Makalah Fisika dan Kimia 2C
Kelompok
6 :
- Anwar Affandi (11413191)
- Aprilia Putri Dewanty (11413213)
- Dimas Mahesa Muharom (12413500)
- Muhamad Sahid FZ. (15413776)
- Rizki Ramadhan (17413936)
TEKNIK
ELEKTRO - 1IB03
UNIVERSITAS GUNADARMA
Tahun
Ajaran 2013/2014
Potensial
Penguraian
Potensial
Penguraian adalah Tegangan luar terkecil yang harus yang harus dikenakan untuk
menimbulkan elektrolisis secara kontinu.Pada sel Elektrolisis.Potensial yang
digunakan harus mampu mengatasi potensial sel galvani yang dihasilkan dan harus
pula mengatasi tahanan larutan terhadap aliran air.
Contoh Reaksi :
2H2O +2e-–> H2 + 2OH- potensial
elektroda normal = -0,828 V
Dalam contoh reaksi diatas terlihat
bahwa Esel atau potensial galvani dari
H20 adalah -0,828,jika kita ingin elektrolisis berlangsung secara kontinu maka
kita butuh potensial penguraian yang nilai potensial nya lebih besar dari
potensial H2O
Elektrolisis
adalah reaksi kimia yang dilakukan dengan cara mengaliri listrik pada reaksi
tersebut,reaksi elektrolisis ini dipengaruhi oleh potensial reaski,salah
satunya adalah potensial penguraian,potensial penguraian ini digunakan agar
rekasi elektrolisis berlangsung secara kontinu,cara kerjanya sel ini yaitu mengatasi potensial sel galvani yang timbul
dari proses elektrolisis yang akan membuat reaksi tidak kontinu,agar reaksi ini
berlangsung kontinu nilai potensial penguraian harus lebih besar dari potensial
galvani,serta sel ini juga menghilangkan tahanan larutan agar air atau larutan
didalam reaksi tersebut dapat mengalir dengan lancar secara kontinu.
Dimas Mahesa
M,12413500,1IB03
Sel
Galvani/Sel Volta
Sel
Galvani adalah sel elektrokimia yang menghasilkan energi listrik dari reaksi
redoks spontan yang terjadi dalam sel. Penemu sel ini ialah dari Italia Luigi
Galvani dan Alessandro Volta.
Sel Galvani biasanya mengandung dua buah logam yang terhubung dengan jembatan garam, atau setengah sel yang dipisahkan dengan membran porous. Untuk lebih jelas, perhatikan gambar sel Galvani berikut ini:
Reaksi pada Sel Galvani
Reaksi
kimia yang terjadi pada bejana sebelah kanan merupakan reaksi reduksi dari ion
tembaga (bilangan oksidasi positif) menjadi logam tembaga. Hal ini menyebabkan
massa elektroda tembaga bertambah. Kekurangan muatan positif terhadap muatan
negatif akibat reduksi tembaga segera disetimbangkan oleh muatan positif
jembatan garam. Dengan demikian elektrolit tetap netral. Sebaliknya elektrolit
dalam bejana kiri akan terjadi penambahan kation sebagai akibat reaksi oksidasi
logam zink. Hal ini dapat diketahui karena berkurangnya massa elektroda zink.
Reaksi sel yang terjadi adalah :
Zn (s) + Cu2+ ⇌ Zn2+ +
Cu (s)
Jembatan Garam
Jembatan
garam adalah alat yang digunakan untuk menghubungkan reaksi reduksi dan
oksidasi setengah sel dari sel volta. Jembatan garam berbentuk seperti huruf U
terbalik yang diisi dengan larutan elektrolit KCl (dalam agar-agar) yang kedua
ujungnya disumbat dengan kapas agar tidak terjadi aliran mekanis. Selain KCl,
bisa juga digunakan elektrolit KNO3, NaCl dan K2SO4. Fungsi dari jembatan garam
adalah untuk menghantarkan arus listrik antara kedua elektrolit yang berada
dalam bejana. Selain itu, jembatan garam juga berguna untuk menetralkan
kelebihan atau kekurangan muatan dari ion-ion yang ada dalam larutan di dalam
kedua bejana selama reaksi elektrokimia berlangsung. Oleh karena itu syarat
dari suatu zat yang digunakan untuk jembatan garam adalah zat tersebut tidak
boleh bereaksi dengan elektrolit yang digunakan dalam pengukuran potensial sel.
Elektroda Sel Galvani
·
Elektroda dalam sel Galvani terbalik dengan
elektroda sel elektrolisis. Dalam sel Galvani,
·
Anoda adalah elektroda dimana terjadi reaksi
oksidasi (kehilangan elektron). Anoda menarik anion.
·
Katoda adalah elektroda dimana terjadi reaksi
reduksi (menerima elektron). Katoda menarik kation.
Perhitungan Potensial Standar
Potensial listrik standar dapat
ditentukan dengan menggunakan tabel potensial standar sel. Langkah pertama
adalah mengetahui logam apa yang bereaksi dalam sel. Kemudian mencari potensial
elektroda standar (E0) dalam volt, dari masing-masing dua setengah reaksi.
Contoh perhitungan sel volta
adalah sebagai berikut. Pada gambar di atas ada larutan ZnSO4 dan CuSO4 yang
dihubungkan oleh jembatan garam. Elektroda yang digunakan adalah zink dan tembaga.
Maka potensial standar yang dihasilkan adalah:
Cu2+ + 2 e- ⇌ Cu E0
= +0,34 V
Zn2+ + 2 e- ⇌ Zn E0
= -0,76 V
Potensial standar didapatkan
dengan cara menghitung E yang lebih besar dikurangi E yang lebih kecil. Jadi,
E0 = +0,34 V − (−0,76 V) = 1,10 V
Kegunaan Sel Volta
Aplikasi terpenting dari sel Volta atau sel Galvani
adalah baterai, Baterai merupakan sel elektrokimia yang dapat menghasilkan arus
listrik reaksi kimia yang berlangsung spontan.
Berikut
tipe-tipe sel Volta dan contohnya :
1) Sel Volta primer
Sel
kering Lechlanche merupakan contoh sel Volta primer. Sel
kering atau baterai kering terdiri atas wadah yang terbuat dari seng dan
bertindak sebagai anode serta batang karbon sebagai katode. Elektrolit sel ini
adalah campuran MnO2, NH4Cl,
sedikit air, dan kadang-kadang ditambahkan ZnCl2 dalam
bentuk pasta.
Gambar 2.4
Penyusun sel kering
Reaksi yang terjadi pada sel
Anode : Zn(s) → Zn2+(aq) + 2 e–
Katode : 2 MnO2(s) + 2 NH4+(aq) + 2 e– → Mn2O3(s) + 2 NH3(g) + H2O(l) +
Reaksi : Zn(s) + 2 MnO2(s) + 2 NH4+(aq)→Mn2O3(s) + Zn2+(aq) + 2 NH3(g) + H2O(l)
Katode : 2 MnO2(s) + 2 NH4+(aq) + 2 e– → Mn2O3(s) + 2 NH3(g) + H2O(l) +
Reaksi : Zn(s) + 2 MnO2(s) + 2 NH4+(aq)→Mn2O3(s) + Zn2+(aq) + 2 NH3(g) + H2O(l)
Cara kerja sel kering:
a.
Elektrode Zn teroksidasi menjadi
ion Zn2+
Zn → Zn2+ + 2 e–
b.
Elektron yang dilepaskan mengalir
melalui kawat penghantar menuju elektrode karbon.
c.
Elektron-elektron pada elektrode
karbon mereduksi MnO2 dan NH4+ menjadi Mn2O3 dan NH3.
Sel yang sering digunakan sebagai ganti sel kering Lechlanche adalah baterai alkalin. Baterai ini
terdiri atas anode seng dan katode mangan dioksida serta elektrolit kalium
hidroksida. Reaksi yang berlangsung, yaitu:
Anode : Zn(s) + 2 OH–(aq) → Zn(OH)2(s) + 2 e–
Katode : 2 MnO2(s) + 2 H2O(l) + 2 e– → 2 MnO(OH)(s) + 2 OH–(aq) +
Reaksi : 2 MnO2(s) + 2 H2O(l) + Zn(s) → 2 MnO(OH)(s) + Zn(OH)2(s)
Katode : 2 MnO2(s) + 2 H2O(l) + 2 e– → 2 MnO(OH)(s) + 2 OH–(aq) +
Reaksi : 2 MnO2(s) + 2 H2O(l) + Zn(s) → 2 MnO(OH)(s) + Zn(OH)2(s)
Baterai alkalin ini dapat
menghasilkan energi dua kali energi total Lechlanche dengan ukuran yang sama.
2) Sel Volta sekunder
Sel aki (Accumulator) merupakan contoh sel Volta sekunder. Sel
aki terdiri atas elektrode Pb (anode) dan PbO2 (katode).
Keduanya dicelupkan dalam larutan H2SO4 30%.
Gambar 2.5 Sel aki (accumulator) merupakan contoh sel Volta sekunder
Cara kerja sel aki:
a.
Elektrode Pb teroksidasi menjadi
Pb2+
Pb(s) → Pb2+(aq) + 2 e–
Pb2+ yang terbentuk berikatan dengan SO42– dari
larutan.
Pb2+(aq) + SO42–(aq) → PbSO4(s)
b.
Elektron yang dibebaskan mengalir
melalui kawat penghantar menuju elektrode PbO2.
c.
Pada elektrode PbO2 elektron-elektron dari anode Pb akan mereduksi
PbO2 menjadi Pb2+yang kemudian
berikatan dengan SO42– dari
larutan.
PbO2(s) + 4 H+(aq) + 2 e– → Pb2+(aq) + 2 H2O(l)
Pb2+(aq) + SO42–(aq) → PbSO4(s)
Reaksi yang terjadi pada sel aki
dapat ditulis sebagai berikut.
Anode : Pb(s) +
SO42–(aq) → PbSO4(s) + 2 e–
Katode: PbO2(s) + H2SO4(aq) + 2 H+ + 2 e– → PbSO4(s) + 2 H2O(l) +
Katode: PbO2(s) + H2SO4(aq) + 2 H+ + 2 e– → PbSO4(s) + 2 H2O(l) +
Reaksi : Pb(s)
+ PbO2(s) + 2 H2SO4 → 2 PbSO4(s) + 2 H2O
Pada reaksi pemakaian sel aki, molekul-molekul H2SO4 diubah
menjadi PbSO4 dan H2O sehingga
konsentrasi H2SO4 dalam
larutan semakin berkurang. Oleh karena itu, daya listrik dari aki terus
berkurang dan perlu diisi kembali.
3) Sel bahan bakar
Sel
hidrogen-oksigen termasuk jenis sel bahan bakar yang terus-menerus dapat
berfungsi selama bahan-bahan secara tetap dialirkan ke dalamnya. Sel ini
digunakan pada pesawat ruang angkasa. Sel hidrogen-oksigen terdiri atas anode
dari lempeng nikel berpori yang dialiri gas hidrogen dan katode dari lempeng
nikel oksida berpori yang dialiri gas oksigen. Elektrolitnya adalah larutan KOH
pekat.
Gambar 2.6 Sel hidrogen-oksigen termasuk
jenis sel bahan bakar.
Cara kerja sel ini adalah :
a.
Gas hidrogen yang dialirkan pada
pelat nikel berpori teroksidasi membentuk H2O.
2 H2 + 4 OH– → 4 H2O + 4 e–
b.
Elektron yang dibebaskan bergerak
melalui kawat penghantar menuju elektrode nikel oksida.
c.
Pada elektrode nikel oksida
elektron mereduksi O2 menjadi OH–.
O2 + 2 H2O + 4 e– → 4 OH–
Reaksi yang terjadi pada sel ini
sebagai berikut :
Anode : 2 H2(g) + 4 OH–(aq) → 4 H2O(l) + 4 e–
Katode : O2(g) + 2 H2O(l) + 4 e– → 4 OH–(aq) +
Reaksi : 2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l)
Katode : O2(g) + 2 H2O(l) + 4 e– → 4 OH–(aq) +
Reaksi : 2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l)
Biasanya pada sel ini digunakan
platina atau senyawa paladium sebagai katalis.
Sel Galvani/ Sel Volta
Sel Galvani atau Sel Volta ditemukan oleh seorang fisikawan Italia, Alessandro Volta dan Luigi Galvani. Sel Galvani adalah sel elektrokimia yang menghasilkan energi listrik dari reaksi redoks spontan yang terjadi dalam sel.
Percobaan Sel Galvani atau
Volta
Pada Percobaan diatas terdapat
reaksi redoks sebagai berikut :
Reaksi oksidasi (anode) : Zn(S) → Zn2+(aq) +2e-
Reaksi reduksi (katode) : Cu2+(aq)
+ 2e- → Cu(S)
Reaksi sel : Zn(S) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(S)
Zn(S) │ Cu2+(aq) ║ Zn2+(aq)
│ Cu(S)
Reaksi
oksidasi di ruas kiri (anode) dan reaksi reduksi di ruas kanan (katode),
keduanya dipisahkan oleh jembatan garam (tanda ║). Jembatan garam ini
berfungsi menyeimbangkan muatan pada setiap larutan.
Perhitungan
Potensial Sel
Potensial listrik standar dapat
ditentukan dengan menggunakan tabel potensial standar sel.
Contoh
:
1. Diketahui:
Fe2+ + 2 e–⇒Fe E° = –0,44 V
A13+ + 3 e⇒Al E° = –1,66 V
A13+ + 3 e⇒Al E° = –1,66 V
Tentukan
E°sel dari elektrode A1 dan Fe!
E°
lebih positif/lebih besar (E°(+))= E°Fe
E°
lebih negatif/lebih kecil (E°(–) )= E°Al
E sel= E° (+) – E° (–)
=
E°Fe – E°Al
=
(–0,44) – (–1,66)
= +
1,22 V
2. Diketahui
:
Cu2+ + 2 e– ⇒Cu E° = – 0,34 V
Ag+ + e– ⇒Ag E° = + 0,80V
Tentukan Eo sel
dari kedua elektrode!
Jawab:
E°Cu lebih negatif dari E°Ag
, maka Cu mengalami oksidasi dan bertindak sebagai anode
Katode : Ag+ + e–⇒Ag E° = + 0,80 V
Anode : Cu ⇒Cu2+ + 2 e– E° = – 0,34 V
_____________________________+
2 Ag+ + Cu ⇒2 Ag + Cu 2+ E°sel= + 0,46 V
Tentukan Eo sel
dari kedua elektrode!
Jawab:
E°Cu lebih negatif dari E°Ag
, maka Cu mengalami oksidasi dan bertindak sebagai anode
Katode : Ag+ + e–⇒Ag E° = + 0,80 V
Anode : Cu ⇒Cu2+ + 2 e– E° = – 0,34 V
_____________________________+
2 Ag+ + Cu ⇒2 Ag + Cu 2+ E°sel= + 0,46 V
Anwar Affandi,11413191,1IB03
Penerapan sel volta pada kehidupan
sehari-hari
1. Penerapan
Sel Volta pada aki
Aki
atau accumulator merupakan sel volta yang tersusun atas elektroda Pb dan PbO,
dalam larutan asam sulfat yang berfungsi sebagai elektrolit. Pada aki, sel
disusun dalam beberapa pasang dan setiap pasang menghasilkan 2 Volt.
Aki
umumnya kita temui memiliki potensial sebesar 6 Volt (kecil) sebagai sumber
arus sepeda motor dan 12 V (besar) untuk mobil. Aki merupakan sel yang dapat
diisi kembali, sehingga aki dapat dipergunakan secara terus menerus. Sehingga
ada dua mekanisme reaksi yang terjadi. Reaksi penggunaan aki merupakan sel
volta, dan reaksi pengisian menggunakan arus listrik dari luar seperti
peristiwa elektrolisa. Mekanisme reaksi ditampilkan pada Bagan reaksi.
Sel
aki disebut juga sebagai sel penyimpan, karena dapat berfungsi penyimpan
listrik dan pada setiap saat dapat dikeluarkan . Anodenya terbuat dari logam timbal
(Pb) dan katodenya terbuat dari logam timbal yang dilapisi PbO2.
Reaksi penggunaan aki :
Anode : Pb + SO4 2- → PbSO4 +
2e
Katode : PbO2 + SO42-+ 4H++ 2e
→ PbSO4 + 2H2O
Reaksi sel : Pb + 2SO4 2- +
PbO2 + 4H+ " 2PbSO4 + 2H2O
2. Penerapan
Sel Volta Pada Baterai
Baterai
atau sel kering merupakan salah satu sel volta, yaitu sel yang menghasilkan
arus listrik, berbeda dengan aki, batere tidak dapat diisi kembali.
Sehingga
batere juga disebut dengan sel primer dan aki dikenal dengan sel sekunder.
Batere
disusun oleh Seng sebagai anoda, dan grafit dalam elektrolit MnO2, NH4Cl dan
air bertindak sebagai katoda. Reaksi yang terjadi pada sel kering adalah:
Sel
bahan bakar merupakan bagian dari sel volta yang mirip dengan aki atau batere,
dimana bahan bakarnya diisi secara terus menerus, sehingga dapat dipergunakan
secara terus menerus juga.
Bahan
baku dari sel bahan bakar adalah gas hidrogen dan oksigen, sel ini digunakan
dalam pesawat ruang angkasa, reaksi yang terjadi pada sel bahan bakar adalah :
3. Baterai
Nikel-Kadmium
Baterai
Nikel-Kadmium merupakan baterai kering yang dapat di isi ulang. Reaksi sel yang
terjadi sebagai berikut:
Anode : Cd
+ 2OH- Cd(OH)2 + 2e
Katode : NiO2 +
2H2 O + 2e Ni(OH)2 + Ni(OH)2 + Cd + NiO2 + 2H2O Cd(OH)2 + Ni(OH)2
Hasil-hasil
reaksi pada baterai nikel-kadmium merupakan zat padat yang melekat pada kedua
elektrodenya. Pengisian dilakukan dengan membalik arah aliran electron pada
kedua electrode.
4.
Baterai Perak Oksida
Susunan
baterai perak oksida yaitu Zn (sebagai anode), Ag2O (sebagai katode), dan pasta
KOH sebagai elektrolit.reaksinya sebagai berikut:
Anode : Zn +
2OH- Zn(OH)2 + 2e
Katode : Ag2O +
H2O + 2e 2Ag + 2OH-
Reaksi Sel : Zn(s)
+ Ag2O(s) + H2O(l) " Zn(OH)2(s) + 2Ag(s)
Baterai
perak oksida memiliki potensial sel sebesar 1,5 volt dan bertahan dalam waktu
yang lama.Kegunaan baterai jenis ini adalah untuk arloji,kalkulator dan
berbagai jenis peralatan elektrolit lainnya.
5. Sel
Bahan Bakar
Sel
bahan bakar merupakan selyang menggunakan bahan bakar campuran hydrogen dengan
oksigen atau campuran gas alam dengan oksigen. Bahan bakar (pereaksi) dialirkan
terus menerus. Gas oksigen dialirkan ke katode melalui suatu bahan berpori yang
mengkatalis reaksi dan gas hydrogen dialirkan ke anode.
Anode : 2H2 +
4OH- 4H2O + 4e
Katode : O2 + 2H2O
+ 4e 4OH- + 2H2 + O2 2H2O
Sel seperti ini biasa di
gunakan untuk sumber listrik pada pesawat luar angkasa.
6. Proses
dalam penyepuhan
Elektroplating
atau penyepuhan merupakan proses pelapisan permukaan logam dengan logam lain.
Misalnya tembaga dilapisi dengan emas dengan menggunakan elektrolit larutan
emas (AuCl3).
Emas (anoda) : Au(s) → Au3+(aq) + 3e (oksidasi)
Tembaga (katoda) : Au3+(aq) + 3e → Au(s) (reduksi)
Dari
persamaan reaksi tampak pada permukaan tembaga akan terjadi reaksi reduksi
Au3+(aq) + 3e → Au(s). Dengan kata lain emas Au terbentuk pada permukaan
tembaga dalam bentuk lapisan tipis. Ketebalan lapisan juga dapat diatur sesuai
dangan lama proses reduksi. Semakin lama maka lapisan yang terbentuk semakin
tebal.
7. Proses
Sintesa
Sintesa
atau pembuatan senyawa basa, cara elektrolisa merupakan teknik yang handal.
Misalnya pada pembuatan logam dari garam yaitu K, Na dan Ba dari senyawa KOH,
NaOH, Ba(OH)2, hasil samping dari proses ini adalah terbentuknya serta pada
pembuatan gas H2, O2, dan Cl2. Seperti reaksi yang telah kita bahas. Dalam
skala industri, pembuatan Cl2 dan NaOH dilakukan dengan elektrolisis larutan
NaCl dengan reaksi sebagai berikut:
8. Proses
pemurnian logam
Proses
pemurnian logam juga mengandalkan proses elektrolisa. Proses pemurnian tembaga
merupakan contoh yang menarik dan mudah dilaksanakan. Pemurnian ini menggunakan
elektrolit yaitu CuSO4. Pada proses ini tembaga yang kotor dipergunakan sebagai
anoda, dimana zat tersebut akan mengalami oksidasi, Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e
Reaksi
oksidasi ini akan melarutkan tembaga menjadi Cu2+. Dilain pihak pada katoda
terjadi reaksi reduksi Cu2+ menjadi tembaga murni. Mula-mula Cu2+berasal dari
CuSO4, dan secara terus menerus digantikan oleh Cu2+ yang berasal dari
pelarutan tembaga kotor. Proses reaksi redoks dalam elektrolisis larutan CuSO4
adalah :
CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO42Ͳ(aq)
Katoda : Cu2+(aq)
+ 2e → Cu(s)
Anoda : Cu(s)
→ Cu2+(aq) + 2e
Pengotor
tembaga umumnya terdiri dari perak, emas, dan platina. Oleh karena E0 unsur Ag,
Pt dan Au > dari E0 Cu, maka ketiga logam tidak larut dan tetap berada di
anoda biasanya berupa lumpur. Demikian juga jika pengotor berupa Fe atau Zn,
unsur ini dapat larut namun cukup sulit tereduksi dibandingkan Cu, sehingga
tidak mengganggu proses reduksi Cu.
Sel volta adalah sel
elektrokimia yang menghasilkan arus listrik. Sel volta ini ditemukan oleh dua
orang ahli berkebangsaan Italia. Mereka berdua adalah Alessandro Giuseppe Volta (1745-1827)
dan Lugini Galvani (1737-1798).
Ciri khas dari sel volta
adalah menggunakan jembatan garam.
Jembatan garam berupa pipa U yang diisi agar-agar yang mengandung garam kalium
klorida. Sel volta terdiri dari anoda yang
bermuatan negatif dan katoda yang
bermuatan positif. Pada anoda terjadi proses oksidasi, oksidasi adalah
pelepasan elektron. Sedangkan pada katodanya terjadi proses reduksi, reduksi
adalah penangkapan elektron.
Sel volta banyak sekali
digunakan pada kehidupan sehari-hari. Sel volta yang biasa digunakan pada
kehidupan manusia seperti jenis-jenis baterai dan aki (accu). Baterai dan aki
sangatlah berbeda, perbedaan ini dapat dilihat dari setelah pemakaian kedua
benda tersebut. Baterai apabila sudah terpakai tidak dapat digunakan lagi
karena sudah tidak ada lagi arus listrik pada baterai tersebut. Sedangkan, aki
apabila arus listriknya sudah habis dapat diisi lagi dengan mengalirkan arus
listrik.
Sel volta dibagi menjadi
tiga bagian, yaitu Sel Volta
Primer, Sel Volta Sekunder, Sel Bahan Bakar. Ketiga bagian
tersebut juga memiliki contoh masing-masing lagi. Oleh karena itu marilah kita
lihat pembahasan mengenai macam-macam dari sel volta berikut ini.
SEL VOLTA PRIMER
a.
Sel Kering Seng – Karbon
Sel kering juga dapat
disebut sel Lenchanche atau baterai. Baterai kering ini
mendapatkan hak paten penemuan di tahun 1866. Sel Lanchache ini terdiri atas
suatu silinder zink berisi pasta dari campuran batu kawi (MnO2),
salmiak (NH4Cl), karbon (C), dan sedikit air. Dengan adanya air jadi
baterai kering ini tidak 100% kering.
Sel ini biasanya digunakan
sebagai sumber tenaga atau energi pada lampu, senter, radio, jam dinding, dan
masih banyak lagi. Penggunaan logam seng adalah sebagai anoda sedangkan katoda
digunakan elektrode inert, yaitu grafit, yang dicelupkan ditengah-tengah pasta.
Pasta ini bertujuan sebagai oksidator. Seng tersebut akan dioksidasi sesuai
dengan persamaan reaksi di bawah ini:
Zn(s) → Zn2+(aq) +
2e- (anoda)
Sedangkan katoda terdiri atas
campuran dari MnO2 dan NH4Cl. Reaksi yang terjadi
dapat ditulis sebagai berikut:
2MnO2(s) + 2NH4+(aq) 2e- →
Mn2O3(s) + 2NH3(aq) + H2O(l)
(katoda)
Katoda akan menghasilkan
ammonia, ammonia ini akan bereaksi dengan Zn2+ yang dihasilkan
di anode. Reaksi tersebut akan membentuk ion yang kompleks [Zn(NH3)4]2+.
Sel kering ini tidak dapat digunakan berulang kali dan memiliki daya tahan yang
tidak lama. Dan harganya di pasaran sangatlah murah.
b.
Baterai Merkuri
Baterai merkuri ini merupakan
satu dari baterai kecil yang dikembangkan untuk usaha perdagangan atau
komersial. Anoda seng dan katoda merkuri (II) oksida (HgO) adalah penyusun dari
baterai merkuri ini yang dihubungkan dengan larutan elektrolit kalium
hidroksida (KOH). Sel ini mempunyai beda potensial ± 1,4V. Reaksi yang terjadi
pada baterai ini adalah:
Zn(s) +
2OH-(aq) → ZnO(s) + H2O +
2e- (anoda)
HgO(s) +
H2O + 2e- → Hg(l) + 2OH-(aq)
(katoda)
Reaksi dari keseluruhan atau
disebut reaksi bersih adalah:
Zn(s) +
HgO(s) → ZnO(s) + Hg(l)
c.
Baterai Perak Oksida
Baterai perak oksida tergolong
tipis dan harganya yang relatif lebih mahal dari baterai-baterai yang lainnya.
Baterai ini sangat populer digunakan pada jam, kamera, dan kalkulator
elektronik. Perak oksida (Ag2O) sebagai katoda dan seng sebagai
anodanya. Reaksi elektrodenya terjadi dalam elektrolit yang bersifat basa dan
mempunyai beda potensial sama seperti pada baterai alkaline sebesar 1,5V.
Reaksi yang terjadi adalah:
Zn(s) + 2OH-(aq) →
Zn(OH)2(s) + 2e- (anoda)
Ag2O(s) + H2O
+ 2e- → 2Ag(s) + 2OH-(aq)
(katoda)
d.
Baterai Litium
Terdiri atas litium sebagai
anoda dan MnO2 sebagai oksidator (seperti pada baterai
alkaline). Baterai Litium ini dapat menghasilkan arus listrik yang lebih besar
dan daya tahannya lebih lama dibandingkan baterai kering yang berukuran sama.
Berikut notasi dari baterai Litium:
Li│Li+ (pelarut
non-air)│KOH (pasta)│MnO2, Mn(OH)3, C
SEL VOLTA SEKUNDER
a.
Timbal
Aki merupakan jenis baterai
yang dapat digunakan untuk kendaran bermotor atau automobil. Aki timbal
mempunyai tegangan 6V atau 12V, tergantung jumlah sel yang digunakan dalam
konstruksi aki timbal tersebut. Aki timbal ini terdiri atas katoda PbO2 (timbel(IV)
oksida) dan anodanya Pb (timbel=timah hitam). Kedua zat sel ini merupakan zat
padat, yang dicelupkan kedalam larutan H2SO4. Reaksi yang
terjadi dalam aki adalah:
Pb(s) +
SO42-(aq) → PbSO4(s) + 2e-
(anoda)
PbO2(s) +
4H+(aq) + SO42-(aq) + 2e- →
PbSO4(s) + 2H2O (katoda)
Aki
ini dapat diisi ulang dengan mengalirkan lagi arus listrik ke dalamnya.
Pengisian aki dilakukan dengan membalik arah aliran elektron pada kedua elektrode.
Pada pengosongan aki, anoda (Pb) mengirim elektron ke katoda (PbO2).
Sementara itu pada pengisian aki, elektrode timbal dihubungkan dengan kutub
negatif sumber arus sehingga Pb2SO4 yang
terdapat pada elektrode timbal itu direduksi. Berikut reaksi pengisian aki:
PbSO4(s) + H+(aq)
+2e- → Pb(s) + HSO4-(aq)
(elektrode Pb sebagai katoda)
PbSO4(s) + 2H2O(l) →
PbO2(s) + HSO4-(aq) + 3H+(aq) +
2e- (elektrode PbO2 sebagai anoda).
b.
Baterai Nikel Kadmium
Baterai nikel-kadmium merupakan
baterai kering yang dapat diisi ulang. Sel ini biasanya disebut nicad atau bateray nickel-cadmium. Reaksi
yang terjadi pada baterai nikel-kadmium adalah:
Cd(s) +
2OH-(aq) → Cd(OH)2(s) + 2e- (anoda)
NiO2(s) + 2H2O
+ 2e- → Ni(OH)2(s) + 2OH-(aq)
(katoda)
Reaksi keseluruhan adalah:
Cd(s) + NiO(aq) +
2H2O(l) → Cd(OH)2(s) + Ni(OH)2(s)
Baterai nikel-kadmium merupakan
zat padat yang melekat pada kedua elektrodenya. Baterai nikel-kadmium memiliki
tegangan sekitar 1,4V. Dengan membalik arah aliran elektron, zat-zat tersebut
dapat diubah kembali seperti zat semula.
c.
Sel Perak Seng
Sel ini mempunyai kuat arus (I)
yang besar dan banyak digunakan pada kendaran-kendaraan balap. Sel perak seng
dibuat lebih ringan dibandingkan dengan sel timbal seng. KOH adalah elektrolit
yang digunakan dan elektrodenya berupa logam Zn (seng) dan Ag (perak).
d.
Sel Natrium Belerang
Sel natrium belerang ini dapat
menghasilkan energi listrik yang lebih besar dari sel perak seng. Elektrodenya
adalah Na (natrium) dan S (sulfur).
e.
Sel Bahan Bakar
Sel bahan bakar adalah sel yang
menggunakan bahan bakar seperti campuran hidrogen dengan oksigen atau campuran
gas alam dengan oksigen. Sel bahan bakar ini biasanya digunakan untuk sumber
energi listrik pesawat ulang-alik, pesawat Challenger dan Columbia. Yang
berperan sebagai katode adalah gas oksigen dan anodanya gas hidrogen.
Masing-masing elektrode dimasukkan kedalam elektrode karbon yang berpori-pori
dan masing-masingnya elelktrode digunakan katalis dari serbuk platina.
Katoda: menghasilkan ion OH-
O2(g) +
2H2O(l) + 4e- → 4OH-(aq)
Anoda: dari katode bereaksi
dengan gas H2
H2(g) +
2OH-(aq) → 2H2O(l) + 2e-
Reaksi selnya adalah: O2(g) +
2H2(g) → 2H2O(l)
Aprilia Puri Dewanty,11413213,1IB03
Daftar Pustaka
file:///D:/Tugas/Kimia/SEL%20VOLTA%20%28SEL%20GALVANI%29%20%20%20PEMBELAJARAN%20KIMIA.htm
