Fatma Nurul Fatmawati: SEL VOLTA ( GALVANI )

PENERAPAN SEL VOLTA ATAU SEL GALVANI

1. Baterai kering (Sel Leclanche )

Sel Leclanche tergolong baterai sel primer. Terdiri dari suatu casing berbentuk silinder dari logam Zink yang berfungsi sebagai anode. Sebagai katode yaitu grafit yang ditanam dalam pasta dari campuran batu kawi (MnO₂), salmiak (NH₄Cl), karbon (C) dan sedikit air. Reaksi yang terjadi dalm baterai kering:

Anode: Zn (s) Zn²⁺+ 2e

Katode: 2MnO₂(s) + NH4^-+ 2e Mn₂O₃(s) + 2NH₃(aq) + H₂O(l)

Amonia (NH₃) yang terbentuk di katode akan bereaksi dengan sebagian ion Zink (Zn²⁺) yang terbentuk di anode.

Zn²⁺(aq) + 4NH₃(aq) Zn(NH₃)₄²⁺(aq)

Potensial satu sel Leclanche adalah 1,5 volt. Sel Leclanche disebut juga sel kering asam karena adanya NH₄Cl yang bersifat asam.

2.      Aki
    Aki adalah jenis baterai yang banyak digunakan untuk kendaraan bermotor. Aki menjadi pilihan praktis karena dapat menghasilkan listrik yang cukup besar dan dapat di isi kembali. Sel aki terdiri atas anode Pb (Timbel = timah hitam) dan katode PbO₂ (Timbel(IV) Oksida). Keduanya merupakan zat padat yang dicelupkan dalam asam sulfat. Kedua eletrode tersebut juga hasil reaksinya tidak larut dalam asam sulfat, sehingga tidak diperlukan jembatan garam. Tiap sel aki mempunyai beda potensial kurang lebih 2V. Aki 12V terdiri atas 6 sel yang dihubungkan seri.
    Aki dapat di isi kembali karena hsil-hasil reaksi pengosongan aki tetap melekat pada kedua elektrode. Pengisian aki dilakukan dengan membalik arah aliran elektron pada kedua elektrode. Pada pengosongan aki, anode (Pb) mengirim elektron pada katode, sebaliknya pada pengisian aki elektrode Pb dihubungkan dengan kutub negatif sumber arus sehingga PbSO₄ yang terdapat pada elektrode Pb itu direduksi. Sementara itu PbSO₄yang terdapat pada elektrode PbO₂ mengalami oksidasi membentuk PbO₂.

Reaksi pengosongan aki:

Anode : Pb(s) + HSO₄^-(aq) PbSO₄(s) + H⁺(aq) + 2e

Katode: PbO₂ (s) + HSO₄^-(aq) + 3H⁺(aq) + 2e PbSO₄(s) + 2H₂O(l) ₊
Pb(s) + PbO₂ (s) + 2 HSO₄^-(aq) + H⁺(aq) 2PbSO₄(s) + 2H₂O(l)

Selama reaksi pengosongan aki berlangsung, asam sulfat dikonsumsi dan dihasilkan air reaksi tersebut mengakibatkan kadar asam sulfat dalam larutan berkurang. Dengan demikian,rapatan atau masa massa jenis larutan juga berkurang. Aki bari diisi, mengandung larutan massa jenis sekitar 1,25-1,30g/mL. Apabila massa jenis larutan turun sampai 1,20g/mL maka aki perludiisi kembali. Keuntungan aki adalah dapat diisi ulang sedangkan kelemahan aki adalah karena beratnya dan bentunya yang besar.

Reaksi pengisian aki:

Elektrode PbO₂sebagai anode

PbSO₄(s) + 2H₂O(l) PbO₂ (s) + HSO₄^-(aq) + 3H⁺(aq) + 2e

Elektrode Pb

PbSO₄(s) + H⁺(aq) + 2e Pb(s) + HSO₄^-(aq) ₊

PbSO₄(s) + 2H₂O(l) Pb(s) + PbO₂ (s) + 2HSO₄^-(aq) + 2H⁺(aq)

Baterai litium

Reaksi elektrode dan selnya sebagai berikut:

Anode : Li Li⁺ + e

Katode: MnO₂ + Li⁺ + e MnO₂Li ₊

Reaksi : Li + MnO₂ MnO₂Li

Baterai Li-MnO₂ mempunyai tegangan jepit 3,4 volt, tetapi turun menjadi 2 ,8 volt selama digunakan. Potensial baterai Li-MnO₂ sekitar dua kali lebih besar dari pada potensial baterai kering biasa. Oleh karena massa jenisnya yang relatif kecil, baterai litium dapatmenghasilkan energi lebih dari dua kali lipatdibandingkan baterai kering biasa untuk massayang sama. Baterai litium juga dapat disimpanuntuk jangka waktu yang lama serta dapatmenghasilkan arus besar, sehingga baik digunakan untuk kamera.

PENERAPAN ELEKTROLISIS

Elektrolisis merupakan kebalikan dari sel volta. Dalam sel elekrolisis, listrik digunakan untuk melangsungkan reaksi redoks tak spontan.

1. Elektrolisis pada Pembuatan Rayon

Dalam pembuatan Rayon, diperlukan NaOH dengan kemurnian yang tinggi.

Reaksi yang terjadi dalam sel merkuri:

Anode: 2Cl^-(aq) Cl₂(g) + 2e
katode: Na⁺(aq) + e Na (dalam Hg)

Meskipun potensial reduksi (E^o) natrium lebih negatif dari pada potensial reduksi air, ternyata yang mengalami reduksi di katode adalah natrium. Hal ini terjadi karena overpotensial gas hidrogen pada elektrode merkuri sangat besar sehingga reduksi air menjadi lebih sukar. Natrium terbentuk di katode berupa larutan dalammerkuri.Dengan menggunakan pompa sirkulasi, larutan natrium dalam merkuri ini dialirkan ke bagian lain dan direaksikan dengan air,sehingga terbentuklah NaOH.