10 MarPotensi Oksidasi-Reduksi (Eh)

POTENSI OKSIDASI - REDUKSI

(Eh)

Syekhfani

Potensi Oksidasi - Reduksi (Eh)*), aktivitas elektron-proton, merupakan indeks yang menyatakan kuantitas elektron dalam suatu sistem.

Aktivitas elektron (pe), sama seperti halnya pH dalam menyatakan aktivitas proton:

pe = -logae

Untuk reaksi oksidasi-reduksi

(oksidan)+e ↔ (reduktan)

dalam keseimbangan

K = (reduktan)/(oksidan)(e)

di bawah kondisi standar

LogK = peo

di mana K adalah konstanta keseimbangan, yang berhubungan dengan reaksi energi bebas standar:

ΔGo = – RT lnK = -nFEo

yang mana

Eo = RT/nF lnK

bila n=1, pada 25oC

Eo = 0.059 log K = 0.09peo

Artinya, ΔGo sama dengan selisih jumlah energi standar pembentukan produk dan reaktan.

ΔGo = ƩGoᶴ(produk) – ƩGo(reaktan)

Berdasar kaedah elektron dalam reduksi oksigen:

O2 + 4H+ 4e ↔ 2 H2O

K = 1/2(O2) (H+)4(e)4

menggantikan nilai 1020.8 dalam bentuk log, diperoleh:

pe = 20.8 + 1/4logPo2-pH

Nila pe dan Eo beberapa sistem redoks disajikan dalam Tabel 1.

Tabel 1. Nilai pe dan Eo beberapa reaksi redoks pada tanah tergenang (25oC)

Sistem

Pe0 (=log K)

E0 (V)

1/4 O2 + H+ + e ↔1/2 H2O

20.8

1.23

1/2 MnO2 + 2H+ + e ↔ 1/2 MnO2 +H2O

20.8

1.23

Fe(OH)3 + 3H+ + e ↔ Fe2+ + 3H2O

17.9

1.06

1/2 NO3- + H+ + e ↔ 1/2 NO2- + 1/2 H2O

14.1

0.83

1/8 SO42- + 5/4H+ + e ↔ 1/8 H2S + 1/2 H2O

5.12

0.30

1/8 CO2 + H+ + e ↔ 1/8 CH4 + 1/4 H2O

2.86

0.17

H+ + e ↔ 1/2 H2

0

0

Energi yang dibutuhkan untuk memindahkan satu molekul elektron ke oksidan H2, dalam volt, adalah potensi oksidasi-reduksi (Eh). Eh berhubungan dengan pe sebagai berikut (n=1):

pe=F/2.303 RT x Eh

pada 250C

pe = Eh / 0.059

Perilaku Unsur dalam Tanah 

Keberadaan air dalam tanah menentukan sifat aerobik dan anaerobik, yang selanjutnya mengatur perilaku serta sifat ketersediaan unsur-unsur  hara bagi tanaman.

Parr (1969) mengemukakan bahwa bila tanah digenangi mula-mula akan mendorong perkembangan jazad mikro fakultatif anaerob kemudian obligat anaerob.  Menurut Alexander (1961) jazad mikro tersebut akan mengubah ion-ion NO3-, SO42-, Fe3+, Mn4+/3+ menjadi gas NO, N2O, atau N2,  SO2 atau H2S, Fe2+, dan Mn2+.  Perubahan ini menyebabkan N dan S menjadi tidak tersedia karena hilang ke atmosfer, sedang Fe dan Mn ketersediaannya meningkat dan dapat menyebabkan racun  bagi tanaman.

Menurut Okajima (1975) perubahan besi bermartabat dua dimulai pada nilai redoks potensial antara +300 hingga +200 mV, sedang mangan bermartabat empat menjadi dua pada nilai redoks antara +400 hingga  +200 mV. Konsentrasi besi dan mangan valensi dua tinggi pada tanah sawah tergenang mencapai redoks -200 mV (Ponnamperuma, 1964; Chang, 1971).

Nilai Eh merupakan penciri paling penting dalam evaluasi status unsur dalam tanah.  Berdasar pada hubungan antara sifat-sifat tanah dan pertumbuhan tanaman, maka status redoks dikelaskan ke dalam empat kategori:  oksidasi, reduksi lemah, reduksi sedang, dan reduksi kuat (Tabel 2).

 

Tabel 2. Gradasi Status Redoks Tanah (Liu, 1985)

Status Redoks

Kisaran

Eh (mV)

Reaksi

Pertumbuhan

Tanaman

Oksidasi >400 O2 berlebih,

material dalam bentuk oksidasi

Baik bagi tanaman darat; tidak baik bagi padi
Reduksi rendah 400-200 O2 ,NO3- dan Mn4+ direduksi Pertumbuhan padi normal; tanaman darat terganggu
Reduksi  sedang 00-(-100) Fe3+ direduksi; senyawa organik direduksi Tanaman darat terganggu
Reduksi <(-100) CO2  dan H+  direduksi Tanaman padi terganggu oleh senyawa reduksi

 

 

Daftar Pustaka:

Chang, S.C.  1971.  Chemistry of paddy soils.  Food and Pupuk Tech. Center.  ASPAC, Ext. Bull. No. 17.

Okajima, H.  1975.  The physiology of Besi and mangan in plants.  In The Significant of Minor Elements on Plant Physiology.  Food and Fert, Tech, Center, ASPAC, Taipei, Taiwan.  pp. 1-29.

Parr, J.F.  1969.  Nature and significance of anorganik transformations in tile drain soils.  Soil Fert. 32(5):411-415.

Ponnamperuma, F.N.  1964.  Problems rice soils.  A Paper Presented at Intern. Rice Res. Con., IRRI, Los Banos, Laguna, The Philippines.

 

Lihat:

 

100320141439

 

 

 

 

 

*) Liu Zhi-Guang, 1985. Kimia Fisik Paddy Tanah, Yu Tian-Ren (ed.), Science Press, Beijing.

 

Lihat pula:

 

1. Reaksi Redoks

2. Diagram  pH – Eh

 

No comments

Place your comment

Please fill your data and comment below.
Name
Email
Website
Your comment
CAPTCHA Image
*