Asam pengoksidasi: Karakteristik umum
Yang tergolong asam pengoksidasi adalah asam nitrat HNO₃ pada semua konsentrasi dan asam sulfat pekat H₂SO₄. Ciri khasnya adalah sifat pengoksidasi yang ditentukan bukan oleh kation hidrogen, melainkan oleh unsur pembentuk asam pada tingkat oksidasi tertinggi (N⁺⁵, S⁺⁶).
Perbedaan mendasar dari asam biasa:
- bereaksi dengan logam tanpa memandang posisinya dalam deret keaktifan elektrokimia, termasuk logam di sebelah kanan hidrogen (Cu, Ag, Hg);
- dalam reaksi dengan logam, hidrogen tidak dilepaskan; sebagai gantinya, terbentuk produk reduksi dari unsur pusat asam;
- mampu mengoksidasi nonlogam (S, P, C, I₂), asam non-oksigen (HBr, HI), dan sejumlah garam (sulfida, bromida, iodida).
Reaksi H₂SO₄ pekat dengan logam
Produk reduksi sulfur bergantung pada keaktifan logam. Semakin aktif logam tersebut, semakin banyak elektron yang diterima oleh atom sulfur (S⁺⁶):
- Logam aktif (alkali, alkali tanah, Mg, Zn berlebih) → H₂S (S⁻²), perpindahan 8 elektron;
- Logam keaktifan sedang (Zn, Fe, Cr, dsb.) → S (S⁰), perpindahan 6 elektron;
- Logam kurang aktif (Cu, Ag, Hg) → SO₂ (S⁺⁴), perpindahan 2 elektron.
Penting: H₂SO₄ encer bertindak sebagai asam biasa — hanya bereaksi dengan logam di sebelah kiri hidrogen dengan pelepasan H₂. Pada suhu dingin, H₂SO₄ pekat mempassivasi Fe, Al, Cr.
Reaksi HNO₃ dengan logam
Produk reduksi nitrogen ditentukan oleh dua faktor: keaktifan logam dan konsentrasi asam. Semakin aktif logam dan semakin encer asam, semakin dalam reduksi nitrogen (logika: saat diencerkan, molekul HNO₃ yang "bersaing" lebih sedikit, sehingga masing-masing menerima lebih banyak elektron).
- HNO₃ encer + logam aktif → NH₄NO₃ (N⁻³), perpindahan 8 elektron;
- HNO₃ encer + logam keaktifan sedang → NO (N⁺²);
- HNO₃ encer + logam kurang aktif → NO (N⁺²), perpindahan 3 elektron;
- HNO₃ pekat + logam aktif → N₂O (N⁺¹);
- HNO₃ pekat + logam kurang aktif → NO₂ (N⁺⁴), perpindahan 1 elektron.
HNO₃ pekat pada suhu dingin mempassivasi Fe, Al, Cr, Ni; tidak bereaksi dengan Au dan Pt (larut oleh "air raja" / aqua regia).
Interaksi dengan nonlogam
Asam pengoksidasi mampu mengoksidasi S, P, C, I₂. Nonlogam umumnya berubah ke tingkat oksidasi tertingginya:
- S → H₂SO₄ (S⁺⁶);
- P → H₃PO₄ (P⁺⁵);
- C → CO₂ (C⁺⁴);
- I₂ → HIO₃ (I⁺⁵, tidak sampai maksimum +7).
Produk reduksi standar: untuk HNO₃ pekat — NO₂, untuk HNO₃ encer — NO, untuk H₂SO₄ pekat — SO₂.
Pengecualian: reaksi H₂SO₄ pekat dengan sulfur adalah soproporsionasi, hanya menghasilkan satu produk SO₂ (tidak terbentuk H₂SO₄, jika tidak demikian reaksi akan bergeser ke kiri): S + 2H₂SO₄(p) → 3SO₂ + 2H₂O.
Reaksi dengan asam non-oksigen dan garam
Asam pengoksidasi mengoksidasi HI dan HBr (tetapi tidak HCl dan HF). Dalam hal ini, perbedaan kekuatan oksidasi terlihat jelas:
- dengan HI, H₂SO₄ pekat menghasilkan I₂, H₂S, dan H₂O — perpindahan 8 elektron ke sulfur;
- dengan HI, HNO₃ pekat menghasilkan I₂ dan NO₂ — perpindahan 1 elektron ke nitrogen;
- dengan HBr, reaksi berlangsung melalui skema serupa, tetapi reduksi sulfur hanya sampai pada SO₂ (bromin adalah reduktor yang lebih lemah daripada iodin).
Dengan garam asam halida (KBr, KI), terbentuk zat tunggal (Br₂, I₂), garam asam (KHSO₄ atau KNO₃), serta produk reduksi asam bersama air.
Reaksi dengan "sulfida hitam"
Terdapat empat sulfida tak larut berwarna hitam: CuS, PbS, HgS, Ag₂S. Senyawa ini hanya bereaksi dengan HNO₃ pekat melalui skema khusus: logam berubah menjadi nitrat, sulfur langsung teroksidasi menjadi S⁺⁶ (dalam bentuk H₂SO₄), dan nitrogen tereduksi hanya sampai NO₂ (memperoleh 1 elektron):
MeS + HNO₃(p) → Me(NO₃)ₙ + H₂SO₄ + NO₂ + H₂O.
Ciri khas reaksi: sulfida tidak larut, asam pekat, sehingga tidak terjadi reduksi nitrogen secara mendalam, tetapi sulfur teroksidasi secara maksimal — sebanyak 8 elektron.
Poin-Poin Utama
- Asam pengoksidasi: HNO₃ pada semua konsentrasi dan H₂SO₄ hanya dalam keadaan pekat.
- Dalam reaksi dengan logam, hidrogen tidak dilepaskan — terbentuk produk reduksi N atau S.
- Untuk H₂SO₄(p): logam aktif → H₂S, sedang → S, kurang aktif → SO₂.
- Untuk HNO₃: semakin aktif logam dan semakin encer asam, semakin dalam reduksi nitrogen (dari NO₂ hingga NH₄NO₃).
- HNO₃ dan H₂SO₄ pekat pada suhu dingin mempassivasi Fe, Al, Cr.
- Nonlogam (S, P, C, I₂) teroksidasi hingga tingkat oksidasi tertinggi; pengecualian — reaksi H₂SO₄(p) dengan sulfur hanya menghasilkan SO₂.
- Sulfida hitam CuS, PbS, HgS, Ag₂S teroksidasi oleh HNO₃ pekat dengan mengubah sulfur menjadi H₂SO₄ dan melepaskan NO₂.
- HCl dan HF tidak dioksidasi oleh asam pengoksidasi; HBr dan HI teroksidasi, dengan iodin sebagai reduktor yang lebih kuat.