Jakarta - Sel volta disebut juga dengan sel galvani. Penamaan keduanya tersebut, diambil dari nama penemunya yaitu seorang ilmuan bernama Alessandro Guiseppe Volta Sel volta merupakan sel elektrokimia, yang dapat mengubah reaksi kimia dari reaksi redoks spontan (reaksi yang dapat berlangsung dengan sendirinya). Reaksi redoks spontan dapat diubah, untuk digunakan sebagai sumber listrik. Apakah detikers tahu? bahwa baterai dan akumulator (aki) dan sel bahan bakar adalah salah satu contoh sel volta yang sering kita gunakan dalam kehidupan Dikutip dari Modul Kemdikbud Kimia Kelas XII MIPA yang disusun oleh Setiyana, S.Pd,.M.Eng, sel volta terdiri dari 2 elektroda, yaitu anoda (Zn) dan katoda (Cu). Sel volta anoda bermuatan negatif, dan sel volta katoda bermuatan positif. Anoda merupakan elektroda yang terjadi saat reaksi oksidasi, terjadinya reaksi reduksi elektroda disebut dengan katoda. Elektroda adalah benda yang digunakan sebagai penghantar arus listrik (konduktor). Tembaga, seng, timah hitam, besi, nikel perak, platinum, emas, rodium, dan karbon merupakan beberapa contoh elektroda yang umum digunakan. Prinsip kerja dari sel volta adalah dengan pemisahan dua bagian reaksi redoks, yakni setengah reaksi oksidasi di anoda dan setengah reaksi reduksi di katoda. Elektroda yang mengalami oksidasi akan menjadi Zn2+ yang masuk ke dalam larutan. Reduksi elektron yang terlepas ditangkap Cu2+ dari larutan, sehingga Oksidasi (a) Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e Anoda dan katoda akan dicelupkan dalam suatu zat yang larut/terurai ke dalam bentuk ion-ion, hingga menjadi konduktor elektrik (elektrolit), kemudian dihubungkan dengan peralatan laboratorium (jembatan garam) dan sirkuit luar. Berikut adalah gambaran proses terjadinya reaksi: Elektron mengalir dari anoda ke katoda.Anoda Zn(s) → Zn2 + (aq) + 2e katoda Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s) reaksi sel Zn(s) + Cu2 + (aq) → Zn 2+ (aq) + Cu(s) , E° sel = 1,10 Volt Susunan sel volta di atas dinyatakan sebagai notasi singkat atau notasi sel. Zn(s) / Zn2+(aq) = Reaksi di anoda E° adalah potensial elektroda dibandingkan dengan elektroda hidrogen yang diukur pada suhu 25°C dan tekanan 1 atm. Potensial sel volta dapat ditentukan menggunakan voltmeter atau dihitung berdasarkan data potensial elektroda standar (E° reduksi). Unsur E° akan lebih besar pada reaksi reduksi di katoda, sedangkan pada reaksi oksidasi di anoda, unsur E° reduksi akan lebih kecil. Selain itu, ternyata sel volta juga dapat dibuat dari bahan-bahan yang sederhana yang terdapat seperti baterai garam dapur (NaCl), atau disebut juga baterai seng Demikian penjelasan mengenai sel volta dan juga prinsip kerjanya. Ternyata mudah untuk dipahami kan detikers? Selamat belajar! Simak Video "IPB Pecahkan Rekor Dunia Lewat 'The Most 3D Colour Nirmana Formation'" (lus/lus)
SEL VOLTA ATAU SEL GALVANI Kompetensi Dasar 3.4 Menganalisis proses yang terjadi dalam sel Volta dan menjelaskan kegunaannya 4.4 Merancang sel Volta dengan mengunakan bahan di sekitar Indikator Pencapaian Kompetensi Dasar 1. Menganalisis proses yang terjadi dalam sel Volta 2. Menuliskan lambang sel dan reaksi-reaksi yang terjadi pada sel Volta 3. Menghitung potensial sel berdasarkan data potensial standar 4. Menjelaskan prinsip kerja sel Volta dalam kehidupan sehari-hari 5. Mengajukan rancangan sel volta dengan mengunakan bahan di sekitar Materi Pembelajaran PETA KONSEP  1. Prinsip kerja sel Volta atau sel Galvani Sel volta adalah sel elektrokimia merubah energi kimia menjadi energi listrik atau reaksi redoks menghasilkan arus listrik Contoh: Rangkaian sel volta terdiri dari logam Zn dicelupkan dalam larutan ion Zn2+ (missal ZnSO4) dan logam Cu dicelupkan dalam larutan ion Cu2+ (missal CuSO4) Gambar 1. Diagram sel Volta dan bagian-bagiannya (Sumber : https://docplayer.info/35750595) Elektroda di mana reaksi oksidasi terjadi disebut anoda, sedangkan elektroda di mana reaksi reduksi terjadi disebut katoda. Pada sel Volta anoda bermuatan negatif dan katoda bermuatan positip. Elektron mengalir dari anoda menuju katoda. Reaksi yang terjadi: Anoda : Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e Katoda : Cu2+(aq) + 2e → Cu(s) --------------------------------------------------------- Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s) Jadi prinsip kerja sel volta adalah pemisahan reaksi redoks menjadi 2 bagian, yaitu setengah reaksi oksidasi di anoda dan setengah reaksi reduksi di katoda. Anoda dan katoda dicelupkan dalam elektrolit dan dihubungkan dengan jembatan garam dan sirkuit luar. Susunan sel Volta pada gambar diatas dapat dinyatakan dengan notasi singkat yang disebut notasi sel/diagram sel, yaitu: Zn(s) / Zn2+(aq) // Cu2+(aq) / Cu(s) Reaksi di Anoda Reaksi di Katoda 2. Potensial Sel Potensial elektroda yang dibandingkan dengan elektroda hidrogen yang diukur pada suhu 25 oC dan tekanan 1 atm disebut potensial elektroda standar (Eo). Potensial sel volta dapat ditentukan melalui eksperimen dengan menggunakan voltmeter atau dihitung berdasarkan data potensial elektroda standar. Untuk menentukan potensial sel standar dengan rumus sebagai berikut. E°sel = E°oksidasi + E°reduksi Oleh karena setengah reaksi oksidasi memiliki tanda yang berlawanan, maka E°sel = E°reduksi - E°oksidasi = E°katoda - E°anoda = E°besar - E°kecil Tabel 1. Potensial Elektroda Standar (Sumber : https://www.kimia-science7.com/) Contoh: Suatu sel volta tersusun dari elektroda magnesium dan tembaga. Bila diketahui: Mg2+(aq) + 2e →Mg(s) E° = -2,37 volt Cu2+(aq) + 2e → Cu(s) E° = + 0,34 volt Tentukan a. Logam yang bertidak sebagai katoda dan anoda! b. Tuliskan reaksi yang terjadi pada elektroda dan reaksi selnya! c. Tuliskan notasi sel! d. Berapa potensial sel? Jawab: a. Katoda, memiliki E° lebih besar yaitu tembaga (Cu) Anoda, memiliki E° lebih kecil, yaitu magnesium (Mg) b. Reaksi katoda (reduksi) : Cu2+(aq) + 2e → Cu(s) Reaksi anoda (oksidasi) : Mg(s) → Mg2+(aq) + 2e -------------------------------------------------------------------------------- Reaksi sel (redoks) : Cu2+(aq) + Mg(s) → Cu(s) + Mg2+(aq) c. Notasi sel : Mg | Mg2+ || Cu2+ | Cu d. Esel = E° katoda – E°anoda = 0,34 – (-2,37) = 2,71 volt 3. Deret Volta Urutan unsur-unsur logam berdasarkan nilai potensial elektroda standar disebut deret Volta. Gambar 2. Deret keaktifan logam (Sumber : Pustekkom, 2015) Semakin ke kanan sifat oksidator makin kuat (mudah tereduksi) dan semakin ke kiri sifat reduktor semakin kuat (mudah teroksidasi). Sehingga logam sebelah kiri dapat mendesak (bereaksi, mereduksi) ion logam sebelah kanan Agar mudah untuk menghafal deret Volta: Contoh reaksi berlangsung NiSO4(aq) + Zn(s) → Ni(s) + ZnSO4(aq) Contoh reaksi tidak berlangsung: Ni(s) + Zn2+(aq) → Berlangsungnya reaksi redoks selain dapat ditentukan dengan deret volta dapat juga ditentukan dengan perhitungan potensial sel. Jika potensial sel hasil perhitungan bertanda positif, reaksi berlangsung(spontan). Adapun Jika potensial sel hasil perhitungan bertanda negatif , reaksi tidak berlangsung(tidak spontan). Contoh: Diketahui data potensial elektroda standar sebagai berikut: Zn2+ (aq) + 2e → Zn(s) E° = - 0,76 volt Ag+ (aq) + e → Ag(s) E° = +0,80 volt Apakah reaksi berikut dapat berlangsung? AgSO4 + Zn → Ag + Zn SO4 Jawab: Ag = katoda (E°besar) Zn = anoda (E°kecil) Esel = E° katoda – E°anoda = 0,80 – (- 0, 76) = 0,80 + 0,76 = + 1,56 volt Reaksi AgSO4 + Zn → Ag + Zn SO4 berlangsung spontan 4. Sel Volta dalam Kehidupan Sehari - hari Sel Volta dapat dibedakan menjadi sel Volta primer, sekunder, dan sel bahan bakar. 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. Adapun sel bahan bakar adalah sebuah sel yang secara bertahap menghabiskan pereaksi yang disuplai ke elektrode-elektrode dan secara bertahap pula membuang produk- produknya. a. Sel Volta Primer 1) Sel Kering (Baterai) Sel ini terdiri atas: Anoda : Logam seng (Zn) yang dipakai sebagai wadah. Katoda : Batang karbon (tidak aktif). Elektrolit : Campuran berupa pasta yang terdiri dari MnO2, NH4Cl, karbon, dan sedikit air. Reaksi yang terjadi Anoda : Zn (s) → Zn2+ (aq) + 2e Katoda : 2NH4 + (aq) + 2MnO2 (s) + 2e → Mn2O3 (s) + 2NH3 (aq) + H2O (l) ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Zn (s) + 2NH4+ (aq) + 2MnO2 (s) → Zn2+ (aq) + Mn2O3 (s) + 2NH3 (aq) + H2O (l) Gambar 3 Sel kering (Sumber : http://fiskadiana.blogspot.com/2014/12/) 2) Baterai Alkalin Baterai alkalin pada dasarnya sama dengan sel kering, hanya saja bersifat basa karena menggunakan KOH sebagai pengganti NH4Cl dalam pasta. Baterai ini dapat menghasilkan energi dua kali lebih besar dibanding baterai biasa. Sel ini terdiri atas: Anoda : Logam seng (Zn) digunakan sebagai wadah. Katoda : Oksida mangan (MnO2). Elektrolit : Kalium hidroksida (KOH). Reaksi yang terkjadi Anoda : Zn(s) + 2OH– (aq) → Zn(OH)2 (s) + 2e Katoda : 2 MnO2(s) +2 H2O(l) + 2 e → Mn(OH)2(s) + 2 OH–(aq) ----------------------------------------------------------------------------------------------- Zn(s) + 2H2O(l) + 2MnO2(s) → Zn(OH)2(s) + 2Mn(OH) 2 (s) 3) Baterai perak oksida Sel ini terdiri atas Anoda : Logam seng (Zn) digunakan sebagai wadah. Katoda : Perak Oksida (Ag2O) Elektrolit : Kalium hidroksida (KOH). Reaksi yang terjadi Anoda : Zn(s) + 2OH– (aq) → Zn(OH)2 (s) + 2e Katoda: Ag2O(s) + H2O(l) + 2e → 2Ag(s) + 2OH– (aq) ----------------------------------------------------------------------------------- Zn(s) + H2O(l) + Ag2O(s) → Zn(OH)2(s) + 2Ag(s) Gambar 4 baterai perak oksida (Sumber : http://fiskadiana.blogspot.com/2014/12/) b. Sel Volta Sekunder Aki merupakan jenis baterai yang praktis karena dapat diisi ulang Sel ini terdiri atas Anoda : Pb Katoda : PbO2 Elektrolit : H2SO4. Reaksi penggunaan atau pengosongan aki: Anoda : Pb (s) + HSO4- (aq) → PbSO4 (s) + H+(aq) + 2e Katoda : PbO2 (s) + HSO4- (aq) + 3H+ (aq) + 2e → PbSO4 (s) + 2H2O (l) ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Pb (s) + PbO2 (s) + 2HSO4- (aq) + 2H+ (aq) → 2PbSO4 (s) + 2H2O (l) Reaksi pengisian aki: Anoda : PbSO4 (s) + 2H2O (l) → PbO2 (s) + 3H+ (aq) + HSO4- (aq) + 2e Katoda : PbSO4 (s) + H+(aq) + 2e → Pb (s) + HSO4- (aq) ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2PbSO4 (s) + 2H2O (l) → PbO2 (s) + Pb (s) + 2HSO4- (aq) + 2H+ (aq) Gambar 5 sel aki 5. Merancang Sel Volta dari Bahan Sekitar Baterai dari air garam Baterai garam dapur merupakan contoh aplikasi sel volta yang sederhana. Pada dasarnya jika dua jenis logam yang berbeda dimasukkan dalam larutan elektrolit maka akan didapatkan baterai. Alat dan bahan yang digunakan : kaleng bekas minuman, cutter, gunting, amplas, tisu, gelas, sendok, kawat tembaga, lakban, lampu led kecil untuk menguji daya listrik yang dihasilkan, kabel dengan penjepit buaya, voltmeter untuk mengukur tegangan baterai, air 200 mL, garam 2 sendok Hasil percobaan menunjukkan satu sel baterai menghasilkan tegangan 0,56 Volt. Gambar 5. Uji sel Volta dari garam dapur Latihan 1. Diketahui Ca2+(aq) + 2e → Ca(s) E° = -2,87 volt Ag+(aq) + e → Ag(s) E° = +0,80 volt Apakah reaksi berikut : Ca (aq) + 2Ag (aq) → Ca (s) + 2Ag+ (aq dapat berlangsung spontan? 2. Reaksi redoks berikut belangsung spontan Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu Gambarlah rangkaian sel volta yang berdasarkan reaksi tersebut. Tulislah juga diagram (notasi) sel volta DAFTAR PUSTAKA Sudarmo, Unggul. 2014, Kimia untuk SMA /MA kelas III, Surakarta, Erlangga Setiyana, S.Pd,.M.Eng 2020, Modul Pembelajaran SMA Kimia Kelas XI, Kemendikbud Sutresna, Nana.2016, Aktif dan Kreatif Belajar Kimia Untuk Sekolah Menegah Atas/Madrasah Aliyah Kelas XII peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam, Bandung, Grafindo Media Pratama. Utami. Budi dkk, 2009. Kimia Untuk Untuk SMA dan MA Kelas XII.Ilmu Pengetahuan Alam , Jakarta:Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional. Partana. Crys Far dan Wiyarsi, Antunidkk, 2009. Mari Belajar Kimia Untuk Untuk SMA dan MA Kelas XII, Jakarta:Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional. Sukmanawati, Wening. 2009. Kimia Untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta : Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional. Pangajuanto, Teguh dan Rahmidi, Tri. 2009. Kimia 3 Untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta : Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional https://docplayer.info/35750595-Modul-sel-elektrokimia.html(diakses 19 Juni 2021) https://www.kimia-science7.com/sel-volta-pengertian-rangkaian-notasi-potensial-elektrode-contoh/ (diakses 19 Juni 2021) http://fiskadiana.blogspot.com/2014/12/beberapa-sel-volta-komersial.html (diakses 19 Juni 2021) https://www.youtube.com/watch?v=On3ZnxU7l_g(diakses 19 Juni 2021) |
Fungsi data potensial standar pada reaksi oksidasi logam
Pos Terkait
Copyright © 2024 berikutyang Inc.
