Oksidasi dan Reduksi melalui Transfer Elektron: Kimia HSC

Masukkan sepotong logam seng ke dalam larutan biru tembaga(II), dan sesuatu yang aneh terjadi: logam tembaga mulai melapisi seng, sementara atom-atom seng meninggalkan kepingan tersebut dan masuk ke dalam larutan sebagai ion.

Apa yang sebenarnya berpindah dari seng ke tembaga?

Bukan atom oksigen, dan bukan pula proton. Perpindahan kuncinya jauh lebih kecil: elektron berpindah dari atom seng ke ion tembaga(II). Setelah Anda dapat melacak perpindahan elektron tersebut, oksidasi dan reduksi menjadi jauh lebih mudah diidentifikasi.

## Mulailah dengan mengikuti elektron

Perhatikan reaksi

\[ \ce{Zn(s) + Cu^2+(aq) -> Zn^2+(aq) + Cu(s)} \]

Sebelum melanjutkan membaca, prediksikan apa yang terjadi pada elektron.

Atom seng netral menjadi \(\mathrm{Zn}^{2+}\). Agar menjadi \(2+\), atom tersebut harus kehilangan dua elektron bermuatan negatif:

\[ \ce{Zn -> Zn^2+ + 2e^-} \]

Sementara itu, ion \(\mathrm{Cu}^{2+}\) menjadi atom tembaga netral. Ion tersebut harus menerima dua elektron:

\[ \ce{Cu^2+ + 2e^- -> Cu} \]

Kedua perubahan tersebut memiliki nama khusus:

– oksidasi adalah kehilangan elektron
– reduksi adalah penerimaan elektron

Anda mungkin pernah melihat mnemonik OIL RIG: Oxidation Is Loss, Reduction Is Gain. Mnemonik ini berguna, tetapi jangan berhenti pada menghafalnya saja. Gagasan yang penting adalah bahwa elektron dipindahkan dari satu spesies ke spesies lain.

Bayangkan seperti menyerahkan tiket konser. Jika seseorang menerima tiket tersebut, orang lain harus menyerahkannya. Perpindahan elektron bekerja dengan cara yang sama: suatu spesies tidak dapat menerima elektron kecuali spesies lain kehilangannya.

Analogi ini tidak sepenuhnya tepat karena elektron adalah partikel nyata, bukan tiket, dan suatu reaksi kimia tidak selalu melibatkan elektron yang bergerak sebagai partikel bebas secara langsung melintasi larutan. Persamaan setengah reaksi merupakan cara untuk mencatat dari mana elektron berasal dan ke mana elektron pergi.

## Oksidasi dan reduksi selalu terjadi bersama-sama

Misalkan seng kehilangan dua elektron:

\[ \ce{Zn -> Zn^2+ + 2e^-} \]

Apakah itu dapat menjadi keseluruhan reaksi?

Tidak. Elektron tidak dapat begitu saja menghilang. Spesies lain harus menerimanya.

Itulah sebabnya oksidasi dan reduksi merupakan proses yang berpasangan. Bersama-sama, keduanya membentuk reaksi redoks.

Dalam reaksi seng-tembaga:

– seng teroksidasi karena kehilangan elektron
– ion tembaga(II) tereduksi karena menerima elektron

Kedua persamaan

\[ \ce{Zn -> Zn^2+ + 2e^-} \]

dan

\[ \ce{Cu^2+ + 2e^- -> Cu} \]

disebut persamaan setengah reaksi. Masing-masing menunjukkan satu sisi dari perpindahan elektron.

Ketika keduanya dijumlahkan, elektron saling menghilangkan:

\[ \ce{Zn + Cu^2+ -> Zn^2+ + Cu} \]

Penghilangan ini penting. Hal tersebut menegaskan bahwa jumlah elektron yang hilang sama dengan jumlah elektron yang diterima.

## Istilah yang paling sering menimbulkan kebingungan

Siswa sering kali mengidentifikasi oksidasi dan reduksi dengan benar, lalu tertukar dalam menentukan agen pengoksidasi dan agen pereduksi.

Aturan yang paling aman adalah berfokus pada apa yang dilakukan setiap spesies terhadap spesies lainnya.

| Spesies | Apa yang terjadi padanya? | Apa yang dilakukannya? | Nama |
|—|—|—|—|
| Kehilangan elektron | Teroksidasi | Memberikan elektron kepada spesies lain | Agen pereduksi |
| Menerima elektron | Tereduksi | Mengambil elektron dari spesies lain | Agen pengoksidasi |

Jadi, dalam

\[ \ce{Zn + Cu^2+ -> Zn^2+ + Cu} \]

seng kehilangan elektron. Oleh karena itu, seng:

– teroksidasi, dan
– merupakan agen pereduksi

Ion tembaga(II) menerima elektron tersebut. Oleh karena itu, \(\mathrm{Cu}^{2+}\):

– tereduksi, dan
– merupakan agen pengoksidasi

Pada awalnya, nama-nama ini tampak terbalik. Sebenarnya tidak.

Agen pereduksi disebut agen pereduksi karena menyebabkan spesies lain mengalami reduksi. Untuk melakukan itu, agen tersebut harus mendonorkan elektron, sehingga agen pereduksi itu sendiri mengalami oksidasi.

Demikian pula, agen pengoksidasi menyebabkan spesies lain mengalami oksidasi dengan menerima elektronnya. Agen pengoksidasi itu sendiri mengalami reduksi.

Cara yang agak konyol untuk mengingatnya: bayangkan dua orang dalam kencan yang buruk sedang saling memindahkan jaket. Orang yang memberikan jaket membuat orang lain menjadi lebih hangat, tetapi dirinya sendiri menjadi lebih dingin. Demikian pula, agen pereduksi memberikan elektron dan menyebabkan spesies lain mengalami reduksi, sementara dirinya sendiri mengalami proses yang berlawanan.

## Metode yang andal untuk mengidentifikasi setiap spesies

Ketika Anda diberi persamaan redoks, gunakan urutan berikut.

### Langkah 1: Temukan spesies yang kehilangan elektron

Cari atom atau ion yang menjadi lebih bermuatan positif, atau kurang bermuatan negatif.

Spesies tersebut telah teroksidasi.

### Langkah 2: Temukan spesies yang menerima elektron

Cari atom atau ion yang menjadi kurang bermuatan positif, atau lebih bermuatan negatif.

Spesies tersebut telah tereduksi.

### Langkah 3: Tentukan nama agennya

Spesies yang kehilangan elektron adalah agen pereduksi.

Spesies yang menerima elektron adalah agen pengoksidasi.

### Langkah 4: Periksa jumlah elektronnya

Elektron yang hilang harus sama dengan elektron yang diterima setelah persamaan setengah reaksi dikalikan dengan koefisien yang sesuai.

Pemeriksaan terakhir ini dapat menemukan cukup banyak kesalahan.

### Contoh soal: Magnesium bereaksi dengan ion hidrogen

Magnesium bereaksi dengan larutan asam menurut

\[ \ce{Mg(s) + 2H+(aq) -> Mg^2+(aq) + H2(g)} \]

Identifikasi spesies yang teroksidasi, spesies yang tereduksi, agen pereduksi, dan agen pengoksidasi.

Langkah 1: Lacak magnesium.

Magnesium mula-mula berupa \(\ce{Mg}\) netral dan menjadi \(\mathrm{Mg}^{2+}\). Magnesium telah kehilangan dua elektron:

\[ \ce{Mg -> Mg^2+ + 2e^-} \]

Magnesium teroksidasi.

Langkah 2: Lacak ion hidrogen.

Dua ion \(\mathrm{H}^{+}\) menerima dua elektron untuk membentuk satu molekul \(\ce{H2}\):

\[ \ce{2H+ + 2e^- -> H2} \]

Ion hidrogen tereduksi.

Langkah 3: Identifikasi agennya.

Magnesium mendonorkan elektron, sehingga magnesium adalah agen pereduksi.

Ion hidrogen menerima elektron, sehingga \(\mathrm{H}^{+}\) adalah agen pengoksidasi.

Langkah 4: Periksa perpindahannya.

Magnesium kehilangan dua elektron, dan ion hidrogen menerima dua elektron. Perhitungan elektronnya konsisten.

Jadi, identifikasi lengkapnya adalah:

– spesies yang teroksidasi: \(\ce{Mg}\)
– spesies yang tereduksi: \(\mathrm{H}^{+}\)
– agen pereduksi: \(\ce{Mg}\)
– agen pengoksidasi: \(\mathrm{H}^{+}\)

Perpindahan elektron inilah yang mendasari banyak reaksi yang dibahas dalam reaktivitas logam dengan asam encer.

## Jangan keliru membedakan perpindahan elektron dengan kata “oksigen”

Secara historis, oksidasi dikaitkan dengan reaksi yang melibatkan oksigen. Sebagai contoh,

\[ \ce{2Mg + O2 -> 2MgO} \]

memang melibatkan oksidasi magnesium.

Namun, “oksidasi berarti menerima oksigen” bukan definisi yang cukup umum.

Magnesium juga teroksidasi di sini:

\[ \ce{Mg + 2H+ -> Mg^2+ + H2} \]

Tidak ada oksigen sama sekali dalam persamaan tersebut.

Definisi berdasarkan perpindahan elektron dapat menjelaskan kedua kasus tersebut. Magnesium kehilangan elektron dalam masing-masing reaksi.

Untuk soal HSC tentang redoks, berpikir dalam konteks kehilangan dan penerimaan elektron memberi Anda model yang lebih umum.

### Contoh soal: Aluminium bereaksi dengan ion tembaga(II)

Perhatikan

\[ \ce{2Al(s) + 3Cu^2+(aq) -> 2Al^3+(aq) + 3Cu(s)} \]

Identifikasi proses oksidasi dan reduksi, lalu identifikasi agen pengoksidasi dan agen pereduksi.

Langkah 1: Tuliskan persamaan setengah reaksi aluminium.

Setiap atom aluminium kehilangan tiga elektron:

\[ \ce{Al -> Al^3+ + 3e^-} \]

Aluminium teroksidasi.

Karena reaksi keseluruhan mengandung dua atom aluminium, kalikan persamaan setengah reaksi dengan dua:

\[ \ce{2Al -> 2Al^3+ + 6e^-} \]

Langkah 2: Tuliskan persamaan setengah reaksi tembaga.

Setiap ion \(\mathrm{Cu}^{2+}\) menerima dua elektron:

\[ \ce{Cu^2+ + 2e^- -> Cu} \]

Ada tiga ion tembaga(II) dalam reaksi, sehingga:

\[ \ce{3Cu^2+ + 6e^- -> 3Cu} \]

Langkah 3: Bandingkan elektronnya.

Aluminium kehilangan total enam elektron, sedangkan ion tembaga(II) menerima enam elektron.

Dengan demikian, perpindahan elektronnya setara.

Langkah 4: Identifikasi agennya.

Aluminium menyediakan elektron, sehingga aluminium adalah agen pereduksi.

\(\mathrm{Cu}^{2+}\) menerima elektron, sehingga merupakan agen pengoksidasi.

Gambaran lengkapnya adalah:

\[ \underbrace{\ce{2Al -> 2Al^3+ + 6e^-}}_{\text{oksidasi}} \]

\[ \underbrace{\ce{3Cu^2+ + 6e^- -> 3Cu}}_{\text{reduksi}} \]

Perhatikan bahwa koefisien tidak menunjukkan proses mana yang merupakan oksidasi. Aluminium memiliki koefisien 2 dan tembaga(II) memiliki koefisien 3, tetapi angka-angka tersebut hanya membuat perpindahan elektron menjadi setara. Anda tetap harus mengikuti elektronnya.

## Perubahan muatan adalah bukti, bukan definisi

Untuk ion sederhana, perubahan muatan membuat perpindahan elektron mudah terlihat.

Sebagai contoh,

\[ \ce{Fe^2+ -> Fe^3+ + e^-} \]

adalah oksidasi karena \(\mathrm{Fe}^{2+}\) kehilangan satu elektron.

Dan

\[ \ce{Fe^3+ + e^- -> Fe^2+} \]

adalah reduksi karena \(\mathrm{Fe}^{3+}\) menerima satu elektron.

Muatan yang menjadi lebih positif sering menunjukkan oksidasi, sedangkan muatan yang menjadi kurang positif sering menunjukkan reduksi.

Namun, berhati-hatilah dengan cara mengungkapkannya. Oksidasi tidak didefinisikan sebagai “menjadi lebih positif”. Definisi dasarnya tetap kehilangan elektron.

Muatan hanyalah petunjuk yang berguna ketika spesies yang bereaksi berupa ion.

## Peran suatu spesies bergantung pada reaksi tertentu

Ada kecenderungan untuk menghafal pernyataan seperti “logam adalah agen pereduksi” atau “\(\mathrm{Fe}^{3+}\) adalah agen pengoksidasi”.

Pernyataan tersebut mungkin menggambarkan perilaku yang umum, tetapi perannya pada akhirnya harus ditentukan berdasarkan reaksi yang benar-benar terjadi.

Sebagai contoh:

\[ \ce{Fe^2+ -> Fe^3+ + e^-} \]

Di sini, \(\mathrm{Fe}^{2+}\) kehilangan satu elektron, sehingga bertindak sebagai agen pereduksi.

Namun, dalam reaksi lain, suatu spesies dapat berperan secara berbeda. Label redoks menggambarkan peran dalam perpindahan elektron, bukan sifat kepribadian permanen yang melekat pada suatu spesies kimia.

Hal ini menjadi sangat berguna ketika Anda mempelajari deret aktivitas logam, karena deret tersebut membantu memprediksi perpindahan elektron mana yang kemungkinan terjadi antara logam dan ion logam.

## Pertanyaan dan solusi

### Pertanyaan 1

Perhatikan reaksi

\[ \ce{Zn(s) + 2Ag+(aq) -> Zn^2+(aq) + 2Ag(s)} \]

Identifikasi:

a. spesies yang teroksidasi
b. spesies yang tereduksi
c. agen pereduksi
d. agen pengoksidasi

Tuliskan persamaan setengah reaksi oksidasi dan reduksi.

### Solusi 1

Seng teroksidasi dan merupakan agen pereduksi, sedangkan \(\mathrm{Ag}^{+}\) tereduksi dan merupakan agen pengoksidasi.

Seng berubah dari \(\ce{Zn}\) netral menjadi \(\mathrm{Zn}^{2+}\), sehingga kehilangan dua elektron:

\[ \ce{Zn -> Zn^2+ + 2e^-} \]

Itu adalah oksidasi.

Setiap ion perak menerima satu elektron:

\[ \ce{Ag+ + e^- -> Ag} \]

Karena dua ion perak bereaksi, persamaan setengah reaksi reduksi dapat dikalikan dua:

\[ \ce{2Ag+ + 2e^- -> 2Ag} \]

Dua elektron yang hilang dari seng tepat sama dengan dua elektron yang diterima oleh ion perak.

Oleh karena itu:

– spesies yang teroksidasi: \(\ce{Zn}\)
– spesies yang tereduksi: \(\mathrm{Ag}^{+}\)
– agen pereduksi: \(\ce{Zn}\)
– agen pengoksidasi: \(\mathrm{Ag}^{+}\)

Kesalahan yang mudah dilakukan adalah menyebut seng sebagai agen pengoksidasi karena seng sedang mengalami oksidasi. Nama agen menjelaskan apa yang disebabkan suatu spesies pada reaktan lain. Seng menyediakan elektron dan menyebabkan \(\mathrm{Ag}^{+}\) mengalami reduksi, sehingga seng adalah agen pereduksi.

### Pertanyaan 2

Seorang siswa diberi reaksi

\[ \ce{2Fe^3+(aq) + Sn^2+(aq) -> 2Fe^2+(aq) + Sn^4+(aq)} \]

Ia berkata:

> “Timah berubah dari \(2+\) menjadi \(4+\), jadi timah telah memperoleh dua muatan positif dan pasti telah memperoleh sesuatu. Oleh karena itu, timah mengalami reduksi.”

Tentukan apakah siswa tersebut benar. Identifikasi spesies yang teroksidasi dan tereduksi, kedua agen, dan tunjukkan bahwa perpindahan elektronnya setara.

### Solusi 2

Siswa tersebut tidak benar. \(\mathrm{Sn}^{2+}\) teroksidasi dan merupakan agen pereduksi, sedangkan \(\mathrm{Fe}^{3+}\) tereduksi dan merupakan agen pengoksidasi.

Timah berubah menurut

\[ \ce{Sn^2+ -> Sn^4+ + 2e^-} \]

Ion tersebut menjadi lebih positif karena telah kehilangan dua elektron bermuatan negatif. Ion tersebut tidak “memperoleh muatan positif”.

Besi mengalami

\[ \ce{Fe^3+ + e^- -> Fe^2+} \]

Setiap ion \(\mathrm{Fe}^{3+}\) menerima satu elektron. Karena terdapat dua ion besi(III):

\[ \ce{2Fe^3+ + 2e^- -> 2Fe^2+} \]

Sekarang perhitungan elektronnya jelas:

– \(\mathrm{Sn}^{2+}\) kehilangan \(2e^-\)
– dua ion \(\mathrm{Fe}^{3+}\) menerima \(2e^-\)

Oleh karena itu:

– spesies yang teroksidasi: \(\mathrm{Sn}^{2+}\)
– spesies yang tereduksi: \(\mathrm{Fe}^{3+}\)
– agen pereduksi: \(\mathrm{Sn}^{2+}\)
– agen pengoksidasi: \(\mathrm{Fe}^{3+}\)

Kesalahan yang mudah terjadi adalah memperlakukan muatan positif seolah-olah merupakan suatu zat yang ditambahkan. Muatan sebenarnya merupakan hasil bersih dari proton dan elektron. Ketika jumlah proton dalam inti tetap, menjadi lebih bermuatan positif berarti elektron telah hilang.

### Pertanyaan 3

Sebuah kepingan seng bersih ditempatkan dalam larutan yang mengandung ion perak berlebih.

Reaksinya adalah

\[ \ce{Zn(s) + 2Ag+(aq) -> Zn^2+(aq) + 2Ag(s)} \]

Setelah beberapa waktu, massa kepingan tersebut bertambah.

Seorang siswa berpendapat bahwa karena itu seng tidak mungkin telah teroksidasi karena “oksidasi menghilangkan seng dari kepingan, sehingga kepingan seharusnya menjadi lebih ringan”.

Massa molarnya adalah:

– Zn: \(65.4\ \text{g mol}^{-1}\)
– Ag: \(107.9\ \text{g mol}^{-1}\)

Apakah kesimpulan siswa tersebut valid? Jelaskan kimia redoksnya dan tunjukkan apakah peningkatan massa mungkin terjadi.

### Solusi 3

Kesimpulan siswa tersebut tidak valid. Seng dapat mengalami oksidasi meskipun massa total kepingan padat bertambah.

Proses oksidasinya adalah

\[ \ce{Zn -> Zn^2+ + 2e^-} \]

sehingga atom seng meninggalkan logam sebagai ion \(\mathrm{Zn}^{2+}\). Oleh karena itu, seng teroksidasi dan merupakan agen pereduksi.

Ion perak mengalami reduksi:

\[ \ce{2Ag+ + 2e^- -> 2Ag} \]

Perak yang terbentuk dapat mengendap pada kepingan seng yang tersisa.

Untuk setiap \(1.00\ \text{mol}\) Zn yang teroksidasi, kepingan kehilangan

\[ 1.00\ \text{mol} \times 65.4\ \text{g mol}^{-1} = 65.4\ \text{g} \]

seng.

Namun, reaksi yang sama mengendapkan \(2.00\ \text{mol}\) Ag:

\[ 2.00\ \text{mol} \times 107.9\ \text{g mol}^{-1} = 215.8\ \text{g} \]

perak.

Jika seluruh perak tersebut tetap menempel pada kepingan, perubahan massa bersih adalah

\[ 215.8\ \text{g} - 65.4\ \text{g} = +150.4\ \text{g} \]

per mol seng yang bereaksi.

Jadi, peningkatan massa yang terukur sepenuhnya sesuai dengan fakta bahwa seng mengalami oksidasi.

Asumsi yang mudah dibuat adalah bahwa “teroksidasi” berarti “benda tersebut harus kehilangan massa”. Oksidasi menggambarkan kehilangan elektron oleh suatu spesies. Angka yang terbaca pada neraca bergantung pada setiap material yang masuk atau keluar dari benda yang ditimbang. Seng meninggalkan padatan, tetapi pada saat yang sama massa perak yang lebih besar dapat terendapkan pada padatan tersebut.

### Pertanyaan 4

Suatu larutan yang mengandung besi mengalami dua reaksi berturut-turut.

Tahap 1:

\[ \ce{2Fe^3+ + 2I^- -> 2Fe^2+ + I2} \]

Tahap 2:

\[ \ce{2Fe^2+ + Cl2 -> 2Fe^3+ + 2Cl^-} \]

Untuk setiap tahap:

a. identifikasi spesies yang teroksidasi dan tereduksi
b. identifikasi agen pereduksi dan agen pengoksidasi

Kemudian jumlahkan kedua reaksi untuk memperoleh persamaan keseluruhan. Jelaskan apa yang terjadi pada spesies besi selama keseluruhan proses dua tahap.

### Solusi 4

Pada Tahap 1, \(\mathrm{I}^{-}\) teroksidasi dan bertindak sebagai agen pereduksi, sedangkan \(\mathrm{Fe}^{3+}\) tereduksi dan bertindak sebagai agen pengoksidasi. Pada Tahap 2, \(\mathrm{Fe}^{2+}\) teroksidasi dan bertindak sebagai agen pereduksi, sedangkan \(\ce{Cl2}\) tereduksi dan bertindak sebagai agen pengoksidasi. Sepanjang kedua tahap, spesies besi diregenerasi dan saling menghilangkan dari reaksi keseluruhan.

Untuk Tahap 1, iodida kehilangan elektron:

\[ \ce{2I^- -> I2 + 2e^-} \]

Ion besi(III) menerima elektron tersebut:

\[ \ce{2Fe^3+ + 2e^- -> 2Fe^2+} \]

Jadi:

– teroksidasi: \(\mathrm{I}^{-}\)
– tereduksi: \(\mathrm{Fe}^{3+}\)
– agen pereduksi: \(\mathrm{I}^{-}\)
– agen pengoksidasi: \(\mathrm{Fe}^{3+}\)

Pada Tahap 2, perubahan pada besi berbalik arah:

\[ \ce{2Fe^2+ -> 2Fe^3+ + 2e^-} \]

sementara klorin menerima elektron:

\[ \ce{Cl2 + 2e^- -> 2Cl^-} \]

Jadi:

– teroksidasi: \(\mathrm{Fe}^{2+}\)
– tereduksi: \(\ce{Cl2}\)
– agen pereduksi: \(\mathrm{Fe}^{2+}\)
– agen pengoksidasi: \(\ce{Cl2}\)

Sekarang jumlahkan kedua reaksi yang diberikan:

\[ \begin{aligned} \ce{2Fe^3+ + 2I^-} &\ce{-> 2Fe^2+ + I2}\\ \ce{2Fe^2+ + Cl2} &\ce{-> 2Fe^3+ + 2Cl^-} \end{aligned} \]

Baik \(\ce{2Fe^3+}\) maupun \(\ce{2Fe^2+}\) muncul pada sisi yang berlawanan dan saling menghilangkan, sehingga tersisa

\[ \ce{2I^- + Cl2 -> I2 + 2Cl^-} \]

Sepanjang keseluruhan proses, besi mula-mula berupa \(\mathrm{Fe}^{3+}\), berubah menjadi \(\mathrm{Fe}^{2+}\), lalu kembali menjadi \(\mathrm{Fe}^{3+}\). Besi berpartisipasi dalam jalur perpindahan elektron tetapi tidak mengalami perubahan bersih dalam persamaan keseluruhan.

Kesalahan yang mudah dilakukan adalah memberikan satu peran permanen kepada “besi”. Hal itu tidak tepat karena peran redoks dimiliki oleh suatu spesies dalam reaksi tertentu. \(\mathrm{Fe}^{3+}\) menerima elektron pada Tahap 1, sedangkan \(\mathrm{Fe}^{2+}\) mendonorkan elektron pada Tahap 2.

Perpindahan elektron keseluruhan adalah dari iodida ke klorin, meskipun perpindahan tersebut terjadi melalui spesies besi perantara.

### Pertanyaan 5

Perhatikan reaksi

\[ \ce{2Cu+ -> Cu^2+ + Cu} \]

Seorang siswa menyatakan bahwa ini tidak mungkin merupakan reaksi redoks karena hanya ada satu spesies reaktan, \(\mathrm{Cu}^{+}\), sehingga tidak mungkin ada donor elektron dan penerima elektron yang terpisah.

a. Tentukan apakah reaksi tersebut merupakan redoks.
b. Tuliskan persamaan setengah reaksi oksidasi dan reduksi yang sesuai.
c. Identifikasi spesies pengoksidasi dan pereduksi.
d. Jelaskan apakah satu ion \(\mathrm{Cu}^{+}\) harus sekaligus kehilangan dan menerima satu elektron.
e. Jika seluruh reaksi dibalik, identifikasi agen pengoksidasi dan agen pereduksi dalam reaksi balik tersebut.

### Solusi 5

Reaksi tersebut merupakan reaksi redoks, dan \(\mathrm{Cu}^{+}\) bertindak sebagai spesies pengoksidasi sekaligus spesies pereduksi karena ion \(\mathrm{Cu}^{+}\) yang berbeda mengalami perubahan perpindahan elektron yang berlawanan.

Satu ion \(\mathrm{Cu}^{+}\) dapat mengalami oksidasi:

\[ \ce{Cu+ -> Cu^2+ + e^-} \]

Ion tersebut kehilangan satu elektron, sehingga \(\mathrm{Cu}^{+}\) ini bertindak sebagai agen pereduksi.

Ion \(\mathrm{Cu}^{+}\) yang berbeda dapat mengalami reduksi:

\[ \ce{Cu+ + e^- -> Cu} \]

Ion tersebut menerima satu elektron, sehingga \(\mathrm{Cu}^{+}\) ini bertindak sebagai agen pengoksidasi.

Menjumlahkan kedua persamaan setengah reaksi menghasilkan

\[ \ce{2Cu+ -> Cu^2+ + Cu} \]

Elektron yang hilang dari satu ion tembaga(I) tepat sama dengan elektron yang diterima oleh ion lainnya.

Satu ion \(\mathrm{Cu}^{+}\) tidak perlu kehilangan dan menerima elektron yang sama. Persamaan tersebut menggambarkan suatu kumpulan ion. Satu ion tembaga(I) mengikuti jalur oksidasi, sedangkan ion lainnya mengikuti jalur reduksi.

Batasan inilah yang menggugurkan argumen siswa tersebut. Reaksi redoks memerlukan pasangan kehilangan dan penerimaan elektron, tetapi tidak mengharuskan donor elektron dan penerima elektron pada awalnya merupakan spesies kimia yang berbeda.

Sekarang balik reaksinya:

\[ \ce{Cu^2+ + Cu -> 2Cu+} \]

Persamaan setengah reaksinya juga berbalik.

Logam tembaga teroksidasi:

\[ \ce{Cu -> Cu+ + e^-} \]

sehingga \(\ce{Cu}\) adalah agen pereduksi.

Ion tembaga(II) tereduksi:

\[ \ce{Cu^2+ + e^- -> Cu+} \]

sehingga \(\mathrm{Cu}^{2+}\) adalah agen pengoksidasi.

Gagasan yang lebih mendalam adalah bahwa “agen pengoksidasi” dan “agen pereduksi” bukanlah label permanen. Istilah tersebut menjelaskan arah perpindahan elektron dalam reaksi yang sedang dipertimbangkan.

Pencatatan perpindahan elektron tersebut menjadi dasar untuk langkah berguna berikutnya dalam kimia redoks: memprediksi spesies mana yang cenderung melepaskan elektron sejak awal. Untuk logam, hal ini langsung mengarah pada reaktivitas relatif dan deret aktivitas.