Sel volta

Materi : Sel Volta
Kelas : XII ipa 8 dan XII ipa 7
Jumlah pertemuan :  2x pertemuan ( 4 jp )
Tanggal : 30 September 2019

Pengertian Sel Volta

Sel volta atau sel galvani merupakan sebuah sel elektrokimia di mana energi kimia dari reaksi redoks spontan diubah kedalam energi listrik. Prinsip kerjanya pada saat menghasilkan arus listrik adalah aliran transfer elektron dari reaksi oksidasi di anode menuju reaksi reduksi di katode melalui rangkaian luar.

NOTASI SEL VOLTA

Notasi dipakai untuk menggambarkan suatu rangkaian sel dan reaksi redoks yang berlangsung pada prosesnya. Volta telah tersusun atas setengah sel diantara logam seng – ion seng dan setengah sel antar logam tembaga-ion tembaga. Sel tersebut bisa dinyatakan dalam notasi yang ditulis dengan bentuk:

Zn(s) | Zn2+(aq)  || Cu2+(aq) | Cu(s)

Notasi itu lah bisa dinamakan notasi sel volta.

Secara umum, penulisan pada notasi sel volta menurut konvensi IUPAC yaitu sebagai berikut.

• Notasi sel terdiri dari suatu anode dan katode
• Tanda || yaitu jembatan garam untuk memisahkan sebuah fase berbeda.
• Tanda | yaitu batas fase untuk memisahkan suatu fase berbeda.
• Tanda koma (,) dipakai untuk memisahkan spesi-spesi pada fase yang sama.
• Elektrode anode terletak dibagian paling kiri dan elektrode katode dibagian paling kanan.
• Elektrolit inert tidak ditulis

Untuk lebih jelasnya, silahkan lihat penulisan beberapa notasi sel volta dibawah ini!

1. Sel volta yang terdiri dari suatu anode Zn dan katode Cu. Di anode, Zn teroksidasi menjadi Zn2+dan dikatode, Cu2+ tereduksi menjadi Cu.

Reaksi sel : Zn(s) + Cu2+(aq) → Cu(s) + Zn2+(aq)

2. Sel volta yang terdiri dari suatu anode inert Pt dan katode logam Ag. Di anode, H2 teroksidasi berubah menjadi ion H+ dan di katode, Ag+ tereduksi menjadi Ag. ( Pada beberapa elektrode inert yang dipakai dalam sel volta ialah Platina (Pt), emas (Au), dan grafit (C))

Reaksi sel: H2(g) + 2Ag+(aq) →2H+(aq) + 2Ag(s)

3. Sel volta yang terdiri dari suatu anode Zn dan katode inert Pt. Di anode, Zn teroksidasi berubah menjadi ion Zn2+ dan di katode, Fe3+ tereduksi berubah menjadi Fe2+.

Reaksi sel: Zn(s) + 2Fe3+(aq) →Zn2+(aq) + 2Fe2+(aq)

Susunan Sel Volta

Secara umum, tersusun dari beberapa bagian sebagai berikut:

• Anode adalah elektrode sebuah tempat terjadinya suatu reaksi oksidasi.
• Katode adalah elektrode sebuah tempat terjadinya proses reaksi reduksi.
• Elektrolit adalah zat yang bisa menghantarkan listrik.
• Rangkaian luar adalah sebuah kawat konduktor yang menghubungkan anode pada katode.
• Jembatan garam adalah suatu rangkaian dalam yang terdiri dari sebuah larutan garam. Jembatan garam ini lah yang membuat adanya aliran ion-ion dari setengah sel anode ke setengah sel katode, begitu pun sebaliknya sehingga terbentuk kedalam rangkaian listrik tertutup.

rangkaian sel volta dengan jembatan garam

Bisa dilihat gambar di atas terlihat sebuah rangkaian sel volta dengan dua kompartemen. Masing-masing kompartemen merupakan setengah sel. Pada kompartemen kiri, disebuah larutan ZnSO4 terjadi setengah reaksi oksidasi Zn menjadi ion Zn2+, sedangkan dalam kompartemen kanan, pada larutan CuSO4 terjadi setengah reaksi reduksi ion Cu2+ menjadi Cu.

Logam Zn dan Cu menjadi sebuah kutub-kutub listrik pada sel volta di atas adalah sebagai elektrode. Logam Zn tempat terjadinya oksidasi Zn disebut sebagai anoda. Logam Cu tempat terjadinya reduksi ion Cu2+ disebut juga sebagai katoda. Oleh sebab itu, elektron dilepas dari reaksi oksidasi di anoda ke reaksi reduksi di katoda, jadi anoda ialah kutub negatif dan katoda yaitu kutub positif.

Kedua kompartemen tersebut dihubungkan dengan pipa kaca berbentuk U yang berisikan larutan garam seperti NaNO3 atau KCl pada medium agar-agar yang disebut sebagai jembatan garam. Fungsi jembatan garam ialah untuk menetralkan suatu muatan listrik dari kedua kompartemen setelah reaksi redoks dengan menyuplai anion melalui kompartemen anoda dan kation ke kompartemen katoda; juga memungkinkan terjadinya migrasi ion-ion dalam kedua kompartemen sehingga membentuk sebuah rangkaian listrik tertutup.

Dengan jembatan garam KNO3, ion NO3− akan bergerak pada arah anoda dalam menetralkan ion Zn2+ berlebih dari hasil oksidasi Zn; dan ion K+ akan bergerak kedalam arah katoda untuk menetralkan ion SO42− berlebih dari larutan CuSO4, karena itu berkurangnya ion Cu2+ setelah tereduksi menjadi logam Cu.

Contoh Soal dan Pembahasan

Diketahui sebuah potensial elektrode aluminium dan perak dibawah ini!

contoh soal sel volta

a. Tuliskan diagram yang disusun oleh kedua elektrode tersebut.
b. Tuliskan reaksi apa yang terjadi dalam sel tersebut.
c. Tentukan potensial standar pada sel tersebut.
d. Prediksikan apakah sebuah reaksi Al(NO3)3(aq) + 3Ag(s) → Al(s) + 3AgNO3(aq)  berlangsung spontan dalam keadaan standar.

Jawab:

a. Reaksi oksidasi pada anode → E° lebih negatif → Al

Reaksi reduksi pada katode → E° lebih positif → Ag