Manipulasi gugus fungsi

Oksidasi dan reduksi

Reaksi redoks dipandang sebagai hasil dari perpindahan atom oksigen dan hidrogen. Oksidasi merupakan proses terjadinya penangkapan oksigen oleh suatu zat. Sementara itu reduksi adalah proses terjadinya pelepasan oksigen oleh suatu zat. Oksidasi juga diartikan sebagai suatu proses terjadinya pelepasan hidrogen oleh suatu zat dan reduksi adalah suatu proses terjadinya penangkap hidrogen. Seiring dilakukannya berbagai percobaan, konsep redoks juga mengalami perkembangan.

Munculah teori yang lebih modern yang hingga saat ini masih dipakai.

Pada teori ini disebutkan bahwa:

1. Oksidasi adalah proses yang menyebabkan hilangnya satu atau lebih elektron dari dalam zat. Zat yang mengalami oksidasi menjadi lebih
2. Reduksi adalah proses yang menyebabkan diperolehnya satu atau lebih elektron oleh suatu zat. Zat yang mengalami reduksi akan menjadi lebih Teori ini masih dipakai hingga saat ini. Jadi proses oksidasi dan reduksi tidak hanya dilihat dari penangkapan oksigen dan hidrogen, melainkan dipandang sebagai proses perpindahan elektron dari zat yang satu ke zat yang lain (Arifatun Anifah Setyawati, 2009).

B. Reaksi Redoks berdasarkan Penggabungan dan Pelepasan Oksigen

1. Reaksi Oksidasi

Reaksi oksidasi didefinisikan sebagai reaksi yang terjadi antara suatu zat dan oksigen sehingga membentuk senyawa yang mengandung oksigen. Misalnya (Nana Sutresna, 2007 );

a. Reaksi Pengaratan Besi

Besi (Fe) mula-mula bereaksi dengan oksigen dan uap air menghasilkan senyawa yang mengandung oksigen (Fe2O3. 2H2O) yang disebut karat.

Reaksinya:

4Fe(s) + 3O2(g)      →    2Fe2O3(s)

b. Perubahan minyak goreng menjadi tengik.Reaksi ini disebabkan karena asam lemak yang ada pada minyak bereaksi dengan oksigen, sehingga minyak tersebut teroksidasi sehingga berbau tidak enak.

c. Pembakaran; pembakaran kertas, pembakaran lilin, pembakaran minyak tanah, atau elpiji dalam rumah tangga, dan pembakaran glukosa dalam tubuh.

2. Reaksi Reduksi

Reaksi reduksi merupakan kebalikan dari reaksi oksidasi, yaitu reaksi pelepasan oksigen dari suatu zat yang mengandung oksigen. Misalnya (Nana Sutresna, 2007 );

a. Reaksi Fotosintesis

Pada reaksi fotosintesis, tumbuhan menggunakan karbon dioksida, air, dan matahari untuk menghasilkan zat gula dan oksigen. Reaksinya yaitu;

6CO2 + 6H2O     →     C6H12O6 + 6O2

b. Reaksi pengolahan bijih besi

Bijih besi mengandung atom oksigen (Fe2O3). Untuk memisahkan oksigen dari bijih besi, bijih tersebut direaksikan dengan karbon dan dipanaskan. Sehingga dihasilkan CO2 dan besi murni. Reaksinya yaitu;

2Fe2O3(s) + 3C(s)     →    4Fe(s)   + 3CO2(g)

C. Reaksi Redoks berdasarkan Bilangan Oksidasi

Bilangan oksidasi atau tingkat oksidasi merupakan nilai muatan atom dalam suatu molekul atau ion. Biloks atau b.o ini dapat berharga positif atau negatif. Ada atom yang hanya memiliki satu biloks, ada pula yang memiliki lebih dari satu biloks. Prinsip reaksi redoks berdasarkan perubahan biloks terkait dengan pelepasan dan penerimaan elektron dalam suatu reaksi redoks yang menyebabkan perubahan biloks unsur-unsur yang terdapat di dalamnya. Reaksi redoks terjadi jika dalam reaksi tersebut terjadi perubahan bilangan oksidasi.

Reaksi auto redoks atau reaksi disproporsionasi yaitu reaksi yang terjadi jika terdapat satu zat yang mengalami reaksi reduksi sekaligus reaksi oksidasi. Jadi, zat tersebut mengalami penambahan sekaligus pengurangan bilangan oksidasi (Nana Sutresna, 2007 ).

D. Pereduksi dan Pengoksidasi

Partikel akan bersifat pengoksidasi bila ia mempunyai kecenderungan menarik elektron dari partikel lain, yaitu unsur elektronegatif (seperti oksigen, halogen dan H+) dan senyawa yang mengandung unsur elektronegatif (seperti HNO3). Partikel bersifat pereduksi bila mempunyai elektron yang terikat lemah, sehingga mudah lepas dan ditarik oleh partikel lain. Dari sifat periodik unsur diketahui bahwa unsur yang demikian adalah unsur elektropositif atau logam (Syukri S, 1999).

Oksidasi mengurangi densitas elektron pada karbon dengan :

-   Membentuk salah satu dari  : C-O; C-N; C-X

-   Memutuskan ikatan            : C-H

Reduksi meningkatkan kerapatan elektron pada karbon dengan :

     Membentuk                        : C-H

-    Memutuskan salah satu dari : C-O; C-N; C-X

REAKSI OKSIDASI PADA ALKOHOL

Alkohol sederhana mudah terbakar membentuk gas karbondioksida dan uap air. Oleh karena itu, etanol digunakan sebagai bahan bakar (spiritus). Reaksi pembakaran etanol sebagai berikut:

C₂H₅OH_(l) + 3O_2(g) → 2CO_2(g) + 3H₂O_(g) + kalor     

Dengan zat-zat pengoksidasi sedang, seperti larutan K₂Cr₂O₇ dalam lingkungan asam, alkohol teroksidasi sebagai berikut :

1.      Reaksi oksidasi alkohol primer

akan menghasilkan alkanal (aldehida), jika dibiarkan beberapa lama, maka proses oksidasi akan berlanjut menghasilkan suatu asam karboksilat. Jika kita ingin memperoleh aldehida dari proses oksidasi ini, maka secepatnya dilakukan destilasi untuk menghindari proses oksidasi berlanjut.

Reaksi oksidasi etanol dapat dianggap berlangsung sebagai berikut:

senyawa dengan 2 gugus OH terikat pada suatu atom karbon bersifat tidak stabil, dan terurai dengan melepaskan1 molekul air. Jadi, senyawa yang terbentuk pada reaksi diatas segera terurai sebagai berikut:

Etanal yang dihasilkan dapat teroksidasi lebih lanjut membentuk asam asetat. Hal ini terjadi karena oksidasi aldehida lebih mudah daripada oksidasi alkohol.

2.      Reaksi oksidasi alkohol sekunder

Alkohol sekunder dioksidasi menjadi keton. Tidak ada reaksi lebih lanjut yang terjadi seperti pada oksidasi alkohol primer. Sebagai contoh,, jika alkohol sekunder, 2-propanol, dipanaskan atau dioksidasi, maka akan terbentuk 2-propanon.

Perubahan-perubahan pada kondisi reaksi tidak akan dapat merubah produk yang terbentuk.

Jika anda melihat kembali tahap kedua reaksi alkohol primer, anda akan melihat bahwa ada sebuah atom oksigen yang "disisipkan" antara atom karbon dan atom hidrogen dalam gugus aldehid untuk menghasilkan asam karboksilat. Untuk alkohol sekunder, tidak ada atom hidrogen semacam ini, sehingga reaksi berlangsung lebih cepat.

 3.      Reaksi oksidasi alkohol tersier

 Alkohol-alkohol tersier tidak dapat dioksidasi oleh natrium atau kalium dikromat(VI). Bahkan tidak ada reaksi yang terjadi.

Jika anda memperhatikan apa yang terjadi dengan alkohol primer dan sekunder, anda akan melibat bahwa agen pengoksidasi melepaskan hidrogen dari gugus -OH, dan sebuah atom hidrogen dari atom karbon terikat pada gugus -OH. Alkohol tersier tidak memiliki sebuah atom hidrogen yang terikat pada atom karbon tersebut.

Anda perlu melepaskan kedua atom hidrogen khusus tersebut untuk membentuk ikatan rangkap C=O.

Senyawa golongan keton sukar dioksidasi menggunakan oksidator apapun, termasuk kalium dikromat dan oksigen molekuler. Aldehida mudah dioksidasi sedangkan keton tidak bisa dioksidasi

Aldehida direduksi menghasilkan alkohol primer, sedangkan keton menghasilkan alkohol sekunder.

    Reduksi ikatan rangkap C=O lebih sulit direduksi daripada ikatan rangkap C=C. Dengan demikian, jika suatu senyawa mengandung gugus C=O dan C=C dikenai reaksi reduksi, maka C=C akan tereduksi terlebih dahulu.

Permasalahan
1.kan disini dijelaskan bahwa Oksidasi mengurangi densitas elektron pada karbon mengapa bisa mengurangi densitas elektron tersebut dan apakah hanya pada karbon yang mengalami pengurangan densitas tersebut jika ada yang lain tolong jelaskan?

2.  Dalam blog saya menjelaskan bahwa Reduksi ikatan rangkap C=O lebih sulit direduksi daripada ikatan rangkap C=C. Dengan demikian, jika suatu senyawa mengandung gugus C=O dan C=C dikenai reaksi reduksi, maka C=C akan tereduksi terlebih dahulu. Apakah ikatan rangkap C=O bisa diubah dan bisa menyebabkan ikatan rangkap C=O bisa tereduksi terlebih dahulu jika tidak apa yang menyebabkannya tidak bisa tereduksi terlebih dahulu?

3. Dari blog diatas disebutkan bahwa Etanal yang dihasilkan dapat teroksidasi lebih lanjut membentuk asam asetat. Hal ini terjadi karena oksidasi aldehida lebih mudah daripada oksidasi alkohol. l.mengapa demikian?Apakah hal tersebut berkaitan dengan gugus fungsi yang berbeda?
Dan juga saya baca mengenai alokohol tersier yaitu tak teroksidasi dalam suasana basa. Jika dicoba oksidasi dalam larutan asam, alkohol tersier mengalami dehidrasi dan kemudian alkenanya teroksidasi. mengapa bisa demikian?