Sel Volta
Sel Volta merupakan rangkaian dari dua unsur yang bereaksi secara spontan dan menghasilkan energi listrik. Energi listrik dihasilkan karena perbedaan nilai potensial reduksi (Eº) dari masing-masing unsur yang bereaksi.
Contoh:
Sel Volta yang tersusun dari \(\ce{Ag}\) (Eº = +0,80 V) dan \(\ce{Zn}\) (Eº = −0,76 V)
Saat logam \(\ce{Ag}\) dihubungan dengan logam \(\ce{Zn}\), akan terjadi reaksi spontan dimana logam \(\ce{Ag}\) akan mengalami reduksi (Eº lebih besar) dan logam \(\ce{Zn}\) akan mengalami oksidasi (Eº lebih kecil). Reaksi tersebut akan membentuk sel volta, dimana potensial sel yang dihasilkan adalah selisih antara potensial reduksi \(\ce{Ag}\) dan \(\ce{Zn}\), yaitu 1,56 V (0,8 − (−0,76)).
Potensial Sel
\(\bbox[5px, border: 2px solid red] {\text{E}_{\text{sel}} = \text{E}^\text{o}_{\text{reduksi}} – \text{E}^\text{o}_{\text{oksidasi}}}\)
Reaksi Pada Sel Volta
Reaksi pada Anode (Oksidasi)
\(\ce {Zn (s) -> Zn^{2+} (aq) + 2e \quad E^{\text{o}} = + 0,76 V}\)
Reaksi pada Katode (Reduksi)
\(\ce {Ag^+ (aq) + e -> Ag (s) \quad \:\: E^{\text{o}} = + 0,8 V}\)
Reaksi lengkap
\begin{align*} \begin{array} {lll} \ce {Zn (s) & -> Zn^{2+} (aq) + 2e \quad & E^{\text{o}} = + 0,76 V} \\\\ \ce {Ag^+ (aq) + e & -> Ag (s) \quad & E^{\text{o}} = + 0,8 V} \quad {\color {blue} \times 2} \\\\ \hline \\ \ce {Zn (s) + 2 Ag^+ (aq) & -> Zn^{2+} (aq) + 2 Ag (s) & E^{\text{o}} = +1,56 V} \end{array} \end{align*}
Notasi sel: \(\ce{Zn | Zn^{2+} || Ag+ | Ag \quad E^{\text{o}} = +1,56 V } \)
Rangkaian Sel Volta
Rangkaian terdiri atas:
-
- Keping anode \(\ce{(Zn)}\) pada kutub negatif
- Keping katode \(\ce{(Ag)}\) pada kutub positif
- Larutan \(\ce{Zn(NO3)2}\)
- Larutan \(\ce{AgNO3}\)
- \(\ce{KNO3}\) sebagai jembatan garam
Proses Reaksi dan Hasil Akhir
Reaksi pada Anode
\(\ce{Zn}\) mengalami oksidasi dengan melepaskan elektron dan membentuk ion \(\ce{Zn^{2+}}\).
Elektron yang dilepaskan akan mengalir melalui kawat penghantar menuju keping katode (\(\ce{Ag}\)).
Ion \(\ce{Zn^{2+}}\) akan larut dalam larutan \(\ce{Zn(NO3)2}\).
Hasil akhir: keping \(\ce{Zn}\) akan berkurang dan ion \(\ce{Zn^{2+}}\) akan bertambah banyak.
Karena ion positif \(\ce{Zn^{2+}}\) bertambah banyak, larutan akan dinetralkan oleh ion \(\ce{NO3-}\) yang berasal dari jembatan garam.
Reaksi pada Katode
\(\ce{Ag}\) mengalami reduksi dengan menerima elektron melalui kawat penghantar.
Elektron tersebut akan ditangkap oleh ion \(\ce{Ag+}\) yang berasal dari larutan \(\ce{AgNO3}\) akan membentuk \(\ce{Ag}\) solid.
Hasil akhir: keping \(\ce{Ag}\) akan bertambah berat dan ion \(\ce{Ag^{+}}\) akan berkurang.
Karena ion positif \(\ce{Ag+}\) berkurang, larutan akan dinetralkan oleh ion \(\ce{K+}\) yang berasal dari jembatan garam.
SOAL LATIHAN
[s2If current_user_can(access_s2member_level1)]
Dua buah logam di bawah ini digunakan sebagai sel volta:
\(\ce{Cr^{3+} (aq) + 3e -> Cr(s) \quad E^o = –0,74 V }\)
\(\ce{Cu^{2+} (aq) + 2e -> Cu(s) \quad E^o = +0,34 V }\)
Tentukan:
(A) Potensial sel yang dihasilkan
(B) Logam pada keping anode dan keping katode
(C) Logam pada kutub positif dan kutub negatif
(D) Arah aliran elektron dalam kawat penghantar
(E) Keping logam yang berkurang dan keping logam yang bertambah
Dua buah logam di bawah ini digunakan sebagai sel volta:
\(\ce{Cr^{3+} (aq) + 3e -> Cr(s) \quad E^o = –0,74 V }\)
\(\ce{Cu^{2+} (aq) + 2e -> Cu(s) \quad E^o = +0,34 V }\)
Tentukan:
(A) Potensial sel yang dihasilkan
(B) Logam pada keping anode dan keping katode
(C) Logam pada kutub positif dan kutub negatif
(D) Arah aliran elektron dalam kawat penghantar
(E) Keping logam yang berkurang dan keping logam yang bertambah
Pembahasan:
(A) Potensial sel yang dihasilkan
\(\ce{E^o_{sel} = E^o_{Reduksi} – E^o_{Oksidasi} }\)
\(\ce{E^o_{sel} = 0,34 – (-0,74) }\)
\(\ce{E^o_{sel} = 1,08 V}\)
(B) Logam pada keping anode dan keping katode
Logam pada keping anode adalah logam yang mengalami oksidasi (E° lebih kecil), yaitu logam \(\ce{Cr}\).
Logam pada keping katode adalah logam yang mengalami reduksi (E° lebih besar), yaitu logam \(\ce{Cu}\).
(C) Logam pada kutub positif dan kutub negatif
Kutub positif terletak pada keping katode, yaitu logam \(\ce{Cu}\).
Kutub negatif terletak pada keping anode, yaitu logam \(\ce{Cr}\).
(D) Arah aliran elektron dalam kawat penghantar
Elektron mengalir dari kutub negatif ke kutub positif, yaitu dari logam \(\ce{Cr}\). menuju logam \(\ce{Cu}\).
(E) Keping logam yang berkurang dan keping logam yang bertambah
Logam \(\ce{Cr}\). mengalami oksidasi menjadi ion \(\ce{Cr^{3+}}\) sehingga logam \(\ce{Cr}\). akan berkurang.
Ion \(\ce{Cr^{2+}}\) mengalami reduksi membentuk \(\ce{Cu}\) solid, sehingga logam \(\ce{Cu}\) akan bertambah.
[/s2If]
[s2If !current_user_can(access_s2member_level1)]
[/s2If]