Redoks (singkatan dari reaksi
reduksi/oksidasi) adalah istilah yang menjelaskan berubahnya
bilangan oksidasi (keadaan oksidasi) atom-atom dalam sebuah
reaksi kimia.
Hal ini dapat berupa proses redoks yang sederhana seperti oksidasi
karbon yang menghasilkan
karbon dioksida, atau reduksi
karbon oleh
hidrogen menghasilkan
metana(CH
4), ataupun ia dapat berupa proses yang kompleks seperti oksidasi
gula pada tubuh manusia melalui rentetan
transfer elektron yang rumit.
Istilah
redoks berasal dari dua konsep, yaitu
reduksi dan
oksidasi. Ia dapat dijelaskan dengan mudah sebagai berikut:
Walaupun cukup tepat untuk digunakan dalam berbagai tujuan,
penjelasan di atas tidaklah persis benar. Oksidasi dan reduksi tepatnya
merujuk pada
perubahan bilangan oksidasi karena transfer elektron yang sebenarnya tidak akan selalu terjadi. Sehingga oksidasi lebih baik didefinisikan sebagai
peningkatan bilangan oksidasi, dan reduksi sebagai
penurunan bilangan oksidasi.
Dalam prakteknya, transfer elektron akan selalu mengubah bilangan
oksidasi, namun terdapat banyak reaksi yang diklasifikasikan sebagai
"redoks" walaupun tidak ada transfer elektron dalam reaksi tersebut
(misalnya yang melibatkan ikatan
kovalen).
Reaksi non-redoks yang tidak melibatkan perubahan
muatan formal (
formal charge) dikenal sebagai
reaksi metatesis.
Oksidator dan reduktor
Senyawa-senyawa yang memiliki kemampuan untuk meng
oksidasi senyawa lain dikatakan sebagai
oksidatif dan dikenal sebagai
reduktor atau
agen oksidasi.
Oksidator melepaskan elektron dari senyawa lain, sehingga dirinya
sendiri tereduksi. Oleh karena ia "menerima" elektron, ia juga disebut
sebagai
penerima elektron. Oksidator bisanya adalah senyawa-senyawa yang memiliki unsur-unsur dengan bilangan oksidasi yang tinggi (seperti
H2O2,
MnO4−,
CrO3, Cr
2O
72−,
OsO4) atau senyawa-senyawa yang sangat
elektronegatif, sehingga dapat mendapatkan satu atau dua elektron yang lebih dengan mengoksidasi sebuah senyawa (misalnya
oksigen,
fluorin,
klorin, dan
bromin).
Senyawa-senyawa yang memiliki kemampuan untuk me
reduksi senyawa lain dikatakan sebagai
reduktif dan dikenal sebagai [[oksidator ]] atau
agen reduksi.
Reduktor melepaskan elektronnya ke senyawa lain, sehingga ia sendiri
teroksidasi. Oleh karena ia "mendonorkan" elektronnya, ia juga disebut
sebagai
penderma elektron. Senyawa-senyawa yang berupa reduktor sangat bervariasi. Unsur-unsur
logam seperti Li, Na, Mg, Fe, Zn, dan Al dapat digunakan sebagai reduktor. Logam-logam ini akan
memberikan elektronnya dengan mudah. Reduktor jenus lainnya adalah
reagen transfer hidrida, misalnya NaBH
4 dan LiAlH
4), reagen-reagen ini digunakan dengan luas dalam
kimia organik[1][2], terutama dalam reduksi senyawa-senyawa
karbonil menjadi
alkohol. Metode reduksi lainnya yang juga berguna melibatkan gas hidrogen (H
2) dengan
katalis paladium,
platinum, atau
nikel,
Reduksi katalitik ini utamanya digunakan pada reduksi ikatan rangkap dua ata tiga karbon-karbon.
Cara yang mudah untuk melihat proses redoks adalah, reduktor
mentransfer elektronnya ke oksidator. Sehingga dalam reaksi, reduktor
melepaskan elektron dan teroksidasi, dan oksidator mendapatkan elektron
dan tereduksi. Pasangan oksidator dan reduktor yang terlibat dalam
sebuah reaksi disebut sebagai
pasangan redoks.
Contoh reaksi redoks
Salah satu contoh reaksi redoks adalah antara
hidrogen dan
fluorin:

Kita dapat menulis keseluruhan reaksi ini sebagai dua reaksi setengah: reaksi oksidasi

dan reaksi reduksi

Penganalisaan masing-masing reaksi setengah akan menjadikan
keseluruhan proses kimia lebih jelas. Karena tidak terdapat perbuahan
total muatan selama reaksi redoks, jumlah elektron yang berlebihan pada
reaksi oksidasi haruslah sama dengan jumlah yang dikonsumsi pada reaksi
reduksi.
Unsur-unsur, bahkan dalam bentuk molekul, sering kali memiliki
bilangan oksidasi nol. Pada reaksi di atas, hidrogen teroksidasi dari
bilangan oksidasi 0 menjadi +1, sedangkan fluorin tereduksi dari
bilangan oksidasi 0 menjadi -1.
Ketika reaksi oksidasi dan reduksi digabungkan, elektron-elektron yang terlibat akan saling mengurangi:

Dan ion-ion akan bergabung membentuk
hidrogen fluorida:

Reaksi penggantian
Redoks terjadi pada
reaksi penggantian tunggal atau
reaksi substitusi.
Sebagai contoh, reaksi antara larutan besi dan tembaga(II) sulfat:

Persamaan ion dari reaksi ini adalah:

Terlihat bahwa besi teroksidasi:

dan tembaga tereduksi:

Contoh-contoh lainnya
- Besi(II) teroksidasi menjadi besi(III)

- H2O2 + 2 e− → 2 OH−
Persamaan keseluruhan reaksi di atas adalah:
- 2Fe2+ + H2O2 + 2H+ → 2Fe3+ + 2H2O
- 2NO3− + 10e− + 12 H+ → N2 + 6H2O
- Besi akan teroksidasi menjadi besi(III) oksida dan oksigen akan tereduksi membentuk besi(III) oksida (umumnya dikenal sebagai perkaratan):
- 4Fe + 3O2 → 2 Fe2O3
- Pembakaran hidrokarbon, contohnya pada mesin pembakaran dalam, menghasilkan air, karbon dioksida, sebagian kecil karbon monoksida, dan energi panas. Oksidasi penuh bahan-bahan yang mengandung karbon akan menghasilkan karbon dioksida.
- Dalam kimia organik, oksidasi seselangkah (stepwise oxidation) hidrokarbon menghasilkan air, dan berturut-turut alkohol, aldehida atau keton, asam karboksilat, dan kemudian peroksida.
Reaksi redoks dalam industri
Proses utama pereduksi bijih logam untuk menghasilkan logam didiskusikan dalam artikel
peleburan.
Oksidasi digunakan dalam berbagai industri seperti pada produksi produk-produk pembersih.
Reaksi redoks juga merupakan dasar dari
sel elektrokimia.