## PENDEKATAN ILMU FISIKA DAN MATEMATIKA DALAM MEMAHAMI KONSEP REAKSI OKSIDASI- REDUKSI (REDOKS)
Bukhari
Prodi Pendidikan Fisika, FKIP, Universitas Abulyatama Jl. Blang Bintang Lama Km 8,5 Lampoh Keude Aceh Besar,email: bukharimsi1963@gmail.com
Abstract: Chemistry  is  one  part  of  the  Natural  Sciences  that  explains  the  process  of  taking  a reaction. In understanding the process of such reactions  is needed knowledge of basic science of others  such  as  Science  Physics,  Biology,  and  Mathematics.  One  of  the  materials  taught  in Chemistry is the Reduction and Oxidation  reaction (redox). To facilitate an understanding of the concept  of redox reactions it  is advisable to  first  understand  the Basic Mathematics and Physics Sciences,  as  most  of  the  redox  reactions  are  solved  by  mathematical  concepts  and  Physics concepts.  The  calculations  that  exist  in  redox  reactions  are  easily  solved  by  the  concept  of Mathematical Sciences while the completion of the load must be by the Science of Physics. There are  three  methods  or  ways  to  complete  the  redox  reactions,  namely  the  method  of  capture  and release of oxygen, the method of electron change and the method of heating the oxidation number.
Keywords : redox reaction, oxidation, reduction
Abstrak: llmu Kimia merupakan salah satu bagian dari Ilmu Pengetahuan Alam yang menjelaskan tentang  proses  berlansungnya  suatu  reaksi.  Dalam  memahami  proses  reaksi  tersebut    sangat dibutuhkan   pengetahuan  dasar dari ilmu yang lain  diantaranya  Ilmu Fisika, Ilmu Biologi, dan Ilmu Matematika. Salah satu materi yang diajarkan  dalam ilmu Kimia adalah reaksi Reduksi dan Oksidasi  (redoks).  Untuk  memudahkan  pemahaman  tentang    konsep  reaksi  redoks  sangat dianjurkan terlebih  dahulu memahami Ilmu Dasar Matematika dan Ilmu Fisika,  karena sebagian besar  dari  reaksi  redoks  tersebut  diselesaikan  dengan  konsep  matematika  dan    konsep  Fisika. Perhitungan  yang  ada  dalam  reaksi  redoks  dengan  mudah    diselesaikan  dengan  konsep  Ilmu Matematika sedangkan penyelesaian muatan harus dengan Ilmu Fisika. Ada tiga metode atau cara untuk  menyelesaikan  reaksi  redoks,  yaitu  metode  penangkapan  dan  pelepasan  oksigen,  metode perubahan elektron dan metode perebuhan bilangan oksidasi.
Kata kunci: reaksi redoks, oksidasi, reduksi
Persamaan  reaksi  redoks  dapat  disetarakan dengan  menggunakan  metode  ion-elektron, metode perubahan bilangan oksidasi dan pelepasan atau  pengikatan  oksigen.    Reaksi  redoks melibatkan transfer  elektron dari zat pereduksi ke zat  pengoksidasi.  Dengan  menggunakan  bagian- bagian    yang  terpisah,  reaksi  redoks  dapat digunakan  untuk  menghasilkan  suatu  elektron yang  mengalir  di  bagian  luar  pada  suatu  susunan yang dinamakan dengan sel galvanik.
Proses  korosi merupakan reaksi  redoks  yang berlansung  secara  spontan  yang  mengakibatkan terbentuknya  karat  dari  besi,  perak  sulfida  dari perak,  dan  patina  (tembaga  karbonat)  dari tembaga.  Korosimengakibatkan  kerusakan  parah pada  bangunan,kontruksi,gedung,  kapal,  dan mobil.  Banyak  cara  telah  diupayakan  untuk mencegah atau mengurangi dampak korosi.
Elektrolisis ialah proses di mana energi listrik digunakan  untuk  mendorong  agar  reaksi  redoks
yang nonspontan tidak terjadi. Hubungan kualitatif antara  arus  yang  dipasok  dan  produk  yang terbentuk  dirumuskan  oleh  Faraday.  Elektrolisis merupakan cara utama untuk memproduksi logam aktif  serta  dan  banyak  lagi  bahan  kimia  yang penting di industri.
Elektrokimiaadalah  cabang  ilmu  kimia  yang berkenaan  dengan  interkonversi  energi  listrik  dan energi  kimia.  Proses  elektrokimia  adalah  reaksi redoks (oksidasi-reduksi) di mana dalam reaksiini energi  yang  dilepas  oleh  reaksi  oleh  reaksi spontandiubah menjadi listrik atau di mana energi listrik digunakan agar reaksi yang nonspontan bisa terjadi.
Ada  tiga  cara  untuk  menyelesaikan persemaan reaksi redoks yaitu Metode Pengikatan dan  Pelepasan  Oksigen,  metode  pemindahan elektron dan metode perubahan bilangan oksidasi. Ketiga  persamaan  tersebut  dengan  mudah diselesaikan  dengan  menggunakan  cara  Ilmu Fisika dan cara Ilmu Matematika

## KAJIAN PUSTAKA

## Metode Pengikatan dan Pelepasan Oksigen
Oksidasi  merupakan    penangkapan  oksigen oleh  suatu  zat  atau  suatu    unsur  yang  akan membentuk suatu Oksida.
Contoh:  4Fe   + 3O 2
2Fe 2 O 3 Pada reaksi diatas logam besi (Fe) menagkap oksigen  membentuk  fero  oksida  (Fe 2 O 3 ) persamaan reaksinya disetarakan dengan matematika.
Reduksi  merupakan  pelepasan  oksigen  oleh suatu zat atau suatu unsur dalam reaksi redoks.
Contoh : Karat merupakan suatu oksida besi
yang  dalam  reaksi  dapat  dijelaskan  sebagai berikut :Fe 2 O 3(s) + 3CO (g) 2Fe (s) + 3CO 2(g) Reaksi  diatas  melibatkan  gas  karbon monoksida  (CO)  menjadi  gas  karbon  dioksida (CO 2 ).  Oksigen  tersebut  diambil  dari  oksida (Fe 2 O 3 )  oleh  gas  karbon  monoksida  sehingga terbentuk logam besi (Fe)

## Metode Ion Elektron
Oksidasi  merupakan  proses  pelepasan elektron  oleh  suatu  zat  atau  senyawa,  sedangkan reduksi  adalah  proses  penangkapan  elektron  oleh suatu zat atau senyawa.
Untuk  memahami  konsep  di  atas  perlu dibahas  suatu  contoh  reaksi  antara  ion  Fe 2+ yang diubah  menjadi  Fe 3+ oleh  ion  dikromat  (Cr 2 O 7 2- ) dalam kondisi asam. Dalam reaksi tersebut terjadi perubahan  (Cr 2 O 7 2- )    tereduksi  menjadi  ion  Cr 3+ . Untuk  memudahkan  penyelesaian  reaksinya  akan dilakukan  beberapa  tahap  reaksi.  Ion  Fe 2+ menjadi Ion Fe 3+ oleh iondikromat (Cr 2 O 7 2- ) dalam medium asam.  Sebagai  hasilnya,  ion  (  Cr 2 O 7 2- )  tereduksi menjadi ion-ion Cr 3+ . Tahap-tahap berikut ini akan membantu kita menyetarakan persamaannya.
Tahap  1.  Tulis  persamaan  taksetara  untuk reaksi ini dalam bentuk ionik.
Fe 2+ +   Cr 2 O 7 2- Fe 3+ +  Cr 3+
Tahap  2.  Pisahkan  persamaan  tersebut menjadi dua setengah-reaksi.
Oksidasi :  Fe 2+ Fe 3+
Reduksi  : Cr 2 O 7 2- Cr 3+
Tahap 3. Setarakan atom yang bukan O dan H di setiap setengah-reaksi secara terpisah.
Setengah-reaksi oksidasi  sudah  setara  untuk  atom Fe.  Untuk  setengah    reaksi-reaksi  reduksi  kita kalikan  Cr 3+ dengan  2  untuk  menyetarakan  atom Cr.
Cr 2 O 7 2- 2 Cr 3+
Tahap 4. Untuk reaksi dalam medium asam, tambahkan H 2 O untuk menyetarakan atom O dan tambahkan H + untuk menyetarakan atom H.
Karena  reaksi berlangsung dalam lingkungan asam,  kita  tambahkan  tujuh  molekul H 2 O di sebelah  kanan  setengah-reaksi  reduksi  untuk menyetarakan atom Oksigen :
Cr 2 O 7 2- 2Cr 3+ +   7H 2 O
Untuk menyetarakan atom H, kita tambahkan 14 ion H + di sebelah kiri:
14H + +  Cr 2 O 7 2- 2Cr 3+ +  7H 2 O
Tahap 5. Tambahkan elektron pada salah satu sisi dari setiap setengah-reaksi untuk menyetarakan  muatan.  Jika  perlu,  samakan jumlah  elektron  di  kedua  setengah-reaksi  dengan cara mengalihkan satu atau kedua setengah-reaksi dengan koefisien yang sesuai.
Untuk setengah-reaksi oksidasi kita tuliskan Fe 2+ Fe 3+ + e -
Kita  tambahkan  satu  elektron  di  sisi  kanan sehingga terdapat  satu muatan 2+ pada  setiap sisi dari setengah-reaksi.
Dalam  setengah-reaksi  reduksi  terdapat total  12  muatan  positif  pada  sisi  kiri  dan  hanya enam  muatan  positif  di  sisi  kanan.  Jadi,  kita tambahkan enam elektron di sebelah kiri.
14H + + Cr 2 O 7 2- + 6 e - 2Cr 3+ + 7H 2 O
Untuk menyamakan banyaknya elektron pada kedua setengah-reaksi, kita kalikan setengah-reaksi oksidasi 6:
6Fe 2+ 6Fe 3+ +     6 e -
Tahap  6.  Jumlahkan  kedua  setengah-reaksi dan  setarakan  persamaan  akhir  dengan pengamatan. Elektron-elektron di kedua sisi harus saling meniadakan.
Kedua setengah-reaksi dijumlahkan sehingga diperoleh
14H + +  Cr 2 O 7 2- +   6Fe 2+ +   6 e - 2Cr 3+ +   6Fe 3+ +   7H 2 O  +   6 e -
Elektron pada  kedua sisi  saling meniadakan, dan kita mendapatkan persamaan ionik bersih yang sudah setara :
14H + +  Cr 2 O 7 2- +   6Fe 2+ 2Cr 3+ +   6Fe 3+ +   7H 2 O
Tahap 7. Periksa kembali apakah persamaan ini mengandung jenis dan jumlah atom yang sama serta periksa juga apakah muatan pada kedua sisi persamaan sudah sama.
Pengecekan  terakhir  menunjukan  bahwa persamaan  yang  dihasilkan  sudah  setara  “secara atom” dan “secara muatan” .

## METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  dilakukan  dengan  cara menelaah beberapa literatur buku teks Kimia yang didalamnya ada dibahas tentang reaksi redoks. Ada tiga  cara  yang    harus  dipahami  dalam memudahkan  memahami  konsep  redoks  yaitu proses  penangkapan  oksigen  oleh  suatu  senyawa atau  suatu  zat.  Proses  pelepasan  atau  pengikatan elektron dalam suatu senyawa.   Proses  perubahan bilangan  oksidasi  yaitu  kenaikan  dan  penurunan bilangan oksidasi.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Untuk  memahami  konsep  tersebut    harus dipahami    terlebih  dahulu  ketentuan-ketentuan yang  ada  pada    bilangan  oksidasi,  hal  ini  untuk memudahkan di dalam menyelesaikan suatu reksi redoks. Ketentuanya adalah :
Bilangan  oksidasi  atom  oksigen  dalam senyawa = -2 kecuali dalam H 2 O 2 = -1
Bilangan oksidasi hidrogen dalam senyawa = +1 kecuali dalam logam = -1
Bilangan oksidasi atom dalam keadaan bebas = 0 misalnya N 2 , O 2 dan H 2 .
Bilangan  oksidasi  suatu  ion  =  jumlah muatannya misalnya : Na + = +1,  Ba 2+ = +2,  Cl - = - 1,  S 2- = -2
Bilangan  oksidasi  unsur  golongan  IA,  IIA, IIIA dalam sistim periodik Unsur-Unsur  masing- masing = +1, +2 dan +3
Jumlah  bilangan  oksidasi  dalam  suatu senyawa  sama  dengan  nol.  Untuk  memahami konsep  tersebut  dituliskan  beberapa  contoh diantaranya : H 2 SO 4 , H 3 PO 4 , HNO 4 , SO 2- , NO 3 - ,
Mn 2 O 7 2-
H 2 SO 4 = 0
1+1 +2 + x +(-8) = 0 X = 8 -2 = 6
H 3 PO 4 = 0
Jawab : +3+X+(-8) = 0 X = 8-3= 5 X=5 Maka : +3+5+(-8)=0
HNO 3 +1+X+(-6)= 0 Jawab : +1+X+(6)= 0 X= 6-1= 5 X=5
+1+5+(-6)= 0 SO 4 2- X -2 jawab: X+(-8)= -2 X=-2 + 8= 6

## Cara Perubahan Bilangan Oksidasi
Cara ini dapat dilakukan dalam beberapa tahap
- Tulis pereaksi dan hasil reaksi
- Tandai unsur-unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi
- Setaraan  jumlah  unsur  yang  mengalami peubahan  bilangan  oksidasi  di  ruas  kiri  dan ruas  kanan  persamaan  reaksi  Hitung  jumlah berkurangnya  dan  bertambahnya  bilangan oksidasi  Samakan  jumlah  berkurangnya  dan bertambahnya  bilangan  oksidasi  Samakan jumlah  muatan  di  ruas  kiri  dan  di  ruas  kanan dengan  menambahkan  H + bila  larutan  asam atau OH - bila larutan basa
- Tambahkan  H 2 O  untuk  menyamakan  jumlah atom H di ruas kiri dan di ruas kanan Contoh : setarakan reaksi
Fe 2+ + MnO - 4 Fe 3+ + Mn 2+
Berlangsung dalam suasana asam

## Tahap 1
Fe 2+ + MnO - 4
Fe 3+ + Mn 2+
Tahap 2,3
Fe 2+ +   MnO - 4 Fe 3+ + Mn 2+ +2 +7 +3 +2 Tahap 4
Fe 2+ +   MnO - 4 Fe 3+ + Mn 2+ +2 +7 +3 +2
Tahap 5
5 Fe 2+ + MnO - 4 5Fe 3+ + Mn 2+
Tahap 6 5 Fe 2+ + MnO - 4 + 8H + 5Fe 3+ + Mn 2+
Tahap 7 5 Fe 2+ + MnO - 4 + 8H +
5Fe 3+ + Mn 2+ + 4H 2 O

## KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
1. Reaksi  redoks  dapat  dipelajari  dengan  tiga metode,  yaitu:  Metode  Pengikatan  dan Pelepasan  Oksigen,  Metode  Ion  Elektron,  dan Metode Perubahan Bilangan Oksidasi
2. Pengetahuan  dasar  Ilmu  Fisika  dan  Ilmu Matematika salah satu cara yang sangat mudah untuk mempelajari reaksi redoks.

## Saran
1. Untuk  memudahkan  memahami  konsep penyelesaian  reaksi  redoks  terlebih  dahulu memepelajari  Ilmu  Fisika  dan  Matematikan yang erat hubungannya dengan reaksi redoks.
2. Sebaiknya  reaksi  redoks  diselesaikan  melalui dua tahap yaitu tahap oksidasi  proses reduksi

## DAFTAR PUSTAKA
Brady,  James  E.(2010). Kimia  Universitas: Asas & struktur. Jilid Satu. Alih Bahasa: Sukmariah  Maun,  Kamianti  Anas,  dan Tilda  S.  Sally.  Tangerang:  Binarpura Aksara Publisher.
Brady,  James  E.(2010). Kimia  Universitas: Asas  &  Struktur .  Jilid  Dua.  Alih Bahasa:Sukmariah  Maun,  Kamianti
Anis,  dan  Tilda  S.  Sally.  Tanggerang: Binarupa Aksara Publisher.
Chang,  Raymond.  (2005).  . Kimia  Dasar: Konsep-Konsep Inti . Edisi Ketiga.Jilid 2. Alih Bahasa: Dapartemen Kimia Institut Teknologi Bandung. Jakarta: Erlangga.
Gray,  Leon.  (2007). Chemistry  Matter:  The Periodic  Table. Volume  5.  Connecticut: Grolier.
Jackson,  Tom.  (2007). Chemistery  Matter: Atom  and  Molecules .  Volume  1.
Connecticut: Grolier.
Brady,  James  E.  (1990). General  chemistry,
(principles  &  structures) .  New  York: John Wiley and Sons.
Keenan,  Charles  W.  Et.  al,  -  Pudjaatmaka.
(1999). Ilmu kimia universitas (terjemahan). Jakarta: Erlangga.
Petrucci,  Ralp  H  –  Suminar.  (1999). Kimia Dasar  Prinsip  dan  Terapan  Modern .
Jakarta: Erlangga