Pada pelajaran sebelumnya kita sudah mempelajari perkembangan konsep reaksi redoks, salah satunya adalah reaksi kenaikan dan penurunan bilangan oksidasi. Apa yang dimaksud bilangan oksidasi dan bagaimana cara kita menentukannya?
1. Pengertian Bilangan Oksidasi
Bilangan oksidasi adalah suatu bilangan yang menunjukkan ukuran kemampuan suatu atom untuk melepas atau menangkap elektron dalam pembentukan suatu senyawa.
Nilai bilangan oksidasi menunjukkan banyaknya elektron yang dilepas atau ditangkap, sehingga bilangan oksidasi dapat bertanda positif maupun negatif.
1. Pengertian Bilangan Oksidasi
Bilangan oksidasi adalah suatu bilangan yang menunjukkan ukuran kemampuan suatu atom untuk melepas atau menangkap elektron dalam pembentukan suatu senyawa.
Nilai bilangan oksidasi menunjukkan banyaknya elektron yang dilepas atau ditangkap, sehingga bilangan oksidasi dapat bertanda positif maupun negatif.
2. Penentuan Bilangan Oksidasi Suatu Unsur
Kita dapat menentukan besarnya bilangan oksidasi suatu unsur dalam senyawa dengan mengikuti aturan berikut ini (James E. Brady, 1999). Aturan penentuan bilangan oksidasi unsur adalah:
a. Unsur bebas (misalnya H2, O2, N2, Fe, dan Cu) mempunyai bilangan oksidasi = 0.
b. Umumnya unsur H mempunyai bilangan oksidasi = +1, kecuali dalam senyawa hidrida, bilangan oksidasi H = –1.
Contoh: - Bilangan oksidasi H dalam H2O, HCl, dan NH3 adalah +1
- Bilangan oksidasi H dalam LiH, NaH, dan CaH2 adalah –1
c. Umumnya unsur O mempunyai bilangan oksidasi = –2, kecuali dalam
senyawa peroksida, bilangan oksidasi O = –1
Contoh: - Bilangan oksidasi O dalam H2O, CaO, dan Na2O adalah –2
- Bilangan oksidasi O dalam H2O2, Na2O2 adalah –1
d. Unsur F selalu mempunyai bilangan oksidasi = –1.
e. Unsur logam mempunyai bilangan oksidasi selalu bertanda positif.
Contoh: - Golongan IA (logam alkali: Li, Na, K, Rb, dan Cs) bilangan oksidasinya = +1
Kita dapat menentukan besarnya bilangan oksidasi suatu unsur dalam senyawa dengan mengikuti aturan berikut ini (James E. Brady, 1999). Aturan penentuan bilangan oksidasi unsur adalah:
a. Unsur bebas (misalnya H2, O2, N2, Fe, dan Cu) mempunyai bilangan oksidasi = 0.
b. Umumnya unsur H mempunyai bilangan oksidasi = +1, kecuali dalam senyawa hidrida, bilangan oksidasi H = –1.
Contoh: - Bilangan oksidasi H dalam H2O, HCl, dan NH3 adalah +1
- Bilangan oksidasi H dalam LiH, NaH, dan CaH2 adalah –1
c. Umumnya unsur O mempunyai bilangan oksidasi = –2, kecuali dalam
senyawa peroksida, bilangan oksidasi O = –1
Contoh: - Bilangan oksidasi O dalam H2O, CaO, dan Na2O adalah –2
- Bilangan oksidasi O dalam H2O2, Na2O2 adalah –1
d. Unsur F selalu mempunyai bilangan oksidasi = –1.
e. Unsur logam mempunyai bilangan oksidasi selalu bertanda positif.
Contoh: - Golongan IA (logam alkali: Li, Na, K, Rb, dan Cs) bilangan oksidasinya = +1
- Golongan IIA (alkali tanah: Be, Mg, Ca, Sr, dan Ba) bilangan oksidasinya = +2
f. Bilangan oksidasi ion tunggal = muatannya.
Contoh: Bilangan oksidasi Fe dalam ion Fe2+ adalah +2
g. Jumlah bilangan oksidasi unsur-unsur dalam senyawa = 0.
Contoh: - Dalam senyawa H2CO3 berlaku:
2 biloks H + 1 biloks C + 3 biloks O = 0
h. Jumlah bilangan oksidasi unsur-unsur dalam ion poliatom = muatan ion.
Contoh: - Dalam ion NH4 + berlaku 1 biloks N + 4 biloks H = + 1
f. Bilangan oksidasi ion tunggal = muatannya.
Contoh: Bilangan oksidasi Fe dalam ion Fe2+ adalah +2
g. Jumlah bilangan oksidasi unsur-unsur dalam senyawa = 0.
Contoh: - Dalam senyawa H2CO3 berlaku:
2 biloks H + 1 biloks C + 3 biloks O = 0
h. Jumlah bilangan oksidasi unsur-unsur dalam ion poliatom = muatan ion.
Contoh: - Dalam ion NH4 + berlaku 1 biloks N + 4 biloks H = + 1
C. Reaksi Autoredoks (Reaksi Disproporsionasi)
Mungkinkah dalam satu reaksi, suatu unsur mengalami reaksi reduksi dan oksidasi sekaligus? Satu unsur dalam suatu reaksi mungkin saja mengalami reaksi reduksi dan oksidasi sekaligus. Hal ini karena ada unsur yang mempunyai bilangan oksidasi lebih dari satu jenis.
Reaksi redoks di mana satu unsur mengalami reaksi reduksi dan oksidasi sekaligus disebut reaksi autoredoks (reaksi disproporsionasi).
Mungkinkah dalam satu reaksi, suatu unsur mengalami reaksi reduksi dan oksidasi sekaligus? Satu unsur dalam suatu reaksi mungkin saja mengalami reaksi reduksi dan oksidasi sekaligus. Hal ini karena ada unsur yang mempunyai bilangan oksidasi lebih dari satu jenis.
Reaksi redoks di mana satu unsur mengalami reaksi reduksi dan oksidasi sekaligus disebut reaksi autoredoks (reaksi disproporsionasi).
D. Tata Nama Senyawa Berdasarkan Bilangan Oksidasi
Senyawa alternatif menurut IUPAC berdasarkan bilangan oksidasi.
Senyawa alternatif menurut IUPAC berdasarkan bilangan oksidasi.
E. Penerapan Konsep Reaksi
Redoks dalam Pengolahan Limbah (Lumpur Aktif) Salah satu penerapan konsep reaksi redoks dalam kehidupan sehari-hari adalah dalam bidang pengolahan limbah. Prinsip dasar yang dipergunakan adalah teroksidasinya bahan-bahan organik maupun anorganik, sehingga lebih mudah diolah lebih lanjut.
Limbah merupakan salah satu pencemar lingkungan yang perlu dipikirkan cara-cara mengatasinya. Untuk menjaga dan mencegah lingkungan tercemar akibat akumulasi limbah yang semakin banyak, berbagai upaya telah banyak dilakukan untuk memperoleh teknik yang tepat dan efisien sesuai kondisi lokal.
Berbagai tipe penanganan limbah cair dengan melibatkan mikroorganisme telah dikerjakan di Indonesia, yaitu sedimentasi, kolam oksidasi, trickling filter, lumpur aktif (activated sludge), dan septic tank. Pada uraian ini akan kita pelajari salah satu teknik saja, yaitu teknik lumpur aktif (activated sludge). Proses lumpur aktif (activated sludge) merupakan sistem yang banyak dipakai untuk penanganan limbah cair secara aerobik.
Lumpur aktif merupakan metode yang paling efektif untuk menyingkirkan bahan-bahan tersuspensi maupun terlarut dari air limbah. Lumpur aktif mengandung mikroorganisme aerobik yang dapat mencerna limbah mentah. Setelah limbah cair didiamkan di dalam tangki sedimentasi, limbah dialirkan ke tangki aerasi. Di dalam tangki aerasi, bakteri heterotrofik berkembang dengan pesatnya.
Bakteri tersebut diaktifkan dengan adanya aliran udara (oksigen) untuk melakukan oksidasi bahan-bahan organik. Bakteri yang aktif dalam tangki aerasi adalah Escherichia coli, Enterobacter, Sphaerotilus natans, Beggatoa, Achromobacter, Flavobacterium, dan Pseudomonas. Bakter-bakteri tersebut membentuk gumpalan- gumpalan atau flocs. Gumpalan tersebut melayang yang kemudian mengapung di permukaaan limbah.
