Penerapan Sel Volta dalam

Kehidupan Sehari-Hari Anggota :

Arisa as (07)Laila fitriana (24)

Merza paramita (27)Puti Aisha (31)

Ulpia rospratiwi (38)

Prinsip-Prinsip Sel Volta dalam Kehidupan Sehari-hari

 

Sel Volta dapat 

dibedakan menjadi sel 

Volta primer, sekunder, 

dan sel bahan bakar. 

Tipe-tipe sel Volta 

beserta contohnya 

dijelaskan pada uraian 

berikut : sel volta primer 

dan sel volta sekunder,

Sel primer adalah sel yang dibentuk dari katode dan anode yang langsung setimbang 

ketika menghasilkan arus.

Sel sekunder adalah sel yang dapat diperbarui dengan cara mengembalikan 

elektrodenya ke kondisi awal

sel bahan bakar adalah sebuah sel yang secara bertahap menghabiskan pereaksi yang disuplai ke elektrode-elektrode dan secara bertahap pula membuang produk-

produknya

Sel Volta PrimerSelkering 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.

Reaksi yang terjadi pada sel

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)

Anode : Zn(s) → Zn2+(aq) + 2 e–

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)

Baterai alkalin ini dapat menghasilkan energi dua kali energi total Lechlanche dengan ukuran yang sama.

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 H2SO430%.

Cara kerja sel aki:a. Elektrode Pb teroksidasi menjadi Pb2+

Pb(s) → Pb2+(aq) + 2 e–Pb2+ yang terbentuk berikatan dengan SO4

2– dari larutan.Pb2+(aq) + SO4

2–(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 PbO2menjadi Pb2+ yang kemudian berikatan dengan SO4

2– dari larutan.PbO2(s) + 4 H+(aq) + 2 e– → Pb2+(aq) + 2 H2O(l)Pb2+(aq) + SO4

2–(aq) → PbSO4(s)

• Reaksi yang terjadi pada sel aki dapat ditulis sebagai berikut.Anode : Pb(s) + SO4

2–(aq) → PbSO4(s) + 2 e–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.

Sel aki (accumulator) merupakan contoh sel Volta sekunder

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.

• Cara kerja sel ini adalaha. 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)

• Biasanya pada sel ini digunakan platina atau senyawa paladium sebagai katalis.

Gambar 2.6 Sel hidrogen-oksigen termasuk jenis sel bahan bakar.

Cara kerja sel ini adalaha. 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)Biasanya pada sel ini digunakan platina atau senyawa paladium sebagai katalis.

Contoh lain  Penerapan sel volta pada kehidupan sehari-hari

1. Penerapan Sel Volta pada akiAki 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 + 2eKatode : PbO2 + SO42-+ 4H++ 2e → PbSO4 + 2H2OReaksi sel : Pb + 2SO4 2- + PbO2 + 4H+ " 2PbSO4 + 2H2O

2. Penerapan Sel Volta Pada BateraiBaterai 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.

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.

3. Baterai Nikel-KadmiumBaterai Nikel-Kadmium merupakan baterai kering yang dapat di isi ulang.Reaksi sel yang terjadi sebagai berikut:Anode : Cd + 2OH- Cd(OH)2 + 2eKatode :NiO2 + 2H2 O + 2e Ni(OH)2 + Ni(OH)2 +Cd + NiO2 + 2H2O Cd(OH)2 + Ni(OH)2Hasil-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 OksidaSusunan baterai perak oksida yaitu Zn (sebagai anode), Ag2O (sebagai katode), dan pasta KOH sebagai elektrolit.reaksinya sebagai berikut:Anode :Zn + 2OH- Zn(OH)2 + 2eKatode :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 BakarSel 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 + 4eKatode :O2 + 2H2O + 4e 4OH- +2H2 + O2 2H2OSel seperti ini biasa di gunakan untuk sumber listrik pada pesawat luar angkasa

7. Proses SintesaSintesa 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.

8. Proses pemurnian logamProses 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) + 2eReaksi 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) + SO42 (aq)ͲKatoda: Cu2+(aq) + 2e → Cu(s)Anoda : Cu(s) → Cu2+(aq) + 2ePengotor 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.

6. Proses dalam penyepuhanElektroplating 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.

Terimakasih