REDOKS DAN ELEKTROKIMIA
advertisement
REAKSI REDOKS dan ELEKTROKIMIA
1. Konsep Reduksi – Oksidasi (Redoks)
No
Reaksi Oksidasi
1
reaksi penambahan oksigen
2
peristiwa pelepasan elektron
Contoh : Cu → Cu2+ + 2e3
Terjadi kenaikan bilangan oksidasi
4
Reaksi Reduksi
reaksi pengurangan oksigen
peristiwa penangkapan elektron
contoh: Cu2+ + 2e- → Cu
Terjadi
penurunan
bilangan
oksidasi
Zat memberikan elektron kepada Zat menerima elektron dari zat lain
zat lain
Senyawa yang mengalami oksidasi disebut reduktor, senyawa yang mengalami reduksi disebut oksidator.
1.1. Bilangan Oksidasi
Muatan dari suatu spesi dikatakan sebagai bilangan oksidasi (biloks). Biloks digunakan untuk menentukan
apakah terjadi reaksi redoks atau tidak. Bila terjadi reaksi redoks, maka spesi yang teroksidasi akan mengalami kenaikan
biloks dan yang tereduksi akan mengalami penurunan biloks.
Aturan penentuan bilangan oksidasi adalah :
a. Unsur murni atau senyawa beratom sejenis memiliki biloks = nol
b. Atom H biloksnya = +1, kecuali pada senyawa hidrida seperti BaH2, CaH2, NaH, biloks atom H = -1
c. Atom O biloksnya = -2, kecuali pada senyawa
o F2O → biloks O = +2
o Senyawa peroksida (H2O2, Na2O2, CaO2) → biloks O = -1
d. Atom logam memiliki biloks positif (+) sesuai dengan valensi logam tersebut
e. Jumlah total biloks seluruh atom dalam senyawa netral = nol
f. Jumlah total biloks seluruh atom dalam ion = muatan ion
g. Jika dua jenis atom bersenyawa, atom yang memiliki keelektronegatifan lebih besar selalu mempunyai bilangan
oksidasi negatif
2. Penyetaraan Reaksi Redoks
Reaksi redoks dapat disetarakan dengan cara bilangan oksidasi atau cara setengah reaksi.
2.1. Cara Langsung (Perubahan Bilangan Oksidasi/PBO)
- Tentukan reaksi reduksi dan oksidasi
- Tuliskan perubahan biloks yang terjadi
- Samakan jumlah elektron yang dilepas dan diterima dengan
menambahkan koefisien
- Hitung jumlah muatan kiri dan kanan
Jika muatan kiri > kanan → tambahkan OH- pada ruas kiri
Jika muatan kiri < kanan → tambahkan H+ pada ruas kiri
- Samakan jumlah H dengan menambahkan H2O pada ruas kanan
Contoh :
Fe+2 + MnO4- → Fe3+ + Mn2+
+7
+2
+2
+3
5Fe+2 + MnO4- → 5Fe3+ + Mn2+
Jumlah muatan kiri = +9
Jumlah muatan kanan = +17
Selisih muatan= +8 di ruas kiri(kiri < kanan)
5Fe+2 + MnO4- + 8 H+ → 5Fe3+ + Mn2+
Jumlah H dan O di ruas kanan dan kiri tidak sama
5Fe+2 + MnO4- + 8 H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
KIMIA SMA XII IPA
(reaksi total)
17
2. Cara Setengah Reaksi
Untuk menyelesaikan persamaan redoks dengan cara setengah reaksi, maka langkah – langkah yang dilakukan adalah :
Tabel 1. Penyetaraan Reaksi Redoks dengan Cara Setengah Reaksi
Reaksi Suasana Asam
Reaksi Suasana Basa
Tulis masing – masing reaksi reduksi
dan oksidasi
Setarakan jumlah elektron yang
terlibat
Tambahkan satu molekul H2O pada
ruas yang kekurangan satu atom O
Tambahkan satu molekul H+ pada
ruas yang kekurangan satu atom H
Tulis reaksi yang sudah setara
Tulis masing – masing reaksi reduksi
dan oksidasi
Setarakan jumlah elektron yang
terlibat
Tambahkan dua molekul OH- pada
ruas yang kekurangan satu atom O
Tambahkan molekul H2O pada ruas
yang kekurangan atom H
Tulis reaksi yang sudah setara
Contoh: Setarakan reaksi berikut ini
H+
21. ClO3 + S2O3 → Cl- + S4O62- (Suasana asam)
Jawab :
ClO3- + S2O32- → Cl- + S4O62ClO3- + 6e- → Cl{2(S2O32-) → S4O62- + 2e-} x3
ClO3- + 6S2O32- → Cl- + 3S4O62Ruas kanan kekurangan 3 atom O
ClO3- + 6S2O32- → Cl- + 3S4O62- + 3H2O
Ruas kiri kekurangan 6 atom H
ClO3- + 6S2O32- + 6H+ → Cl- + 3S4O62- + 3H2O (reaksi total)
2. Cl2 + IO3- → IO4- + Cl- (Suasana basa)
Jawab :
Cl2 + IO3- → IO4- + ClCl2 + 2e- → 2ClIO3- → IO4- + 2eRuas kiri kekurangan satu atom O
Cl2 + IO3- + 2OH- → IO4- + ClJumlah atom H dan O di ruas kiri dan kanan tidak sama
Cl2 + IO3- + 2OH- → IO4- + Cl- + H2O (reaksi total)
Latihan Soal Penyetaraan Reaksi Redoks:
Selesaikan persamaan reaksi ini dengan cara perubahan bilangan oksidasi!
1. Mg + HNO3
→ Mg(NO3)2 + NH4NO3 + H2O
2. KClO3(aq) + H2SO4(l) → KHSO4(s) + O2(g) + ClO2(g) + H2O(g)
3. KMnO4(aq)+ K2C2O4(aq)+H2SO4(aq) → K2SO4(aq) +MnSO4(aq)+ CO2(g)+ H2O(l)
4. ZnS + HNO3 → ZnSO4 + NO + H2O
5. KMnO4 + SnF2 + HF → MnF2 + SnF4 + KF + H2O
6. K2Cr2O7 aq + SnCl2 aq + HClaq → CrCl3 aq + SnCl4 aq + KClaq+ H2Ol
7. Cr2O3 + Na2CO3 + KNO3 → Na2CrO4 + CO2 + KNO2
8. Cl2 + SO2 + H2O → HCl + H2SO4
9. KOH + Cl2 → KCl + KClO3 + H2O
10. CH3OH(l) + Na2Cr2O7(aq) + H2SO4(aq) → Cr2(SO4)3 (aq)+ HCOOH(aq)+
Na2SO4(aq) + H2O(l)
11. Al + H2SO4 →
Al2(SO4)3 + H2O + SO2
12. H2S + HNO3 → H2O + S + NO
13. ZnS + HCl + HNO3 → ZnCl2 + S + H2O + NO
14. KMnO4 + KI + H2O → MnO2 + I2 + KOH
15. NaClO + Br2O3 + NaOH → NaBrO3 + NaCl + H2O
KIMIA SMA XII IPA
18
Selesaikan persamaan reaksi redoks berikut dengan cara Perubahan Bilangan oksidasi dan Setengah reaksi!
A. Reaksi redoks dalam suasana asam
1) ClO3¯ + SO2
→
SO42¯ + Cl¯
2) H2S + NO3¯
→
S8 + NO
3) MnO4¯ + H2S
→
Mn2+ + S8
2
4) Cu + SO4 ¯
→
Cu2+ + SO2
5) MnO4¯ + CH3OH
→
CH3COOH + Mn2+
2
2+
6) Cr2O7 ¯ + Fe
→
Cr3+ + Fe3+
7) HNO2
→
NO + NO2
8) H2C2O4 + MnO4¯
→
CO2 + Mn2+
9) O2 + As
→
HAsO2 + H2O
10) NO2
→
NO3¯ + NO
11) ClO4¯ + Cl¯
→
ClO¯ + Cl2
12) H5IO6 + Cr
→
IO3¯ + Cr3+
13) Fe + HCl
→
HFeCl4 + H2
14) NO3¯ + H2O2
→
NO + O2
15) BrO3¯ + Fe2+
→
Br¯ + Fe3+
2
16) Cr2O7 ¯ + C2H4O →
CH3COOH + Cr3+
17) MnO4¯ +C2H4O
→
CH3COOH + MnO2
18) Zn + NO3¯
→
NH4+ + Zn2+
2
19) HBr + SO4 ¯
→
SO2 + Br2
20) NO3¯ + I2
→
IO3¯ + NO2
21) CuS + NO3¯
→
NO + Cu2++ HSO4¯
B. Reaksi redoks dalam suasana basa
1) NH3 + ClO¯
→
N2H4 + Cl¯
2) Au + O2 + CN¯
→
Au(CN)2¯ + H2O2
3) Br¯ + MnO4¯
→
MnO2 + BrO3¯
4) AlH4¯ + H2CO
→
Al3+ +CH3OH
5) Se + Cr(OH)3
→
Cr + SeO32¯
6) H2O2 + Cl2O7
→
ClO2¯ + O2
7) Fe + NiO2
→
Fe(OH)2 +Ni(OH)2
8) MnO4¯ + H2O2
→
MnO2 + O2
9) Zn + BrO4¯
→
[Zn(OH)4]2¯+Br¯
10) MnO4¯ + S2¯
→
MnO2 + S8
11) Pb(OH)42¯+ ClO¯ →
PbO2+Cl¯
12) Tl2O3 + NH2OH
→
TlOH + N2
13) Fe(OH)2+CrO42¯ →
Fe2O3 + Cr(OH)4¯
14) Br2
→
Br¯ + BrO3¯
SOAL PILIHAN GANDA
1.
2.
3.
4.
5.
Manakah dari reaksi-reaksi berikut yang merupakan reaksi redoks?
A. H+ + OH- H2O
B. BaCl2 + H2SO4 BaSO4 + 2HCl
C. SO2 + OH- HSO2D. I2 + 2S2O32- 2I- + S4O62E. MnCO3 MnO + CO2
Pada reaksi: Cl2 + 2KOH KCl + KClO + H2O bilangan oksidasi klor berubah dari...
A. -1 menjadi +1 dan 0
B. +1 menjadi -1 dan 0
C. 0 menjadi -1 dan -2
D. -2 menjadi 0 dan +1
E. 0 menjadi -1 dan +1
Reaksi redoks berikut:
Cr2O72- + a Fe2+ + 14H+ b Cr3+ + c Fe3+ + 7H2O setelah disetarakan maka koefisien a, b, c masing-masing adalah
….
A. 3, 2, 3
D. 6, 2, 6
B. 3, 4, 3
E. 6, 3, 6
C. 4, 3, 5
Perhatikan reaksi redoks berikut:
Cr2O72- + SO32- Cr3+ + SO42- . Setelah reaksi disetarakan, perbandingan banyak mol ion Cr2O72- dengan SO42dalam reaksi tersebut adalah ….
A. 1 : 3
D. 3 : 2
B. 3 : 1
E. 1 : 6
C. 2 : 3
Bilangan oksida Cl dari -1 sampai dengan +7. Ion atau molekul manakah di bawah ini yang tidak dapat mengalami
reaksi disproporsionasi adalah..
A. Cl2 dan HClO4
D. HCl dan HClO2
B. ClO2 dan HClO3
E. Cl2 dan KClO3
C. Cl- dan NaClO4
KIMIA SMA XII IPA
41
6.
Pada reaksi H2SO4 + HI H2S + I2 + H2O
1,5 mol asam sulfat dapat mengoksidasi hidrogen Iodida sebanyak ........
A. 12 mol
B. 9 mol
C. 6 mol
D. 3 mol
E. 1,5 mol
7. Pada reaksi redoks berikut :
4Fe(s) + NO3-(aq) + 10H+(aq) 4Fe2+(aq) + NH4+(aq) + 3H2O(l) maka…
A. ion H+ mengalami reduksi
B. ion NO3- mengalami oksidasi
C. Fe sebagai reduktor
D. 1 mol NO3- = 4 mol ekuivalen
E. ion NH4+ sebagai oksidator
8. Logam Fe (Ar Fe = 56) jika dilarutkan di dalam asam dan direaksikan dengan KMnO4 akan terjadi reaksi sebagai
berikut:
Fe2+(aq) + MnO4-(aq) → Mn2+(aq) + Fe3+(aq)
Jika berat Fe yang dilarutkan 11,2 gram, maka volume KMnO4 0,1 M yang dibutuhkan untuk reaksi tersebut adalah
........
A. 120 ml
B. 160 ml
C. 250 ml
D. 320 ml
E. 400 ml
9. Pada reaksi redoks :
aCr2O7-2(aq) + 14 H+(aq) + b Fe2+(aq) cCr3+(aq) + 7H2O(l) + d Fe3+(aq)
Nilai a, b, c, dan d berturut-turut dalam reaksi adalah ........
A. 1, 4, 2, 4
B. 1, 6, 2, 6
C. 2, 8, 2, 8
D. 2, 8, 4, 8
E. 3, 8, 6, 8
10. Bilangan oksidasi nitrogen tertinggi terdapat dalam senyawa ….
A. NH4Cl
B. N2H4
C. NaNO3
D. Li3N
E. Ca(NO2)2
11. Diantara reaksi berikut :
1. CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
2. CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2
3. 2K2CrO4 + H2SO4 K2Cr2O7 + H2O + K2SO4
4. 3Fe2O3 + CO Fe3O4+CO2
yang tergolong reaksi redoks adalah ….
A Semua
B. 1, 2, dan 3
C. 1, 3, dan 4
D. 1 dan 4
E. 3 dan 4
12. Dalam reaksi:
CuS(s) + HNO3(aq) + HCI(aq) CuCl2(aq) + NO(g) + H2O(l) + S(s)
Yang merupakan oksidator dan hasil oksidasi adalah ….
A. CuS dan NO
B. HNO3 dan CuCl2
C. HNO3dan NO
D. CuS dan NO
E. HNO3 dan S
13. KMnO4 dalam lingkungan basa dapat mengoksidasi Fe(OH)2 menurut persamaan;
MnO4-(aq) + aF(OH)2(s) + bH2O(l) MnO2(s) + cFe(OH)3(s) + dOH-(aq)
harga a, b, c dan d yang membuat reaksi di atas setara berturut-turut adalah …..
A 3, 1, 2 dan 2
B 2, 2, 2 dan 2
C 3, 2, 3 dan 1
D 3, 2, 3 dan 2
E 1, 1, 1 dan 1
14. Pada reaksi berikut:
6I-(aq) + 2MnO4-(aq) + 4H2O(l)→ 3I2(s)+ 2MnO2(s)+ 8OH-(aq)
Pernyataan yang benar adalah....
A. unsur I menerima 6 elektron
B. unsur Mn melepaskan 14 elektron
C. biloks Mn berubah dari -1 menjadi +4
D. biloks I berubah dari -1 menjadi 0
E. biloks H berubah dari +1 menjadi -1
15. Diantara reaksi berikut yang merupakan reaksi disproporsionasi adalah...
A. 2 Na2S2O3 + I2 → 2 NaI + Na2S4O6
B. 2 K2CrO4 + H2SO4 → K2SO4 + K2Cr2O7 + H2O
C. 6 KOH + 3 Cl2 → 5 KCl + KClO3 + 3 H2O
D. NH4Cl + NaOH → NaCl + NH3 + 3 H2O
E. 2 H2S + SO2 → 2 H2O + 3 S
16. Persamaan reaksi : a Cu(s) + b HNO3(aq) → cCu(NO3)2(aq) + dNO(g)+ H2O(l)
Koefisien reaksi a, b, c, dan d adalah....
A. 1, 8, 1, 6
B. 3, 8, 3, 2
C. 2, 8, 2, 4
D. 1, 8, 1, 4
E. 3, 8, 3, 4
KIMIA SMA XII IPA
42
17. Reaksi redoks :
KMnO4(aq)+ K2C2O4(aq)+H2SO4(aq)→ K2SO4(aq)+MnSO4(aq) + CO2(g)+ H2O(l)
Setengah reaksi oksidasi di atas adalah....
A. MnO4- (aq) + 8 H+ + 5 e → Mn2+(aq) + 4 H2O(l)
B. Mn2+(aq) → Mn7+(aq) + 5 e
C. C2O42-(aq) → 2 CO2(g) + 2 e
D. 4 H+ + O2(g0 + 4 e → 2 H2O(l)
E. H2C2O4(aq) + 2 H+ + 2 e → 2 CO2(g) + 2 H2O(l)
18. Pada reaksi :
2 Cr(OH)3 + 3 ClO-(aq) + 4 OH-(aq) → 2 CrO42-(aq) + 3 Cl-(aq0 + 5 H2O
Perubahan bilagan oksidasi chrom pada reaksi tersebut adalah.....
A. 0 menjadi +2
B. 0 menjadi +4
C. +3 menjadi +6
D. +6 menjadi +3
E. +6 menjadi _4
19. Yang bukan merupakan reaksi redoks adalah …
A. (NH4)2Cr2O7 → N2 + 4H2O + Cr2O3
B. CuCO3 + H2SO4 → CuSO4 + H2O + CO2
C. H2S + 2H2O + 3Cl2 → SO2 + 6HCl
D. Mg + CuSO4 → MgSO4 + Cu
E. 3CH3CHOHCH3 + 2CrO3 → 3CH3COCH3 + 2Cr(OH)3
20. Reaksi berikut yang merupakan reaksi oksidasi reduksi adalah …
A. Al3+ + 3OH- → Al(OH)3
D. H+ + SO42- → H2SO4
2+
B. Pb + 2Br → PbBr2
E. H2 + Cl2 → 2HCl
C. HF + NH3 → NH4F
KIMIA SMA XII IPA
43