Salah
satu contoh dari pengaplikasian redoks adalah
accumulator / aki
Sel Volta komersial
jenis lain yang dapat diisi ulang adalah sel timbel atau dikenal dengan accumulator (accu), terdiri atas timbel
oksida sebagai katode dan logam timbel berbentuk bunga karang sebagai anode.
Kedua elektrode ini dicelupkan dalam larutan H2SO4 35%. Reaksi yang terjadi
selama accu dipakai (discharged) adalah sebagai
berikut.
Pb(s) + HSO4–(aq) →PbSO4(s) + H+(aq) + 2e– (anode)
PbO2(s) + 3H+(aq) + HSO4–(aq) + 2e–→PbSO4(s) + 2H2O(l) (katode)
Reaksi lengkapnya :
Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) → 2PbSO4(s) + 2H2O(l)
Potensial
sel yang dihasilkan dari reaksi tersebut, yaitu sekitar 2 V. Untuk memperoleh potensial sel sebesar 12 V, diperlukan
enam buah sel yang disusun secara seri. Jika accu telah dipakai, accu dapat diisi ulang
menggunakan arus listrik searah. Selama proses isi ulang, reaksi dalam sel
merupakan kebalikan dari reaksi pemakaian. Reaksinya adalah sebagai berikut:
2PbSO4(s) + 2H2O(l) → Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq)
Selama
proses isi ulang, sejumlah air dalam accu terurai menjadi H2 dan O2,
akibatnya accu kekurangan air. Oleh
karena itu, accu yang sering dipakai dan
diisi ulang, cairan elektrolitnya harus diganti dengan yang baru.
Penjelasan tentang redoks
Perubahan kimia yang
terjadi bila elektron dipindahkan antara reaktan-reaktan dikenal sebagai reaksi
reduksi oksidasi. Reaksi oksidasi adalah sumber utama energi di bumi.
Pembakaran bensin di dalam mesin mobil dan terbakarnya kayu dalam suatu
kebakaran adalah reaksi oksidasi. Demikian juga pembakaran makanan dalam tubuh
kita. Semua reaksi oksidasi disertai reaksi reduksi. Reaksi reduksi-oksidasi
juga disebut reaksi redoks.
Mula-mula makna oksidasi
adalah kombinasi secara kimia suatu zat dengan oksigen sedangkan reduksi adalah
pelepasan/hilangnya oksigen. Sekarang oksidasi ditinjau sebagai pergeseran
elektron menjauhi dari sebuah atom sedangkan reduksi adalah meliputi pergeseran
elektron menuju suatu atom. Suatu reaksi oksidasi selalu disertai oleh reaksi reduksi.
Zat yang menyebabkan oksidasi disebut zat pengoksidasi (oxidizing agent atauoksidator).
Zat yang menyebabkan reduksi disebut zat pereduksi (reducing agent atau reduktor).
Sebuah bilangan oksidasi
dapat ditandakan pada sebuah unsur dalam suatu zat sesuai dengan aturan. Bilangan
oksidasi suatu unsur dalam keadaan tak tergabung adalah nol. Bilangan oksidasi ion
monoatomik adalah sama dalam hal besar dan tanda seperti muatan ioniknya.
Jumlah bilangan oksidasi unsur dalam sebuah senyawa netral adalah nol. Akan tetapi dalam ion
poliatomik, jumlah bilangan oksidasi unsur sama dengan muatan dari ion ini.
Suatu kenaikkan bilangan oksidasi adalah oksidasi sedangkan penurunan bilangan
oksidasi adalah reduksi.
PEMBAHASAN :
1. Oksigen dalam reaksi
redoks
Konsep
lama :
Oksidasi
: kombinasi suatu unsur dengan oksigen untuk
menghasilkan oksida
· Unsur dan senyawa
bergabung dengan oksigen dalam reaksi oksidasi
Unsur
:
4Fe + 3O2 à 2Fe2O3
C + O2 à CO2
Senyawa
:
CH4 + 2O2 à CO2 + 2H2O
Reduksi : Hilangnya oksigen dari
senyawa
2Fe2O3 + 3C à 4Fe + 3CO2
Istilah
reduksi (pengurangan) berkaitan dengan fakta bahwa bila logam oksida direduksi
menjadi logam, terdapat penurunan dalam hal volum logam oksida.
2. Perpindahan elektron
dalam reaksi redoks
Konsep
baru :
·
Oksidasi : hilangnya elektron
sebagian atau seluruhnya atau terimanya oksigen.
·
Reduksi : terimanya elektron
atau hilangnya oksigen
Contoh
reaksi logam dengan bukan logam, elektron dipindahkan dari atom logam ke atom bukan
logam
Mg + S à Mg2+ + S2-
Oksidasi : Mg à Mg2+ + 2e- (hilangnya elektron)
Reduksi : S + 2e- à S2- (terimanya elektron)
Mg : reducing agent (donor elektron)
S : oxidizing agent (akseptor elektron)
3. Manandai bilangan
oksidasi
Bilangan
oksidasi adalah konsep tata buku (bookkeeping) yang diberikan oleh ahli kimia.
Bilangan oksidasi adalah suatu bilangan positif atau negatif yang ditandakan
pada suatu atom sesuai dengan sehimpunan aturan.
Aturan penandaan
bilangan oksidasi :
a. Bilangan oksidasi ion
monoatomik sama dalam hal besar dan tanda dengan muatan ioniknya. Contoh : biloks ion
bromida, Br1-, adalah -1; biloks ion Fe3+ adalah +3.
b. Biloks hidrogen dalam
suatu senyawa selalu +1 kecuali dalam logam hidrida, contoh dalam NaH,
biloks H adalah -1
c. Biloks oksigen dalam
suatu senyawa adalah selalu -2 kecuali dalam peroksida, contoh dalam H2O2 biloks O adalah -1
d. Biloks unsur tak
tergabung dengan unsur lain adalah nol. Contoh, biloks atom K (kalium) dalam
logam kalium, K; dan atom nitrogen dalam gas N2, adalah nol
e. Untuk senyawa netral,
jumlah biloks dari atom-atom dalam senyawa harus sama dengan nol
f. Untuk ion poliatomik,
jumlah biloks atom harus sama dengan muatan ionik dari ion
4.
Reaksi oksidasi dan reduksi
Bagaimana kita
menentukan apakah suatu reaksi adalah reaksi oksidasi-reduksi ? Kita dapat
mengetahui dengan meninjau perubahan keadaan oksidasi unsur.
Zn(s) + 2H+(aq) à Zn2+(aq) + H2(g)
0 +1 +2 0
Perubahan
keadaan oksidasi (Zn) berubah dari 0 ke +2 dan H berubah dari +1 ke 0. Disini
jelas ada perpindahan elektron. Contoh berikut hanya terjadi pergeseran rapatan
elektron, kita tidak dapat megatakan setiap zat menerima atau melepas elektron.
2H2(g) + O2(g) à 2H2O(g)
0
0 +1 -2
Zat
yang memungkinkan untuk zat lain teroksidasi disebut oxidizing agent atau
oxidant (oksidator). Zat yang memberikan elektron, menyebabkan zat lain tereduksi
disebut reducing agent atau reductant (reduktor)
NO
|
OKSIDASI
|
REDUKSI
|
1
|
Hilangnya seluruh
(lengkap) elektron [reaksi ionik]
|
Terimanya elektron
secara lengkap [reaksi ionik]
|
2
|
Pergeseran elektron
menjauhi suatu atom dalam ikatan kovalen
|
Pergeseran elektron
menuju suatu atom dalam ikatan kovalen
|
3
|
Terimanya oksigen
|
Hilangnya oksigen
|
4
|
Kenaikkan bilangan
oksidasi
|
Penurunan bilangan
oksidasi
|
|
