SEL VOLTA

Sel Volta adalah rangkaian sel yang dapat menghasilkan arus listrik.Dalam sel tersebut terjadi perubahan dari reaksi redoks menghasilkan arus listrik.RangkaianSelVolta :

Sel Volta dalam kehidupan sehari hari :

1. Sel Kering (Sel Leclanche)

Dikenal sebagai batu baterai. Terdiri dari katode yang berasal dari karbon(grafit) dan anode logam zink. Elektrolit yang dipakai berupa pasta campuran MnO2, serbuk karbon dan NH4Cl.Persamaan reaksinya :

Katode : 2MnO2 + 2H+ + 2e " Mn2O3 + H2O

Anode : Zn " Zn2+ + 2e

Reaksi sel : 2MnO2 + 2H+ + Zn " Mn2O3 + H2O + Zn22. Sel Aki

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 + 2H2OReaksi Pengisian aki :2PbSO4 + 2H2O " Pb + 2SO4 2- + PbO2 + 4H+

3. Sel Perak OksidaSel ini banyak digunakan untuk alroji, kalkulator dan alat elektronik.Reaksi yang terjadi :

Anoda : Zn(s) + 2OH-(l) " Zn(OH)2(s) + 2e

Katoda : Ag2O(s) + H2O(l) + 2e " 2Ag(s) + 2OH-(aq)

Reaksi Sel : Zn(s) + Ag2O(s) + H2O(l) " Zn(OH)2(s) + 2Ag(s)

Potensial sel yang dihasilkan adalah 1,34 V

Baterai merkuriBaterai merkuri lebih kecil dan ringan dibandingkan dua jenis baterai sebelumnya. Baterai ini digunakan pada jam tangan dan kamera. Potensial sel baterai adalah 1,34 V dan dapat bertahan konstan selama pemakaian. Sel baterai merkuri terdiridari anoda Zn, serta katoda HgO dan karbon. Elektrolitnya adalah KOH. Reaksi redoks nya adalah :Anoda : Zn (s) + 2OH-(aq) ZnO(s) + H2O(l) +2e-katoda : HgO(s) + H2O(l) + 2e- Hg(l) + 2OH-(aq)+sel : Zn(s) + HgO(s) ZnO(s) + Hg(l) Baterai litium-tionil klorida (Li/SOCl2)Baterai Li/SOCl2 berukuran kecl. Bentuknya dapat berupa selinder atau cakram (disc). Penggunaannya antara lain untuk back up memori pada kamera, remote control, dan lampu darurat. Baretai memiliki petensial yang sangat besar, sekitar 2,7-3,6 VSel baterai Li/SOCL2 terdiri dari anoda Li dan katoda karbon, dimana tionil klorida tereduksi. Elektrolitnya adalah litium aluminium tetraklorida (LiALCl4 ) dalam tionil klorida. Reaksi redoks yang terjadi :Anoda : 4Li(s) 4Li+(aq) + 4e-katoda : 2SOCl2(aq) + 4e- So2 + S + 4Cl- +Sel : 4Li(s) + 2SOCl2(aq) 4LiCl(aq) +SO2 +S- Baterai NiMH (nikel metal hidrida )

Baterai NiMH banyak digunakan pada laptop, telpon seluler, camcorder, dan kamera digital.potensialnya hamper sma dengan baterai Ni-Cd,sekitar 1,4 V, tetapi dapat menyimpan ~50 persen energy lebih banyak dari baterai Ni-Cd. Sel dari baterai NiMH terdiri dari anoda Ni(OH)2 dan katoda pada panduan logam yang menyerap hydrogen. Elektrolitnya adalah KOH. Reaksi redoks :

Anoda : Ni(OH)2 + OH- NiOOH + H2O +e-katoda : M + H2O +e- MH +OH-+Sel : Ni(OH)2 + M NiOOH +MH

Reaksi redoks yang terjadi tidak menyebabkan perubahan elektrolit.

4. Sel Nikel Cadmium (Nikad)Sel Nicad merupakan sel kering yang dapat diisi kembali (rechargable). Anodenya terbuat dari Cd dan katodenya berupa Ni2O3 (pasta). Beda potensial yang dihasilkan sebesar 1,29 V. Reaksinya dapat balik :

NiO(OH).xH2O + Cd + 2H2O 2Ni(OH)2.yH2O + Cd(OH)2

5. Sel Bahan BakarSel Bahan bakar merupakan sel Galvani dengan pereaksi pereaksinya (oksigen dan hidrogen) dialirkan secara kontinyu ke dalam elektrode berpori.Sel ini terdiri atas anode dari nikel, katode dari nikel oksida dan elektrolit KOH.

Reaksi yang terjadi :

Anode : 2H2(g) + 4OH-(aq) 4H2O(l) + 4e

Katode : O2(g) + 2H2O(l) + 4e 4OH-(aq)

Reaksi sel : 2H2(g) + O2 2H2O(l)

Sel Elektrolisis

Sel Elektrolisisadalah sel yang menggunakan arus listrik untuk menghasilkan reaksi redoks yang diinginkan dan digunakan secara luas di dalam masyarakat kita.

Rangkaiansel elektrolisishampir menyerupaisel volta. Yang membedakansel elektrolisisdarisel voltaadalah, padasel elektrolisis, komponenvoltmeterdiganti dengansumber arus (umumnya baterai). Larutan atau lelehan yang ingin dielektrolisis, ditempatkan dalam suatu wadah.Selanjutnya, elektroda dicelupkan ke dalam larutan maupun lelehan elektrolit yang ingin dielektrolisis.Ada dua tipe elektrolisis, yaituelektrolisis lelehan (leburan)danelektrolisis larutan. Pada proseselektrolisis lelehan,kation pasti tereduksi di katoda dan anion pasti teroksidasi di anoda.Berdasarkan potensial electrode standartnya, maka digunakan untuk menamakan reaksi di katode dan anode pada sel eletrolisis yaitu :

Reaksi pada katode (reduksi terhadap kation)

Ion-ion logam alkali, alkali tanah, Al3+, Mn dan ion-ion logam yang memiliki Fo< - 0,83 volt tidak direduksi terjadi pada pelarut air

2H2O(e) + 2e- 2OH- (aq + H2(q))

Ion-ion logam yang memiliki Eo> 0,83 volt di reduksi menjadi logam

Ln+(aq) + ne-L(s)Ion H+ dari asam direduksi menjadi gas hydrogen (H2)

2H+(aq) +2e- H2(q)

Elektrolisis leburan (cairan) elektrolit tanpa, ion-ion logam pada urutan (1) diatas mengalami reaksi :

Ln+(aq) + ne L(s)

Reaksi pada anode (oksidasi terhadap) anion

Ion-ion yang mengandung atom dengan bilangan oksidasi maksimum (SO42- dan NO3-) tidak dapat dioksidasi pada pelarut (air) terbentuk O2.

2H2O(e) 4H+(aq) + O2(g) + 4e-

Ion-ion halide ( x- ) dioksidasi mengadi gas halogen (X2)

2x-(aq) x(2(g) + 2e-Ion OH-(basah) dioksidasi mengadi gas oksigen (O2)

4OH-(aq)2H2O(e) + O2(g) + 4e-

Proses penyembuhan & pemurnian logam dipakai suatu logam (sebagai anode) sehingga mengalami oksidasi menjadi ion yang larut.

L(s) Ln+(aq) + ne-

Macam-macam electrode yang digunakan pada elektosis yaitu :

Elektrode enert yaitu electrode yang tidak dapat bereaksi (pt,C,Au)

Electrode tidak inert yaitu electrode yang dapat beraksi (Cu dan ag), dimana yang teroksidasi pada anode :

L(s) Ln+ (aq) + ne-

Penerapan elektrolisis dalam kehidupan.Penyepuhan

Prinsip elektrolisis dapat diterapkan dalam industri, antara lainelektroplating(pelapisan logam secara listrik). Elektroplating adalah proses pelapisan suatu logam dengan logam lain dengan cara elektrolisis. Tujuan dari pelapisan ini ialah untuk melindungi logam yang mudah rusak karena udara (korosi) dengan logam lain yang tidak mudah berkarat atau tahan korosi. Elektroplating dapat dilakukan pada beberapa logam oleh beberapa logam yang lainnya yang tidak mudah berkarat. Misalnya: Logam lain dilapisi nikel disebut parnikel, logam lain dilapisi krom disebut perkrom, dan besi dilapisi tembaga.

Prinsip elektroplating ialah sebagai berikut.

- Katode : logam yang akan dilapisi.

- Anode : logam untuk melapisi.

- Elektrolit : garam dari logam anode.

ContohBesi akan dilapisi tembaga, maka sebagai katodenya adalah besi, anodenya tembaga, dan sebagai elektrolit adalah tembaga sulfat CuSO4. Reaksi yang terjadi dapat dijelaskan sebagai berikut.

Lama kelamaan tembaga pada anode berkurang dan besi katode dilapisi tembaga. Bila proses ini makin lama, maka pelapisannya makin tebal. Pemanfaatan elektrolisis terus berkembang.Penelitianpenelitian elektrolisis terus dilakukan.Di Indonesia penelitian ini banyak dilakukan di laboratorium BATAN (Badan Tenaga Nuklir Indonesia) yang berada di Yogyakarta, Jawa Tengah dan di Serpong, Banten.

Pemurnian Logam

Pada pengolahan tembaga dari bijih kalkopirit diperoleh tembaga yang masih tercampur dengan sedikit perak, emas, dan platina.Untuk beberapa keperluan dibutuhkan tembaga murni, misalnya untuk membuat kabel.Tembaga yang tidak murni dipisahkan dari zat pengotornya dengan elektrolisis.

Tembaga yang tidak murni dipasang sebagai anoda dan tembaga murni dipasang sebagai katoda dalam elektrolit larutan CuSO4 tembaga di anoda akan teroksidasi menjadi Cu2+ selanjutnya Cu2+ direduksi di katoda.