A. JUDUL
PERCOBAAN
Reaksi
Reduksi Oksidasi
B. TUJUAN
PERCOBAAN
Mempelajari
reaksi-reaksi reduksi oksidasi
C. LANDASAN
TEORI
Elektrokimia
adalah cabang ilmu kimia yang berkenaan dengan interkonversi energi listrik dan
energi kimia. Proses elektrokimia adalah reaksi redoks (oksidasi-reduksi)
dimana dalam reaksi ini energi yang dilepas oleh reaksi spontan diubah menjadi
listrik atau dimana energi listrik digunakan agar reaksi yang nonspontan bisa
terjadi. Meskipun reaksi redoks elektron ditransfer dari satu zat ke zat lain
(Chang,2004:194).
Pada
umumnya, tiap reaksi oksidasi-reduksi dapat dianggap sebagai jumlah tahap
oksidasi dan reduksi. Harus ditekankan bahwa tahap-tahap individu ini tak dapat
berlangsung sendiri tiap tahap oksidasi haruslah disertai suatu tahap reduksi
dan sebaliknya. Tahap reduksi ataupun oksidasi, yang melibatkan pelepasan
ataupun pengambilan elektron sering disebut reaksi setengah-sel (atau lebih sederhana
sel-setengah), karena gabungan mereka dapat disusun sel galvani (baterai).
Semua reaksi oksidasi-reduksi yang berlangsung dalam satu arah tertentu
misalnya
dapat direduksi oleh
, tetapi reaksi kebalikannya, oksidasi
dapat direduksi oleh
, tetapi reaksi kebalikannya, oksidasi
oleh
tidak akan terjadi. Hal inilah yang
menyebabkan digunakan panah tunggal dalam semua reaksi, termasuk proses
setengah-sel juga. Namun jika diperiksa satu reaksi setengah-sel secara
tersendiri, dapatlah dikatakan bahwa biasanya reaksi ini reversibel. Jadi,
sementara
dapat direduksi menjadi
, demikian pula
dapat dioksidasi menjadi
dengan zat yang sesuai (misalnya
) (Svehla,1985:109-110).
Peristiwa
reaksi oksidasi reduksi dapat dicontohkan pada tingginya kemasaman tanah sulfat
masam merupakan permasalahan utama yang muncul untuk pertanaman padi, agar
tanaman padi tambah optimal diperlukan penggenangan tanah pada beberapa fase
pertumbuhan vegetatifnya. Dilain sisi upaya penggenangan secara tidak langsung
akan mendorong terjadinya reaksi besi yaitu berubahnya
menjadi
. Pada kondisi tergenang ketersediaan
oksigen menajadi sangat terbatas karena laju diffusi oksigen dapat berjalan
10.000 kali lebih lambat daripada kondisi aerob sedangkan oksigen diperlukan
oleh mikroorganisme untuk melakukan aktifitasnya, akibatnya
direduksi untuk dijadikan sebagai akseptor
elektron oleh bakteri pereduksi besi agar didapatkan energi untuk kelangsungan
hidupnya. Pada kondisi tereduksi mikroorganisme akan menggunakan
sebagai penerima elektron sehingga konsentrasi
dengan bantuan bahan organik
(Fahmi,2008:49)
Salah
satu zat yang terdapat dalam air yang dapat mengganggu kesehatan manusia baik
dari konsentrasi ataupun dari segi psikologis adalah Fe, dimana Fe dalam air
dapat bersumber dari : (1) proses oksidasi yaitu adanya bakteri besi
(Crenathorix) yang mempunyai kemampuan untuk mengoksidasi ferro
menjadi ferri
, (2) korosif akan mengalami pengkaratan
dari besi yang terdapat dalam air atau sistem perpipaan yang membuat kandungan
Fe bertambah, dan (3) mineral-mineral yang terkandung ditanah (Abidin,2008:165-166).
Peralatan
percobaan untuk menghasilkan listrik dengan memanfaatkan reaksi redoks spontan
disebut sel galvanik atau sel volta, diambil dari nama ilmuwan Italia Luigi
Galvani dan Alessandri Colta yang membuat versi awal dari alat ini. Berdasarkan
defenisi, anoda dalam sel galvanik ialah elektroda tempat terjadinya oksidasi
dan katoda ialah eketroda tempat terjadinya reaksi. Arus listrik mengalir dari
anoda ke katoda karea ada selish energi potensial listrik diantara kedua
elektroda. Aliran arus listrik ini analog dengan air yang jatuh dari air terjun
karena ada selisih energi potensial gravitasi (Chang, 2004:197).
Pemberian
arus searah dalam larutan menyebabkan terjadi proses reduksi pada katoda dan
oksidasi pada anoda. Agar proses ini dapat berlangsung diperlukan pengaturan
potensial yang diberikan. Agar terjadi pengendapan makan diperlukan data-data
berupa harga potensial reduksi pada logam-logam yang terleibat dalam proses
tersebut. Sebagai contoh potensial reduksi dari besi (
/
) adalah 0,771 Volt;
/Fe -440 Volt;
/Zn adalah -0,763 Volt;
adalah 1,360 Volt;
/Cr adalah -0,744 Volt;
/Pb adalah -0,126 Volt dan
/Cu adalah 0,337 Volt. Logam dengan
potensial reduksi besar akan terendapkan dikatoda terlebih dahulu. Pada
potensial tertentu (2,5-4 Volt) logam-logam berat dalam limbah dapat tereduksi
pada logam besi yang digunakan sebagai katoda (Marwati,2009:22).
Reaksi
setengah-sel yang melibatkan hilangnya elektron disebut reaksi oksidasi.
Istilah “oksidasi” pada awalnya digunakan oleh kimiawan untuk menjelaskan
kombinasi unsur dengan oksigen. Namun, istilah tersebut sekarang memiliki arti
yang lebih luas, termasuk untuk reaksi-reaksi yang tidak melibatkan oksigen.
Reaksi setengah sel yang melibatkan penangkapan elektron disebut reaksi
reduksi. Dalam pembentukan kalsium oksida,kalsium teroksidasi. Kalsium
bertindak sebagai suatu zat pengoksidasi karena memberikan elektron kepada
oksigen dan menyebabkan oksigen tereduksi. Oksigen tereduksi dan bertindak
sebagai zat pengoksida karena menerima elektron dari kalsium, yang menyebabkan
kalsium teroksidasi. Prhatikan bahwa tingkat oksidasi dalam reaksi redoks harus
sama dengan tingkat reduksi yaitu jumlah elektron yang hilang oleh zat
pereduksi harus sama dengan jumlah elektro yang diterima oleh zat pengoksidasi
(Chang,2004:100).
Reaksi
redoks adalah melibatkan adanya transfer elektron dengan demikian terjadi
perubahan tingkat atau bilangan oksidasi spesial yang melibatkan adanya
transfer elektron. Oleh karena itu, untuk mengetahui jumlah elektron yang
terlibat perlu identififksasi tingkat oksidasi atau bilangan oksidasi spesis
yang terlibat dalam reaksi. Bilangan oksidasi secara sederhana dapat
didefinisikan sebagai bilangan positif atau negatif yang menunjuk pada muatan
satu spesies bila elektron-elektron dianggap terdistribusi pada atom-atom
menurut aturan tertentu. Aturan distribusi ini adalah secara ionik bagi spesies
heteronuklir yang artinya terjadi perpindahan elektron kepada atom yang lebih
bersifat elektronegatif, dan secara kovalen murni bagi spesies homonuklir
(Sugiyarto,2014:111).
Menurut Tim Dosen Kimia
Dasar,2016:34, untuk mengetahui apakah terjadi reaksi redoks apabila zat A
direaksikan dengan zat B, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan :
1.
Tingkat oksidasi usur dalam zat A maupun
zat B, apakah ada yang dapat naik dan ada yang dapat turun bilangan
oksidasinya. A harus berisi unsur yang dapat dioksidasi dan B berisis unsur
yang dapat direduksi atau sebaliknya. Misalnya reaksi antara asam nitrat denga
ferri oksida
Reaksi
diatas bukan reaksi redoks, karena H, N dan Fe mempunyai bilangan oksidasi,
hanya dapat direduksi. Lain halnya dengan reaksi :
Reaski
diatas mungkin merupakan reaksi redoks, karena
muatannya dapat naik menjadi
, sedangkan
muatannya turun menjadi
.
2. Apakah
benar terjadi reaksi redoks, masih tergantung dari kekuatan oksidator.
Memperhatikan reaksi antara
dan
maka artinya apakah
cukup kuat mengoksidasi
atau sebaliknya
cukup kuat untuk mereduksi
. Harus dimengerti bahwa oksidator maupun
reduktor mempunyai kekuatan yang berbeda-beda. Ukuran kekuatan mengoksidasi
atau mereduksi itu diberikan oleh besarnya potensial redoks sistem yang
bersangkutan.
Sistem
redoks basa adalah sistem dalam mana antara bentuk oksidasi dan bentuk reduksi
zat hanya elektron yang dipertukarkan. Dari sistem tersebut sistem semacam ini
umumnya dapat diberikan oleh kesetimbangan berikut :
Disini Ox dan Red menyatakan
masing-masing bentuk oksidasi dan reduksi dari zat itu, a dan b bilangan
stoikiometri, sedangkan n ialah banyaknya elektron yang dipertukarkan. Jika
banyaknya mol kedua ruas kesetimbangan sama (artinya a=b) akan diperoleh sistem
redoks homogem. Dalam kasus yang paling sederhana a=b=1, bila sistem dapat
ditulis sebagai :
(Svehla,1985:110-111)
D.
ALAT DAN BAHAN
1.
Alat
a.
Tabung reaksi 3
buah
b.
Rak tabung reaksi 1
buah
c.
Labu semprot 1
buah
d.
Spiritus 1
buah
e.
Gelas ukur 3
buah
f.
Kain kasar 1
buah
g.
Kain halus 1
buah
h.
Klem kayu 1
buah
i.
Pipet tetes 4
buah
2.
Bahan
a.
Kalium permanganat (KmnO4) 0,1 M
b.
Asam sulfat (H2SO4)
1 M
c.
Ferro sulfat (FeSO4) 0,1 M
d.
Natrium Tiosulfat (Na2S2O3)
0,1 M
e.
Asam Oksalat (H2C2O4) 0,1 M
f.
Aquadest (H2O)
E.
PROSEDUR KERJA
1.
Alat dan bahan disiapkan dan dicuci
dengan air, lalu dikeringkan
2.
Kalium permanganat (KMnO4)
0,1 M dimasukkan kedalam tabung pertama sebangyak 1 mL dan ditambahkan asam
sulfat (H2SO4) 1 M
sebanyak 1 mL.
3.
Ferro sulfat (FeSO4)
diteteskan pada tabung pertama sebanyak 5 tetes dan perubahan yang terjadi
diamati.
4.
Perlakuan 2 diulangi pada tabung kedua
dan diteteskan natrium tiosulfat (Na2S2O3) 0,1
M dan perubahan yang terjadi diamati.
5.
Perlakuan 2 diulangi pada tabung ketiga
dan diteteskan larutan asam oksalat (H2S2O3) 0,1 M. Larutan kemudian dipanaskan
menggunkan pembakar spiritus dan amati perubahan yang terjadi.
F.
HASIL PENGAMATAN
|
No.
|
Aktivitas
|
Perubahan yang terjadi
|
|
1.
|
1 mL KMnO4 dimasukkan kedalam tabung reaksi
dan ditambahkan 1 mL H2SO4 1 M
|
Larutan berwarna ungu pekat
|
|
2.
|
Kemudian ditambahkan beberapa tetes FeSO4 0,1
M
|
Tidak terjadi perubahan warna larutan, tetap berwarna
ungu pekat
|
|
3.
|
1 mL KMnO4 dimasukkan kedalam tabung reaksi
dan ditambahkan 1 mL H2SO4 1 M
|
Larutan berwarna ungu pekat
|
|
4.
|
Lalu ditambahkan beberapa tetes Na2S2O3
0,1 M
|
Terjadi perubahan warna menjadi coklat
|
|
5.
|
1 mL KMnO4 dimasukkan kedalam tabung reaksi
dan ditambahkan 1 mL H2SO4 1 M
|
Larutan berwarna ungu pekat
|
|
6.
|
Lalu ditambahkan beberapa tetes H2C2O4 0,1 M
|
Tidak terjadi perubahan warna larutan, tetap berwarna
ungu pekat
|
|
7.
|
Kemudian tabung dipanaskan
|
Tetap berwarna ungu pekat dan terjadi letupan
|
G. PEMBAHASAN
Reaksi
oksidasi adalah reaksi yang menaikkan bilangan oksidasi suatu unsur dalam zat
yang mengalami oksidasi, dapat juga sebagai kenaikan muatan positif (penurunan
muatan negatif) dan umumnya juga kenaikan valensi. Sedangkan, reduksi adalah
reaksi yang menunjukkan penurunan bilangan oksidasi atau muatan positif,
menaikkan muatan negatif dan umumnya menurunkan valensi unsur dan zat yang
direduksi (Tim Dosen Kimia Dasar,2016:32). Adapun konsep reduksi oksidasi yaitu
pelepasan dan penerimaan oksigen, penyerahan dan penerimaan elektron, yang
terakhir adalah kenaikan dan penurunan biloks. Percobaan ini bertujuan untuk
mempelajari reaksi-reaksi oksidasi reduksi dimana pada percobaan ini terdiri
atas tiga perlakuan dengan mereaksikan kalium permanganat (KMnO4)
dengan asam sulfat encer berturut-turut dengan ferro sulfat (FeSO4),
natrium tiosulfat (Na2S2O3), dan asam oksalat
(H2C2O4).
Tabung
pertama dimasukkan larutan kalium permanganat yang berwarna ungu kemudian
ditambahkan dengan asam sulfat encer berwarna bening. Penambahan asam sulfat
encer ini berfungsi sebagai
katalis yaitu untuk mempercepat reaksi karena KMnO4 dapat cepat
bereaksi dalam suasana asam. Hal ini juga dilakukan jika Mn2+
bereaksi dengan anion sulfat akan membentuk MnSO4 yang tidak
berwarna sehingga produk yang terbentuk tidak mempengaruhi pengamatan. Selain
itu juga, digunakan asam sulfat encer karena jika dalam suana basa kalium
permanganat tidak dapat mengoksidasi melainkan dapat mengendap menjadi Mangan
(II) hidroksida (Mn(OH)2) yang akan membentuk Mangan (IV) oksida
(MnO2) yang mengendap, sehingga dibutuhkan suasana asam. Larutan
kalium permanganat yang ditambahkan asam sulfat encer warna larutan menjadi
ungu hal ini menunjukkan belum terjadi reaksi antara KMnO4 dengan H2SO4
karena belum adanya zat pereduktor yang menyebabkan KMnO4 mengalami
reaksi oksidasi. Setelah itu, ditambahkan beberapa tetes ferro sulfat (FeSO4)
yang berfungsi sebagai reduktor. Adapun
uji positifnya yaitu larutan berwarna ungu pekat Svehla(1985). Larutan yang
semula berwarna ungu setelah ditambahkan beberapa tetes larutan ferro sulfat tetap berwarna
ungu. Hal ini
dikarenakan kurangnya ketelitian praktikan pada saat menambahkan larutab ferro
sulfat yang terlalu sedikit mengakibatkan warna larutan tidak pekat . Larutan
kalium permanganat mampu mengoksidasi FeSO4 karena potensial
reduksinya sangat tinggi menjadikan KMnO4 sebagai pengoksidasi kuat.
Adapun potensial reduksi FeSO4 adalah E0= -0,77 V, dalam
suasana asam. Hal ini menyebabkan KMnO4 mengalami reaksi reduksi
yang ditandai dengan penurunan bilangan oksidasi (biloks) pada Mn7+
dalam KMnO4 menjadi Mn2+ dalam MnSO4 sedangkan
Ferro sulfat sendiri mengalami oksidasi yang ditandai dengan kenaikan bilangan
oksidasi (biloks) pada Fe2+ dalam FeSO4 menjadi Fe3+
dalam Fe(SO4)3. Adapun reaksinya yaitu :
Persamaan
setengah reaksi :
Tabung
kedua dengan penambahan yang sama pada tabung pertama yaitu larutan KMnO4
dan H2SO4. Pada tabung kedua ini yang ditambahkan adalah
natrum tiosulfat. Larutan
natrium tiosulfat ini berfungsi sebagai zat yang mengalami oksidasi (reduktor).
Adapun
uji positifnya larutan berwarna coklat Svehla(1985). Hal ini sama dengan hasil
percobaan yang dihasilkan. Seperti pada tabung kedua, larutan KMnO4
dapat mengoksidasi Na2S2O3 karena memiliki
potensial reduksi yang sangat tinggi sehingga menjadi pengoksidasi yang kuat.
Penambahan larutan Na2S2O3 yang berwarna
bening menghasilkan larutan yang berwarna coklat yang membuktikan bahwa terjadi
reaksi oksidasi yang dikarenakan Na2S2O3
memiliki potensial reduksi E0= -0,17 V sementara KMnO4 E0=+1,51
V dalam suasana asam. Terjadinya reaksi pada larutan menyebabkan larutan
tersebut mengalami perubahan warna yang semula berwarna ungu menjadi warna
coklat. Perubahan biloks yang terjadi reaksi reduksi yang ditandai dengan unsur Mn mengalami
penurunan bilangan oksidasi dari +7 menjadi +2. Dan Na2S2O3
merupakan zat yang berperan sebagai reduktor, dimana unsur Na mengalami
peningkatan bilangan oksidasi dari +6 ke +8. \Adapun reaksinya yaitu
Persamaan
setengah reaksi :
Tabung
ketiga dengan perlakuan yang sama untuk tabung I dan II. Yang membedakan hanya
pada tabung ketiga yang ditambahkan adalah asam oksalat (H2C2O4).
Adapu uji positif dari percobaan ini adalah terbentuknya larutan berwarna ungu
kehitaman Svehla(1985). Larutan KMnO4 memiliki potensial reduksi
yang sangat tinggi sehingga menjadi pengoksidasi kuat. Asam oksalat mampu
dioksidasi oleh KMnO4 karena memiliki potensial reduksi yang lebih
kecil dibandingkan dengan KMnO4 yaitu E0= 0,00 V. Setelah
larutan ditambahkan dengan asam oksalat, larutan kemudian dipanaskan, pemanasan
ini bertujuan untuk mempercepat laju reaksi karena asam oksalat sukar bereaksi
pada suhu rendah. Pemanasan ini menyebabkan partikel dalam larutan akan
bergerak aktif yang bertumbukan. Pada hasil percobaan larutan berwarna ungu
sementara untuk uji positif larutan seharusnya berwarna ungu kehitaman. Hal ini
dikarenakan kurangnya ketelitian praktikan saat mengamati warna larutan yang dihasilkan
dan pada saat penambahan larutan asam oksalat.Pada saat pemanasan terdapat
gelembung dan uap didinding tabung. Gelembung terbentuk karena adanya gas
karbondioksida, sedangkan adanya uap pada dinding tabung diakibatkan oleh air
yang terbentuk menguap saat dipanaskan. Percobaan ini KMnO4 bertindak
sebagai oksidator. Reaksi oksidasi yang ditandai dengan kenaikan biloks pada C2+
dalam H2C2O4 menjadi C4+ dalam CO2
sedangkan reaksi reduksi adalah Mn7+ dalam KMnO4 menjadi
Mn2+ dalam MnSO4. Adapun reaksi yang terjadi adalah :
Persamaan
setengah reaksi :
H. KESIMPULAN DAN SARAN
1. Kesimpulan
Reaksi
oksidasi adalah reaksi yang menaikkan bilangan oksidasi suatu unsur dalam zat
yang mengalami oksidasi, dapat juga sebagao kenaikan muatan positif (penurunan
muatan negatif) dan umumnya juga kenaikan valensi. Sedangkan reaksi reduksi
adalah reaksi yang menunjukkan penurunan bilangan oksidasi atau muatan positif,
menaikkan muatan negatif dan umumnya menurunkan valensi unsur dan zat yang
direduksi.
2. Saran
Untuk
praktikan selanjutnya diharapkan lebih teliti lagi pada saat paktikum, agar
tidak terjadi kesalahan pada saat praktikum dilakukan.
DAFTAR PUSTAKA
Abidin, Zaenal., Ferizal Masra., dan
Imam Santosa.2008. Pengaruh Kombinasi Resin (Mangan Zeoulit) Dengan Pasir Dalam
Menurunkan Kadar Fe (Besi) Pada Air. Jurnal Kesehatan. Vol.1 No.2
Chang,
Raymond.2004. Kimia Dasar Edisi Ketiga Jilid
I. Jakarta:Erlangga
Chang,
Raymond.2004. Kimia Dasar Edisi Ketiga Jilid
II. Jakarta:Erlangga
Fahmi,
Arifin dan Eko Hanudin.2008. Pengaruh Kondisi Redoks Terhadap Stabilitas
Kompleks Organik-Besi Pada Tanah Sulfat Masam. Jurnal Ilmu Tanah
dan Lingkungan. Vol.8 No.1
Marwato,
Sitti., Regina Tutik Padmaningrum., dan Marfuatan.2009. Pemanfaatan Ion Logam
Berat Tembaga (II), Kromium (III), Timbal (II), dan Seng (II) Dalam Limbah Cair
Industri Electroplating Untuk Pelapisan Logam Besi. Jurnal Penelitian
Saintek. Vo.14 No.1
Sugiyarto,
Kristian H.2004. Kimia Anorganik I. Yogyakarta:JICA
Svehla,G.1985.
Vogel Analisis Anorganik Kualitatif Edisi Kelima.
Jakarta:PT. Kalman Media Pusaka
Tim Dosen Kimia Dasar.2016. Penuntun
Praktikum Kimia Dasar Lanjut. Makassar: FMIPA UNM
terimakasih banyaakk ini ngebantu banget untuk bikin teori dasar, sitasinya juga lengkap huhuuu makasih yaa
BalasHapus