Contoh Sel Volta dalam Kehidupan Sehari-hari beserta Ciri-ciri dan Penjelasannya
Contoh Sel Volta dalam Kehidupan Sehari-hari beserta Ciri-ciri dan Penjelasannya – Tahukah kamu bahwa baterai yang kamu gunakan adalah salah satu contoh sel volta dalam kehidupan sehari-hari?
Selain itu, sel volta dapat ditemukan pada berbagai alat yang digunakan setiap hari, lho. Nah, artikel Mamikos kali ini akan membahas berbagai contoh sel volta dalam kehidupan sehari-hari lainnya.
Namun sebelum itu, yuk, kita pelajari terlebih dahulu tentang pengertian, ciri, hingga rangkaian dan rumus sel volta.
Apa itu Sel Volta?
Daftar Isi
Daftar Isi
Contoh sel volta dalam kehidupan sehari-hari yang nanti akan Mamikos bahas merupakan perangkat yang mengubah energi kimia menjadi energi listrik melalui reaksi redoks.
Sel ini terdiri dari dua elektroda, yaitu anoda dan katoda yang dicelupkan dalam larutan elektrolit.
Anoda adalah tempat terjadinya oksidasi (pelepasan elektron), sedangkan katoda adalah tempat terjadinya reduksi (penerimaan elektron).
Prinsip kerja sel Volta cukup sederhana. Ketika anoda melepaskan elektron, elektron-elektron tersebut mengalir melalui rangkaian luar menuju katoda sehingga menciptakan arus listrik.
Sementara itu, di dalam larutan elektrolit, ion-ion bergerak untuk menjaga keseimbangan muatan.
Ciri-ciri Sel Volta
Agar mudah dibedakan, berikut adalah beberapa ciri-ciri sel volta yang mudah untuk diingat:
1. Terdiri dari Dua Elektroda Berbeda
Sel volta memiliki dua elektroda yang terbuat dari bahan logam berbeda, biasanya logam yang lebih reaktif seperti seng (Zn) dan logam yang kurang reaktif seperti tembaga (Cu).
2. Larutan Elektrolit
Dalam sel volta, masing-masing elektroda direndam dalam larutan elektrolit yang mengandung ion yang dapat menghantarkan listrik. Contohnya, elektrolit pada elektroda seng biasanya larutan ZnSO₄, dan pada elektroda tembaga bisa berupa larutan CuSO₄.
3. Terjadi Reaksi Redoks
Selain itu pada sel volta terjadi reaksi oksidasi pada anoda (elektroda negatif) dan reaksi reduksi pada katoda (elektroda positif). Misalnya, seng mengalami oksidasi (kehilangan elektron), sedangkan tembaga mengalami reduksi (menerima elektron).
4. Menghasilkan Arus Listrik
Karena adanya pergerakan elektron dari anoda ke katoda melalui kawat penghubung, sel volta menghasilkan arus listrik yang dapat digunakan untuk menghidupkan berbagai perangkat adalah ciri-ciri sel volta selanjutnya.
5. Jembatan Garam (Salt Bridge)
Biasanya, sel volta dilengkapi dengan jembatan garam yang berfungsi untuk menjaga keseimbangan muatan dengan mengalirkan ion tanpa mencampurkan kedua larutan elektrolit.
Rangkaian Sel Volta
Pada gambar rangkaian sel volta di bawah ini, elektron mengalir dari anoda (elektroda A) ke katoda (elektroda B) melalui kawat eksternal. Kemudian ion-ion di dalam larutan bergerak melalui jembatan garam untuk menjaga keseimbangan muatan.
Yuk, perhatikan penjelasan Mamikos mengenai rangkaian sel volta di bawah ini:
1. Elektroda A (Anoda)
Elektroda ini biasanya terbuat dari logam yang lebih reaktif seperti seng (Zn). Pada anoda terjadi reaksi oksidasi (kehilangan elektron). Jadi, pada rangkaian ini, seng akan melepaskan elektron dan teroksidasi menjadi ion Zn²⁺.
2. Elektrolit A
Larutan yang mengandung ion yang sesuai dengan elektroda anoda. Dalam contoh sel volta di atas, larutan elektrolit untuk seng adalah larutan ZnSO₄ (seng sulfat) yang mengandung ion Zn²⁺.
3. V atau Voltmeter
Voltmeter terhubung di antara kedua elektroda melalui kabel eksternal. Fungsinya untuk mengukur beda potensial (tegangan) yang dihasilkan oleh rangkaian sel volta, serta menunjukkan jumlah energi listrik yang dihasilkan.
4. Jembatan Garam
Jembatan garam yang kamu lihat pada gambar rangkaian sel volta merupakan bagian yang menghubungkan kedua larutan elektrolit di dalam bejana yang terpisah.
Jembatan garam berfungsi untuk menyeimbangkan muatan dengan mengalirkan ion antara kedua larutan, sehingga ion negatif (anion) akan menuju anoda, dan ion positif (kation) akan menuju katoda tanpa mencampurkan larutan.
5. Elektroda B (Katoda)
Elektroda ini biasanya terbuat dari logam yang kurang reaktif, seperti tembaga (Cu). Di katoda, terjadi reaksi reduksi (penerimaan elektron). Oleh karena itu, ion Cu²⁺ dari larutan elektrolitnya akan menerima elektron dan tereduksi menjadi tembaga padat.
6. Elektrolit B
Larutan yang mengandung ion yang sesuai dengan elektroda katoda. Dalam hal ini, larutan elektrolit untuk tembaga adalah larutan CuSO₄ (tembaga sulfat) yang mengandung ion Cu²⁺.
Contoh Sel Volta dalam Kehidupan Sehari-hari
Nah, di bagian ini Mamikos akan langsung membahas tentang berbagai contoh sel volta dalam kehidupan sehari-hari.
Apa saja contoh sel volta itu? Yuk, simak penjelasan di bawah ini, ya.
1. Baterai Kering (Dry Cell)
Contoh sel volta dalam kehidupan sehari-hari yang paling sering digunakan adalah baterai kering. Biasanya digunakan pada perangkat seperti remote, senter, dan jam dinding.
Baterai ini menggunakan seng sebagai anoda dan karbon sebagai katoda dengan pasta elektrolit. Saat digunakan, terjadi reaksi redoks yang menghasilkan arus listrik.
2. Baterai Alkalin
Alkalin adalah tipe baterai yang sering digunakan dalam mainan, kamera, dan perangkat elektronik lainnya.
Anoda yang ada pada contoh sel volta dalam kehidupan sehari-hari ini terbuat dari seng dan katoda dari mangan dioksida. Elektrolitnya berbasis alkali (KOH) kemudian yang memberikan daya lebih tahan lama dibanding baterai kering biasa.
3. Aki Mobil (Lead Acid Battery)
Baterai yang digunakan di mobil atau sepeda motor disebut dengan aki. Contoh sel volta yang satu ini menggunakan timbal sebagai anoda dan timbal dioksida sebagai katoda dengan larutan asam sulfat sebagai elektrolit.
Selanjutnya, aki aki akan menyuplai energi untuk menyalakan mesin dan komponen listrik kendaraan.
4. Baterai Lithium Ion
Digunakan pada ponsel, laptop, dan perangkat elektronik modern lainnya. Elektroda anoda terbuat dari karbon dan katoda dari senyawa lithium. Baterai ini terkenal karena ringan dan dapat diisi ulang berkali-kali.
5. Baterai Seng Karbon
Baterai seng karbon sering ditemukan pada baterai dengan harga murah untuk senter atau mainan. Anoda seng dan katoda karbon dengan larutan elektrolit berbasis amonium klorida. Meski kurang tahan lama dibanding baterai alkalin, ini adalah versi yang lebih ekonomis.
6. Baterai Perak Oksida (Silver Oxide Battery)
Contoh sel volta dalam kehidupan sehari-hari yang satu ini biasanya digunakan dalam jam tangan, alat bantu dengar, dan kalkulator.
Anoda juga terbuat dari seng dan katoda dari perak oksida (Ag₂O) dengan elektrolit berbasis alkali. Baterai ini memiliki masa pakai yang lama dan daya keluaran yang stabil.
7. Baterai Merkuri (Mercury Battery)
Baterai merkuri lebih sering ering digunakan pada perangkat medis, seperti alat pacu jantung, dan pada kamera lama.
Baterai ini juga menggunakan anoda seng dan katoda merkuri oksida dengan elektrolit berbasis alkali. Sayangnya, baterai merkuri dilarang di banyak negara karena masalah lingkungan terkait merkuri.
8. Sel Daniell
Sel daniell adalah contoh sel volta klasik yang digunakan dalam eksperimen laboratorium. Anoda seng dan katoda tembaga dengan larutan ZnSO₄ dan CuSO₄.
Jembatan garam kemudian digunakan untuk menyeimbangkan muatan. Nah, sel ini merupakan bentuk awal dari baterai modern.
9. Baterai Nikel Kadmium (NiCd)
Selanjutnya, baterai nikel kadmium digunakan pada alat elektronik seperti bor listrik dan perangkat yang memerlukan baterai yang dapat diisi ulang.
Anoda terbuat dari kadmium dan katoda dari nikel oksida dengan elektrolit berbasis kalium hidroksida. Contoh sel volta dalam kehidupan sehari-hari ini terkenal karena daya tahan yang tinggi dan bisa diisi ulang berkali-kali.
10. Baterai Nikel Metal Hydride (NiMH)
Digunakan dalam perangkat seperti kamera digital dan kendaraan hybrid, serta merupakan alternatif lebih ramah lingkungan dibanding NiCd, dengan anoda dari logam paduan dan katoda nikel oksida.
Rumus Sel Volta
Rumus yang digunakan dalam sel Volta biasanya terkait dengan perhitungan beda potensial (tegangan) sel atau gaya gerak listrik (EMF) sel.
Rumus sel volta menggunakan nilai potensial reduksi dari elektroda-elektroda yang terlibat. Berikut rumus yang umum digunakan:
1. Menghitung Gaya Gerak Listrik (EMF) Sel Volta
: Gaya gerak listrik sel (tegangan total sel volta).
): Potensial reduksi elektroda katoda.
: Potensial reduksi elektroda anoda.
2. Hubungan EMF dengan Energi Gibbs
Hubungan antara EMF dan perubahan energi Gibbs dalam reaksi sel Volta dinyatakan sebagai .
adalah perubahan energi Gibbs dalam joule.
(n) merupakan jumlah mol elektron yang dipindahkan dalam reaksi.
F adalah Konstanta Faraday (sekitar 96.485 coulomb/mol).
merupakan gaya gerak listrik sel (dalam volt).
3. Rumus Nernst (Untuk Menghitung EMF Saat Konsentrasi Tidak Standar)
Jika konsentrasi ion tidak berada dalam keadaan standar (1 Molar), maka EMF sel bisa dihitung menggunakan rumus Nernst, yaitu
Di mana:
merupakan EMF sel dalam kondisi standar.
(n) adalah jumlah mol elektron yang dipindahkan.
Q adalah hasil bagi reaksi (reaktan dibandingkan produk dalam konsentrasi ion).
0.0592 merupakan faktor untuk temperatur 298 K (25°C).
4. Hukum Ohm dalam Konteks Sel Volta
Tegangan V pada rangkaian sel volta juga bisa dihitung dengan rumus dasar listrik, seperti V = IR
Dengan
V : Tegangan (volt).
I : Arus listrik (ampere).
R : Hambatan listrik (ohm).
Penutup
Itulah tadi pembahasan mengenai sel volta yang lengkap dari pengertian hingga contohnya. Setelah membaca artikel ini, contoh sel volta dalam kehidupan sehari-hari apa saja yang kamu temukan di sekitarmu?
Klik dan dapatkan info kost di dekat kampus idamanmu: