Penerapan sel volta dalam kehidupan sehari-hari Prinsip-Prinsip 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 bak ar ada adalah lah seb sebuah uah sel yan yang g sec secara ara ber bertah tahap ap me mengh nghabi abiska skan n per pereak eaksi si yan yang g di disup supla laii ke elektrode-elektrode dan secara bertahap pula membuang produk-produknya. Tipe-tipe sel Volta beserta contohnya dijelaskan pada uraian berikut.
1) Sel Volta primer Sel kering 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 kat ode.. Ele Elektr ktroli olitt sel ini ada adala lah h cam campu puran ran Mn MnO O 2, NH4Cl, se sedik dikit it ai air, r, da dan n kad kadang ang-ka -kada dang ng ditambahkan ZnCl 2 dalam bentuk pasta.
Gambar 2.4 Penyusun sel kering Reaksi yang terjadi pada sel Anode : Zn(s ) Zn2+(aq ) + 2 → Katode : 2 MnO2(s) + 2 NH4 + (aq) + 2 e– → Mn2 O O3 3 (s) + 2 NH3 (g) Reaksi : Zn(s Zn(s ) + 2 MnO2(s ) + 2 NH4+(aq ) →Mn 2O3(s ) + Zn2+(aq ) + 2 NH3(g ) + H2O( O(l l ) Cara kerja sel kering:
+
e– H2 O(l) O(l)
a. Elektrode Zn teroksidasi menjadi ion Zn 2+ Zn Zn2+ + 2 e– b. Elektron yang dilepaskan mengalir melalui kawat penghantar menuju elektrode karbon. →
c. Elektron-elektron pada elektrode karbon mereduksi MnO 2 dan NH4+ menjadi Mn 2O3 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 H2 O (l) + 2 e– → 2 MnO(OH)(s) + 2 OH–(aq) Reaksi : 2 MnO 2(s ) + 2 H2O( O(l l ) + Zn(s 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.
2) Sel Volta sekunder Sel aki (Accumulator ) merupakan contoh sel Volta sekunder. Sel aki terdiri atas elektrode Pb (anode) dan PbO 2 (katode). Keduanya dicelupkan dalam larutan H 2SO4 30%.
Gambar 2.5 Sel aki (accumulator ) merupakan contoh sel Volta sekunder Cara kerja sel aki: a. Elektrode Pb teroksidasi menjadi Pb 2+ Pb(s) → Pb2+(aq) + 2 e– Pb2+ yang terbentuk berikatan dengan SO 42– dari larutan. Pb2+(aq) + SO42– (aq) → PbSO4(s) b. Elektron yang dibebaskan mengalir melalui kawat penghantar menuju elektrode PbO 2. c. Pada elektrode PbO 2 elektron-elektron dari anode Pb akan mereduksi PbO 2 menjadi Pb 2+yang kemudian berikatan dengan SO 42– dari larutan. PbO2(s) + 4 H+(aq) + 2 e– → Pb 2+(aq) + 2 H 2O(l) Pb2+(aq) + SO42– (aq) → PbSO4(s) Reaksi yang terjadi pada sel aki dapat ditulis sebagai berikut. Anode : Pb(s) + SO42– (aq) PbSO4(s) + 2 e– → + Katode: PbO2(s) + H2SO4(aq) + 2 H + 2 e– → PbSO4(s) + 2 H2O(l) Reaksi : Pb(s) + PbO 2(s) + 2 H2SO4 → 2 PbSO4(s) + 2 H2O Pada reaksi pemakaian sel aki, molekul-molekul H 2SO4 diubah menjadi PbSO 4 dan H2O sehingga konsentrasi H2SO4 dalam larutan semakin berkurang. Oleh karena itu, daya listrik dari aki terus berkurang dan perlu diisi kembali.
3) 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.
Gambar 2.6 Sel hidrogen-oksigen termasuk jenis sel bahan bakar. Cara kerja sel ini adalah a. Gas hidrogen yang dialirkan pada pelat nikel berpori teroksidasi membentuk H 2O. 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 O 2 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 ) + → Katode : O2(g) + 2 H2 O (l) + 4 e– → 4 Reaksi : 2 H2(g ) + O2(g ) → 2 H2O(l ) Biasanya pada sel ini digunakan platina atau senyawa paladium sebagai katalis.
