MEMANIPULASI GUGUS FUNGSI PADA OKSIDASI REDUKSI

A. PENGERTIAN REDUKSI OKSIDASI
   Oksidasi Adalah peristiwa pelepasan elektron, baik melibatkan oksigen ataupun tidak.
   Contoh oksidasi :

1. Yang melibatkan oksigen :

          2Mg + O2 → 2MgO loncatan elektronnya Mg → Mg +2e

      

      2. Yang tidak melibatkan oksigen :

          Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 loncatan elektronnya Mg → Mg + 2e

Reduksi Adalah peristiwa pendapatan elektron, baik melibatkan oksigen ataupun tidak.
Contoh reduksi :

1. Yang melibatkan oksigen :

           2Ag2O → 4Ag + O2 loncatan elektronnya 4Ag + 4e →4Ag
      

      2. Yang tidak melibatkan oksigen :
           Fe + 1e → Fe 

Reaksi Redoks Adalah reaksi yang dimana terjadi peristiwa oksidasi dan reduksi.
Contoh reaksi redoks :     2Ag2O → 4Ag + O2

Reduksi : 4 Ag + 4e → 4 Ag
Oksidasi : 2O → O2 + 4e + 
Redoks : 4Ag + 2O → 4 Ag + O2

Aldehid dan keton sama-sama mempunyai gugus karbonil (C=O). Dengan demikian, sifat fisika dan kimia keduanya hampir sama. Aldehid dan keton dapat dikenai reaksi reduksi maupun oksidasi, dan menghasilkan senyawa organik golongan lain.

Reaksi oksidasi terhadap aldehid menggunakan reagen oksidator yang bervariasi akan menghasilkan asam karboksilat. Oksidator yang paling umum digunakan untuk aldehid adalah kalium dikromat. Aldehid juga dapat teroksidasi menjadi asam karboksilat oleh oksigen bebas di udara.

Oksidasi senyawa organik merupakan keadaan terjadinya pembentukan ikatan antara karbon dan atom yang lebih elektronegatif (biasanya O, N, atau halogen) atau dengan pemutusan ikatan antara karbon dan atom kurang elektronegatif (biasanya H) sehingga dapat menghilangkan kerapatan elektron pada karbon. Sebaliknya, reduksi organik menghasilkan penguatan kerapatan elektron pada karbon yang disebabkan oleh pembentukan ikatan antara karbon dan atom yang kurang elektronegatif atau dengan pemutusan ikatan antara karbon dan atom yang lebih elektronegatif. 

Senyawa golongan keton sukar dioksidasi menggunakan oksidator apapun, termasuk kalium dikromat dan oksigen molekuler. Aldehida mudah dioksidasi sedangkan keton tidak bisa dioksidasi

Aldehida direduksi menghasilkan alkohol primer, sedangkan keton menghasilkan alkohol sekunder.

Reduksi ikatan rangkap C=O lebih sulit direduksi daripada ikatan rangkap C=C. Dengan demikian, jika suatu senyawa mengandung gugus C=O dan C=C dikenai reaksi reduksi, maka C=C akan tereduksi terlebih dahulu.

B. SEJARAH PERKEMBANGAN  TEORI REDOKS

Sebelum melangkah lebih jauh tentang reaksi redoks sebaiknya kita mengetahui terlebih

dahulu bagaimana sejarah perkembangan hingga timbulnya teori redoks.

Dari beberapa abad sebelum Masehi, orang telah mengenal api, terutama pada peristiwa

pembakaran. Sejak saat itu para ahli pengetahuan mulai tertarik tentang proses pembakaran.

Kemudian pada abad ke-16, melalui eksperiment Boyle mengemukakan bahwa pada pembakaan

terjadi penggabungan antara benda yang dibakar dengan partikel api.

Abad ke-17, George Stahl mengemukakan bahwa apabila benda dibakar, maka benda itu akan

kehilangan sesuatu yang disebut plongiston, sehingga apabila benda terbakar massanya

bertambah. Teori ini berlaku untuk logam-logam, tetapi untuk batu bara tidak. Batu bara

apabila dibakar, massa arang yang terbentuk berkurang. Oleh karena itulah pada tahun 1772,

Lavoiser meneliti peristiwa pembakaran bermacam-macam logam dengan udara. Lavoisier

mengatakan bahwa bertambahnya berat logam bila dibakar dalam udara disebabkan karena

adanya reaksi antara logam tersebut dengan gas yang ada di udara, oksigen. Selanjutnya

ahli-ahli kimia mulai mengklasifikasikan reaksi suatu zat dengan oksigen dan diberi

istilah reaksi oksidasi.

1. Konsep Dasar Reaksi Redoks

Reaksi kimia dapat digolongkan ke dalam reaksi redoks dan reaksi bukan redoks. Reaksi

redoks adalah reaksi yang berkaitan dengan peristiwa reduksi dan oksidasi. Reaksi redoks

banyak terjadi dalam kehidupan sehari-hari, misalnya perkaratan besi, reaksi-reaksi

pembakaran, oksidasi makanan dalam sel, fotosintesis, dan peleburan bijih logam, aki,

baterai, dan berbagai proses elektrolisis seperti penyepuhan. Dalam mempelajari reaksi

redoks ada beberapa konsep dasar yang harus dipahami, seperti :

a. Oksidasi :

-Penambahan/pengikatan atom oksigen

-Pelepasan Elektron

-Naiknya bilangan oksidasi

b. Reduksi

-Pengurangan atom oksigen

-Penambahan Elektron

-Turunnya bilangan oksidasi

c. Reduktor (Pereduksi)

-Zat yang mengalami oksidasi

d. Oksidator (pengoksidasi)

-Zat yang mengalami reduksi

e. Reaksi Redoks

-Reaksi yang mengandung peristiwa reduksi dan oksidasi

f. Reaksi autoredoks (disproporsionasi)

-Reaksi redoks yang oksidator dan reduktornya merupakan zat yang sama

g. Bilangan oksidasi

-Muatan suatu atom jika elektron ikatan diberikan kepada atom yang keelektronegatifannya

lebih besar.

2. Perkembangan konsep Redoks

Pengertian reaksi reduksi dan oksidasi telah mengalami berbagai perkembangan. Pada awalnya

peristiwa reduksi oksidasi dikaitkan dengan pelepasan dan pengikatan oksigen. Pada

perkembangan selanjutnya oksidasi dan reduksi dikaitkan dengan penangkapan dan pelepasan

elektron, dan kemudian dengan perubahan bilangan oksidasi. Hal ini dimaksudkan untuk

memberikan cakupan yang lebih luas bagi jenis reaksi tersebut.

C.  REDOKS BERDASARKAN PELEPASAN DAN PENERIMAAN ELEKTRON

Reaksi antara unsur logam dan non logam terjadi dengan serah terima elektron. Perhatikan

contoh berikut:

1. Reaksi kalsium dengan oksigen

2. Reaksi kalsium dengan belerang

Menurut konsep oksidasi reduksi terdahulu, reaksi (1) merupakan reaksi oksidasi karena

merupakan pengikatan oksigen, tetapi reaksi(2) tidak termasuk oksidasi. Pada hal, dalam

kedua reaksi itu kalsium mengalami hal yang sama yaitu: melepas 2 elektron. Sehingga

pengertian redoks terlalu sempit jika hanya ditinjau dari pengikatan dan pelepasan

oksigen. Oleh karena itu muncullah konsep reduksi oksidasi berdasarkan serah terima

elektron. Oksidasi adalah reaksi pelepasan elektron, sedangkan reduksi adalah reaksi

pengikatan/penyerapan elektron.

Pada reaksi (2) di atas kalsium mengalami oksidasi karena melepas elektron, sedangkan

belerang mengalami reduksi karena menangkap elektron. Reaksi yang melibatkan oksidasi

reduksi selanjutnya kita sebut reaksi redoks (reduksi-oksidasi) Sedangkan reaksi yang

hanya reduksi atau oksidasi saja disebut setengah reaksi.

Contoh :

1. 2Cu + O2 → 2CuO

2Cu → 2Cu2+ + 4e (Oksidasi)

O2 + 4e → 2O2- (Reduksi)

2Cu + O2 → 2CuO (Redoks)

2. Cu + Cl2 CuCl2

Cu → Cu2+ + 2e (Oksidasi)

Cl2 + 2e → 2Cl- (Reduksi)

Cu + Cl2 → CuCl2 (Redoks)

Oksidator adalah zat yang menangkap elektron dan mengalami reduksi, sedangkan reduktor

adalah zat yang melepas elektron dan mengalami oksidasi. Pada contoh diatas, kalsium

dioksidasi oleh belerang. Oleh karena itu belerang merupakan pengoksidasi atau oksidator.

Belerang direduksi oleh kalsium, sehingga kalsium merupakan pereduksi atau reduktor.

Pengikatan Oksigen :

Senyawa yang terbentuk dari hasil reaksi dengan oksigen  dinamakan oksida sehingga reaksi antara oksigen dan suatu unsur dinamakan reaksi oksidasi. Karat  besi  adalah  senyawa  yang  terbentuk  dari  hasil  reaksi  antara besi dan oksigen (besi oksida). Perkaratan besi merupakan salah satu contoh dari reaksi  oksidasi.  Persamaan  reaksi  pembentukan  oksida  besi dapat  ditulis  sebagai  berikut.

Pada reaksi tersebut, besi mengalami oksidasi dengan cara mengikat oksigen  menjadi  besi  oksida. Kebalikan dari reaksi oksidasi dinamakan reaksi reduksi. Pada reaksi reduksi  terjadi  pelepasan  oksigen.  Besi  oksida  dapat direduksi  dengan cara  direaksikan  dengan  gas  hidrogen,  persamaan  reaksinya:

Pelepasan dan Penerimaan Elektron

Dalam konsep redoks, peristiwa pelepasan elektron dinamakan oksidasi, sedangkan  peristiwa  penerimaan  elektron  dinamakan  reduksi. Reaksi redoks pada peristiwa perkaratan besi dapat dijelaskan dengan reaksi  berikut:

Pada  reaksi  tersebut,  enam  elektron  dilepaskan  oleh  dua  atom  besi  dan diterima oleh tiga atom oksigen membentuk senyawa Fe2O3, Oleh karena itu, peristiwa oksidasi selalu disertai peristiwa reduksi. Pada setiap persamaan reaksi,  massa  dan  muatan  harus  setara  antara  ruas  kanan  dan  ruas  kiri (ingat  kembali  penulisan  persamaan  reaksi). Persamaan reaksi redoks tersebut memiliki muatan dan jumlah atom yang sama antara ruas sebelah kiri dan sebelah kanan persamaan reaksi. Oksidasi  besi  netral  melepaskan  elektron  yang  membuatnya  kehilangan muatan.  Dengan  menyamakan  koefisiennya  maka  muatan  pada  kedua ruas  persamaan  reaksi  menjadi  sama.  Penyetaraan  pada  reaksi  reduksi oksigen  juga  menggunakan  cara  yang  sama.

Contoh Reaksi Reduksi Oksidasi berdasarkan Transfer elektron

Dari persamaan tersebut, dapat diketahui bahwa Mg melepaskan elektron dan Cl menerima elektron. Dengan demikian, Mg mengalami oksidasi dan Cl mengalami reduksi.

Reduktor dan Oksidator

Dalam  reaksi  redoks,  pereaksi  yang  dapat  mengoksidasi  pereaksi  lain dinamakan  zat  pengoksidasi  atau  oksidator.  Sebaliknya,  zat  yang  dapat mereduksi  zat  lain  dinamakan  zat  pereduksi  atau  reduktor. Pada Contoh diatas, Magnesium melepaskan elektron yang menyebabkan  klorin  mengalami  reduksi.  Dalam  hal  ini,  magnesium  disebut  zat pereduksi  atau  reduktor.  Sebaliknya,  atom  klorin  berperan  dalam mengoksidasi  magnesium  sehingga  klorin  disebut  oksidator.

Contoh Reduktor dan Oksidator

Reaksi Redoks Berdasarkan Perubahan Bilangan Oksidasi

Bagaimana  bilangan  oksidasi  dapat  menjelaskan  reaksi  redoks?  Apa Anda  cukup  puas  dengan  konsep  transfer  elektron? Tinjau antara reaksi SO2 dengan O2 membentuk SO3. Reaksinya dapat dituliskan sebagai berikut :

Jika  dikaji  berdasarkan  konsep  pengikatan  oksigen  maka  reaksi tersebut  adalah  reaksi  oksidasi.  Jika  dikaji  berdasarkan  transfer  elektron maka Anda mungkin akan bingung, mengapa? Pada reaksi tersebut tidak terjadi transfer  elektron,  tetapi terjadi penggunaan  bersama  pasangan elektron  membentuk  ikatan  kovalen. Reaksi tersebut tidak dapat dijelaskan dengan konsep transfer  elektron.

Oleh karena banyak reaksi redoks yang tidak dapat dijelaskan  dengan konsep pengikatan oksigen maupun transfer elektron  maka para pakar kimia mengembangkan konsep alternatif, yaitu perubahan bilangan oksidasi. Menurut konsep  ini,  jika  dalam  reaksi  bilangan  oksidasi  atom  meningkat  maka atom  tersebut  mengalami  oksidasi.  Sebaliknya,  jika  bilangan  oksidasinya turun  maka  atom  tersebut  mengalami  reduksi.

Untuk  mengetahui  suatu  reaksi tergolong reaksi redoks atau bukan menurut konsep perubahan bilangan oksidasi maka perlu diketahui biloks dari setiap atom, baik dalam pereaksi maupun  hasil  reaksi.

Berdasarkan  diagram  tersebut  dapat  disimpulkan  bahwa:

Atom  S  mengalami  kenaikan  biloks  dari  +4  menjadi  +6,  peristiwa ini  disebut  oksidasi; atom O mengalami penurunan biloks dari 0 menjadi –2, peristiwa ini disebut  reduksi. Dengan  demikian,  reaksi  tersebut  adalah  reaksi  redoks.

Oleh  karena molekul  O2 menyebabkan  molekul  SO2 teroksidasi  maka molekul  O2 adalah  oksidator.  Molekul  O2 sendiri  mengalami  reduksi  akibat  molekul SO2 sehingga  SO2 disebut reduktor.

Contoh Reaksi Redoks Menurut Perubahan Bilangan Oksidasi


Permasalahan :

1. Seperti yang sudah dibahas bahwa Senyawa golongan keton sukar dioksidasi menggunakan oksidator apapun, termasuk kalium dikromat dan oksigen molekuler. Mengapa demikian?
2. bagaimana caranya agar kita dapat mengetahui  suatu  reaksi tergolong reaksi redoks atau bukan menurut konsep perubahan bilangan oksidasi?