BAB I
PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Di indonesia sudah banyak terjadi pencemaran
lingkungan dan masalah tersebut memberi dampak buruk bagi warga yang tinggal di
sekitarnya. Salah satu contoh dari pencemaran lingkungan yaitu pencemaran udara
yang disebabkan oleh asap knalpot kendaraan masalah ini bisa menyebabkan warga
jatuh sakit karena gangguan pernafasan contoh lainnya yaitu pencemaran tanah,
pencemaran tanah ini bisa mengakibatkan tanah tersebut tidak subur lagi atau
sudah tidak bisa digunakan sebagai media tanam. Masalah masalah seperti ini
bisa kita atasi dengan berbagai cara seperti menggunakan konsep redoks dalam
kehidupan sehari hari. Agar sudah tidak ada lagi pencemaran-pencemaran
tersebut.
Redoks adalah istilah yang menjelaskan berubahnya bilangan oksidasi (keadaan
oksidasi) atom-atom dalam sebuah reaksi kimia. Hal ini
dapat berupa proses redoks yang sederhana seperti oksidasi karbon yang
menghasilkan karbon dioksida, atau reduksi karbon oleh hidrogen menghasilkan metana(CH4),
ataupun ia dapat berupa proses yang kompleks seperti oksidasi gula pada tubuh manusia melalui
rentetan transfer elektron yang rumit.
B.
Rumusan Masalah
1. Pengertian Redoks
2. Contoh atau Pengaplikasian Konsep Redoks dalam
kehidupan sehari hari
BAB II
PEMBAHASAN
A.
Pengertian Redoks/Konsep Redoks
Redoks adalah istilah yang menjelaskan
berubahnya bilangan oksidasi (keadaan oksidasi) atom-atom dalam sebuah reaksi kimia. Hal ini
dapat berupa proses redoks yang sederhana seperti oksidasi karbon yang
menghasilkan karbon dioksida, atau reduksi karbon oleh hidrogen menghasilkan metana(CH4),
ataupun ia dapat berupa proses yang kompleks seperti oksidasi gula pada tubuh manusia melalui
rentetan transfer elektron yang rumit.
Walaupun cukup tepat untuk digunakan dalam berbagai tujuan, penjelasan di
atas tidaklah persis benar. Oksidasi dan reduksi tepatnya merujuk pada perubahan
bilangan oksidasi karena transfer elektron yang sebenarnya tidak akan
selalu terjadi. Sehingga oksidasi lebih baik didefinisikan sebagai peningkatan
bilangan oksidasi, dan reduksi sebagai penurunan bilangan oksidasi.
Dalam praktiknya, transfer elektron akan selalu mengubah bilangan oksidasi,
namun terdapat banyak reaksi yang diklasifikasikan sebagai "redoks"
walaupun tidak ada transfer elektron dalam reaksi tersebut (misalnya yang
melibatkan ikatan kovalen).
Senyawa-senyawa yang memiliki kemampuan
untuk mengoksidasi senyawa
lain dikatakan sebagai oksidatif dan dikenal sebagai oksidator atau agen
pengoksidasi. Oksidator melepaskan elektron dari senyawa lain, sehingga
dirinya sendiri tereduksi. Oleh karena ia "menerima" elektron, ia
juga disebut sebagai penerima elektron. Oksidator bisanya adalah
senyawa-senyawa yang memiliki unsur-unsur dengan bilangan oksidasi yang tinggi
(seperti H2O2, MnO−4, CrO3, Cr2O2−7, OsO4) atau
senyawa-senyawa yang sangat elektronegatif,
sehingga dapat mendapatkan satu atau dua elektron yang lebih dengan
mengoksidasi sebuah senyawa (misalnya oksigen, fluorin, klorin,
dan bromin).
Senyawa-senyawa
yang memiliki kemampuan untuk mereduksi senyawa lain dikatakan sebagai reduktif dan dikenal sebagai reduktor atau agen
pereduksi. Reduktor melepaskan elektronnya ke senyawa lain, sehingga ia
sendiri teroksidasi. Oleh karena ia "mendonorkan" elektronnya, ia
juga disebut sebagai penderma elektron.
Senyawa-senyawa yang berupa reduktor sangat bervariasi. Unsur-unsur logam seperti Li, Na, Mg, Fe, Zn, dan Al
dapat digunakan sebagai reduktor. Logam-logam ini akan memberikan elektronnya dengan mudah. Jenis
reduktor lainnya adalah reagen
transfer hidrida, misalnya NaBH4 dan LiAlH4), reagen-reagen
ini digunakan dengan luas dalam kimia organik[1][2],
terutama dalam reduksi senyawa-senyawa karbonil menjadi alkohol.
Metode reduksi lainnya yang juga berguna melibatkan gas hidrogen (H2)
dengan katalis paladium, platinum,
atau nikel, Reduksi katalitik ini utamanya digunakan pada reduksi
ikatan rangkap dua ata tiga karbon-karbon.
Cara
yang mudah untuk melihat proses redoks adalah, reduktor mentransfer elektronnya
ke oksidator. Sehingga dalam reaksi, reduktor melepaskan elektron dan
teroksidasi, dan oksidator mendapatkan elektron dan tereduksi. Pasangan
oksidator dan reduktor yang terlibat dalam sebuah reaksi disebut sebagai pasangan redoks.
B. Contoh Pengaplikasian Konsep Redoks dalam
Kehidupan Sehari-hari
1. Zat
pemutih
Zat pemutih adalah senyawa yang dapat digunakan untuk
menghilangkan warna benda, seperti pada tekstil, rambut dan kertas.
Penghilangan warna terjadi melalui reaksi oksidasi. Oksidator yang biasa
digunakan adalah natrium hipoklorit (NaOCl) dan hidrogen peroksida (H2O2).
Warna benda ditimbulkan oleh elektron yang diaktivasi
oleh sinar tampak. Hilangnya warna benda disebabkan oksidator mampu
menghilangkan elektron tersebut. Elektron yang dilepaskan kemudian diikat oleh
oksidator.
2. Fotosintesis
Fotosintesis adalah proses reaksi oksidasi-reduksi biologi
yang terjadi secara alami. Fotosintesis merupakan proses yang kompleks dan
melibatkan tumbuhan hijau, alga hijau atau bakteri tertentu. Organisme ini
mampu menggunakan energi dalam cahaya matahari (cahaya ultraviolet) melalui
reaksi redoks menghasilkan oksigen dan gula.
3. Pembakaran
Pembakaran merupakan contoh reaksi redoks yang paling
umum. Pada pembakaran propana
(C3H8-;) di udara (mengandung O2), atom karbon
teroksidasi membentuk CO2 dan atom oksigen tereduksi menjadi H2O.
3. baterai Nikel Kadmium
Baterai nikel-kadmium merupakan jenis baterai yang
dapat diisi ulang seperti aki,baterai HP, dll. Anoda yang digunakan adalah
kadmium, katodanya adalah nikel danelektrolitnya adalah KOH. Reaksi yang
terjadi:
anoda : Cd + 2 OH-→Cd(OH)2+ 2e
katoda : NiO(OH) + H2O→Ni(OH)2+ OH-
Potensial sel yang dihasilkan sebesar 1,4
volt.
5. Baterai
alkali
Baterai alkali hampir sama dengan bateri karbon-seng.
Anoda dan katodanya samadengan baterai karbon-seng, seng sebagai anoda dan MnO2
sebagai katoda.Perbedaannya terletak pada jenis elektrolit yang digunakan.
Elektrolit pada bateraialkali adalah KOH atau NaOH. Reaksi yang terjadi adalah:
anoda: Zn + 2 OH-→ZnO + H2O + 2e
katoda: 2MnO2+ H2O + 2e-→Mn2O3+ 2OH-
Potensial sel yang dihasilkan baterai alkali 1,54 volt.
Arus dan tegangan padabaterai alkali lebih stabil dibanding baterai
karbon-seng.
6. Baterai
perak oksida
Bentuk baterai ini kecil seperti
kancing baju biasa digunakan untuk baterai arloji,kalkulator, dan alat
elektronik lainnya. Anoda yang digunakan adalah seng,katodanya adalah perak
oksida dan elektrolitnya adalah KOH. Reaksi yang terjadi:
anoda : Zn→Zn2++ 2 e-
katoda : Ag2O + H2O + 2e→2Ag + 2 OH-
Potensial sel yang dihasilkan sebesar 1,5
volt.
7. AKI
Jenis baterai yang sering digunakan
pada mobil adalah baterai 12 volt timbal-asamyang biasa dinamakan Aki. Baterai
ini memiliki enam sel 2 volt yang dihubungkanseri. Logam timbal dioksidasi
menjadi ion Pb2+
dan melepaskan duaelektron di anoda.
Pb dalam timbal (IV) oksida mendapatkan dua elektron danmembentuk ion Pb2+ di
katoda. Ion Pb2+bercampur dengan ion SO42- dari asamsulfat membentuk timbal
(II) sulfat pada tiap-tiap elektroda. Jadi reaksi yang terjadiketika baterai
timbal-asam digunakan menghasilkan timbal sulfat pada keduaelektroda
PbO2+ Pb + 2H2SO4→2PbSO4+ 2H2O
Reaksi yang terjadi selama penggunaan
baterai timbal-asam bersifat spontan dantidak memerlukan input energi. Reaksi
sebaliknya, mengisi ulang baterai, tidakspontan karena membutuhkan input
listrik dari mobil. Arus masuk ke baterai danmenyediakan energi bagi reaksi di
mana timbal sulfat dan air diubah menjaditimbal(IV) oksida, logam timbal dan
asam sulfat.
2PbSO4+ 2H2O→PbO2+ Pb + 2H2SO4
8.
Baterai karbon-seng
Kalau anda
memasukkan dua atau lebih baterai dalam senter, artinya andamenghubungkannya
secara seri. Baterai harus diletakkan secara benar sehinggamemungkinkan
elektron mengalir melalui kedua sel. Baterai yang relatif murah iniadalah sel
galvani karbon-seng, dan terdapat beberapa jenis, termasuk standarddan
alkaline. Jenis ini sering juga disebut sel kering karena tidak terdapat
larutanelektrolit, yang menggantikannya adalah pasta semi padat.Pasta mangan(IV)
oksida (MnO2) berfungsi sebagai katoda. Amonium klorida(NH4Cl) dan seng klorida
(ZnCl2) berfungsi sebagai elektrolit. Seng pada lapisanluar berfungsi sebagai
anoda.Reaksi yang terjadi :
anoda : Zn→Zn2++ 2 e-
katoda : 2MnO2+ H2O + 2e-→Mn2O3+ 2OH-
Dengan menambahkan kedua setengah reaksi akan
membentuk reaksi redoksutama yang terjadi dalam sel kering karbon-seng.
Zn + 2MnO2+ H2O→Zn2++ Mn2O3+ 2OH-
Baterai ini menghasilkan potensial sel sebesar 1,5
volt. baterai ini bias digunakanuntuk menyalakan peralatan seperti senter,
radio, CD player, mainan, jam dansebagainya.
9. Pengaratan
logam
4Fe(s)+3O2(g)→2Fe2O3(s)
10. Redoks
dalam Fotografi
Film foto graf idibuat dari plastik yang dilapisi gelatin
yang mengandung milyaran butiran AgBr, yang peka terhadap cahaya
-Ketikacahayamengenaibutiran-butiranAgBr,terjadilahreaksiredoks
-SehinggaionAg+tereduksimenjadilogamnya,danionBr-menjadigasBromin
11. Pernapasan
sel
contohnya, adalah oksidasi glukosa (C6H12O6) menjadi
CO2 dan reduksi oksigen menjadi air. Persamaan ringkas dari pernapasan sel
adalah:
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O
12. Reaksi dalam
sel bahan bakar
2H2+4OH-→4H2O+4e
O2(g)+2H2O+4e-→4OH-
Reaksitotal
2H2(g)+O2(g)→2H2O(l)
13. Las
karbits
Karbit atau Kalsium karbida adalah senyawa kimia
dengan rumus kimia CaC2. Karbit digunakan dalam proses las karbit dan juga dapat
mempercepat pematangan buah.
Persamaan reaksi Kalsium Karbida dengan air
adalah:
CaC2 + 2 H2O → C2H2 + Ca(OH)2
Karena itu 1 gram CaC2 menghasilkan 349ml asetilen.
Pada proses las karbit, asetilen yang dihasilkan kemudian dibakar untuk
menghasilkan panas yang diperlukan dalam pengelasan.
14. Pada
perkaratan besi
Pada peristiwa perkaratan (korosi), logam mengalami
oksidasi, sedangkan oksigen (udara) mengalami reduksi.
Rumus kimia dari karat besi adalah Fe2O3 .
xH2O => berwarna coklat-merah.
Korosi merupakan proses elektrokimia. Pada
korosi besi, bagian tertentu
dari besi itu berlaku sebagai anode, dimana
besi mengalami oksidasi.
Fe(s) —–> Fe2+(aq) +2e ………….. E=+0,44V
O2(g) + 2H2O(l) +4e ——–> 4OH- …….
E=+0,40V
Ion besi (II) yg terbentuk pd anode selanjutnya
teroksidasi membentuk ion besi (III) yg kemudian membentuk senyawa oksida
terhidrasi, Fe2O3 . xH2O, yaitu karat besi.
15. PENGOLAHAN
AIR KOTOR (SEWAGE)
=> pengolahan air kotor ada 3 tahap :
tahap primer, sekunder, dan tersier. Saya akan menyingkat tahap ini satu
persatu…
a) TAHAP PRIMER
=> untuk memisahkan sampah yang tidak
larut air, yang dilakukan dengan penyaringan dan pengendapan.
b) TAHAP SEKUNDER
=> untuk menghilangkan BOD dengan jalan
mengOKSIDASInya.
c) TAHAP TERSIER
=> untuk menghilangkan sampah yang masih
terdapat.
Lumpur aktif merupakan Lumpur yang
kaya dengan bakteri yang dapat menguraikan limbah organic yang dapar mengalami
biodegradasi. Bakteri aerobmengubah sampah organic menjadi biomassa dan CO2, N
menjadi ammoniumdan nitrat, P menjadi fosfat.
16.
Penyapuhan emas
Dalam proses penyepuhan dengan emas reaksi yg terjadi
adalah reduksi ion-ion emasmenjadi logamnya,
Au+ + e- -> Au atau Au3+ + 3e- -> Au2.
17. Peleburan
biji logam
Untuk besi, reaksi totalnya adalah
2Fe2O3 + 3C -> 4Fe + 3CO2 Fe2O3
adalah bijih besi (hematit) dengan kokas
(karbon/C) sebagai reduktor.
18.
Dalam sistem biosensor
sistem biosensor berupa alat pengukur kadar gula dan
kolesterol berbasis enzimdidalam tanah untuk keperluan medis yang menggunakan
teknologi film tebal(thick film). Alat Pengukur kadar gula dan kolesterol dalam
darah bekerjamenggunakan prinsip elektrokimia amperometrik. Prinsip kerja
deteksi dari alatini didasari pada reaksi yang terjadi antara enzim glucose
oxidase dancholesterol oxidase dengan sample darah yang diukur. Proses reaksi
kimiawi inimenghasilkan aliran arus listrik yang kemudian diproses oleh signal
conditioningdan data akusisi. Hasil proses ini merupakan besar kadar gula dan
kolesterol didalam darah. Peralatan ini bersifat portable, kompak dan berdaya
rendah
19. Pengolahan
Alumunium
Zaman dahulu kala,
Alumunium termasuk logam yang harganya mahaldipasaran. Hal ini dikarenakan
jumlahnya yang sedikit di alam dan caramendapatannya yang cukup sulit. Cara
memperolehnya dengan cara elektrolisistidak berhasil karena apabila larutan
garam alumunium dihidrolisis, air lebihmudah direduksi daripada Ion Alumunium.
Hal ini menyebabkan gas Hidrogenyang terbentuk di anoda dan bukannya Alumunium.
Elektrolisis leburanAlumunium juga tidak berhasil karena 2 hal : Larutan tidak
berbentuk ion dansenyawanya mudah menguap apabila bersuhu tinggi. Elektrolisis
oksidanya jugatidak praktis karena titik lelehnya yang tinggi yang mencapai
2000 derajatcelsius.Pada tahun 1886, Charles Hall dari Oberlin
College menemukan cara yangdapatdigunakan untuk mengelektrolisis Alumunium
Oksida dengan menggunakanAl2O3dengan Kriolit Na3AlF3. Penambahan Kriolit ke
dalam
Al2O3menurunkantemperatur campuran
hingga 1000 derajat celcius, sehingga elektrolisi dapatdilaksanakan. Bejana
yang menampung campuran alumunium terbuat dari besiyang dilapisi beton yang
bertindak sebagai katoda dan batang karbon yangberfungsi sebagai Anoda.
20. Pengolahan
Magnesium
Magnesium merupakan logam yang penting karena sangat
ringan. Magnesiumdijumpai berlimpah dalamair laut. Ion magnesium diendapkan
dari air lautsebagai hodroksida, kemudian Mg(OH)2
diubah menjadi kloridanya dengan caramereduksinya
dengan asam klorida. setelah airnya menguap, MgCl2dilelehkandan dielektrolisis.
Magnesium dihasilkan di katoda dan Klor di Anoda.
Contoh
lain
1.
The Dry Cell Battery
Dikenal dengan istilah sel Leclanche
atau batu baterai kering. Pada batu baterai kering, logam seng berfungsi
sebagai anoda. Katodanya berupa batang grafit yang berada di tengah sel.
Terdapat satu lapis mangan dioksida dan karbon hitam mengelilingi batang grafit
dan pasta kental yang terbuat dari amonium klorida dan seng (II) klorida yang
berfungsi sebagai elektrolit. Potensial yang dihasilkan sekitar 1,5 volt.
Reaksi selnya adalah sebagai berikut :
Katoda (+) : 2 NH4+(aq) + 2 MnO2(s) + 2 e-
——> Mn2O3(s) + 2 NH3(aq) + H2O(l) ……………… (1)
Anoda (-) : Zn(s) ——> Zn2+(aq) + 2 e-
…………….. (2)
Reaksi Sel : 2 NH4+(aq) + 2 MnO2(s) + Zn(s)
——> Mn2O3(s) + 2 NH3(aq) + H2O(l) + Zn2+(aq) …………….. [(1) + (2)]
Pada batu baterai kering alkalin
(baterai alkalin), amonium klorida yang bersifat asam pada sel kering diganti
dengan kalium hidroksida yang bersifat basa (alkalin). Dengan bahan kimia ini,
korosi pada bungkus logam seng dapat dikurangi.
2. The Mercury
Battery
Sering digunakan pada dunia
kedokteran dan industri elektronik. Sel merkuri mempunyai struktur menyerupai
sel kering. Dalam baterai ini, anodanya adalah logam seng (membentuk amalgama
dengan merkuri), sementara katodanya adalah baja (stainless steel cylinder).
Elektrolit yang digunakan dalam baterai ini adalah merkuri (II) Oksida, HgO.
Potensial yang dihasilkan sebesar 1,35 volt.
Reaksi selnya adalah sebagai berikut :
Katoda (+) : HgO(s) + H2O(l) + 2 e- ——>
Hg(l) + 2 OH-(aq) …………………… (1)
Anoda (-) : Zn(Hg) + 2 OH-(aq) ——> ZnO(s)
+ H2O(l) + 2 e‑ ………………….. (2)
Reaksi sel : Zn(Hg) + HgO(s) ——> ZnO(s) +
Hg(l) ………………………. [(1) + (2)]
3. The Lead
Storage Battery
Dikenal dengan sebutan baterai mobil
atau aki/accu. Baterai penyimpan plumbum (timbal) terdiri dari enam sel yang
terhubung secara seri. Anoda pada setiap sel adalah plumbum (Pb), sedangkan
katodanya adalah plumbum dioksida (PbO2). Elektroda dicelupkan ke dalam larutan
asam sulfat (H2SO4).
Reaksi selnya pada saat pemakaian aki adalah
sebagai berikut :
Katoda (+) : PbO2(s) + 4 H+(aq) + SO42-(aq)
+ 2 e- ——> PbSO4(s) + 2 H2O(l) ………………… (1)
Anoda (-) : Pb(s) + SO42-(aq) ——>
PbSO4(s) + 2 e- …………………………… (2)
Reaksi sel : PbO2(s) + Pb(s) + 4 H+(aq) + 2
SO42-(aq) ——> 2 PbSO4(s) + 2 H2O(l) ……………………. [(1) + (2)]
Pada kondisi normal, masing-masing sel menghasilkan
potensial sebesar 2 volt. Dengan demikian, sebuah aki dapat menghasilkan
potensial sebesar 12 volt. Ketika reaksi diatas terjadi, kedua elektroda
menjadi terlapisi oleh padatan plumbum (II) sulfat, PbSO4, dan asam sulfatnya
semakin habis.
Semua sel galvani menghasilkan
listrik sampai semua reaktannya habis, kemudian harus dibuang. Hal ini terjadi
pada sel kering dan sel merkuri. Namun, sel aki dapat diisi ulang
(rechargeable), sebab reaksi redoksnya dapat dibalik untuk menghasilkan reaktan
awalnya. Reaksi yang terjadi saat pengisian aki merupakan kebalikan dari reaksi
yang terjadi saat pemakaian aki.
4. The
Lithium-Ion Battery
Digunakan pada peralatan elektronik,
seperti komputer, kamera digital, dan telepon seluler. Baterai ini memiliki
massa yang ringan sehingga bersifat portable. Potensial yang dihasilkan cukup
besar, yaitu sekitar 3,4 volt. Anodanya adalah Li dalam grafit, sementara katodanya
adalah oksida logam transisi (seperti CoO2). Elektrolit yang digunakan adalah
pelarut organik dan sejumlah garam organik.
Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
Katoda (+) : Li+(aq) + CoO2(s) + e- ——>
LiCoO2(s) ………………. (1)
Anoda : Li(s) ——> Li+ (aq) + e- ……………….
(2)
Reaksi sel : Li(s) + CoO2(s) ——>
LiCoO2(s) ……………………. [(1) + (2)]
5.
Fuel Cell
Dikenal pula dengan istilah sel bahan
bakar. Sebuah sel bahan bakar hidrogen-oksigen yang sederhana tersusun atas dua
elektroda inert dan larutan elektrolit, seperti kalium hidroksida. Gelembung
gas hidrogen dan oksigen dialirkan pada masing-masing elektroda. Potensial yang
dihasilkan adalah sebesar 1,23 volt.
Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
Katoda (+) : O2(g) + 2 H2O(l) +4 e- ——> 4
OH-(aq) ………………..(1)
Anoda (-) : 2 H2(g) + 4 OH-(aq) ——> 4
H2O(l) + 4 e- ……………………… (2)
Reaksi sel : O2(g) + 2 H2(g) ——> 2 H2O(l)
………………. [(1) + (2)]
BAB III
PENUTUP
B.
Kesimpulan
Redoks adalah
istilah yang menjelaskan berubahnya bilangan
oksidasi (keadaan
oksidasi) atom-atom dalam sebuah reaksi kimia.
Hal ini dapat berupa proses redoks yang sederhana seperti oksidasi karbon yang menghasilkan karbon
dioksida, atau reduksi karbon oleh hidrogen menghasilkan metana(CH4),
ataupun ia dapat berupa proses yang kompleks seperti oksidasi gula pada tubuh manusia melalui rentetan transfer elektron yang rumit.
C.
Saran
Pengaplikasian Redoks
dalam kehidupan sehari-hari sangat bermanfaat oleh karena itu gunakanlah Redoks
ini untuk pemanfaatan yang baik.
DAFTAR PUSTAKA
No comments:
Post a Comment