cl- + 3S4O62- + 3H2O (reaksi total) 2. Cl2 + IO3- → IO4- + Cl- (Suasana basa) Jawab : Cl2 + IO3- → IO4- + ClCl2 + 2e- → 2ClIO3- → IO4- + 2eRuas kiri kekurangan satu atom O Cl2 + IO3- + 2OH- → IO4- + ClJumlah atom H dan O di ruas kiri dan kanan tidak sama Cl2 + IO3- + 2OH- → IO4- + Cl- + H2O (reaksi total) Latihan Soal Penyetaraan Reaksi Redoks: Selesaikan persamaan reaksi ini dengan cara perubahan bilangan oksidasi! 1. Mg + HNO3 → Mg(NO3)2 + NH4NO3 + H2O 2. KClO3(aq) + H2SO4(l) → KHSO4(s) + O2(g) + ClO2(g) + H2O(g) 3. KMnO4(aq)+ K2C2O4(aq)+H2SO4(aq) → K2SO4(aq) +MnSO4(aq)+ CO2(g)+ H2O(l) 4. ZnS + HNO3 → ZnSO4 + NO + H2O 5. KMnO4 + SnF2 + HF → MnF2 + SnF4 + KF + H2O 6. K2Cr2O7 aq + SnCl2 aq + HClaq → CrCl3 aq + SnCl4 aq + KClaq+ H2Ol 7. Cr2O3 + Na2CO3 + KNO3 → Na2CrO4 + CO2 + KNO2 8. Cl2 + SO2 + H2O → HCl + H2SO4 9. KOH + Cl2 → KCl + KClO3 + H2O 10. CH3OH(l) + Na2Cr2O7(aq) + H2SO4(aq) → Cr2(SO4)3 (aq)+ HCOOH(aq)+ Na2SO4(aq) + H2O(l) 11. Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2O + SO2 12. H2S + HNO3 → H2O + S + NO 13. ZnS + HCl + HNO3 → ZnCl2 + S + H2O + NO 14. KMnO4 + KI + H2O → MnO2 + I2 + KOH 15. NaClO + Br2O3 + NaOH → NaBrO3 + NaCl + H2O
KIMIA SMA XII IPA
18
Selesaikan persamaan reaksi redoks berikut dengan cara Perubahan Bilangan oksidasi dan Setengah reaksi! A. Reaksi redoks dalam suasana asam 1) ClO3¯ + SO2 → SO42¯ + Cl¯ 2) H2S + NO3¯ → S8 + NO 3) MnO4¯ + H2S → Mn2+ + S8 2 4) Cu + SO4 ¯ → Cu2+ + SO2 5) MnO4¯ + CH3OH → CH3COOH + Mn2+ 2 2+ 6) Cr2O7 ¯ + Fe → Cr3+ + Fe3+ 7) HNO2 → NO + NO2 8) H2C2O4 + MnO4¯ → CO2 + Mn2+ 9) O2 + As → HAsO2 + H2O 10) NO2 → NO3¯ + NO 11) ClO4¯ + Cl¯ → ClO¯ + Cl2 12) H5IO6 + Cr → IO3¯ + Cr3+ 13) Fe + HCl → HFeCl4 + H2 14) NO3¯ + H2O2 → NO + O2 15) BrO3¯ + Fe2+ → Br¯ + Fe3+ 2 16) Cr2O7 ¯ + C2H4O → CH3COOH + Cr3+ 17) MnO4¯ +C2H4O → CH3COOH + MnO2 18) Zn + NO3¯ → NH4+ + Zn2+ 2 19) HBr + SO4 ¯ → SO2 + Br2 20) NO3¯ + I2 → IO3¯ + NO2 21) CuS + NO3¯ → NO + Cu2++ HSO4¯ B. Reaksi redoks dalam suasana basa 1) NH3 + ClO¯ → N2H4 + Cl¯ 2) Au + O2 + CN¯ → Au(CN)2¯ + H2O2 3) Br¯ + MnO4¯ → MnO2 + BrO3¯ 4) AlH4¯ + H2CO → Al3+ +CH3OH 5) Se + Cr(OH)3 → Cr + SeO32¯ 6) H2O2 + Cl2O7 → ClO2¯ + O2 7) Fe + NiO2 → Fe(OH)2 +Ni(OH)2 8) MnO4¯ + H2O2 → MnO2 + O2 9) Zn + BrO4¯ → [Zn(OH)4]2¯+Br¯ 10) MnO4¯ + S2¯ → MnO2 + S8 11) Pb(OH)42¯+ ClO¯ → PbO2+Cl¯ 12) Tl2O3 + NH2OH → TlOH + N2 13) Fe(OH)2+CrO42¯ → Fe2O3 + Cr(OH)4¯ 14) Br2 → Br¯ + BrO3¯
SOAL PILIHAN GANDA 1.
2.
3.
4.
5.
Manakah dari reaksi-reaksi berikut yang merupakan reaksi redoks? A. H+ + OH- H2O B. BaCl2 + H2SO4 BaSO4 + 2HCl C. SO2 + OH- HSO2D. I2 + 2S2O32- 2I- + S4O62E. MnCO3 MnO + CO2 Pada reaksi: Cl2 + 2KOH KCl + KClO + H2O bilangan oksidasi klor berubah dari... A. -1 menjadi +1 dan 0 B. +1 menjadi -1 dan 0 C. 0 menjadi -1 dan -2 D. -2 menjadi 0 dan +1 E. 0 menjadi -1 dan +1 Reaksi redoks berikut: Cr2O72- + a Fe2+ + 14H+ b Cr3+ + c Fe3+ + 7H2O setelah disetarakan maka koefisien a, b, c masing-masing adalah …. A. 3, 2, 3 D. 6, 2, 6 B. 3, 4, 3 E. 6, 3, 6 C. 4, 3, 5 Perhatikan reaksi redoks berikut: Cr2O72- + SO32- Cr3+ + SO42- . Setelah reaksi disetarakan, perbandingan banyak mol ion Cr2O72- dengan SO42dalam reaksi tersebut adalah …. A. 1 : 3 D. 3 : 2 B. 3 : 1 E. 1 : 6 C. 2 : 3 Bilangan oksida Cl dari -1 sampai dengan +7. Ion atau molekul manakah di bawah ini yang tidak dapat mengalami reaksi disproporsionasi adalah.. A. Cl2 dan HClO4 D. HCl dan HClO2 B. ClO2 dan HClO3 E. Cl2 dan KClO3 C. Cl- dan NaClO4
KIMIA SMA XII IPA
41
6.
Pada reaksi H2SO4 + HI H2S + I2 + H2O 1,5 mol asam sulfat dapat mengoksidasi hidrogen Iodida sebanyak ........ A. 12 mol B. 9 mol C. 6 mol D. 3 mol E. 1,5 mol 7. Pada reaksi redoks berikut : 4Fe(s) + NO3-(aq) + 10H+(aq) 4Fe2+(aq) + NH4+(aq) + 3H2O(l) maka… A. ion H+ mengalami reduksi B. ion NO3- mengalami oksidasi C. Fe sebagai reduktor D. 1 mol NO3- = 4 mol ekuivalen E. ion NH4+ sebagai oksidator 8. Logam Fe (Ar Fe = 56) jika dilarutkan di dalam asam dan direaksikan dengan KMnO4 akan terjadi reaksi sebagai berikut: Fe2+(aq) + MnO4-(aq) → Mn2+(aq) + Fe3+(aq) Jika berat Fe yang dilarutkan 11,2 gram, maka volume KMnO4 0,1 M yang dibutuhkan untuk reaksi tersebut adalah ........ A. 120 ml B. 160 ml C. 250 ml D. 320 ml E. 400 ml 9. Pada reaksi redoks : aCr2O7-2(aq) + 14 H+(aq) + b Fe2+(aq) cCr3+(aq) + 7H2O(l) + d Fe3+(aq) Nilai a, b, c, dan d berturut-turut dalam reaksi adalah ........ A. 1, 4, 2, 4 B. 1, 6, 2, 6 C. 2, 8, 2, 8 D. 2, 8, 4, 8 E. 3, 8, 6, 8 10. Bilangan oksidasi nitrogen tertinggi terdapat dalam senyawa …. A. NH4Cl B. N2H4 C. NaNO3 D. Li3N E. Ca(NO2)2 11. Diantara reaksi berikut : 1. CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O 2. CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2 3. 2K2CrO4 + H2SO4 K2Cr2O7 + H2O + K2SO4 4. 3Fe2O3 + CO Fe3O4+CO2 yang tergolong reaksi redoks adalah …. A Semua B. 1, 2, dan 3 C. 1, 3, dan 4 D. 1 dan 4 E. 3 dan 4 12. Dalam reaksi: CuS(s) + HNO3(aq) + HCI(aq) CuCl2(aq) + NO(g) + H2O(l) + S(s) Yang merupakan oksidator dan hasil oksidasi adalah …. A. CuS dan NO B. HNO3 dan CuCl2 C. HNO3dan NO D. CuS dan NO E. HNO3 dan S 13. KMnO4 dalam lingkungan basa dapat mengoksidasi Fe(OH)2 menurut persamaan; MnO4-(aq) + aF(OH)2(s) + bH2O(l) MnO2(s) + cFe(OH)3(s) + dOH-(aq) harga a, b, c dan d yang membuat reaksi di atas setara berturut-turut adalah ….. A 3, 1, 2 dan 2 B 2, 2, 2 dan 2 C 3, 2, 3 dan 1 D 3, 2, 3 dan 2 E 1, 1, 1 dan 1 14. Pada reaksi berikut: 6I-(aq) + 2MnO4-(aq) + 4H2O(l)→ 3I2(s)+ 2MnO2(s)+ 8OH-(aq) Pernyataan yang benar adalah.... A. unsur I menerima 6 elektron B. unsur Mn melepaskan 14 elektron C. biloks Mn berubah dari -1 menjadi +4 D. biloks I berubah dari -1 menjadi 0 E. biloks H berubah dari +1 menjadi -1 15. Diantara reaksi berikut yang merupakan reaksi disproporsionasi adalah... A. 2 Na2S2O3 + I2 → 2 NaI + Na2S4O6 B. 2 K2CrO4 + H2SO4 → K2SO4 + K2Cr2O7 + H2O C. 6 KOH + 3 Cl2 → 5 KCl + KClO3 + 3 H2O D. NH4Cl + NaOH → NaCl + NH3 + 3 H2O E. 2 H2S + SO2 → 2 H2O + 3 S 16. Persamaan reaksi : a Cu(s) + b HNO3(aq) → cCu(NO3)2(aq) + dNO(g)+ H2O(l) Koefisien reaksi a, b, c, dan d adalah.... A. 1, 8, 1, 6 B. 3, 8, 3, 2 C. 2, 8, 2, 4 D. 1, 8, 1, 4 E. 3, 8, 3, 4
KIMIA SMA XII IPA
42
17. Reaksi redoks : KMnO4(aq)+ K2C2O4(aq)+H2SO4(aq)→ K2SO4(aq)+MnSO4(aq) + CO2(g)+ H2O(l) Setengah reaksi oksidasi di atas adalah.... A. MnO4- (aq) + 8 H+ + 5 e → Mn2+(aq) + 4 H2O(l) B. Mn2+(aq) → Mn7+(aq) + 5 e C. C2O42-(aq) → 2 CO2(g) + 2 e D. 4 H+ + O2(g0 + 4 e → 2 H2O(l) E. H2C2O4(aq) + 2 H+ + 2 e → 2 CO2(g) + 2 H2O(l) 18. Pada reaksi : 2 Cr(OH)3 + 3 ClO-(aq) + 4 OH-(aq) → 2 CrO42-(aq) + 3 Cl-(aq0 + 5 H2O Perubahan bilagan oksidasi chrom pada reaksi tersebut adalah..... A. 0 menjadi +2 B. 0 menjadi +4 C. +3 menjadi +6 D. +6 menjadi +3 E. +6 menjadi _4 19. Yang bukan merupakan reaksi redoks adalah … A. (NH4)2Cr2O7 → N2 + 4H2O + Cr2O3 B. CuCO3 + H2SO4 → CuSO4 + H2O + CO2 C. H2S + 2H2O + 3Cl2 → SO2 + 6HCl D. Mg + CuSO4 → MgSO4 + Cu E. 3CH3CHOHCH3 + 2CrO3 → 3CH3COCH3 + 2Cr(OH)3 20. Reaksi berikut yang merupakan reaksi oksidasi reduksi adalah … A. Al3+ + 3OH- → Al(OH)3 D. H+ + SO42- → H2SO4 2+ B. Pb + 2Br → PbBr2 E. H2 + Cl2 → 2HCl C. HF + NH3 → NH4F
KIMIA SMA XII IPA
43
