Sel Volta

Apakah itu sel elektrokimia ?

Sel elektrokimia adalah suatu sel kimia yang berhubungan dengan penggunaan listrik di dalamnya. Sel elektrokimia dibedakan menjadi 2 yaitu sel Volta (sel Galvani) dan sel elektrolisis. Sel elektrokimia menggunakan dua elektroda yang masing-masing dinamakan katoda dan anoda.

Katoda  adalah tempat terjadinya reaksi reduksi,

Anoda adalah tempat terjadinya reaksi oksidasi

Apakah Sel Volta / Sel Galvani itu?

Sel volta adalah suatu rangkaian sel yang tersusun atas dua elektroda dan dua larutan yang merupakan bentuk ion dari elektrodanya yang dapat menghasilkan listrik karena adanya perbedaan potensial sel

Ilustrasi : Rangkaian Sel Volta dengan Jembatan Garam

Ada beberapa unsur yang harus diperhatikan pada sel Volta

1. Elektroda

    Elektroda terdiri dari katoda dan anoda. pada sel volta katoda bermuatan (+) dan anoda 

    bermuatan (-). Masing-masing elektroda biasanya merupakan loga yang berbeda 

    jenisnya

    Anode, yaitu elektrode tempat terjadinya reaksi oksidasi.
    Katode, yaitu elektrode tempat terjadinya reaksi reduksi.

    TIPS : Katoda (+); Anoda (-) disingkat KPAN

2. Larutan / elektrolit

    Elektrolit, yaitu zat yang dapat menghantarkan listrik. Larutan yang ada pada setiap 

    gelas reaksi sebenarnya adalah larutan yang elektrodanya atau ion loga dari 

    elektrodanya

3. Jembatan Garam

    Rangkaian luar, yaitu kawat konduktor yang menghubungkan anode dengan katode.

    Jembatan garam, yaitu rangkaian dalam yang terdiri dari larutan garam. Jembatan 
    garam memungkinkan adanya aliran ion-ion dari setengah sel anode ke setengah sel 
    katode, dan sebaliknya sehingga terbentuk rangkaian listrik tertutup.
   Jembatan garam berfungsi untuk menyeimbangkan muatan pada masing-masing 
   gelas selain juga untuk menghubungkan kedua gelas tersebut

Apa itu Potensial Reduksi ?

Adanya arus listrik berupa aliran elektron pada sel volta disebabkan oleh adanya beda potensial antara kedua elektrode yang disebut juga dengan potensial sel (E ) ataupun gaya gerak listrik (ggl) atau electromotive force (emf). 

Potensial sel yang diukur pada keadaan standar (suhu 25°C dengan konsentrasi setiap produk dan reaktan dalam larutan 1 M dan tekanan gas setiap produk dan reaktan 1 atm) disebut potensial sel standar (E°). 

Nilai potensial sel sama dengan selisih potensial kedua elektrode. Menurut kesepakatan, potensial elektrode standar mengacu pada potensial reaksi reduksi.

E sel = E° katoda - E° anoda

Katode adalah elektrode yang memiliki nilai E° lebih besar (positif), sedangkan anode adalah elektrode yang memiliki nilai E° lebih kecil (negatif). 

Data nilai potensial elektrode standar dapat dilihat pada tabel berikut :

Reaksi Redoks Spontan?

Kespontanan reaksi redoks dapat diprediksi dari nilai potensial reaksi redoks tersebut. Nilai potensial reaksi redoks sama dengan nilai potensial sel (E sel), yaitu selisih antara potensial reduksi katode (reaksi reduksi) dengan potensial reduksi anode (reaksi oksidasi). 

Suatu reaksi redoks akan berlangsung spontan ke arah pembentukan produk bila potensial reaksinya bernilai positif.

Reaksi redoks spontan dapat juga diprediksi dengan deret volta. Deret volta adalah susunan unsur/ion berdasarkan harga potensial elektroda

                                                       --------------------------> harga E° semakin besar

Li - K - Ba - Ca - Na - Mg - Al - Mn - Zn - Cr - Fe - Co - Ni - Sn - Pb - [H] Cu Hg Ag - Pt - Au

Logam dikiri mampu mereduksi ion-ion disebelah kanannya <----------------------------------

(dibaca: Lihat Kalau Baginda Caesar Nanti Meninggal Alangkah Manis Zaman Crajaan Feodal Corup Ini Sanggah Pa bupati - H - Cuma Hanggar Agunan Pesawat AU)

Keterangan deret volta :

• Reaktivitas unsur logam semakin berkurang dari kiri ke kanan.
• Sifat reduktor (daya reduksi) logam semakin berkurang dari kiri ke kanan.
• Kecenderungan logam untuk teroksidasi semakin berkurang dari kiri ke kanan.
• Sifat oksidator (daya oksidasi) logam semakin bertambah dari kiri ke kanan.
• Kecenderungan ion logam untuk tereduksi semakin bertambah dari kiri ke kanan.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Tips: Semakin kecil E°, makin kuat sifat reduktornya (muda mengalami oksidasi)

         Logam disebelah kiri H mempunyai E° negatif

         Logam disebelah kanan H mempunyai E° positif

         Reaksi berlangsung spontan jika E°sel > 0

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Contoh Soal : 

Nomor #1

Diketahui : 

Ag+ + e– --> Ag   E° = +0,799 volt

Ni2+ + 2e– --> Ni  E° = – 0,23 volt

Tentukan potensial sel untuk reaksi

2Ag+ + Ni --> 2Ag + Ni2+

Penyelesaian

Reduksi : Ag+ + e– --> Ag

Oksidasi: Ni --> Ni2+ + 2e–

Esel = E°reduksi – E°oksidasi

    = +0,799 volt – (– 0,23 volt)

    = +1,029 volt   ----->  (Esel bertanda positif (+), reaksi dapat berlangsung (spontan).

Nomor #2

Diketahui potensial elektrode aluminium dan perak sebagai berikut.

Al3+ (aq) + 3e → Al(s) E° = −1,66 V

Ag+ (aq) + e → Ag(s) E°   = +0,80 V

a. Tulislah diagram sel volta yang disusun dari kedua elektrode tersebut.

b. Tuliskan reaksi yang terjadi pada sel tersebut.

c. Tentukan potensial standar sel tersebut.

d. Prediksikan apakah reaksi Al(NO3)3 (aq) + 3Ag(s) → Al(s) + 3AgNO3 (aq) berlangsung 

    spontan pada keadaan standar.

Penyelesaian :

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

    Reaksi reduksi di katode → E° lebih positif → Ag

    Diagram sel: Al3+ | Al || Ag+ | Ag

b. Katode (reduksi) : 3Ag (aq) + 3e → 3Ag(s)                      E° = +0,80 V

    Anode (oksidasi) : Al(s) → Al (aq) + 3e                            E° = - 1,66 V

    ------------------------------------------------------------------------------------------------

    Reaksi sel          : 3Ag (aq) + Al(s) → 3Ag(s) + Al (aq)     E°sel = +2,46 V

Perhatian! Nilai potensial elektrode tidak bergantung pada koefisien reaksi.

c. E° sel = E°katoda  – E°anoda  = (+0,80 V) − (−1,66 V) = +2,46 V

d. E°sel = E°(Al3+/Al) – E° (Ag+ /Ag) = (−1,66 V) − (+0,80 V) = −2,46 V

    Oleh karena E° < 0, reaksi tidak berlangsung spontan.