REAKSI OKSIDASI DAN REDUKSIBab 10

10.1 PENDAHULUAN

Reaksi kimia sel hidup oksidasi dan reduksi Contoh : Reaksi oksidasi pelepasan energi dari senyawa penyimpan energi seperti karbohidrat Reaksi reduksi reaksi gelap fotosintesis memerlukan energi

Reaksi oksidasi dan reduksi secara biologis sebagian besar berlangsung 10.2 OKSIDASI TERHUBUNG DENGAN REDUKSI reversible 6 12 6 Reaksi oksidasi sempurna gula glukosa :

C H O + 6O2 glucose oxygen

6CO2 + 6H2O carbon water dioxide

Atom karbon dan hidrogen pada glukosa teroksidasi oleh ikatan ke oksigen. Atom oksigen tereduksi Kedua proses oksidasi dan reduksi ini saling-terhubung (interlinked). Pada contoh di atas, glukosa teroksidasi sementara oxygen tereduksi, sehingga prosesnya disebut proses

Reduksi-oksidasi disingkat redoks Reaksi kimia yang melibatkan reduksi-oksidasi disebut reaksi redoks. Secara umum proses yang melibatkan reduksi molekul A dan oksidasi molekulOx dapat dituliskan + ARed persamaan reaksi A B + BRed BOx dengan sbb.: Molekul A mengoksidasi molekul B zat pengoksidasi atau oksidator dirinya sendiri tereduksi Molekul B mereduksi molekul A zat pereduksi atau reduktor dirinya sendiri teroksidasi Beberapa reaksi oksidasi tidak diinginkan, seperti: - Pembusukan lemak - Peningkatan resiko kanker Perlindungan dari reaksi seperti di atas dapat dilakukan dengan menggunakan molekul yang lebih mudah teroksidasi dibandingkan dengan senyawa kimia dalam reaksi takdiinginkan tsb. Molekul seperti ini disebut antioksidan. Contoh antioksidan: asam askorbat (vitamin C) dan tokoferol (vitamin E).

10.3 PERUBAHAN KIMIA DALAM PROSES REDOKS

Pada glukosa, oksidasi perpindahan elektron maupun hidrogen atau penambahan oksigen kepada suatu molekul.C6H12O6 + 6O2 glucose 6CO2 + 6H2O oxygen carbon water dioxide

Begitu pula sebaliknya untuk reduksi. Namun tidak semua penambahan hidrogen merupakan reaksi reduksi, seperti pada penerimaan ion hidrogen, basa tidak direduksi. Paling tepat untuk REAKSI penambahan elektron. 10.4 PEMISAHAN reduksi REDOKS Pada Siklus Krebs (TCA) berikut:

malat + NAD+ oksaloasetat + NADH Masing-masing reaksi yang terjadi pada malat dan NAD+ dapat dituliskan secara terpisah seperti gambar disamping ini: Malate kehilangan 2 elektron dan 2 proton teroksidasi, sementara+

Oksidasi malat atau reduksi NAD+ setengah-reaksi Secara umum, persamaan kimia setengah-reaksi sbb.: + Ox + ne + mH Red n = jumlah elektron yang terlibat dalam reaksi m = jumlah proton yang terlibat dalam reaksi

10.5 STANDARDISASI SETENGAH-REAKSI REDOKS

Reaksi redoks pergerakan elektron arus listrik (diukur dalam ampere) Sepasang setengah-reaksi redoks sama dengan baterai Konstruksi baterai melibatkan reaksi redoks diukur dalam volt (V) Beda potensial antara kutub-kutub baterai dua setengah-reaksi

Baterai

Dua setengah-reaksi redoks

Untuk mengukur besarnya aliran elektron digunakan setengah-reaksi standar hidrogen/proton sbb. Yang dapat dipasang sebagai sebuah elektroda: 2H+ + 2e- H2 Elektroda hidrogen larutan asam kuat 1 mol dm-3 yang menghasilkan gelembung gas hidrogen pada tekanan atmosfer. Konsentrasi zat teroksidasi dan zat tereduksi distandardisasi pada 1 mol dm-3 untuk suatu larutan dan pada tekanan atmosfer untuk suatu gas. Sebagai penghubung arus digunakan suatu logam inert seperti platina Penulisan elektroda dapat disingkat sbb.: Pt H2(g) H+ Garis vertikal menunjukkan batas antar fasa. Jika setengah-reaksi redoks terjadi dalam fasa yang sama, maka digunakan tanda koma (,)

Potensial elektroda hidrogen memberikan harga 0,0 V. Harga 1 mol dm-3 [H+] tidak relevan dalam sel biologis sehingga dikonversikan ke pH normal tubuh yaitu pH 7,0. Pada pH 7,0 potensial elektroda hidrogen berubah menjadi -0,42 V harga standar potensial reduksi standard E. Elektroda lainnya dapat dibandingkan dengan elektroda standar ini dengan cara membuat sirkuit yang berisi dua setengah-reaksi. Potensial reduksi standar diukur dengan voltmeter. Potensial reduksi standar setengah-reaksi beberapa 10.6 PREDIKSI ALIRAN ELEKTRON 10.1. molekul biologis dapat dilihat pada Tabel

Aliran elektron akan berjalan dari harga E yang kurang positif ke yang lebih positif (atau dapat dibayangkan bahwa elektron mengalir dari muatan negatif ke positif pada suatu setengah-reaksi).

10.7 EN ER GI B EB AS D AN POTE NSI AL RE DUK SI STA NDA R

Energi bebas, G, dapat diprediksi dari selisih potensial reduksi diantara setengah-reaksi, menggunakan persamaan sbb.: G = -nEF n = jumlah elektron yang ditransfer E = selisih in potensial reduksi antara dua setengah-reaksi (V) 10. 8 = konstantaRE DOKS 96 500KE -1ADAAN T IDAKF RE AKS I Faraday = DAN J V mol-1 STANDAR negatif reaksi spontan berasal dari harga E Harga G positifpotensial reduksi pada keadaan tidak-standar untuk Harga masing-masing setengah-reaksi dapat dihitung menggunakan persamaan Nernst sbb.: [Ox] = konsentrasi spesi teroksidasi (mol

Temperatur tubuh, yaitu menjadi 0,06 V sehingga persamaan diatas dapat disederhanakan menjadi:Jika [Ox]=[Red], maka E=E.

dm-3) [Red] = konsentrasi spesi teroksidasi (mol dm-3) R = konstanta gas = 8,3 J K-1 mol-1 310TK memberikan harga 2,3 RT/F = temperatur dalam kelvin