BAB 1
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Sel
volta adalah sel elektrokimia yang menghasilkan arus listrik. Sel volta
ditemukan oleh dua orang ahli berkebangsaan Italia. Mereka adalah Alessandro
Guiseppe Volta (1745-1827) dan Luigi 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.
1.2
Rumusan
Masalah
a.
Apa
saja jenis sel volta?
b.
Apa
contoh dari sel volta primer?
c.
Apa
contoh dari sel volta sekunder?
d.
Apa
saja kegunaannya dalam kehidupan sehari-hari?
1.3
Tujuan
Dapat
mengetahui contoh-contoh dari sel volta yang digunakan dalam kehidupan
sehari-hari. Dan diharapkan dapat memberikan manfaat bagi pembaca supaya lebih
mempunyai pemahaman yang tidak hanya sekedar materi yang diterima. Tapi juga
dalam penerapannya dalam realisasi kehidupan.
BAB 2
PEMBAHASAN
A.
Sel
Volta Primer
Sel
Volta Primer adalah Sel Volta yang tidak dapat diisi ulang kembali jika sumber
energinya habis. Contoh sel volta primer adalah sebagai berikut :
1. Sel Keriing
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.
2. Batre 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)
3. Batre 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)
4. Batre 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+||
KOH │MnO2, Mn(OH)3, C
B.
Sel
Volta Sekunder
Sel Volta Sekunder
adalah sel volta yang dapat diisi ulang kembali setelah dayanya habis. Contoh
sel volta sekunder antara lain :
1.
Aki
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).
2.
Batre
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.
3.
Sel
Perak
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).
4.
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).
5.
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)