reaksi redoks

Reaksi Redoks

Salah satu jenis reaksi kimia adalah reaksi reduksi dan oksidasi, atau reaksi redoks.

Reaksi redoks ditandai dengan perubahan bilangan oksidasi saat pereaksi berubah menjadi hasil

reaksi. Reaksi oksidasi adalah bila pereaksi melepaskan elektron sehingga mengalami kenaikan

bilangan oksidasi (biloks). Reaksi reduksi adalah bila pereaksi menerima elektron sehingga

mengalami penurunan biloks. Reaksi oksidasi dan reduksi selalu terjadi bersamaan. Jika ada zat

yang mengalami oksidasi maka zat yang lain mengalami reduksi. Jumlah total elektron yang

lepas oleh satu zat selalu sama dengan jumlah total elektron yang diterima zat lain. Zat yang

menerima elektron atau mengalami reduksi disebut zat pengoksidasi (oksidator). Demikian

pula, zat yang melepas elektron atau mengalami oksidasi disebut zat pereduksi (reduktor)

karena memberikan elektron kepada zat lain untuk reduksi.

Misalnya, reaksi antara logam natrium dan air melibatkan hilangnya elektron oleh

natrium (oksidasi natrium) dan perolehan elektron oleh air (reduksi air). Reaksi reaksi logam

natrium dan air adalah sebagai berikut.

Sel elektrokimia dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu sel Volta (sel Galvani) dan sel

elektrolisis. Sel Galvani/Volta adalah suatu sel elektrokimia yang terdiri dari dua buah

elektroda yang dapat menghasilkan energi listrik akibat terjadinya reaksi secara spontan. Salah

satu contoh sel Volta yang terdiri dari elektroda seng, Zn(s)|Zn2+(aq), dan elektroda tembaga,

Cu(s)|Cu2+(aq), seperti yang terlihat pada Gambar 1.

17

Gambar 1 Contoh Sel Volta

Laboratorium Kimia Terapan

Politeknik Negeri Bandung

Apabila kedua elektroda dihubungkan dengan pengukur arus listrik maka elektron akan

mengalir dari Zn ke Cu. Elektron ini berasal dari reaksi oksidasi yang spontan terjadi pada

elektroda Zn. Reaksi oksidasi pada Zn adalah sebagai berikut :

Zn (s) → Zn2+ (aq) + 2e

Elektron yang tiba di elektroda Cu akan bereaksi dengan ion Cu2+ (mengalami reaksi reduksi)

dan mengendap sebagai logam Cu pada elektroda Cu dengan reaksi sebagai berikut

Cu2+ (aq) + 2e → Cu (s)

Elektroda tempat terjadi reaksi oksidasi disebut anoda sedangkan elektroda tempat terjadi

reaksi reduksi disebut katoda. Persamaan reaksi totalnya dapat ditulis dengan :

Anoda (oksidasi)

Katoda (reduksi)

Reaksi sel

: Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e-

: Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s)

: Cu2+(aq) + Zn(s) → Zn2+(aq) + Cu(s)

Dengan notasi sel sebagai berikut : Zn(s)|Zn2+(aq)║Cu2+(aq)|Cu(s)

Potensial Redoks dan Reaksi Redoks Sederhana

Aplikasi dari penggunaan reaksi redoks adalah dapat memprediksikan suatu reaksi itu

berlangsung atau tidak di dalam sistem logam dan dan larutan logam lainnya. Sebagai contoh

adalah logam perak apakah larut didalam larutan tembaga sulfat. Dimana potensial reduksi

standar (E°) dari perak (Ag+-Ag)adalah +0,80 volt dan untuk tembaga (Cu2+- Cu) adalah +0,34

volt. Dimana nilai E° dari perak lebih positif dibandingkan dengan tembaga (Cu) maka nilai

potensial sel standar (E°sel) masih negatif seperti pada persamaan dibawah ;

Ag+ (aq) + e-

Cu2+ (aq) + 2 e-

→ Ag (s)

→ Cu (s)

Eo = + 0,80 V

Eo = + 0,34 V

(3)

(4)

Eo sel = Eokatoda – Eoanoda

= Eoreduksi – Eooksidasi

= +0,34 – (+0,80)

= - 0,46 v

Dari hasil ini terlihat bahwa Ag memiliki tendensi kurang terhadap kehilangan elektron

maka sudah dapat diprediksi bahwa reaksi tidak akan dengan mudah berlangsung secara

spontan (lambat/susah). Kesimpulannya Ag tidak mudah teroksidasi didalam larutan tembaga

sulfat.

Potensial sel standar adalah potensial dalam keadaan standar yakni pada temperatur

25°C dengan konsentrasi elektrolit masing-masing 1 M. Karena sel galvani sering digunakan

tidak hanya pada 25°C dan konsentrasi elektrolit 1 M, persamaan nernst menggambarkan

bagaimana hubungan potensial sel dengan konsentrasi elektrolit dan suhu.

Untuk reaksi : α A + β B → γ C + δ D

Persamaan nernst pada suhu 25°C : Esel = E°sel – 0,059

n

log [C]γ[D]δ

[A]α[B]β

18

Laboratorium Kimia Terapan

Politeknik Negeri Bandung

Korosi dan Passivasi

Sel Galvani, baik sel komposisi (adanya dua logam yang memiliki potensial elektroda

berbeda) maupun sel konsentrasi (logam sejenis) dapat menyebabkan terjadinya korosi pada

logam. Pada sel komposisi logam yang anodik akan terkorosi terlebih dahulu sedangkan sel

konsenrasi bisa terjadi karena adanya oksigen dan air yang tidak sama konsentrasinya pada

permukaan logam.

Untuk mencegah terjadinya korosi ini dapat dilakukan dengan cara elektroplating dan

dengan membentuk lapisan oksida logam yang koheren secara efektif memblok reaksi oksidasi

selanjutnya (passivasi) pada logam yang akan dilindungi. Salah satu contoh pembentukan

lapisan oksida adalah lapisan oksida aluminium. Aluminium memiliki lapisan oksida stabil

setebal sekitar 2 nm bila ditempatkan pada udara terbuka dalam temperatur ruang. Oksida pada

temperatur tinggi (350-450C) menghasilkan lapisan Al2O3 setebal 40 nm. Bila anodasi ini

dilakukan dalam larutan elektrolit seperti asam sulfat encer, tebal lapisan oksida bisa mencapai

104 nm. Reaksi yang terjadi dalam larutan asam sulfat encer adalah

Anoda

Katoda

: 2 Al + 3 H2O → Al2O3 + 6 H+ + 6e

: 6e + 6H+

→ 3 H2

Bila pembentukan lapisan oksida yang koheren ini dicegah, misalnya dengan aliasi logam

merkuri pada permukaanya, maka alumunium akan bereaksi cepat dengan oksigen.