Tindak balas redoks

Tindak balas **redoks** merangkumi kesemua proses kimia yang melibatkan perubahan nombor pengoksidaan (keadaan pengoksidaan) pada atom-atomnya.

Ini termasuklah proses redoks ringkas seperti pengoksidaan karbon untuk menghasilkan karbon dioksida, penurunan karbon oleh hidrogen untuk memberikan metana, atau pengoksidaan gula dalam badan manusia, menerusi satu siri proses pemindahan elektron yang sangat rumit.

Istilah *redoks* (*redox*) datangnya daripada dua konsep iaitu penurunan (daripada Bahasa Inggerisnya ***red'''uction'') dan peng'''oks'''idaan (***ox**idation''). Ia boleh diterangkan menggunakan penjelasan mudah:
:***Pengoksidaan*** menerangkan tentang ***kehilangan*** [[elektron]] oleh suatu [[molekul]], [[atom]] atau [[ion]]
:***Penurunan*** menerangkan tentang ***penerimaan*** [[elektron]]  oleh suatu [[molekul]], [[atom]] atau [[ion]]

Akan tetapi, penjelasan ini (walaupun mencukupi bagi kebanyakan tujuan) tidak tepat sepenuhnya. Pengoksidaan dan penurunan sebenarnya merujuk kepada ''perubahan nombor pengoksidaan''&mdash;pemindahan sebenar elektron mungkin tidak akan berlaku. Oleh itu, takrifan yang lebih baik bagi pengoksidaan ialah ''peningkatan dalam nombor pengoksidaan'', dan penurunan sebagai ''pengurangan dalam nombor pengoksidaan''. Secara amalannya, pemindahan elektron sentiasa mengakibatkan perubahan nombor pengoksidaan, tetapi terdapat banyak tindak balas yang dikelaskan sebagai ''redoks'', walaupun tidak ada elektron yang berpindah (contohnya yang melibatkan ikatan [[kovalen]]).)






== Agen pengoksidaan dan agen penurun ==

Bahan yang mampu **mengoksida** bahan-bahan lain dinamakan **oksidatif** atau **oksidaan** dan dikenali sebagai **agen pengoksidaan**, atau bahan **pengoksida**. Dilihat dari sudut berbeza, bahan pengoksida mengeluarkan elektron daripada bahan-bahan lain, lalu menurunkan diri sendiri. Bahan pengoksida biasanya merupakan bahan kimia daripada unsur dengan nombor pengoksidaan yang tinggi (contohnya, [[hidrogen peroksida|H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>]], MnO<sub>4</sub><sup>-</sup>, CrO<sub>3</sub>, Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub><sup>2-</sup>, OsO<sub>4</sub>) atau bahan dengan [[keelektronegatifan]] tinggi yang boleh menerima satu atau dua elektron lebihan dengan mengoksidakan sesuatu bahan ([[Oksigen|O]], [[Fluorin|F]], [[Klorin|Cl]], [[Bromin|Br]]).

Bahan yang mampu **menurunkan** bahan-bahan lain dinamakan **reduktif** dan dikenali sebagai **agen penurunan**, atau bahan **penurun**. Dilihat dari segi berlainan, bahan penurun memindahkan elektronnya pada bahan lain. Bahan penurun, dalam bidang kimia adalah sangat pelbagai. ''Penurun logam'' - [[logam]] keunsuran elektropositif boleh digunakan (Li, Na, Mg, Fe, Zn, Al) sebagai agen penurunan. Logam-logam ini dengan sedianya menderma atau ''membuang'' elektron. Jenis bahan penurun lain termasuklah ''reagen pemindah hidrida'' (NaBH<sub>4</sub>, LiAlH<sub>4</sub>), reagen-reagen ini digunakan dengan meluasnya dalam [[kimia organik]], terutamanya dalam penurunan sebatian [[karbonil]] kepada [[alkohol]]. Kaedah berguna yang lain ialah penurunan yang melibatkan gas hidrogen (H<sub>2</sub>) dengan [[mangkin]] [[paladium]], [[platinum]], atau [[nikel]]. ''Penurunan-penurunan bermangkin'' ini digunakan terutamanya dalam penurunan ikatan karbon-karbon ganda dua atau ganda tiga.

Cara melihat proses redoks dari segi kimia ialah ''bahan penurun memindahkan elektron kepada bahan pengoksida''. Oleh itu, dalam tindak balas ini, ''bahan penurun'' atau ''agen penurunan'' kehilangan elektron dan adalah ''teroksida'', manakala ''bahan pengoksida'' atau ''agen pengoksidaan'' menerima elektron dan ''diturunkan''.

== Pengoksidaan dalam industri ==

Pengoksidaan digunakan dalam bermacam-macam  jenis industri, contohnya dalam penghasilan produk pencuci.

nazrul ameer vavi
].

== Contoh-contoh tindak balas redoks ==

Satu contoh yang baik adalah tindak balas antara [[hidrogen]] dan [[fluorin]]:
:<math> H_{2} + F_{2} \longrightarrow 2HF</math>
Kita boleh menulis tindak balas keseluruhan sebagai dua tindak balas separa: 
tindak balas pengoksidaan
:<math> H_{2} \longrightarrow 2H^{+} + 2e^-</math>
dan tindak balas penurunanan
:<math> F_{2} + 2e^- \longrightarrow 2F^{-}</math>

Menganalisa setiap tindak balas separa dengan berasingan dapat membuatkan proses kimia keseluruhan kelihatan lebih jelas. Oleh sebab tidak terdapatnya perubahan bersih jumlah cas semasa tindak balas redoks, maka nombor elektron lebihan dalam tindak balas pengoksidaan semestinya bersamaan dengan nombor yang telah digunakan dalam tindak balas penurunan (seperti yang tertunjuk di bawah).

Unsur-unsur, walaupun dalam bentuk molekul, akan sentiasa mempunyai nombor pengoksidaan sifar. Pada separuh pertama tindak balas, hidrogen dioksidakan daripada nombor pengoksidaan sifar kepada nombor pengoksidaan +1. Pada separuh kedua tindak balas, fluorin diturunkan daripada nombor pengoksidaan sifar kepada nombor pengoksidaan &minus;1.

Apabila ditambahkan tindakbalas-tindakbalas tersebut, elektron-elektron akan terbatal:
:<math>H_{2} \qquad\,\ \longrightarrow \ 2H^{+} + 2e^- </math>
:<math>\underline{F_{2} + 2e^- \longrightarrow \ 2F^{-} \qquad\quad}</math>
:<math>H_{2} + F_{2}\, \ \longrightarrow \ 2H^{+} + 2F^{-} </math>

Dan ion-ion bergabung membentuk [[asid hidrofluorik|hidrogen fluorida]]:
:<math>H_{2} + F_{2}\, \ \longrightarrow \ 2H^{+} + 2F^{-}\  \longrightarrow \ 2HF</math>

=== Contoh-contoh lain ===

*besi(II) dioksidakan menjadi besi(III):
:Fe<sup>2+</sup> → Fe<sup>3+</sup> + e<sup>-</sup>

*[[hidrogen peroksida]] diturunkan kepada [[hidroksida]] dengan kehadiran asid:
:H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> + 2 e<sup>-</sup> → 2 OH<sup>-</sup>

persamaan keseluruhan bagi di atas:
:2Fe<sup>2+</sup> + H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> + 2H<sup>+</sup> → 2Fe<sup>3+</sup> + 2H<sub>2</sub>O

*[[denitrifikasi]], [[nitrat]] diturunkan kepada [[nitrogen]] dengan kehadiran asid:
:2NO<sub>3</sub><sup>-</sup> + 10e<sup>-</sup> + 12 H<sup>+</sup> → N<sub>2</sub> + 6H<sub>2</sub>O

*besi teroksida kepada besi(III) oksida manakala oksigen diturunkan lalu menghasilkan besi(III) oksida (lazimnya dikenali sebagai pengaratan atau menjadi kusam):
:4Fe + 3O<sub>2</sub> → 2 Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>.

*[[Pembakaran]] [[hidrokarbon]], contohnya dalam [[enjin pembakaran dalaman]], menghasilkan [[air]], [[karbon dioksida]], sesetengah bentuk separa teroksida seperti [[karbon monoksida]] serta [[tenaga]] haba. Pengksidaan lengkap bahan-bahan yang mengandungi [[karbon]] akan menghasilkan karbon dioksida.

*Dalam [[kimia organik]], pengoksidaan berperingkat suatu hidrokarbon akan menghasilkan air dan, secara turutan, [[alkohol]], [[aldehid]] atau [[keton]], [[asid karboksilik]], dan kemudiannya [[peroksida]].

== Tindak balas redoks dalam biologi ==

Kebanyakan tenaga [[biologi]] disimpan dan dilepaskan melalui tindak balas redoks. [[Fotosintesis]] melibatkan penurunan [[karbon dioksida]] menjadi [[gula]] dan pengoksidaan [[air]] kepada molekul [[oksigen]]. Tindak balas berbalik, [[respirasi]], mengoksidakan gula untuk menghasilkan karbon dioksida dan air. Sebagai langkah perantaraan, sebatian karbon yang telah diturunkan digunakan pula untuk menurunkan [[nikotinamida adenina dinukleotida]] (NAD<sup>+</sup>), yang menyumbang kepada pembentukan [[kecerunan proton]]. Kecerunan ini memacukan sintesis [[adenosina trifosfat]] ATP dan dikekalkan menerusi penurunan oksigen.  Dalam sel-sel haiwan, [[mitokondria]] menjalankan fungsi-fungsi yang serupa. Lihat rencana **Keupayaan membran*.

Istilah *'keadaan redoks''' selalunya digunakan untuk menerangkan keseimbangan NAD+/NADH dan NADP+/NADPH dalam sistem biologi seperti sel atau organ. Keadaan redoks dicerminkan dalam keseimbangan beberapa set metabolit (contohnya laktat dan piruvat, beta-hidroksibutirat dan asetoasetat) yang saling ubahannya bergantung kepada nisbah-nisbah ini. Keadaan redoks yang tidak normal boleh terhasil dalam beberapa situasi mudarat, seperti hipoksia, kejutan, dan sepsis. Pengisyaratan redoks membabitkan kawalan proses sel melalui proses redoks.

## Kitar redoks
Metabolisme agen antitumor yang mengandungi kuinon melibatkan penurunan berenzim kuinon oleh satu atau dua elektron. Penurunan ini mengakibatkan pembentukan semikuinon atau hidrokuinon bagi drug antibarah. Pemindahan elektron daripada semikuinon kepada oksigen menyebabkan penghasilan kuinon yang asal. Penurunan daripada reduktase diikuti dengan pengoksidaan oleh molekul oksigen (dioksigen) yang dikenali sebagai kitar redoks.

## Rujukan
* http://www.bioscience.org/2000/v5/d/gutier/gutier.pdf

## Lihat juga

* Biopemulihan
* Kitar Calvin
* Kitar asid sitrik
* Sel elektrokimia
* Elektrokimia
* Sel galvani
* Keupayaan membran
* Tindak balas termik
* Agen penurun
* Proses Bessemer

## Pautan luar

* ORP Meter
* Redox Reactions Calculator
* Redox reactions at Chemguide