Panduan Lengkap Reaksi Redoks: Materi, Contoh Soal & Download PDF

Reaksi redoks merupakan salah satu konsep fundamental dalam kimia yang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari, mulai dari perkaratan besi, proses pembakaran, hingga metabolisme dalam tubuh kita. Singkatan dari reduksi-oksidasi, materi ini membahas tentang perpindahan elektron dan perubahan bilangan oksidasi atom-atom yang terlibat dalam reaksi kimia. Memahami konsep ini sangat penting karena menjadi dasar bagi materi kimia lanjut seperti elektrokimia dan stoikiometri reaksi.

A. Perkembangan Konsep Reaksi Redoks

Konsep reaksi redoks mengalami perkembangan dari tinjauan yang sederhana menuju tinjauan yang lebih modern dan komprehensif.

1. Berdasarkan Pengikatan dan Pelepasan Oksigen

Ini adalah konsep paling klasik. Pada awalnya, oksidasi hanya dikaitkan dengan reaksi suatu zat dengan oksigen.

Oksidasi adalah peristiwa pengikatan oksigen oleh suatu zat.
Contoh: \( 4Fe(s) + 3O_2(g) \rightarrow 2Fe_2O_3(s) \) (Besi mengikat oksigen)

Reduksi adalah peristiwa pelepasan oksigen dari suatu zat.
Contoh: \( CuO(s) + H_2(g) \rightarrow Cu(s) + H_2O(g) \) (Tembaga(II) oksida melepas oksigen)

2. Berdasarkan Perpindahan Elektron

Konsep ini lebih luas dan dapat menjelaskan reaksi yang tidak melibatkan oksigen. Konsep ini ditinjau dari serah terima elektron.

Oksidasi adalah peristiwa pelepasan elektron.
Contoh: \( Na \rightarrow Na^+ + e^- \)

Reduksi adalah peristiwa penerimaan elektron.
Contoh: \( Cl_2 + 2e^- \rightarrow 2Cl^- \)

3. Berdasarkan Perubahan Bilangan Oksidasi (Biloks)

Ini adalah konsep paling modern dan umum digunakan saat ini karena dapat diterapkan pada hampir semua jenis reaksi kimia.

Oksidasi adalah kenaikan bilangan oksidasi (biloks).

Reduksi adalah penurunan bilangan oksidasi (biloks).

B. Bilangan Oksidasi (Biloks) dan Aturannya

Bilangan oksidasi adalah angka yang menunjukkan muatan hipotetis suatu atom dalam molekul atau ion, dengan asumsi bahwa ikatan kimia sepenuhnya bersifat ionik. Untuk menentukan biloks, kita harus mematuhi aturan-aturan berikut secara berurutan (prioritas dari atas ke bawah):

1. Biloks unsur bebas (atom atau molekul unsur) adalah 0. Contoh: \(Na, Fe, H_2, O_2, P_4\) biloksnya = 0.
2. Biloks ion monoatomik sama dengan muatannya. Contoh: \(Na^+\) = +1, \(Ca^{2+}\) = +2, \(Cl^-\) = -1.
3. Jumlah biloks atom-atom dalam senyawa netral adalah 0.
4. Jumlah biloks atom-atom dalam ion poliatomik sama dengan muatan ion tersebut.
5. Biloks unsur Golongan IA (Li, Na, K, Rb, Cs) dalam senyawa adalah +1.
6. Biloks unsur Golongan IIA (Be, Mg, Ca, Sr, Ba) dalam senyawa adalah +2.
7. Biloks Hidrogen (H) dalam senyawa umumnya +1, kecuali dalam hidrida logam (misal NaH, CaH₂) biloks H = -1.
8. Biloks Oksigen (O) dalam senyawa umumnya -2, kecuali dalam peroksida (misal \(H_2O_2\)) biloks O = -1, dalam superoksida (misal \(KO_2\)) biloks O = -½, dan dalam \(OF_2\) biloks O = +2.

C. Oksidator dan Reduktor

Dalam reaksi redoks, zat-zat yang terlibat memiliki peran tertentu:

• Oksidator (Zat Pengoksidasi): Zat yang mengalami reduksi (biloksnya turun) dan menyebabkan zat lain teroksidasi.
• Reduktor (Zat Pereduksi): Zat yang mengalami oksidasi (biloksnya naik) dan menyebabkan zat lain tereduksi.

$$Zn_{(s)} + Cu^{2+}_{(aq)} \rightarrow Zn^{2+}_{(aq)} + Cu_{(s)}$$

Pada reaksi di atas, Zn mengalami oksidasi (0 menjadi +2), maka Zn adalah Reduktor.
\(Cu^{2+}\) mengalami reduksi (+2 menjadi 0), maka \(Cu^{2+}\) adalah Oksidator.

D. Contoh Soal dan Pembahasan

Contoh 1: Menentukan Biloks Unsur dalam Senyawa

Tentukan bilangan oksidasi atom S dalam senyawa \(H_2SO_4\)!

Diketahui: Senyawa \(H_2SO_4\) (netral). Aturan biloks: H = +1, O = -2.

Ditanya: Biloks S?

Jawab:

Dalam senyawa netral, jumlah total biloks = 0.

$$(2 \times \text{biloks H}) + (1 \times \text{biloks S}) + (4 \times \text{biloks O}) = 0$$ $$(2 \times (+1)) + \text{biloks S} + (4 \times (-2)) = 0$$ $$(+2) + \text{biloks S} + (-8) = 0$$ $$\text{biloks S} - 6 = 0$$ $$\text{biloks S} = +6$$

Jadi, bilangan oksidasi S dalam \(H_2SO_4\) adalah +6.

---

Contoh 2: Mengidentifikasi Reaksi Redoks

Periksalah apakah reaksi berikut termasuk reaksi redoks atau bukan: \(NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O\)

Diketahui: Persamaan reaksi \(NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O\).

Ditanya: Apakah ini reaksi redoks?

Jawab:

Kita tentukan biloks setiap unsur sebelum dan sesudah reaksi.

\( \overset{+1}{Na}\overset{-2}{O}\overset{+1}{H} + \overset{+1}{H}\overset{-1}{Cl} \rightarrow \overset{+1}{Na}\overset{-1}{Cl} + \overset{+1}{H_2}\overset{-2}{O} \)

• Na: di kiri +1, di kanan +1 (Tetap)
• O: di kiri -2, di kanan -2 (Tetap)
• H: di kiri +1, di kanan +1 (Tetap)
• Cl: di kiri -1, di kanan -1 (Tetap)

Karena tidak ada perubahan bilangan oksidasi pada unsur manapun, maka reaksi ini BUKAN reaksi redoks. Ini adalah reaksi penetralan (asam-basa) biasa.

---

Contoh 3: Menentukan Oksidator dan Reduktor

Diberikan reaksi: \(2Al_{(s)} + 3Sn(NO_3)_{2(aq)} \rightarrow 2Al(NO_3)_{3(aq)} + 3Sn_{(s)}\). Tentukan oksidator dan reduktornya!

Diketahui: Reaksi lengkap di atas.

Ditanya: Oksidator dan Reduktor?

Jawab:

Kita fokus pada unsur yang kemungkinan berubah biloksnya (logamnya). Kita bisa menuliskan persamaan reaksi ion bersihnya untuk memudahkan: \(2Al + 3Sn^{2+} \rightarrow 2Al^{3+} + 3Sn\).

\( \overset{0}{2Al} + \overset{+2}{3Sn^{2+}} \rightarrow \overset{+3}{2Al^{3+}} + \overset{0}{3Sn} \)

• Al berubah biloks dari 0 menjadi +3 (Kenaikan = Oksidasi).
• Sn²⁺ berubah biloks dari +2 menjadi 0 (Penurunan = Reduksi).

Kesimpulan:

• Zat yang mengalami oksidasi adalah Al, maka Reduktor adalah Al.
• Zat yang mengalami reduksi adalah Sn(NO₃)₂ (atau ion Sn²⁺), maka Oksidator adalah Sn(NO₃)₂.

---

Contoh 4: Penyetaraan Redoks Metode Setengah Reaksi (Suasana Asam)

Setarakan reaksi berikut dalam suasana asam: \(MnO_4^- + C_2O_4^{2-} \rightarrow Mn^{2+} + CO_2\)

Diketahui: Reaksi ion dalam suasana asam.

Ditanya: Persamaan reaksi setara?

Jawab:

1. Pisahkan menjadi dua setengah reaksi:
   Reduksi: \(MnO_4^- \rightarrow Mn^{2+}\) (Biloks Mn turun dari +7 ke +2)
   Oksidasi: \(C_2O_4^{2-} \rightarrow CO_2\) (Biloks C naik dari +3 ke +4)
2. Setarakan atom utama (selain O dan H):
   Reduksi: \(MnO_4^- \rightarrow Mn^{2+}\) (Mn sudah setara)
   Oksidasi: \(C_2O_4^{2-} \rightarrow 2CO_2\) (Setarakan C dengan koefisien 2)
3. Setarakan atom O dengan menambah H₂O (suasana asam):
   Reduksi: \(MnO_4^- \rightarrow Mn^{2+} + 4H_2O\) (Kiri kurang 4 O)
   Oksidasi: \(C_2O_4^{2-} \rightarrow 2CO_2\) (O sudah setara, 4 di kiri, 4 di kanan)
4. Setarakan atom H dengan menambah H⁺:
   Reduksi: \(MnO_4^- + 8H^+ \rightarrow Mn^{2+} + 4H_2O\) (Kanan ada 8 H)
   Oksidasi: \(C_2O_4^{2-} \rightarrow 2CO_2\) (H sudah setara/tidak ada)
5. Setarakan muatan dengan menambah elektron (e⁻):
   Reduksi: \(MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- \rightarrow Mn^{2+} + 4H_2O\) (Muatan kiri: -1+8 = +7, Kanan: +2. Selisih 5)
   Oksidasi: \(C_2O_4^{2-} \rightarrow 2CO_2 + 2e^-\) (Muatan kiri: -2, Kanan: 0. Selisih 2)
6. Samakan jumlah elektron dan jumlahkan reaksi:
   Reduksi (x2): \(2MnO_4^- + 16H^+ + 10e^- \rightarrow 2Mn^{2+} + 8H_2O\)
   Oksidasi (x5): \(5C_2O_4^{2-} \rightarrow 10CO_2 + 10e^-\)
   -------------------------------------------------------------------- (+)
   Hasil Akhir:
   $$2MnO_4^- + 5C_2O_4^{2-} + 16H^+ \rightarrow 2Mn^{2+} + 10CO_2 + 8H_2O$$

---

Contoh 5: Penyetaraan Redoks Metode PBO (Suasana Basa)

Setarakan reaksi berikut dalam suasana basa: \(Cl_2 + IO_3^- \rightarrow Cl^- + IO_4^-\)

Diketahui: Reaksi dalam suasana basa.

Ditanya: Persamaan reaksi setara menggunakan metode Perubahan Biloks (PBO)?

Jawab:

1. Tentukan biloks dan unsur yang mengalami perubahan:
   \( \overset{0}{Cl_2} + \overset{+5}{I}O_3^- \rightarrow \overset{-1}{Cl^-} + \overset{+7}{I}O_4^- \)
2. Setarakan jumlah atom yang biloksnya berubah:
   \( Cl_2 + IO_3^- \rightarrow 2Cl^- + IO_4^- \) (Setarakan Cl di kanan jadi 2)
3. Hitung total perubahan biloks:
   Cl: dari \(0 \times 2 = 0\) menjadi \(-1 \times 2 = -2\). (Turun 2 / Reduksi)
   I: dari \(+5 \times 1 = +5\) menjadi \(+7 \times 1 = +7\). (Naik 2 / Oksidasi)
4. Samakan perubahan biloks (kali silang):
   Karena perubahan biloks sudah sama (sama-sama 2), koefisien sementara tidak berubah.
   \( 1Cl_2 + 1IO_3^- \rightarrow 2Cl^- + 1IO_4^- \)
5. Setarakan muatan dengan menambah OH⁻ (karena basa):
   Muatan di kiri: \(0 + (-1) = -1\)
   Muatan di kanan: \(2(-1) + (-1) = -3\)
   Agar setara, tambahkan 2 OH⁻ di ruas yang lebih positif (kiri).
   \( Cl_2 + IO_3^- + 2OH^- \rightarrow 2Cl^- + IO_4^- \)
6. Setarakan atom H dengan menambah H₂O:
   Di kiri ada 2 atom H (dari 2OH⁻), di kanan belum ada H. Tambahkan 1 H₂O di kanan.
   \( Cl_2 + IO_3^- + 2OH^- \rightarrow 2Cl^- + IO_4^- + H_2O \)
7. Cek jumlah atom O:
   Kiri: \(3 + 2 = 5\). Kanan: \(4 + 1 = 5\). (Sudah setara).
   Hasil Akhir:
   $$Cl_2 + IO_3^- + 2OH^- \rightarrow 2Cl^- + IO_4^- + H_2O$$

Pertanyaan Sering Diajukan Seputar Reaksi Redoks

Apa perbedaan mendasar antara metode setengah reaksi dan metode PBO?

Metode setengah reaksi memisahkan reaksi menjadi bagian oksidasi dan reduksi, dan fokus pada penyetaraan elektron. Metode PBO (Perubahan Bilangan Oksidasi) langsung melihat total perubahan biloks pada persamaan utuh dan menyetarakannya tanpa memisahkan reaksi secara eksplisit. Keduanya akan menghasilkan jawaban yang sama jika dilakukan dengan benar.

Bagaimana cara mengetahui suatu reaksi berlangsung dalam suasana asam atau basa jika tidak disebutkan?

Biasanya soal akan menyertakan spesi penanda. Jika dalam reaksi ada \(H^+\), asam (misal HCl, \(H_2SO_4\)), maka itu suasana asam. Jika ada \(OH^-\) atau basa (misal NaOH, KOH), maka itu suasana basa. Jika tidak ada petunjuk sama sekali, kadang reaksi bisa disetarakan di kedua suasana, namun produk sampingnya (\(H_2O\), \(H^+\), \(OH^-\)) akan menyesuaikan.

Apa itu reaksi autoredoks atau disproporsionasi?

Reaksi autoredoks (disproporsionasi) adalah jenis reaksi redoks khusus di mana satu jenis zat (unsur/senyawa) yang sama bertindak sebagai oksidator sekaligus reduktor. Artinya, sebagian zat tersebut mengalami oksidasi, dan sebagian lainnya mengalami reduksi secara bersamaan. Contoh: \(3Cl_2 + 6KOH \rightarrow 5KCl + KClO_3 + 3H_2O\), di sini Cl₂ berubah biloksnya dari 0 menjadi -1 (di KCl) dan menjadi +5 (di KClO₃).

Kuis Pemahaman Reaksi Redoks

Uji pemahamanmu dengan mengerjakan 10 soal pilihan ganda berikut!

1. Berdasarkan konsep pengikatan oksigen, reaksi oksidasi adalah...

a) Pelepasan oksigen
b) Pengikatan elektron
c) Pengikatan oksigen
d) Pelepasan elektron
e) Penurunan bilangan oksidasi

2. Bilangan oksidasi atom Mn tertinggi terdapat pada senyawa...

a) MnO₂
b) MnSO₄
c) K₂MnO₄
d) KMnO₄
e) Mn₂O₃

3. Pada reaksi: \(2Na_{(s)} + Cl_{2(g)} \rightarrow 2NaCl_{(s)}\), zat yang bertindak sebagai reduktor adalah...

a) Na
b) Cl₂
c) NaCl
d) Na⁺
e) Cl⁻

4. Bilangan oksidasi N dalam ion \(NO_3^-\) adalah...

a) +2
b) +3
c) +4
d) +5
e) -3

5. Reaksi berikut yang BUKAN merupakan reaksi redoks adalah...

a) \(H_2 + O_2 \rightarrow H_2O\)
b) \(Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2\)
c) \(Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\)
d) \(2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2\)
e) \(CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O\)

6. Oksidator adalah zat yang...

a) Melepaskan elektron
b) Mengalami oksidasi
c) Menyebabkan zat lain tereduksi
d) Mengalami penurunan bilangan oksidasi
e) Mengikat oksigen

7. Dalam penyetaraan reaksi redoks suasana asam, untuk menyetarakan atom Oksigen, kita perlu menambahkan...

a) Elektron (e⁻)
b) Ion H⁺
c) Ion OH⁻
d) Molekul H₂O
e) Gas O₂

8. Diketahui reaksi: \(Cu + 2HNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + H_2\). Perubahan bilangan oksidasi Cu adalah...

a) 0 menjadi +1
b) 0 menjadi +2
c) +1 menjadi +2
d) +2 menjadi 0
e) Tidak berubah

9. Pada reaksi disproporsionasi \(Cl_2 + 2NaOH \rightarrow NaCl + NaClO + H_2O\), bilangan oksidasi klorin berubah dari...

a) 0 menjadi -1 dan +1
b) 0 menjadi +1 dan +3
c) -1 menjadi 0 dan +1
d) +1 menjadi -1 dan 0
e) 0 menjadi -1 dan +5

10. Untuk menyetarakan muatan pada setengah reaksi \(Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ \rightarrow 2Cr^{3+} + 7H_2O\), jumlah elektron yang harus ditambahkan adalah...

a) 3 elektron di kanan
b) 3 elektron di kiri
c) 6 elektron di kanan
d) 6 elektron di kiri
e) 12 elektron di kiri

Download Latihan Soal & Pembahasan

[Kode Iklan Disini]

File disiapkan... Tunggu 15 detik.

Download PDF Soal & Pembahasan

[Kode Iklan Disini]