< PreviousReaksi Oksidasi dan Reduksi SMA Jilid 1133di dalam tubuh merupakan sebagian contoh-contoh reaksioksidasi dan reduksi.1.Konsep redoks berdasarkan pengikatan dan pele-pasan oksigenKonsep reaksi oksidasi dan reduksi mengalami per-kembangan dari masa ke masa sesuai cakupan konsepyang dijelaskan. Pada mulanya konsep reaksi oksidasi danreduksi ditinjau dari penggabungan dan pelepasan oksi-gen. Reaksi oksidasi didefinisikan sebagai reaksi peng-gabungan/pengikatan suatu zat dengan oksigen. Sebalik-nya reaksi pelepasan oksigen oleh suatu zat disebut reaksireduksi.Contoh reaksi oksidasi:a.C(s) + O2(g)o CO2(g)b.4 Fe(s) + 3 O2(g)o 2 Fe2O3(s)c.Cu(s) + O2(g)o CuO(s)d.S(s) + O2(g)o SO2(g)e.SO2(g) + O2(g)o SO3(g)Pada reaksi di atas C mengikat O2 membentuk CO2.Demikian juga Fe, Cu, S, dan SO2 berturut-turut menjadiFe2O3, CuO, SO2, dan SO3 setelah mengikat oksigen. Jadi,C, Fe, Cu, S, dan SO2 telah mengalami reaksi oksidasi.Contoh reaksi reduksi:a.2 SO3(g)o 2 SO2(g) + O2(g)b.2 KClO3(s)o 2 KCl(s) + 3 O2(g)c.2 KNO3(aq)o 2 KNO2(aq) + O2(g)Perhatikan reaksi di atas, SO3 melepaskan oksigenmembentuk SO2, demikian juga KClO3 dan KNO3 masing-masing melepaskan oksigen menjadi KCl dan KNO2. Jadi,SO3, KClO3, dan KNO3 mengalami reaksi reduksi.Pada reaksi termit menghasilkan besi cair yang seringdigunakan untuk mengelas benda-benda dari besi, reaksi-nya adalah2 Al(s) + Fe2O3(s) o 2 Fe(l) + Al2O3(s)KIMIA SMA Jilid 1134Al mengikat oksigen membentuk Al2O3 berarti Almengalami oksidasi. Fe2O3 melepaskan oksigen memben-tuk Fe. Jadi, Fe2O3 mengalami reduksi. Pada reaksi termittersebut oksidasi dan reduksi terjadi bersamaan, reaksiseperti ini disebut reaksi redoks.2.Konsep redoks berdasarkan pengikatan dan pele-pasan elektronPada reaksi Na(s) + S(s) o Na2S(s) tidak melibatkangas oksigen, maka konsep redoks berdasarkan pengikatandan pelepasan oksigen tidak dapat digunakan. Konsepredoks berkembang, bukan lagi pengikatan dan pelepasanoksigen tetapi pengikatan dan pelepasan elektron.Reaksi oksidasi adalah reaksi pelepasan elektron.Contohnya pada pembentukan ion Na+.Na(s) o Na+(aq) + e–Sebaliknya reaksi pengikatan elektron disebutreaksi reduksi. Contohnya pada pembentukan ion S2–.S(s) + 2 e– o S2–(aq)Reaksi redoks adalah reaksi yang terjadi di manareaksi oksidasi dan reduksi terjadi bersama-sama.2 Na(s) + S(s) o Na2S(s)Reaksi di atas dapat ditulis menjadi 2 tahap yaitu:Reaksi oksidasi:2 Na(s) o 2 Na+(aq) + 2 e–Reaksi reduksi:S(s) + 2 e– o S2–(aq)Reaksi redoks:2 Na(s) + S(s) o Na2S(s)Pada reaksi di atas Na mengalami reaksi oksidasidan menyebabkan S tereduksi. Zat seperti Na ini disebutreduktor. Sedangkan S disebut oksidator karenamenyebabkan Na teroksidasi, dan dia sendiri mengalamireaksi reduksi.Reaksi Oksidasi dan Reduksi SMA Jilid 11353.Konsep redoks berdasarkan perubahan (kenaikkandan penurunan) bilangan oksidasiSebelum mempelajari konsep reaksi redoks ber-dasarkan kenaikan dan penurunan bilangan oksidasi adabaiknya kamu belajar tentang bilangan oksidasi terlebihdahulu.Bilangan oksidasi (bilok) adalah jumlah muatan yangdimiliki atom suatu unsur jika bergabung dengan atomunsur lain. Aturan bilok:a.Unsur bebas mempunyai bilok 0 (nol). Yang termasukunsur bebas: unsur diatomik (H2, N2, O2, F2, Cl2, Br2,I2), unsur poliatomik (O3, P4, S8). Selain unsur tersebutadalah unsur monoatomik (Na, K, Mg, C, dan lain-lain).Contoh:H dalam H2O dalam O2 dan O3F dalam F2Na dalam Nab.Unsur H umumnya mempunyai bilok (+1), kecuali padasenyawa hidrida mempunyai bilok (–1). Senyawa hidridaadalah senyawa yang terbentuk jika logam bergabungdengan atom H (Contoh: NaH, KH, CaH2).Contoh:H dalam H2O, NH3, HCl.c.Unsur O umumnya mempunyai bilok (–2), kecuali:1)Pada senyawa peroksida contohnya : Na2O2, H2O2,BaO2 mempunyai bilok (–1).2)Senyawa F2O mempunyai bilok (+2), dan3)Senyawa superoksida (contohnya KO2) mempunyaibilok (–12).Contoh:O dalam H2O, Na2O, Fe2O3, MgO.d.Unsur logam dalam senyawa umumnya mempunyai bilokpositif.Contoh:1)Golongan IA (Li, Na, K, Rb, dan Cs) mempunyai bilok(+1).2)Golongan IIA ( Be, Mg, Ca, Sr, dan Ba) mempunyaibilok (+2).3)Al3+, Ag+, Zn2+, Pb2+, Pb3+, Fe2+, dan Fe3+.KIMIA SMA Jilid 1136e.Unsur nonlogam umumnya mempunyai bilok negatif.Contoh:1)Golongan VIIA (F, Cl, Br, I) mempunyai bilok (–1).2)Golongan VIA (O, S, Se, Te) mempunyai bilok (–2).6.Jumlah bilok unsur-unsur dalam ion sama denganjumlah muatannya.Contoh:Bilok S dalam SO42–Bilok O = –2Jumlah bilok=(1 u bilok S + 4 u bilok O)–2=(1 u bilok S + 4 u (–2))–2=bilok S + (–8)Bilok S=+67.Jumlah bilok unsur-unsur dalam senyawa sama dengan0 (nol).Contoh: H2SJumlah bilok=((2 u bilok H)+ (1 u bilok S))0=((2 u (+1))+ (1 u bilok S))0=(+2)+ bilok SBilok S= (–2)Setelah menguasai bilok kita coba terapkan dalam reaksiredoks. Reaksi oksidasi adalah reaksi kenaikkan bilok.Sedangkan reaksi reduksi adalah reaksi penurunan bilok.Contoh:1.Zn(s) + 2 HCl(aq) o ZnCl2(aq) + H2(g)Bilok Zn (unsur bebas)=0Bilok Zn dalam ZnCl2=+2Berarti Zn mengalami kenaikkan bilok, maka Zn mengalamireaksi oksidasi.Bilok H dalam HCl = +1Bilok H dalam H2 (unsur bebas) = 0Jadi, H mengalami penurunan bilok, maka H mengalamireaksi reduksi.2.Reaksi pemakaian baterai: Zn + 2 NH4Cl o ZnCl2 + 2 NH3 + H2Bilok Zn (unsur bebas) = 0Bilok Zn pada ZnCl2= +2Berarti Zn mengalami kenaikkan bilok, maka Zn mengalamireaksi oksidasi.Bilok H pada NH4Cl = +1Bilok H pada H2 (unsur bebas = 0)Reaksi Oksidasi dan Reduksi SMA Jilid 1137Berarti H mengalami penurunan bilok, maka H mengalamireaksi reduksi.3.Reaksi pengolahan bijih besiFe2O3 + 3 CO o 2 Fe + 3 CO2Bilok Fe pada Fe2O3 = +3Bilok Fe (unsur bebas) = 0Berarti Fe mengalami penurunan bilok, maka Fe meng-alami reaksi reduksi.Bilok C pada CO = +2Bilok C pada CO2 = +4Berarti C mengalami kenaikkan bilok, maka C mengalamireaksi oksidasi.4.Reaksi penyepuhan/pelapisan logam.Cu + 2 AgNO3 o Cu(NO3)2 + 2 AgBilok Cu (unsur bebas) = 0Bilok Cu pada Cu(NO3)2 = +2Berarti Cu mengalami kenaikkan bilok, maka Cu mengalamireaksi oksidasi.Bilok Ag pada AgNO3 = +1Bilok Ag (unsur bebas) = 0Berarti Ag mengalami penurunan bilok, maka Ag meng-alami reaksi reduksi.Pada reaksi di atas terjadi kenaikkan bilok (reaksi oksi-dasi) dan penurunan bilok (reaksi reduksi) secara bersama-sama, maka disebut reaksi redoks. Jika suatu zat mengalamireaksi oksidasi sekaligus reduksi, maka reaksi ini disebutautoredoks (disproporsionasi).Contoh:6 NaOH(aq) + 3 Cl2(g) o 5 NaCl(aq) + NaClO3(aq) + 3 H2O(l)Bilok Cl dalam Cl2 (unsur bebas)= 0Bilok Cl dalam NaCl= 1Bilok Cl dalam NaClO3= +53 Cl2(g) + 6 NaOH(aq) o 5 NaCl(aq) + NaClO3(aq) + 3 H2O(l) 0 ---------- reduksi ----------- –1 0 --------- oksidasi ------------------------- +5Jadi, Cl mengalami kenaikkan bilok (reaksi oksidasi) danpenurunan bilok (reaksi reduksi) sekaligus.KIMIA SMA Jilid 1138Kemajuan industri tekstil, pulp, kertas, bahan kimia,obat-obatan, dan industri pangan di samping membawa dam-pak positif juga berdampak negatif. Dampak negatif yangditimbulkan antara lain menghasilkan air limbah yang mem-bahayakan lingkungan, karena mengandung bahan-bahankimia dan mikroorganisme yang merugikan.Cara mengatasi air limbah industri adalah dengan mela-kukan pengolahan air limbah tersebut sebelum dibuang kelingkungan. Pengolahan air limbah pada umumnya dilakukandengan metode biologi. Metode ini merupakan metode palingefektif dibandingkan metode kimia dan fisika. Salah satumetode biologi yang sekarang banyak berkembang adalahmetode lumpur aktif.Metode lumpur aktif memanfaatkan mikroorganisme(terdiri ± 95% bakteri dan sisanya protozoa, rotifer, dan jamur)sebagai katalis untuk menguraikan material yang terkandungdi dalam air limbah. Proses lumpur aktif merupakan prosesaerasi (membutuhkan oksigen). Pada proses ini mikrobatumbuh dalam flok (lumpur) yang terdispersi sehingga terjadiproses degradasi. Proses ini berlangsung dalam reaktor yangdilengkapi recycle/umpan balik lumpur dan cairannya. Lumpursecara aktif mereduksi substrat yang terkandung di dalam airlimbah. Reaksi:Organik + O2 o CO2 + H2O + EnergiTahapan-tahapan pengolahan air limbah denganmetode lumpur aktif secara garis besar adalah sebagai berikut:1.Tahap awalPada tahap ini dilakukan pemisahan benda-benda asingseperti kayu, bangkai binatang, pasir, dan kerikil. Sisa-sisapartikel digiling agar tidak merusak alat dalam sistem danlimbah dicampur agar laju aliran dan konsentrasi partikelkonsisten.B.Lumpur Aktif Sebagai Aplikasi RedoksReaksi Oksidasi dan Reduksi SMA Jilid 11392.Tahap primerTahap ini disebut juga tahap pengendapan. Partikel-partikelberukuran suspensi dan partikel-partikel ringan dipisahkan,partikel-partikel berukuran koloid digumpalkan denganpenambahan elektrolit seperti FeCl3, FeCl2, Al2(SO4)3, danCaO.3.Tahap sekunderTahap sekunder meliputi 2 tahap yaitu tahap aerasi (metodelumpur aktif) dan pengendapan. Pada tahap aerasi oksigenditambahkan ke dalam air limbah yang sudah dicampurlumpur aktif untuk pertumbuhan dan berkembang biakmikroorganisme dalam lumpur. Dengan agitasi yang baik,mikroorganisme dapat melakukan kontak dengan materiorganik dan anorganik kemudian diuraikan menjadisenyawa yang mudah menguap seperti H2S dan NH3sehingga mengurangi bau air limbah.Tahap selanjutnya dilakukan pengendapan. Lumpur aktifakan mengendap kemudian dimasukkan ke tangki aerasi,sisanya dibuang. Lumpur yang mengendap inilah yangdisebut lumpur bulki.4.Tahap tersierTahap ini disebut tahap pilihan. Tahap ini biasanya untukmemisahkan kandungan zat-zat yang tidak ramah ling-kungan seperti senyawa nitrat, fosfat, materi organik yangsukar terurai, dan padatan anorganik. Contoh-contohperlakuan pada tahap ini sebagai berikut:a.Nitrifikasi/denitrifikasiNitrifikasi adalah pengubahan amonia (NH3 dalam airatau NH4+) menjadi nitrat (NO3–) dengan bantuan bakteriaerobik. Reaksi:2 NH4+(aq) + 3 O2(g) o 2 NO2–(aq) + 2 H2O(l) + 4 H+(aq)2 NO2–(aq) + O2(g) o 2 NO3–(aq)Denitrifikasi adalah reduksi nitrat menjadi gas nitrogenbebas seperti N2, NO, dan NO2.Senyawa NO3– o gas nitrogen bebasb.Pemisahan fosforFosfor dapat dipisahkan dengan cara koagulasi/penggumpalan dengan garam Al dan Ca, kemudiandisaring.KIMIA SMA Jilid 1140Al2(SO4)314H2O(s) + 2 PO43–(aq) o 2 AIPO4(s) +3 SO42–(aq) + 14 H2O(l)5 Ca(OH)2(s) + 3 HPO4–2(aq) o Ca5OH(PO4)3(s) +6 OH–(aq) + 3 H2O(l)c.Adsorbsi oleh karbon aktif untuk menyerap zat pence-mar, pewarna, dan bau tak sedap.d.Penyaringan mikro untuk memisahkan partikel kecilseperti bakteri dan virus.e.Rawa buatan untuk mengurai materi organik dan anor-ganik yang masih tersisa dalam air limbah.5.DisinfektanDisinfektan ditambahkan pada tahap ini untuk menghilang-kan mikroorganisme seperti virus dan materi organikpenyebab bau dan warna. Air yang keluar dari tahap inidapat digunakan untuk irigasi atau keperluan industri,contoh Cl2.Reaksi: Cl2(g) + H2O(l) o HClO(aq) + H+(aq) + Cl–(aq)6.Pengolahan padatan lumpurPadatan lumpur dari pengolahan ini dapat diuraikan bakteriaerobik atau anaerobik menghasilkan gas CH4 untuk ba-han bakar dan biosolid untuk pupuk.Akan tetapi dalam pelaksanaannya metode lumpur aktifmenemui kendala-kendala seperti:1.Diperlukan areal instalasi pengolahan limbah yang luas,karena prosesnya berlangsung lama.2.Menimbulkan limbah baru yakni lumpur bulki akibat per-tumbuhan mikroba berfilamen yang berlebihan.3.Proses operasinya rumit karena membutuhkan pengawas-an yang cukup ketat.Berdasarkan berbagai penelitian, kelemahan metodelumpur aktif tersebut dapat diatasi dengan cara:1.Menambahkan biosida, yaitu H2O2 atau klorin ke dalamunit aerasi. Penambahan 15 mg/g dapat menghilangkansifat bulki lumpur hingga dihasilkan air limbah olahan cukupbaik. Klorin dapat menurunkan aktivitas mikroba yangberpotensi dalam proses lumpur aktif. Metode ini hasilpenelitian Sri Purwati, dkk. dari Balai Besar Penelitian danPengembangan Industri Selulosa, Bandung.Reaksi Oksidasi dan Reduksi SMA Jilid 11411.Pengertian reaksi oksidasi:a.Berdasarkan pengikatan dan pelepasan oksigen, reaksi oksidasi adalahreaksi pengikatan oksigen.b.Berdasarkan pengikatan dan pelepasan elektron, reaksi oksidasi adalahreaksi pelepasan elektron.c.Berdasarkan kenaikkan dan penurunan bilok, reaksi oksidasi adalahreaksi kenaikkan bilok.2.Pengertian reaksi reduksi:a.Berdasarkan pengikatan dan pelepasan oksigen, reaksi reduksi adalahreaksi pelepasan oksigen.b.Berdasarkan pengikatan dan pelepasan elektron, reaksi reduksi adalahreaksi pengikatan elektron.c.Berdasarkan kenaikkan dan penurunan bilok, reaksi reduksi adalahreaksi penurunan bilok.3.Reaksi redoks adalah reaksi di mana terjadi reaksi oksidasi dan reduksisecara bersama-sama.2.Memasukkan karbon aktif ke tangki aerasi lumpur aktif(mekanisme bioregenerasi). Cara ini efisien untuk mengu-rangi kandungan warna maupun organik dengan biayayang lebih ekonomis. Metode ini diperkenalkan oleh RudyLaksmono Widajatno dalam disertasinya di Department ofEnvironmental Engineering pada bulan Juni 2006.3.Emulsi zeroMetode ini digunakan untuk mereduksi endapan lumpurbulki dengan teknologi ozon (ozonisasi). Proses ozonisasimampu membunuh bakteri (sterilization), menghilangkanwarna (decoloration), menghilangkan bau (deodoration),dan dapat menguraikan senyawa organik (degradation).Proses ini lebih menguntungkan dibanding menggunakanklorin yang hanya mampu membunuh bakteri saja. Metodeini diperkenalkan oleh Hidenari Yasui dari Kurita Co, Jepangdalam Jurnal International Water Science Technologytahun 1994.KIMIA SMA Jilid 1142A.Berilah tanda silang (X) pada huruf A, B, C, D, atau Edi depan jawaban yang tepat!1.Pernyataan yang kurang tepat tentang reaksi redoksadalah ....A.oksidasi melibatkan penerimaan elektronB.reduksi melibatkan pelepasan elektronC.oksidasi melibatkan kenaikan bilokD.reduktor berfungsi mereduksi zat lainE.oksidator adalah zat yang mengalami reduksi2.Berikut yang bukan reaksi redoks adalah ....A.2 H2(g) + O2(g) o 2 H2O(l)B.2 CuO(aq) + N2 o 2 Cu(s) + 2 NO(aq)C.Fe2O3(aq) + 2 Al(s) o Al2O3(aq) + 2 Fe(s)D.C(s) + O2(g) o CO2(g)E.SO3(g) + H2O(l) o H2SO4(aq)4.Reaksi autoredoks adalah reaksi di mana suatu zat mengalami reaksi oksidasidan reduksi sekaligus.5.Oksidator adalah zat yang menyebabkan terjadinya reaksi oksidasi. Dia sendirimengalami reduksi.6.Reduktor adalah zat yang menyebabkan terjadinya reaksi reduksi. Dia sendirimengalami oksidasi.7.Bilangan oksidasi (bilok) adalah jumlah muatan yang dimiliki atom suatu unsurjika bergabung dengan atom unsur lain.8.Pada metode lumpur aktif terjadi reaksi oksidasi untuk pertumbuhan bakteriaerob dan terjadi reaksi reduksi pada substrat (buangan).Uji KompetensiNext >