Reaksi Redoks dan Asam-Basa

1.     Reaksi dari Logam sebagai Zat Pereduksi

Reaksi sejenis dengan logam magnesium dan aluminium dengan air mempunyai potensial standar berturut-turut +1,54 volt dan +0,83 volt Akan tetapi, pada kenyataannya magnesium hanya bereaksi lambat dengan air pada suhu kamar dan sedikit lebih cepat dengan air mendidih.

Mg(s) + 2H₂O(l) → Mg(OH)₂(s) + H₂(g)

Reaksi Mg dengan air terhambat lapisan endapan Mg(OH)₂ yang menutupi permukaan logam itu, karena Mg(OH)₂ sukar larut dalam air. Aluminium sama sekali tidak bereaksi dengan air tetapi bereaksi degan uap air panas membentuk Al₂O₃ dan gas H₂.

2Al(s) + 3H₂O(g) → Al₂O₃(s) + 3H₂(g)

Karena daya pereduksinya yang kuat, natrium, magnesium, dan aluminium digunakan sebagai pereduksi pada berbagai proses, misalnya pada pengolahan berbagai jenis logam. Serbuk aluminium dicampurkan dengan serbuk Fe₂O₃ untuk membuat eternit, yaitu bahan untuk pengelasan logam. Termit bereaksi sangat eksoterm sehingga panas yang ditimbulkannya dapat mencairkan besi atau baja, dan besi yang terbentuk dari hasil reaksi dapat menyambung logam yang dilas.

2.     Kecenderungan Berkala dalam Reaktivitas Logam-logam

Reaktif artinya mudah bereaksi. Unsur-unsur logam pada system periodik, makin ke bawah makin reaktif, karena makin mudah melepaskan elektron. Unsur-unsur bukan logam pada sistem periodik, makin ke bawah makin kurang reakatif, karena makin sukar menangkap electron.

Kereaktifan suatu unsur bergantung pada kecenderungannya melepas atau menarik elektron. Jadi, unsur logam yang paling reatif adalah golongan VIIA (halogen). Dari kiri ke kanan dalam satu periode, mula-mula kereaktifan menurun kemudian bertambah hingga golongan VIIA. Golongan VIIA tidak rekatif. Kecenderungan berbagai sifat periodik unsur-unsur periode ketiga

3.     Reaksi dari Nonlogam sebagai Oksidator

Atom, ion, dan molekul yang memiliki afinitas elektron sangat besar untuk cenderung bersifat sebagai oksidator yang baik. Misalnya unsur Fluor, adalah zat pengoksidasi yang kuat . F₂ adalah suatu zat pengoksidasi yang baik untuk logam, kuarsa, asbes, dan bahkan air bila dimasukkan fluor  dapat memberi ledakank atau bersifat eksplosive. Oksidator yang kuat lainnya termasuk O₂, O₃, dan Cl₂, yang merupakan bentuk unsur – unsur  yang paling elektronegatif masing-masing kedua (oksigen) dan ketiga (klorin). Zat lain yang berfungsi sebagai zat  pengoksidasi yang baik adalah salah senyawa dengan bilangan oksidasi yang besar, seperti ion permanganat (MnO₄^–), ion kromat (CrO₄^2-), dan ion dikromat (Cr₂O₇^2-), serta asam nitrat (HNO₃), perklorat asam (HClO₄), dan asam sulfat (H₂SO₄). Senyawa ini merupakan oksidator kuat karena unsur – unsurnya  menjadi lebih elektronegatif yang dapat mengoksidasi atom lainnya yang menyebabkan bertambah bilangan oksidasinya.

Beberapa senyawa dapat bertindak baik sebagai oksidator. Salah satu contoh adalah gas hidrogen,yang bertindak sebagai zat pengoksidasi ketika bereaksi  dengan logam

2Na (s) + H₂ (g) → 2 NaH (s)

4.     Molekul Oksigen sebagai Oksidator

Oksigen adalah unsur yang paling banyak terjadi di Bumi. Karena, membentuk senyawa dengan unsur-unsur kimia hampir semua kecuali gas mulia. Oksigen merupakan anggota dari kelompok 16 pada tabel periodik, dan merupakan unsur non-logam yang sangat reaktif yang mudah membentuk senyawa (terutama oksida) dengan hampir semua unsur lainnya. Massa, oksigen adalah unsur yang paling melimpah ketiga di alam semesta setelah hidrogen dan helium dan massa unsur paling melimpah di kerak bumi, membuat hampir setengah dari massa kerak itu. Senyawa yang terbentuk dari hasil reaksi dengan oksigen  dinamakan oksida sehingga reaksi antara oksigen dan suatu unsur dinamakan reaksi oksidasi. Karat  besi  adalah  senyawa  yang  terbentuk  dari  hasil  reaksi  antara besi dan oksigen (besi oksida). Perkaratan besi merupakan salah satu contoh dari reaksi  oksidasi.  Persamaan  reaksi  pembentukan  oksida  besi dapat  ditulis  sebagai  berikut.

Pada reaksi tersebut, besi mengalami oksidasi dengan cara mengikat oksigen  menjadi  besi  oksida. Kebalikan dari reaksi oksidasi dinamakan reaksi reduksi. Pada reaksi reduksi  terjadi  pelepasan  oksigen.  Besi  oksida  dapat direduksi  dengan cara  direaksikan  dengan  gas  hidrogen,  persamaan  reaksinya:

5.     Reaksi Kimia dari Ion Hidrogen

Pada tahun 1923, Johannes N. Brønsted dan Thomas M. Lowry secara terpisah mengajukan definisi asam dan basa yang lebih luas. Konsep yang diajukan tersebut didasarkan pada fakta bahwa reaksi asam–basa melibatkan transfer proton (ion H⁺) dari satu zat ke zat lainnya. Proses transfer proton ini selalu melibatkan asam sebagai pemberi/donor proton dan basa sebagai penerima/akseptor proton. Jadi, menurut definisi asam basa Brønsted–Lowry,

• asam adalah donor proton.
• basa adalah akseptor proton.

Teori tersebut bertentangan dengan yang dikemukakan Arrhenius, yakni bahwa jika ada senyawa yang bersifat asam  (menghasilkan ion H+) tidak memiliki hubungan dengan senyawa lain yang bersifat basa (menghasilkan OH-).

Sekarang dapat diungkapkan beberapa cara yang menunjukkan bahwa model asam-basa menurut Bronsted-Lowry lebih luas cakupannya dibandingkan model dari Arrhenius. Menurut model Bronsted-Lowry :

• Basa adalah spesi akseptor  proton, misalnya ion OH-.
• Asam dan basa dapat berupa ion atau molekul.
• Reaksi asam-basa tidak terbatas pada larutan air.
• Beberapa spesi dapat bereaksi sebagai asam atau basa tergantung pada pereaksi

Menurut Bronsted dan Lowry, asam adalah suatu zat yang dapat memberi proton (donor ion H⁺), sedangkan basa adalah suatu zat yang dapat menerima proton (akseptor ion H⁺). Berdasarkan definisi tersebut, dapat dikatakan bahwa jika terdapat zat yang bersifat asam, harus terdapat zat yang bersifat basa, demikian pula sebaliknya. Hal ini sesuai dengan “memberikan proton”, yang memiliki pengertian tidak mungkin terjadi peristiwa “memberikan proton” jika tidak ada zat lain yang akan “menerima proton” tersebut.

Jadi teori asam basa ini menitik beratkan pada pemberi dan penerima proton atau ion hidrogen

6.     Kekuatan asam-basa

Kekuatan asam dipengaruhi oleh banyaknya ion – ion H+ yang dihasilkan oleh senyawa asam dalam larutannya. Berdasarkan banyak sedikitnya ion H⁺ yang dihasilkan, larutan asam dibedakan menjadi dua macam sebagai berikut.

ASAM KUAT

ASAM LEMAH

Kekuatan basa dipengaruhi oleh banyaknya ion – ion OH^–yang dihasilkan oleh senyawa basa dalam larutannya. Berdasarkan banyak sedikitnya ion OH^–  yang dihasilkan, larutan basa dibedakan menjadi dua macam sebagai berikut.

BASA KUAT

BASA LEMAH

7.     Asam dan Basa Lewis: Ion Kompleks Logam

Menurut Lewis:

Asam adalah spesi yang bertindak sebagai akseptor pasangan elektron bebas.

Basa adalah spesi yang bertindak sebagai donor pasangan elektron bebas.

perhatikan gambar berikut!

1.     Pada gambar pertama, atom B pada molekul BF₃ bertindak sebagai asam, karena ia bertindak sebagai akseptor pasangan elektron bebas dari ion F^– . Sedangkan ion F^– bertindak sebagai basa, karena ia bertindak sebagai donor pasangan elektron untuk atom B pada molekul BF₃.

2.     Pada gambar kedua, ion H⁺ bertindak sebagai asam, karena ia bertindak sebagai akseptor pasangan elektron bebas dari molekul NH₃. Sedangkan atom N pada molekul NH₃ bertindak sebagai basa, karena ia bertindak sebagai donor pasangan elektron untuk ion H⁺ .