Jati HarmokoReaksi reduksi dan oksidasi, atau reaksi redoks, adalah reaksi kimia di mana satu atau lebih elektron dipindahkan dari satu molekul atau senyawa ke senyawa lainnya. Spesies yang kehilangan elektron mengalami oksidasi dan biasanya merupakan zat pereduksi; spesies yang memperoleh elektron mengalami reduksi dan biasanya zat pengoksidasi. Contoh peristiwa yang melibatkan reaksi reduksi dan oksidasi dalam kehidupan sehari-hari meliputi fotosintesis, respirasi, pembakaran, korosi, elektrokimia dan baterai, peleburan biji logam, penyepuhan emas, zat pemutih, baterai nikel kadmium, dan baterai perak oksida.
1. Fotosintesis pada Tanaman
Dalam fotosintesis, yang berlangsung di daun tanaman hijau, karbon dioksida dan air bergabung di bawah pengaruh cahaya untuk membentuk molekul oksigen dan glukosa karbohidrat. Tanaman ini menggunakan glukosa sebagai bahan bakar untuk proses metabolismenya. Pada langkah pertama, energi cahaya digunakan untuk membebaskan atom hidrogen, menguranginya dan menciptakan gas oksigen; atom-atom ini kemudian mereduksi karbon dalam karbon dioksida. Hal ini dapat dinyatakan kira-kira sebagai karbon dioksida + air + energi cahaya → karbohidrat + oksigen + air. Secara keseluruhan, reaksi seimbang untuk fotosintesis biasanya ditulis:
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
2. Pernafasan
Pernapasan seluler memungkinkan organisme untuk membebaskan energi yang tersimpan dalam ikatan kimia glukosa; Anggap ini sebagai titik akhir mutlak dalam mendapatkan bahan bakar dari makanan. Reaksi redoks yang seimbang adalah:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 36ATP
Dimana ATP adenosin trifosfat, senyawa penyuplai energi sederhana yang mendorong berbagai proses metabolisme lainnya. Dalam reaksi reduksi dan oksidasi ini, glukosa teroksidasi dan oksigen tereduksi.
3. Pembakaran
Mungkin yang ada dalam pikiranmu mengenai pembakaran, atau kebakaran, merupakan proses fisik daripada zat kimia. Meskipun demikian, pembakaran, katakanlah, hidrokarbon dalam bahan bakar fosil, serta pembakaran bahan organik di kayu merupakan reaksi redoks klasik. Dalam setiap kasus, karbon di dalam senyawa dibakar dengan atom oksigen di udara, sementara beberapa ikatan oksigen ke hidrogen di dalam senyawa; Oleh karena itu, senyawa yang dibakar dioksidasi dan oksigen direduksi, dengan karbon dioksida dan uap air yang dipancarkan sebagai produk pembakaran.
4. Korosi
Ketika air bersentuhan dengan, misalnya, pipa besi, beberapa oksigen di dalam air mengoksidasi zat besi, menghasilkan ion hidrogen bebas. Ion-ion ini bergabung dengan oksigen di udara untuk membentuk air, dan prosesnya dimulai lagi pada tahap oksidasi-besi, dengan akibat meningkatnya jumlah besi dalam keadaan yang teroksidasi – yaitu, membawa lebih banyak dan lebih banyak muatan positif Atom besi ini bergabung dengan gugus hidroksil – pasang hidrogen bermuatan negatif – untuk membentuk senyawa Fe(OH)2, atau besi (II) hidroksida, dan Fe(OH)3, atau besi (III) hidroksida. Akhirnya, dengan pengeringan, yang tersisa adalah Fe2O3, atau oksida besi, adalah bahan berwarna coklat kemerahan yang dikenal sebagai karat.
5. Elektrokimia dan Baterai
Elektrokimia adalah studi tentang hubungan antara kimia dan energi listrik. Diantara aplikasinya adalah terciptanya baterai, yang menggunakan reaksi reduksi dan oksidasi untuk menghasilkan arus listrik.
Baterai dasar dapat digambarkan secara skematis sebagai dua gelas larutan yang dihubungkan oleh kawat. Dalam satu larutan adalah zat pengoksidasi; di sisi lain, agen pereduksi. Kabel tersebut memungkinkan elektron untuk melewati bolak-balik antara dua solusi, namun untuk memastikan alirannya berjalan dua arah, kedua solusi tersebut juga dihubungkan oleh “jembatan garam.” Jembatan garam mengandung gel atau larutan yang memungkinkan ion melewati dan maju, namun membran berpori mencegah larutan dari pencampuran sebenarnya.
Baterai yang digunakan orang untuk menyalakan semua jenis peralatan portabel, dari senter hingga kotak boom, disebut baterai sel kering. Berbeda dengan model yang dijelaskan di atas, dengan menggunakan larutan, sel kering (seperti namanya) tidak melibatkan komponen cair. Sebagai gantinya, ia menggunakan berbagai elemen dalam berbagai kombinasi, termasuk seng, magnesium, merkuri, perak, nikel, dan kadmium. Dua yang terakhir diterapkan pada baterai nikel-kadmium, yang sangat berguna karena dapat diisi ulang berulang-ulang oleh arus eksternal. Arus ini mengubah produk reaksi kimia di dalam baterai menjadi reaktan.
6. Peleburan Biji Logam
Peleburan biji logam besi, reaksi totalnya adalah
2Fe2O3 +3C → 4Fe + 3CO2
2Fe2O3 adalah bijih besi (hematit) dengan kokas (karbon (C)) sebagai reduktor.
7. Penyepuhan Emas
Dalam proses penyepuhan dengan emas reaksi yg terjadi adalah reduksi ion-ion emas menjadi logamnya, reaksinya:
Au+ + e– → Au
8. Zat Pemutih
Penghilangan warna dilakukan melalui reaksi oksidasi. Oksidator yang digunakan adalah natrium hipoklorit (NaOCl) dan hidrogen peroksida (H2O2). Warna benda ditimbulkan karena adanya elektron yang diaktivasi oleh sinar tampak. Elektron yang dilepaskan kemudian diikat oleh oksidator.
9. Baterai Nikel Kadmium
Baterai Nikel Kadmium merupakan salah satu jenis baterai yang sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari, karena dapat diisi ulang. Contohnya, aki, baterai HP, dll. Anoda yang digunakan adalah kadmium, sedangkan katoda yang digunakan adalah nikel dan elektrolitnya berupa KOH. Reaksi yang terjadi:
anoda : Cd + 2OH– → Cd(OH)2 + 2e
katoda : NiO(OH) + H2O → Ni(OH)2 + OH–
10. Baterai perak oksida
Bentuk baterai ini kecil dan biasa digunakan sebagai baterai arloji, jam tangan, dan kalkulator. Baterai perak oksida menggunakan anoda seng, katoda perak oksida, dan elektrolit KOH. Reaksinya:
anoda : Zn→ Zn2+ + 2e–
katoda : Ag2O + H2O + 2e → 2Ag+ + 2OH–
