Contoh Soal Pembahasan Oksidasi dan Reduksi
Pendahuluan
Oksidasi dan reduksi merupakan konsep dasar dalam kimia yang saling berhubungan dan tidak dapat dipisahkan satu sama lain. Proses ini terjadi secara bersamaan dalam suatu reaksi yang dikenal sebagai reaksi redoks (reaksi reduksi-oksidasi). Dalam reaksi ini, zat yang mengalami oksidasi akan melepas elektron, sementara zat yang mengalami reduksi akan menangkap elektron. Untuk memahami lebih dalam, mari kita bahas contoh soal beserta pembahasannya.
Soal dan Pembahasan Oksidasi dan Reduksi
Contoh Soal 1
Soal:
Tentukan zat yang mengalami oksidasi dan reduksi dalam reaksi berikut:
\[ 2Mg(s) + O_2(g) \rightarrow 2MgO(s) \]
Pembahasan:
Untuk menentukan zat yang mengalami oksidasi dan reduksi, kita perlu mengecek perubahan bilangan oksidasi masing-masing unsur dalam reaksi tersebut.
1. Bilangan oksidasi dalam senyawa awal:
– Magnesium (Mg) adalah unsur bebas dalam bentuk padat (s), sehingga bilangan oksidasinya adalah 0.
– Oksigen (O₂) dalam bentuk molekul gas (g) adalah unsur bebas, sehingga bilangan oksidasinya juga 0.
2. Bilangan oksidasi dalam senyawa produk:
– Magnesium dalam magnesium oksida (MgO) memiliki bilangan oksidasi +2 (Mg²⁺).
– Oksigen dalam magnesium oksida (MgO) memiliki bilangan oksidasi -2 (O²⁻).
3. Perubahan bilangan oksidasi:
– Magnesium berubah dari 0 menjadi +2. Artinya, magnesium telah mengalami kenaikan bilangan oksidasi, atau mengalami oksidasi.
– Oksigen berubah dari 0 menjadi -2. Artinya, oksigen telah mengalami penurunan bilangan oksidasi, atau mengalami reduksi.
Kesimpulan:
– Magnesium (Mg) adalah zat yang mengalami oksidasi.
– Oksigen (O₂) adalah zat yang mengalami reduksi.
Contoh Soal 2
Soal:
Identifikasi agen pengoksidasi dan agen pereduksi dalam reaksi berikut:
\[ Zn + CuSO_4 \rightarrow ZnSO_4 + Cu \]
Pembahasan:
Dalam reaksi ini, kita akan menentukan siapa yang mengalami oksidasi dan siapa yang mengalami reduksi, serta mengidentifikasi agen pengoksidasi dan agen pereduksi.
1. Reaktan:
– Zn (s) : Bilangan oksidasi = 0.
– Cu dalam CuSO₄ : Bilangan oksidasi = +2.
2. Produk:
– Zn dalam ZnSO₄ : Bilangan oksidasi = +2.
– Cu (s) : Bilangan oksidasi = 0.
3. Perubahan Bilangan Oksidasi:
– Zn berubah dari 0 menjadi +2. Artinya, Zn mengalami kenaikan bilangan oksidasi, atau mengalami oksidasi.
– Cu berubah dari +2 menjadi 0. Artinya, Cu mengalami penurunan bilangan oksidasi, atau mengalami reduksi.
4. Agen Pengoksidasi dan Agen Pereduksi:
– Agen pengoksidasi adalah zat yang menyebabkan zat lain teroksidasi, dan itu sendiri mengalami reduksi. Pada reaksi ini, Cu²⁺ dalam CuSO₄ menyebabkan Zn teroksidasi, sehingga Cu²⁺ adalah agen pengoksidasi.
– Agen pereduksi adalah zat yang menyebabkan zat lain tereduksi, dan itu sendiri mengalami oksidasi. Pada reaksi ini, Zn menyebabkan Cu²⁺ tereduksi, sehingga Zn adalah agen pereduksi.
Kesimpulan:
– Agen pengoksidasi adalah Cu²⁺ dalam CuSO₄.
– Agen pereduksi adalah Zn.
Contoh Soal 3
Soal:
Hitung bilangan oksidasi dari unsur-unsur dalam senyawa berikut:
\[ H_2SO_4 \]
Pembahasan:
Untuk menentukan bilangan oksidasi dari setiap unsur dalam asam sulfat (H₂SO₄), kita menggunakan aturan penetapan bilangan oksidasi.
1. Hidrogen (H) dalam senyawa biasanya memiliki bilangan oksidasi +1.
2. Oksigen (O) dalam senyawa biasanya memiliki bilangan oksidasi -2.
3. Jumlah total bilangan oksidasi dalam senyawa netral harus 0.
Sekarang kita hitung:
– Hidrogen: 2 atom H masing-masing +1, total (+1) 2 = +2.
– Oksigen: 4 atom O masing-masing -2, total (-2) 4 = -8.
– Sulfur: Misalkan bilangan oksidasi S = x.
Jumlah total bilangan oksidasi:
\[ 2(+1) + x + 4(-2) = 0 \]
\[ 2 + x – 8 = 0 \]
\[ x – 6 = 0 \]
\[ x = +6 \]
Kesimpulan:
– Bilangan oksidasi H = +1
– Bilangan oksidasi O = -2
– Bilangan oksidasi S = +6
Contoh Soal 4
Soal:
Pada reaksi berikut, tentukan bilangan oksidasi dari tiap unsur, dan tentukan reaksi separuh (half-reaction) dari reaksi redoks ini:
\[ MnO_4^- + 8H^+ + 5Fe^{2+} \rightarrow Mn^{2+} + 4H_2O + 5Fe^{3+} \]
Pembahasan:
1. Menentukan bilangan oksidasi:
– Mn dalam MnO₄⁻ : Bilangan oksidasi Mn adalah +7. (Karena O = -2 pada 4 atom O: (-2) 4 = -8; Setara ion MnO₄⁻ = -1; Jadi Mn harus +7 untuk keseimbangan: +7 – 8 = -1).
– Fe dalam Fe²⁺ : Bilangan oksidasi Fe adalah +2.
– Mn dalam Mn²⁺ : Bilangan oksidasi Mn adalah +2.
– Fe dalam Fe³⁺ : Bilangan oksidasi Fe adalah +3.
– Oksigen dalam H₂O : Bilangan oksidasi O adalah -2.
– Hidrogen dalam H₂O : Bilangan oksidasi H adalah +1.
2. Menentukan reaksi separuh:
– Reaksi oksidasi (Fe²⁺ menjadi Fe³⁺):
\[ Fe^{2+} \rightarrow Fe^{3+} + e^- \]
– Reaksi reduksi (MnO₄⁻ menjadi Mn²⁺):
\[ MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- \rightarrow Mn^{2+} + 4H_2O \]
Kesimpulan:
– Bilangan oksidasi Mn dalam MnO₄⁻ adalah +7.
– Bilangan oksidasi Fe dalam Fe²⁺ adalah +2.
– Bilangan oksidasi Fe dalam Fe³⁺ adalah +3.
Penutup
Dengan memahami contoh-contoh soal dan pembahasannya, kita dapat lebih mudah memahami konsep oksidasi dan reduksi dalam kimia. Bilangan oksidasi memainkan peran penting dalam menentukan zat mana yang teroksidasi dan mana yang tereduksi dalam reaksi kimia. Semoga artikel ini membantu Anda lebih memahami dan menguasai konsep oksidasi dan reduksi dengan baik.
