Notasi Sel Volta: Begini Cara Menyatakan dan Contoh Soalnya
Menyajikan beragam informasi terbaru, terkini dan mengedukasi.
·waktu baca 7 menit
Tulisan dari Kabar Harian tidak mewakili pandangan dari redaksi kumparan
PerbesarDaftar isi
Daftar isi
Daftar isi
Memahami cara menyatakan notasi sel volta adalah hal yang penting dalam kimia. Bagaimanapun, sel volta merupakan sel elektromania yang membawa banyak manfaat dalam kehidupan.
Salah satu contoh penggunaan sel volta adalah baterai. Baterai merupakan sel elektrokimia yang dapat menghasilkan arus listrik yang terjadi secara spontan.
Untuk memahami sel volta lebih jauh, kamu bisa simak penjelasan selengkapnya di bawah ini.
Pengertian Notasi Sel Volta
Sel volta merupakan sel elektrokimia yang ditemukan oleh ahli bernama Galvani dan Volta. Sel volta memiliki prinsip kerja memisahkan 2 bagian dari reaksi redoks, yaitu reaksi oksidasi pada anoda dan reaksi reduksi pada katoda, sehingga menghasilkan sumber listrik.
Dengan kata lain, sel volta dapat menghasilkan listrik karena adanya redoks yang muncul spontan, artinya sel volta bisa mengubah energi kimia menjadi energi listrik.
Potensi dari besaran listrik yang dapat dihasilkan sel volta bisa ditentukan menggunakan alat yang dinamai dengan voltmeter atau potensiometer.
Pada sel volta, dikenal yang namanya jembatan garam. Jembatan garam adalah dinding dengan pori-pori yang memisahkan katoda dan anoda pada sel volta.
Jembatan garam juga terbilang sebagai ruangan elektrolit dengan fungsi mempertahankan kenetralan yang terdapat pada batang elektroda.
Susunan Sel Volta
Secara umum, sel volta tersusun dari:
Anode, yaitu elektrode tempat terjadinya reaksi oksidasi.
Katode, yaitu elektrode tempat terjadinya reaksi reduksi.
Elektrolit, yaitu zat yang dapat menghantarkan listrik.
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.
Baca Juga: Cara Kerja Power Bank dan Jenis-jenisnya yang bisa Digunakan
Proses yang Terjadi pada Sel Volta
Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, terdapat dua reaksi dalam sel volta, yakni reaksi anoda dan katoda. Reaksi anoda adalah oksidasi, dan katoda adalah reduksi.
Proses oksidasi ditandai dengan logam Zink yang dicelupkan dalam larutan Zink Sulfat. Pada momen ini, akan terjadi oksidasi dengan melepaskan dua elektron membentuk ion Zn2+.
Sementara elektron yang dilepaskan mengalir melalui kawat penghantar menuju logam Cu dan ditangkap oleh ion sehingga ion Cu2+ mengalami reduksi membentuk Cu.
Nah, proses terjadinya aliran elektron dari logam Zn ke logam Cu ditunjukkan dengan penyimpangan jarum voltmeter.
Larutan dalam jembatan garam berfungsi menetralkan kelebihan ion positif (ion Zn2+) dalam larutan ZnSO4 dengan menetralkan kelebihan ion negatif (ion SO42-) dalam larutan.
Cara Menyatakan Notasi Sel Volta
Susunan sel volta dapat dinyatakan dengan notasi sel volta yang disebut juga diagram sel. Notasi sel dapat dinyatakan sebagai berikut.
Zn | Zn2+ || Cu2+ | Cu
atau
Zn(s) | Zn2+(aq) || Cu2+(aq) | Cu(s)
Penulisan notasi sel volta mengikuti konvensi umum sebagai berikut.
Komponen-komponen pada kompartemen anoda (setengah sel oksidasi) ditulis pada bagian kiri, sedangkan komponen-komponen pada kompartemen katoda (setengah sel reduksi) ditulis pada bagian kanan.
Tanda dua garis vertikal ( || ) melambangkan jembatan garam yang memisahkan kedua setengah sel.
Tanda satu garis vertikal ( | ) melambangkan batas fase antara komponen-komponen dengan fase berbeda. Sebagai contoh, Ni(s) | Ni2+(aq) mengindikasikan bahwa Ni padat berbeda fase dengan larutan Ni2+.
Tanda koma (,) digunakan untuk memisahkan komponen-komponen dalam fase yang sama. Sebagai contoh, suatu sel volta dengan anoda Co dan katoda inert Pt, di mana terjadi oksidasi Co menjadi Co2+ dan reduksi Fe3+ menjadi Fe2+, dinotasikan sebagai berikut: Co(s) | Co2+(aq) || Fe3+(aq), Fe2+(aq) | Pt(s)
Jika diperlukan, konsentrasi dari komponen-komponen terlarut ditulis dalam tanda kurung. Sebagai contoh, jika konsentrasi dari larutan Zn2+ dan Cu2+ adalah 1 M keduanya, maka dituliskan seperti berikut: Zn(s) | Zn2+(aq, 1 M) || Cu2+(aq, 1 M) | Cu(s)
Contoh Sel Volta dalam Kehidupan Sehari-hari
Berikut beberapa contoh penerapan sel volta dalam kehidupan sehari-hari.
1. Akumulator (Aki)
Akumulator atau yang sering disebut aki sering ditemukan pada kendaraan bermotor. Aki mampu mengubah tenaga kimia menjadi tenaga listrik.
Rangkaian ini dapat menghasilkan arus listrik pada saat menggunakan alternator dan penyearah arus yang telah dipasang pada kendaraan bermotor.
2. Baterai Kering
Baterai kering atau sel leclanche terdiri dari suatu silinder yang terbuat dari logam yang berisi pasta dari campuran batu kawi (MnO2), salmiak (NH4Cl), serbuk karbon, dan sedikit air.
Pasta tersebut berfungsi sebagai oksidator. Logam seng berfungsi sebagai anode, sedangkan katode berupa grafit yang merupakan elektrode inert.
3. Baterai Alkalin
Alkalin adalah elemen kering yang memiliki beberapa keunggulan dibandingkan baterai biasa (sel lanclanche). Baterai ini mampu menyediakan arus listrik yang lebih stabil dalam waktu yang lebih lama dengan potensial yang tetap walaupun bahan pereaksinya telah berkurang.
Baterai ini sangat cocok digunakan untuk peralatan elektronik yang memerlukan kestabilan arus dan tegangan, seperti lampu kilat pada kamera dan walkman sistem digital.
4. Baterai Nikel-Cadmium
Baterai nikel-cadmium adalah baterai kering yang dapat diisi kembali. Baterai ini terdiri dari anoda logam cadmium dan katode nikel oksida (NiO2). OH- merupakan elektrolitnya yang berupa pasta.
Baterai ini termasuk baterai sekunder (dapat diisi kembali) sama seperti aki. Itu dikarenakan hasil reaksinya berupa zat padat yang menempel pada setiap elektrodenya.
Contoh Soal Notasi Sel Volta
Berikut contoh soal mengenai sel volta yang bisa kamu jadikan bahan pembelajaran agar makin paham.
Contoh 1.
Pernyataan berikut yang benar terkait adanya sel volta, kecuali …
A. Elektron mengalir dari katoda ke anoda
B. Katoda bermuatan positif
C. Elektroda negatif muncul reaksi oksidasi
D. Katoda di sekitar anoda bisa bertambah
E. Katoda muncul reaksi penangkapan elektron
Jawaban: A
Pembahasan
Beberapa spesifikasi dalam sel ini antara lain, katoda sebagai tempat terjadi reduksi, anoda tempat oksidasi, katoda bermuatan positif sementara anoda negatif.
Kemudian aliran elektron terjadi dari anoda ke katoda, fungsi jembatan garam dalam sel volta adalah menetralkan kelebihan muatan ion pada dua kompartemen sehingga muncul reaksi, jembatan berisi zat elektrolit inert dan agar-agar.
Contoh 2.
Diketahui data potensial reduksi standar dari logam besi dan timah ialah sebagai berikut :
Fe2+ + 2e → Fe Eo = -0,44 V
Sn2+ + 2e → Sn Eo = -0,14 V
Tulislah notasi sel volta dari kedua elektrode tersebut!
Berapakah potensial elektrode standar yang dihasilkan dari sel tersebut?
Buatlah reaksi sel dari kedua elektrode tersebut!
Pembahasan 1
Perlu diingat bahwa untuk membuat notasi sel volta, kita harus mengikuti format berikut :
Anoda ｜Ion ｜｜Ion ｜ Katoda
Maka notasi sel voltanya adalah:
Fe ｜Fe2+ ｜｜Sn2+ ｜Sn
Pembahasan 2
Untuk menghitung potensial elektroda dari sel, maka kita gunakan rumus:
Esel = Ereduksi – Eoksidasi, maka
Esel = ESn – EFe
Esel = -0,14 + 0,44 = 0,30 V
Jadi potensial elektroda yang dihasilkan ialah sebesar 0,3 V
Pembahasan 3
Untuk menulis reaksi sel, silahkan perhatikan penjelasan di bawah ini:
Anoda = Fe → Fe2+ + 2e
Katoda = Sn2+ + 2e → Sn
Reaksi Sel keseluruhan = Fe + Sn2+ → Fe2+ + Sn Esel = 0,3 V
Contoh 3.
Diketahui data potensial reduksi standar:
Zn2+ + 2e → Zn Eo = -0,76 V
Mg2+ + 2e → Mg Eo = -2,38 V
Sn2+ + 2e → Sn Eo = -0,14 V
Pb2+ + 2e → Pb Eo = -0,13 V
Cu2+ + 2e → Cu Eo = +0,34 V
Pilihlah 2 pasang reaksi setengah sel diatas yang memiliki nilai potensial elektroda yang paling besar!
Buatlah notasi selnya!
Pembahasan 1
Untuk mencari 2 pasang reaksi setengah sel yang memiliki nilai potensial elektroda sel yang paling besar, maka carilah logam yang memiliki Eo yang paling positif sebagai katoda dan Eo yang paling negatif sebagai anoda.
Jadi, jawaban yang paling tepat adalah:
Esel = Ereduksi – Eoksidasi
Esel = ECu – EMg
Esel = 0,34 + 2,38 = 2,72 V
Maka Cu dan Mg memiliki nilai potensial elektroda yang paling besar apabila dibuat dalam bentuk sel volta.
Pembahasan 2
Notasi sel voltanya adalah:
Mg ｜Mg2+ ｜｜Cu2+ ｜Cu
(DEL)