Contoh Sel Volta sekunder

Sel Volta sekunder- Sel aki (Accumulator) merupakan contoh sel Volta sekunder. Sel aki terdiri atas elektrode Pb (anode) dan PbO2 (katode). Keduanya dicelupkan dalam larutan H2SO4 30%. Sel volta adalah sel elektrokimia yang menghasilkan arus listrik. Sel volta ini ditemukan oleh dua orang ahli berkebangsaan Italia. Mereka berdua adalah Alessandro Giuseppe Volta (1745-1827) dan Lugini Galvani (1737-1798). Sel volta dibagi menjadi tiga bagian, yaitu Sel Volta Primer, Sel Volta Sekunder, Sel Bahan Bakar. Ketiga bagian tersebut juga memiliki contoh masing-masing lagi.

Cara kerja sel aki:

a. Elektrode Pb teroksidasi menjadi Pb2+ Pb(s) → Pb2+(aq) + 2 e–Pb2+ yang terbentuk berikatan dengan SO42– dari larutan.
Pb2+(aq) + SO4 2–(aq) → PbSO4(s)

b. Elektron yang dibebaskan mengalir melalui kawat penghantar menuju elektrode PbO2.

c. Pada elektrode PbO2 elektron-elektron dari anode Pb akan mereduksi PbO2 menjadi Pb2+ yang kemudian berikatan dengan SO42– dari larutan.

PbO2(s) + 4 H+(aq) + 2 e– → Pb2+(aq) + 2 H2O(l) Pb2+(aq) + SO4 2–(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)

Pb(s) + PbO2(s) + 2 H2SO4 → 2 PbSO4(s) + 2 H2O

Pada reaksi pemakaian sel aki, molekul-molekul H2SO4 diubah menjadi PbSO4 dan H2O sehingga konsentrasi H2SO4 dalam larutan semakin berkurang. Oleh karena itu, daya listrik dari aki terus berkurang dan perlu diisi kembali.

a.      Sel Kering Seng – Karbon

Sel kering juga dapat disebut sel Lenchanche atau baterai. Baterai kering ini mendapatkan hak paten penemuan di tahun 1866. Sel Lanchache ini terdiri atas suatu silinder zink berisi pasta dari campuran batu kawi (MnO2), salmiak (NH4Cl), karbon (C), dan sedikit air. Dengan adanya air jadi baterai kering ini tidak 100% kering.
Sel ini biasanya digunakan sebagai sumber tenaga atau energi pada lampu, senter, radio, jam dinding, dan masih banyak lagi. Penggunaan logam seng adalah sebagai anoda sedangkan katoda digunakan elektrode inert, yaitu grafit, yang dicelupkan ditengah-tengah pasta. Pasta ini bertujuan sebagai oksidator. Seng tersebut akan dioksidasi sesuai dengan persamaan reaksi di bawah ini:
Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e-  (anoda)
Sedangkan katoda terdiri atas campuran dari MnO2 dan NH4Cl. Reaksi yang terjadi dapat ditulis sebagai berikut:
2MnO2(s) + 2NH4+(aq) 2e- → Mn2O3(s) + 2NH3(aq) + H2O(l)  (katoda)
Katoda akan menghasilkan ammonia, ammonia ini akan bereaksi dengan Zn2+ yang dihasilkan di anode. Reaksi tersebut akan membentuk ion yang kompleks [Zn(NH3)4]2+. Sel kering ini tidak dapat digunakan berulang kali dan memiliki daya tahan yang tidak lama. Dan harganya di pasaran sangatlah murah.

b.      Baterai Merkuri

Baterai merkuri ini merupakan satu dari baterai kecil yang dikembangkan untuk usaha perdagangan atau komersial. Anoda seng dan katoda merkuri (II) oksida (HgO) adalah penyusun dari baterai merkuri ini yang dihubungkan dengan larutan elektrolit kalium hidroksida (KOH). Sel ini mempunyai beda potensial ± 1,4V. Reaksi yang terjadi pada baterai ini adalah:

Zn(s) + 2OH-(aq) → ZnO(s) + H2O + 2e-  (anoda)
HgO(s) + H2O + 2e- → Hg(l) + 2OH-(aq)  (katoda)
Reaksi dari keseluruhan atau disebut reaksi bersih adalah:
Zn(s) + HgO(s) → ZnO(s) + Hg(l)
c.       Baterai Perak Oksida
Baterai perak oksida tergolong tipis dan harganya yang relatif lebih mahal dari baterai-baterai yang lainnya. Baterai ini sangat populer digunakan pada jam, kamera, dan kalkulator elektronik. Perak oksida (Ag2O) sebagai katoda dan seng sebagai anodanya. Reaksi elektrodenya terjadi dalam elektrolit yang bersifat basa dan mempunyai beda potensial sama seperti pada baterai alkaline sebesar 1,5V. Reaksi yang terjadi adalah:
Zn(s) + 2OH-(aq) → Zn(OH)2(s) + 2e-  (anoda)
Ag2O(s) + H2O + 2e- → 2Ag(s) + 2OH-(aq)  (katoda)

d.      Baterai Litium

Terdiri atas litium sebagai anoda dan MnO2 sebagai oksidator (seperti pada baterai alkaline). Baterai Litium ini dapat menghasilkan arus listrik yang lebih besar dan daya tahannya lebih lama dibandingkan baterai kering yang berukuran sama. Berikut notasi dari baterai Litium:

Li│Li+ (pelarut non-air)│KOH (pasta)│MnO2, Mn(OH)3, C

SEL VOLTA SEKUNDER

a.      Aki Timbal

Aki merupakan jenis baterai yang dapat digunakan untuk kendaran bermotor atau automobil. Aki timbal mempunyai tegangan 6V atau 12V, tergantung jumlah sel yang digunakan dalam konstruksi aki timbal tersebut. Aki timbal ini terdiri atas katoda PbO2 (timbel(IV) oksida) dan anodanya Pb (timbel=timah hitam). Kedua zat sel ini merupakan zat padat, yang dicelupkan kedalam larutan H2SO4. Reaksi yang terjadi dalam aki adalah:

Pb(s) + SO42-(aq) → PbSO4(s) + 2e-  (anoda)

PbO2(s) + 4H+(aq) + SO42-(aq) + 2e- → PbSO4(s) + 2H2O  (katoda)

Aki ini dapat diisi ulang dengan mengalirkan lagi arus listrik ke dalamnya. Pengisian aki dilakukan dengan membalik arah aliran elektron pada kedua elektrode. Pada pengosongan aki, anoda (Pb) mengirim elektron ke katoda (PbO2). Sementara itu pada pengisian aki, elektrode timbal dihubungkan dengan kutub negatif sumber arus sehingga Pb2SOyang terdapat pada elektrode timbal itu direduksi. Berikut reaksi pengisian aki:

PbSO4(s) + H+(aq) +2e- → Pb(s) + HSO4-(aq)  (elektrode Pb sebagai katoda)

PbSO4(s) + 2H2O(l) → PbO2(s) + HSO4-(aq) + 3H+(aq) + 2e-   (elektrode PbO2 sebagai anoda).

b.      Baterai Nikel Kadmium

Baterai nikel-kadmium merupakan baterai kering yang dapat diisi ulang. Sel ini biasanya disebut nicad atau bateray nickel-cadmium. Reaksi yang terjadi pada baterai nikel-kadmium adalah:

Cd(s) + 2OH-(aq) → Cd(OH)2(s) + 2e-  (anoda)

NiO2(s) + 2H2O + 2e- → Ni(OH)2(s) + 2OH-(aq)  (katoda)

Reaksi keseluruhan adalah:

Cd(s) + NiO(aq) + 2H2O(l) → Cd(OH)2(s) + Ni(OH)2(s)

Baterai nikel-kadmium merupakan zat padat yang melekat pada kedua elektrodenya. Baterai nikel-kadmium memiliki tegangan sekitar 1,4V. Dengan membalik arah aliran elektron, zat-zat tersebut dapat diubah kembali seperti zat semula.

c.       Sel Perak Seng

Sel ini mempunyai kuat arus (I) yang besar dan banyak digunakan pada kendaran-kendaraan balap. Sel perak seng dibuat lebih ringan dibandingkan dengan sel timbal seng. KOH adalah elektrolit yang digunakan dan elektrodenya berupa logam Zn (seng) dan Ag (perak).

d.      Sel Natrium Belerang

Sel natrium belerang ini dapat menghasilkan energi listrik yang lebih besar dari sel perak seng. Elektrodenya adalah Na (natrium) dan S (sulfur).

e.       Sel Bahan Bakar

Sel bahan bakar adalah sel yang menggunakan bahan bakar seperti campuran hidrogen dengan oksigen atau campuran gas alam dengan oksigen. Sel bahan bakar ini biasanya digunakan untuk sumber energi listrik pesawat ulang-alik, pesawat Challenger dan Columbia. Yang berperan sebagai katode adalah gas oksigen dan anodanya gas hidrogen. Masing-masing elektrode dimasukkan kedalam elektrode karbon yang berpori-pori dan masing-masingnya elelktrode digunakan katalis dari serbuk platina.

Katoda: menghasilkan ion OH-

O2(g) + 2H2O(l) + 4e- → 4OH-(aq)

Anoda: dari katode bereaksi dengan gas H2

H2(g) + 2OH-(aq) → 2H2O(l) + 2e-

Reaksi selnya adalah: O2(g) + 2H2(g) → 2H2O(l)

Artikel Terkait

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Budisma.web.id © 2014