Home >Documents >Penerapan Sel Volta Pada Aki

Penerapan Sel Volta Pada Aki

Date post:09-Oct-2015
Category:
View:101 times
Download:1 times
Share this document with a friend
Description:
kimia
Transcript:

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.

Reaksi penggunaan dan pengisian aki2. 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. Reaksi yang terjadi pada sel kering adalah :

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, reaksi yang terjadi pada sel bahan bakar adalah :

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-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.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.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. Dalam skala industri, pembuatan Cl2 dan NaOH dilakukan dengan elektrolisis larutan NaCl dengan reaksi sebagai berikut:

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)Katoda: 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.2. Sel Volta atau sel galvani adalah sel elektrokimia yang melibatkan raksi redoks dan menghasilkan arus listrik.3. Sel volta terdiri atas elektroda tempat berlangsungnya reaksi oksidasi disebut anoda(electrode negative), dan tempat berlangsungnya reaksi reduksi disebut katoda(electrode positif).4. Susunan sel volta adalah :5. 6. Notasi sel : Y / ion Y // ion X / X7. Logam X mempunyai potensial reduksi yang lebih positip dibanding logam Y , sehingga logam Y bertindak sebagai anoda dan logam X bertindak sebagai katoda.8. Jembatan garam mengandung ion-ion positif dan ion-ion negative yang berfungsi menetralkan muatan positif dan negative dalam larutan elektrolit.Sel Volta Dalam KehidupanSehari-hari2NOV

Kegunaan Sel VoltaDalam kehidupan sehari-hari, arus listrik yang dihasilkan dari suatu reaksi kimia dalam sel volta banyak kegunaannya, seperti untuk radio, kalkulator, televisi, kendaraan bermotor, dan lain-lain.Sel volta dalam kehidupan sehari-hari ada dalam bentuk berikut.a. Sel Baterai1) Baterai BiasaBaterai yang sering kita gunakan disebut juga sel kering atau sel Lecanche. Dikatakan sel kering karena jumlah air yang dipakai sedikit (dibatasi). Sel ini terdiri atas:Anode : Logam seng (Zn) yang dipakai sebagai wadah.Katode : Batang karbon (tidak aktif).Elektrolit : Campuran berupa pasta yang terdiri dari MnO2,NH4Cl, dan sedikit air.Reaksi:Anode : Zn(s) >Zn2+(aq) + 2 eKatode :2 MnO2(s) + 2 NH4+(aq) + 2 e>Mn2O3(s) + 2 NH3(g) + H2O(l)

2) Baterai AlkalinePada baterai alkaline dapat dihasilkan energi dua kali lebih besar dibanding baterai biasa. Sel ini terdiri atas:Anode : Logam seng (Zn) yang sama seperti baterai biasa digunakan sebagai wadah.Katode : Oksida mangan (MnO2 ).Elektrolit : Kalium hidroksida (KOH).Reaksi:Anode : Zn(s)> Zn2+(aq) + 2 eKatode : 2 MnO2+ H2O + 2 e>Mn2O3 + 2 OHIon Zn2+ bereaksi dengan OH membentuk Zn(OH) .

b. Sel AkiSel aki atau accu merupakan contoh sel volta yang bersifat reversibel, di mana hasil reaksi dapat diubah kembali menjadi zat semula. Pada sel aki jika sudah lemah dapat diisi ulang, sedangkanpada sel baterai tidak bisa.Sel ini terdiri atas:Anode : Lempeng logam timbal (Pb).Katode : Lempeng logam oksida timbal (PbO2).Ektrolit : Larutan asam sulfat (H2SO4) encer.Reaksi pengosongan aki:Anode : Pb(s) ++ H2SO4 (aq) > PbSO4(s) + H+(aq) + 2 eKatodebO2(s) + SO4-2 (aq)+ 3 H+(aq) + 2 e >PbSO4(aq) + 2 H2O______________________________________________________________+Reaksi lengkapnya:Pb(s) + PbO2(s) + 2SO4-2 (aq) + 2 H+(aq)> 2 PbSO4(s) + 2 H2O (l)Ketika sel ini menghasilkan arus listrik, anode Pb dan katode PbO2berubah membentuk PbSO4. Ion H+ dari H2SO4 berubah membentuk H2O sehingga konsentrasi H2SO4 akan berkurang. Kemudian sel aki dapat diisi/disetrum kembali, sehingga konsentrasi asam sulfat kembali seperti semula. Proses ini nanti merupakan contoh dalam sel elektrolisis.

selamat membaca ^^A. Aki / Baterai Timbal (Accu)

Nilai sel terletak pada kegunaannya. Diantara berbagai sel, sel timbal (aki) telah digunakan sejak 1915. Berkat sel ini, mobil/sepeda motor dapat mencapai mobilitasnya, dan akibatnya menjadi alat transportasi terpenting saat ini. Baterai timbal dapat bertahan kondisi yang ekstrim (temperatur yang bervariasi, shock mekanik akibat jalan yang rusak, dll) dan dapat digunakan secara kontinyu beberapa tahun.

Dalam baterai timbal, elektroda negatif adalah logam timbal (Pb) dan elektroda positifnya adala timbal yang dilapisi timbal oksida (PbO2), dan kedua elektroda dicelupkan dalam larutan elektrolit asam sulfat (H2SO4). Reaksi elektrodanya adalah sebagai berikut :

Anoda Pb (-) : Pb + SO42- PbSO4+ 2eKatoda PbO2(+) : PbO2+ SO42-+ 4H+ + 2e PbSO4+ 2H2O

Reaksi total : Pb + PbO2+ 4H++ 2SO42- 2PbSO4 + 2H2O

Kondisi Saat aki digunakan :

Saat aki menghasilkan listrik, Anoda Pb dan katoda PbO2bereaksi dengan SO42-menghasilkan PbSO4. PbSO4yang dihasilkan dapat menutupi permukaan lempeng anoda dan katoda. Jika telah terlapisi seluruhnya maka lempeng anoda dan katoda tidak berfungsi. Akibatnya aki berhenti menghasilkan listrik.

Saat aki menghasilkan listrik dibutuhkan ion H+dan ion SO42-yang aktif bereaksi. akibatnya jumlah ion H+dan ion SO42-pada larutan semakin berkurang dan larutan elektrolit menjadi encer maka arus listrik yang dihasilkan dan potensial aki semakin melemah.

Oleh karena reaksi elektrokimia pada aki merupakan reaksi kesetimbangan (reversibel) maka dengan memberikan arus listrik dari luar ( mencas ) keadaan 2 elektroda (anoda dan katoda) yang terlapisi dapat kembali seperti semula. demikian pula ion akan terbentuk lagi sehingga konsentrasi larutan elektrolit naik kembali seperti semula.

Anoda PbO2( - ) : PbSO4+ 2H2O PbO2 + 4H+ + SO42-+ 2eKatoda Pb ( + ) : PbSO4+ 2e Pb + SO42-

Reaksi total : 2PbSO4 + 2H2O Pb + PbO2+ 4H++ 2SO42-

Selama proses penggunaan maupun pengecasan aki t

of 21

Embed Size (px)
Recommended