• Apa itu reaksi redoks?
• Ciri-ciri reaksi redoks
• Jenis-jenis reaksi redoks
• Contoh reaksi redoks
• Aplikasi industri

Kami menjelaskan apa itu reaksi redoks, jenis-jenis yang ada, aplikasinya, karakteristiknya, dan contoh reaksi redoks.

Dalam reaksi redoks, satu molekul kehilangan elektron dan yang lain mengambilnya.

Apa itu reaksi redoks?

Di kimia, dikenal sebagai reaksi redoks, reaksi reduksi oksida atau reaksi reduksi-oksidasi menjadi reaksi kimia di mana pertukaran elektron antara atom atau molekul terlibat.

Pertukaran ini tercermin dalam perubahan keadaan oksidasi dari reagen. Reaktan yang melepaskan elektron mengalami oksidasi dan yang menerima elektron mengalami reduksi.

Bilangan oksidasi menunjukkan jumlah elektron yang dilepaskan atau diterima oleh atom suatu unsur kimia ketika ia menjadi bagian dari a reaksi kimia. Itu juga bisa diartikan sebagai yang seharusnya muatan listrik yang akan dimiliki atom tertentu jika semua ikatannya dengan atom lain sepenuhnya ionik. Disebut juga bilangan oksidasi atau Valencia.

Keadaan oksidasi dinyatakan dalam bilangan bulat, menjadi nol keadaan oksidasi untuk unsur-unsur netral. Dengan demikian, ia dapat mengambil nilai positif atau negatif tergantung pada jenis atom dan reaksi di mana ia berpartisipasi. Di sisi lain, beberapa atom Mereka memiliki keadaan oksidasi variabel tergantung pada reaksi di mana mereka terlibat.

Mengetahui cara menentukan dengan benar keadaan atau bilangan oksidasi setiap atom dalam a senyawa kimia Sangat penting untuk memahami dan menganalisis reaksi redoks. Ada aturan tertentu yang memungkinkan Anda menghitung nilainya:

• Bilangan oksidasi unsur atau molekul netral adalah nol. Contoh: logam padat (Fe, Cu, Zn…), molekul (O2, N2, F2).
• Itu ion senyawa dari atom tunggal memiliki bilangan oksidasi yang sama dengan muatannya. Contoh: Na +, Li +, Ca2 +, Mg2 +, Fe2 +, Fe3 +, Cl–.
• Fluor selalu memiliki keadaan oksidasi -1 karena merupakan unsur paling elektronegatif yang ada (F–).
• Hidrogen selalu memiliki bilangan oksidasi +1 (H +), dengan pengecualian hidrida logam (kalium hidrida, KH), di mana ia memiliki bilangan oksidasi -1 (H–).
• Oksigen memiliki bilangan oksidasi -2, dengan beberapa pengecualian:
  • Ketika membentuk senyawa dengan fluor, ia memiliki bilangan oksidasi 2+. Misalnya: oksigen difluorida (OF2).
  • Ketika membentuk peroksida, ia memiliki bilangan oksidasi -1 (O22-). Misalnya: hidrogen peroksida (H2O2), natrium peroksida (Na2O2).
  • Ketika membentuk superoksida, ia memiliki bilangan oksidasi -½ (O2–). Contoh: kalium superoksida (KO2).
• Jumlah aljabar bilangan oksidasi atom-atom penyusun senyawa netral adalah nol.
• Jumlah aljabar bilangan oksidasi atom-atom penyusun ion poliatomik sama dengan muatan ion tersebut. Contoh: anion sulfat (SO42-) memiliki bilangan oksidasi -2, yang sama dengan jumlah bilangan oksidasi belerang dan oksigen, masing-masing dikalikan dengan jumlah masing-masing atom dalam senyawa, dalam hal ini memiliki satu atom belerang dan empat atom oksigen.
• Bilangan oksidasi beberapa unsur kimia mereka dapat bervariasi tergantung pada senyawa netral atau ion di mana mereka menjadi bagiannya. Kemudian, dimungkinkan untuk menghitung bilangan oksidasi atom dalam suatu senyawa sebagai berikut:

Di mana tidak() berarti bilangan oksidasi, dan unsur kimia ditemukan dalam tanda kurung.

Dengan cara ini, dalam setiap reaksi redoks ada dua jenis reaktan, satu yang melepaskan elektron dan yang lain menerimanya:

• Agen pengoksidasi. Ini adalah atom yang menangkap elektron. Dalam pengertian ini, keadaan oksidasi awalnya menurun, dan terjadi reduksi. Dengan cara ini, ia meningkatkan muatan listrik negatifnya dengan mendapatkan elektron.
• Agen pereduksi. Ini adalah atom yang melepaskan elektron dan meningkatkan keadaan oksidasi awalnya, mengalami oksidasi. Dengan cara ini, ia meningkatkan muatan listrik positifnya dengan melepaskan elektron.

Beberapa bahan kimia dapat dioksidasi dan direduksi secara bersamaan. Unsur-unsur ini disebut amfolit, dan proses terjadinya ini disebut ampolisasi.

Reaksi redoks adalah salah satu reaksi kimia yang paling umum di semesta, karena mereka adalah bagian dari proses fotosintesis dalam tanaman dan dari pernafasan pada hewan, yang memungkinkan kelangsungan kehidupan.

Ciri-ciri reaksi redoks

Reaksi redoks ada di sekitar kita setiap hari. Oksidasi dari logam, itu pembakaran gas di dapur atau bahkan oksidasi glukosa untuk mendapatkan ATP dalam tubuh kita adalah beberapa contohnya.

Dalam kebanyakan kasus, reaksi redoks melepaskan sejumlah besar Energi.

Umumnya, setiap reaksi redoks terdiri dari dua tahap atau setengah reaksi. Dalam salah satu setengah-reaksi, oksidasi terjadi (reaktan dioksidasi) dan yang lain, reduksi terjadi (reaktan direduksi).

Reaksi redoks total, yang diperoleh sebagai hasil penggabungan semua setengah-reaksi secara aljabar, sering disebut "reaksi global". Penting untuk dicatat bahwa ketika semi-reaksi digabungkan secara aljabar, massa dan muatan harus disesuaikan. Artinya, jumlah elektron yang dilepaskan selama oksidasi harus sama dengan jumlah elektron yang diperoleh selama reduksi, dan massa setiap reaktan harus sama dengan massa setiap produk.

Sebagai contoh:

• Setengah reaksi reduksi Pengurangan tembaga dengan menangkap dua elektron. Menurunkan keadaan oksidasinya.
  
• Semi-reaksi oksidasi. Oksidasi besi dengan kehilangan dua elektron. Meningkatkan keadaan oksidasinya.
  
  Reaksi global:
  

Jenis-jenis reaksi redoks

Reaksi pembakaran (reaksi redoks) melepaskan energi yang dapat menciptakan gerakan.

Ada berbagai jenis reaksi redoks, diberkahi dengan karakteristik yang berbeda. Jenis yang paling umum adalah:

• Pembakaran. Pembakaran adalah reaksi kimia redoks yang melepaskan sejumlah besar energi dalam bentuk panas kamu lampu. Reaksi-reaksi ini adalah oksidasi cepat yang mengeluarkan banyak energi. Energi yang dilepaskan dapat digunakan secara terkendali untuk menghasilkan gerakan di mesin mobil. Sebuah elemen yang disebut pengoksidasi (yang direduksi dan dioksidasi menjadi bahan bakar) dan elemen bahan bakar (yang dioksidasi dan direduksi menjadi oksidator). Beberapa contoh bahan bakar adalah bensin dan gas yang kita gunakan di dapur kita, sedangkan oksidator yang paling terkenal adalah gas oksigen (O2).
• Oksidasi dari logam. Mereka adalah reaksi lebih lambat dari pembakaran. Mereka umumnya digambarkan sebagai degradasi bahan tertentu, terutama yang logam, oleh aksi oksigen pada mereka. Ini adalah fenomena yang dikenal di seluruh dunia dan sehari-hari, terutama pada populasi pesisir, di mana garam dari lingkungan mempercepat (mengkatalisis) reaksi. Itu sebabnya mobil, setelah membawa kita ke pantai, harus dibersihkan dari semua jejak air asin.
• Disproporsi. Juga dikenal sebagai reaksi dismutasi, mereka menyajikan reagen tunggal yang tereduksi dan teroksidasi pada waktu yang sama. Kasus khas dari hal ini adalah dekomposisi hidrogen peroksida (H2O2).
• Menggulir sederhana. Juga disebut "reaksi substitusi sederhana", mereka terjadi ketika dua elemen bertukar tempat masing-masing dalam senyawa yang sama. Artinya, satu elemen menggantikan yang lain di tempat yang tepat dalam rumus, menyeimbangkan muatan listrik masing-masing dengan atom lain yang sesuai. Contohnya adalah apa yang terjadi ketika logam menggantikan hidrogen dalam asam dan garam terbentuk, seperti yang terjadi ketika baterai dari kerusakan alat.

Contoh reaksi redoks

Contoh reaksi redoks sangat banyak. Kami akan mencoba memberikan contoh dari masing-masing jenis yang dijelaskan sebelumnya:

• Pembakaran oktan. Oktan adalah hidrokarbon komponen bensin yang digunakan untuk menjalankan mesin mobil kita. Ketika oktana bereaksi dengan oksigen, oktan teroksidasi dan oksigen berkurang, melepaskan sejumlah besar energi sebagai hasil dari reaksi ini. Energi yang dilepaskan ini digunakan untuk menghasilkan kerja di mesin, juga menghasilkan karbon dioksida dan uap air dalam prosesnya. Persamaan yang mewakili reaksi ini adalah:
  
• Penguraian hidrogen peroksida. Ini adalah reaksi dismutasi di mana hidrogen peroksida terurai menjadi unsur-unsur penyusunnya, air dan oksigen. Dalam reaksi ini, oksigen direduksi dengan menurunkan bilangan oksidasinya dari -1 (H2O2) menjadi -2 (H2O), dan oksigen dioksidasi dengan menaikkan bilangan oksidasinya dari -1 (H2O2) menjadi 0 (O2).
  
• Perpindahan perak dengan tembaga. Ini adalah reaksi dari pemindahan sederhana di mana Anda dapat melihat bagaimana dengan merendam pecahan logam tembaga dalam larutan perak nitrat, warna larutan berubah menjadi biru dan lapisan tipis perak metalik diendapkan pada fragmen tembaga. Dalam hal ini, bagian dari logam tembaga (Cu) diubah menjadi ion Cu2 +, sebagai bagian dari tembaga (II) nitrat (Cu (NO3) 2), yang larutannya memiliki warna biru yang indah. Sebaliknya, sebagian kation Ag+ yang merupakan bagian dari perak nitrat (AgNO3) diubah menjadi logam perak (Ag) yang diendapkan.
  
• Reaksi seng dengan asam klorida encer. Ini adalah reaksi perpindahan sederhana di mana hidrogen dalam HCl (aq) digantikan oleh seng untuk membentuk garam.
  
• Oksidasi besi. Besi logam teroksidasi ketika bersentuhan dengan oksigen dari udara. Hal ini terlihat dalam kehidupan sehari-hari ketika benda-benda besi membentuk lapisan karat berwarna coklat jika terkena udara dalam jangka waktu yang lama. Dalam reaksi ini, besi logam (Fe), yang memiliki bilangan oksidasi 0, diubah menjadi Fe3 +, yaitu, bilangan oksidasinya meningkat (teroksidasi). Untuk alasan ini, dikatakan secara intuitif atau bahasa sehari-hari: karat besi.
  

Aplikasi industri

Di pembangkit listrik, reaksi redoks mampu menggerakkan motor besar.

Aplikasi industri reaksi redoks tidak ada habisnya. Misalnya, reaksi pembakaran ideal untuk menghasilkan pekerjaan yang berfungsi untuk menghasilkan pergerakan di motor besar yang digunakan di pembangkit listrik untuk menghasilkan listrik.

Prosesnya terdiri dari pembakaran bahan bakar fosil untuk mendapatkan panas dan menghasilkan uap air dalam boiler, kemudian uap ini digunakan untuk menggerakkan mesin atau turbin besar. Di sisi lain, reaksi pembakaran juga digunakan untuk menjalankan mesin kendaraan bermotor yang menggunakan bahan bakar fosil, seperti mobil kita.

Di sisi lain, reaksi redoks substitusi dan perpindahan berguna untuk mendapatkan unsur-unsur tertentu dalam keadaan kemurnian yang tidak sering terlihat di alam. alam. Misalnya, perak sangat reaktif. Meskipun jarang ditemukan murni di lapisan tanah mineral, tingkat kemurnian yang tinggi dapat diperoleh melalui reaksi redoks. Hal yang sama terjadi dalam hal mendapatkan garam dan lainnya senyawa.