Makalah MAKALAH PROSES ELEKTROLISIS DAN SEL VOLTA

 

DAFTAR ISI

 

 

KATA PENGANTAR........................................................................................... i

DAFTAR ISI.......................................................................................................... ii

 

BAB I PENDAHULUAN..................................................................................... 1

A.    Latar Belakang............................................................................................. 1

B.    Rumusan Masalah........................................................................................ 1

 

BAB  II PEMBAHASAN...................................................................................... 2

A.    Penerapan Sel Volta  Dalam pembuatan Baterai.......................................... 2

B.     Penerapan Sel Volta  Dalam pembuatan Aki............................................... 4

C.     Penerapan Sel Volta  Dalam pembuatan Baterai Litium.............................. 6

D.    Elektrolisis pada pembuatan Rayon............................................................. 7

E.     Elektrolisis pada Pemurnian Logam............................................................. 8

F.      Elektrolisis pada Penyepuhan....................................................................... 9

 

BAB III PENUTUP............................................................................................. 10

A.    Kesimpulan................................................................................................. 10

B.    Saran........................................................................................................... 10

 

DAFTAR PUSTAKA......................................................................................... 11

BAB I

PENDAHULUAN

 

A.    Latar Belakang

Banyak peristiwa dalam kehidupan sehari-hari yang merupakan proses dari reaksi kimia. Salah satunya adalah reaksi kimia yang bisa menimbulkan energi listrik yang bisa memudahkan manusia dalam melakukan kegiatannya. Misalnya saja kami ambil contoh dalam industri pembuatan baterei, Aki, dan lain-lain yang bisa mengantarkan Arus Lisrik. Serta hubungan elektrolisis terhadap Kehidupan dan Industri.

Reaksi Kimia yang bisa menghantarkan Listrik berhubungan sekali dengan sel elektrokimia, Karena dalam sel elektrokimia terjadi reaksi antara ion anode dan ion katode yang bisa menghantarkan arus listrik. Dalam sel elektrokimia dibagi menjadi dua jenis yaitu sel volta dan sel elektrolisis. Sel volta merupakan hasil dari reaksi redoks spontan diubah menjadi energi listrik. Sedangkan Sel Elektrolisis energi listrik digunakan untuk melangsungkan reaksi kimia tak spontan. Berikut ini kami akan membahas tentang penerapan sel volta dan elektrolisis dalam kehidupan dan industri.

 

B.     Rumusan Masalah

1. Bagaimana Penerapan Sel Volta pada Aki dan Baterai beserta Contohnya ?
2. Bagaimana Proses kimia bereaksi dan menghasilkan Energi Listrik ?
3. Reaksi Apa saja yang terjadi saat ion anode dan ion katode bertemu ?
4. Apa saja penerapan dan contoh penggunaan Elektrolisis dalam Industri ?
5. Bagaimana Aplikasi Elektrolisis pada Produksi zat, pemurnian logam dan penyepuhan?

 

 

BAB II

PEMBAHASAN

 

A. Penerapan Sel Volta  Dalam pembuatan Baterai.

Sebagaimana kita ketahui bersama, beberapa dekade ini terakhir ini, teknologi elektronika berkembang sangat pesat. Berbagai peralatan seperti telepon seluler, komputer, laptop, kamera digital, bahkan alat pacu jantung terus mengalami perkembangan teknologi dengan adanya inovaso-inovasi baru. Salah satu faktor pendukung kemajuan teknologi elektronika tersebut ialah tersedianya baterai bekinerja tinggi. Dua diantaranya yaitu baterai nikel-metal hidrida (Ni-MH), dan baterai Litium.

Baterai adalah contoh Sel Volta yang tidak asing bagi kita. Baterai tersebut digolongkan kedalam baterai primer yaitu baterai yang dirancang untuk sekali pakai, dan baterai sekunder yaitu baterai yana dapat diisi ulang. Baterai kering (Sel Leclanche) ditemukan pertama kali oleh George Leclanche yang mendapat hak paten atas penemuan itu pada tahun 1866.

Sel Leclanche tergolong baterai sel primer. Terdiri dari suatu casing berbentuk silinder dari logam Zink yang berfungsi sebagai anode. Sebagai katode yaitu grafit yang ditanam dalam pasta dari campuran batu kawi (), salmiak (NHCl), karbon (C) dan sedikit air. Reaksi-reaksi yang terjadi dalam baterai kering sebenarnya lebih rumit, tetapi pada garis besarnya adalah sebagai berikut.

 

Anode  : Zn à  Zn +  2e

 

Katode : 2MnO + 2NH + 2e  à  Mn + 2NH +  HO

 

Amonia (NH) yang terbentuk di katode akan bereaksi dengan sebagian ion Zink (Zn) yang terbentuk di anode.

Zn +  4 NH +  Zn(NH)

            Potensial satu sel Leclanche adalah 1,5 volt. Sel Leclanche disebut juga sel kering asam karena adanya NHCl yang bersifat asam. Keuntungan dari sel Leclanche adalah harganya relatif murah, praktis dan aman (tidak rusak/bocor). Kelemahan yaitu bahwa dayanya menurun cepat jika digunakan untuk arus yang relatif besar. Hal ini terjadi karena ion-ion yang terbentuk memerlukan waktu untuk berdifusi menjauhi elektrodenya. Jika penggunaannya dihentikan sementara, maka kemampuannya akan meningkat kembali karena ion-ion sudah berdifusi. Kelemahan sel Leclanche Lainya adalah sel ini tidak dapat diisi ulang.

           

Gambar Bagian Dalam Baterai :

 

 

B. Penerapan Sel Volta  Dalam pembuatan Aki.

Aki adalah jenis baterai yang banyak digunakan untuk kendaraan bermotor. Aki menjadi bahan pilihan yang praktis karena dapat menghasilkan listrik yang cukup besar dan dapat diisi kembali. Aki terdiri dari beberapa sel yang dihubungkan seri, sehingga potensialnya menjadi lebih besar. Setiap sel aki mempunyai potensial sebesar 12 Volt (6 sel), tetapi tersedia juga ukuran 6 Volt, 24 atau bankan 32 Volt.

Sel aki terdiri atas anode Pb (timbel = timah hitam) dan katode PbO (timbel (IV) oksida), keduanya merupakan zat padat yang dicelupkan dalam larutan asam sulfat sehingga tidak perlu memisahkan anode dan katode. Dengan demikian, tidak diperlukan jembatan garam, yang perlu dijaga adalah jangan sampai kedua elektrode tersebut saling bersentuhan.

Reaksi pemgosongan aki ;

Anode  : Pb +  HSO  à  PbSO +  H  +  2e

Katode : PbO +  HSO + 3H+  2e  à  PbSO + 2HO      

               Pb +  PbO+ 2HSO +  2H à 2PbSO +  2HO      

            Selama reaksi pengosongan aki berlangsung, asam sulfat dikonsumsi dan dihasilkan air reaksi tersebut mengakibatkan kadar asam sulfat dalam larutan berkurang. Dengan demikian, rapatan atau masa massa jenis larutan juga berkurang. Aki bari diisi, mengandung larutan massa jenis sekitar 1,25-1,30g/mL. Apabila massa jenis larutan turun sampai 1,20g/mL maka aki perlu diisi kembali. Keuntungan aki adalah dapat diisi ulang sedangkat kelemahan aki adalah karena beratnya dan bentunya yang besar.

 

Reaksi Pengisian Aki :

Elektrode Pb (Sebagai katode)

PbSO +  H + 2e  à   Pb+  HSO

Elektrode PbO(sebagai anode)

PbSO+ 2HO  à  PbO +  HSO +  3H +  2e                

PbSO +  2HO  à  Pb +  PbO +  2HSO +  2H

 

C. Penerapan Sel Volta  Dalam pembuatan Baterai Litium.

            Litium merupakan logam yang sangat ringan dan mempunyai potensial reduksi yang sangat negatif, yaitu -3.05 volt (bandingkan dengan logam Zink yang potensial reduksi yaitu -0,76 volt ). Kedua sifat tersebut merupakan keunggulan logam litium untuk digunakan sebagai anode dalam sel volta. Akan tetapi masalah utama penggunaan litium ialah bahwa litium sangat reaktif, bereaksi hebat dengat air membentuk litium hidroksida dan gas hidrogen.

2Li +  HO à  LiOH +  H

            Oleh karena itu, untuk penggunaan litium diperlukan media tak berair. Hal ini menjadi mungkin pada tahun 1970-an yaitu dengan ditemukannya sejenis pelarut organik yang dapat melarutkan garam litium. Sejak itu, berbagai jenis baterai litium berhasil dibuat, baik jenis sel primer maupun sel sekunder. Salah satu baterai litium dari jenis yang tidak dapat diisi ulang yaitu baterai litium mangan dioksida. Reaksi Elekrode dan selnya sebagai berikut :

 

Anode             :  Li  à   Li +  e

Katode                        :  MnO +  Li +  e  à  MnOLi                

Reaksi Sel       :  Li  +  MnO  à  MnOLi

           

Baterai Li-MnO mempunyai tegangan jepit 3,4 volt, tetapi turun menjadi 2,8 volt selama digunakan. Potensial baterai Li-MnO sekitar dua kali lebih besar dari pada potensial baterai kering biasa. Oleh karena massa jenisnya yang relatif kecil, baterai litium dapat menghasilkan energi lebih dari dua kali lipat dibandingkan baterai kering biasa untuk massa yang sama. Baterai litium juga dapat disimpan untuk jangka waktu yang lama serta dapat menghasilkan arus besar, sehingga baik digunakan untuk kamera.

 

D. Elektrolisis pada pembuatan Rayon.

            Elektrolisis merupakan kebalikan dari sel volta. Dalam sel elekrolisis, listrik digunakan untuk melangsungkan reaksi redoks tak spontan. Salah satu contoh reaksi elektrolisis pada sel merkuri yang biasanya digunakan dalam pembuatan rayon.

Dalam pembuatan Rayon, diperlukan NaOH dengan kemurnian yang tinggi. Suatu proses elektrolisis yang dapat menghasilkan NaOH dengan kemurnian yang lebih tinggi adalah sel merkuri, seperti yang terlihat pada gambar 5. dalam sel merkuri digunakan merkuri (raksa) sebagai katode, sedangkan pada anode digunakan grafit.

Reaksi yang terjadi dalam sel merkuri adalah sebagai berikut.

Katode                        : Na +  e  à  Na (dalam Hg)

Anode             : 2Cl  à  Cl +  2e

Meskipun potensial reduksi (E) natrium lebihnegatif dari pada potensial reduksi air, ternyata yang mengalami reduksi di katode adalah natrium.

Hal ini terjadi karena overpotensial gas hidrogen pada elektrode merkuri sangat besar sehingga reduksi air menjadi lebih sukar. Natrium terbentuk di katode berupa larutan dalam merkuri.Dengan menggunakan pompa sirkulasi, larutan natrium dalam merkuri ini dialirkan ke bagian lain dan direaksikan dengan air,sehingga terbentuklah NaOH.

 

2Na +  2HO  à   2NaOH +  H +  H

 

Merkuri yang sudah bebeas, dialirkan kembali keruang katode.

 

E. Elektrolisis pada Pemurnian Logam.

            Contoh terpenting dalam pemurnian ini adalah tembaga. Sebagaimana kita ketahui, pengguna utama tembaga adalah umtuk membuat kabel listrik. Untuk tujuan tersebut diperlukan tembaga murni, sebab adanya pengotor dapat mengurangi konduktivitas tembaga. Akhirnya akan timbul banyak panas dan akan membahayakan penggunaanya.

            Pada pemurnian tembaga secara elektrolisis, maka tembaga kotor dijadikan sebagai anode, sedangkan katode digunakan tembaga murni. Larutan elektrolit yang digunakan adalah larutan CuSO. Selama elektrolisis, te,baga dari anode terus-menerus dilarutkan kemudian diendapkan pada katode.

CuSO  à Cu +  SO

Katode  : Cu +  2e  à Cu

Anode    : Cu à Cu+  2e                 

                 Cu à Cu

                Anode      Katode

 

            Perak, emas, platina, besi, dan Zink biasanya merupakan pengotor tembaga. Perak, emas, dan platina, mempunyai potensial lebih positif daripada tembaga. Dengan mengatur tegangan selama elektrolisis, ketiga logam itu tidak ikut larut. Ketiga logam tersebut akan terdapat pada lumpur anode. Hasil ikutan ini biasanya cukup untuk menutup biaya pemurnian tembaga itu. Besi dan Zink yang mempunyai potensial elektrode lebih negatif daripada tembaga, akan ikut larut. Akan tetapi, ion-ionnya (Fe Dan Zn) lebih sukar diendapkan, jadi tidak ikut mengendap di katode.

 

F. Elektrolisis pada Penyepuhan.

Penyepuhan (electroplanting) dimaksudkan untuk melindungi logam terhadap korosi atau untuk memperbaiki penampilan. Pada penyepuhan, logam yang akan disepuh dijadikan katode, sedangkan logam penyepuhnya sebagai anode. Kedua electrode itu dicelupkan dalam larutan garam dari logam penyepuh. Contoh, penyepuhan sendok yang digunakan sebagai katode, sedangkan anode adalah perak murni. Larutan elektrilitnya adalah larutan perak nitrat. Pada katode akan terjadi pengendapan perak, sedangkan perak pada anode terus-menerus larut. Konsentrasi ion Ag dalam larutan tidak berubah.

 

Katode (Fe)  :  Ag +  e  à  Ag

Anode  (Ag) :  Ag  à  Ag +  e                

                        Ag (Anode) à  Ag (Katode)

 

 

 

 

 

 

 

Bab III

Penutup

 

BAB III

PENUTUP

1. Kesimpulan

Elektrokimia terbagi dalam dua bagian, yaitu pemanfaatan reaksi kimia ( Reaksi Redoks ) untuk menghasilkan listrik dan pemanfaatan arus listrik untuk melangsungkan reaksi kimia. Pemanfaatan reksi redoks untuk menghasilkan listrik dilakukan dalam perangkat yang disebut Sel Volta, sedangkan pemanfaatan arus listik untuk melangsungkan reaksi kimia dilakukan dalam Sel Elektrolisis. Sel Volta tersedia dalam berbagai jenis Baterai antara lain: Baterai Konvensional dan Baterai Modern berkinerja tinggi. Aki dan Baterai kering ( Sel Leclanche ) termasuk dalam Baterai Konvensional, sedangkan Baterai Litium termasuk dalam Baterai Modern berkinerja tinggi. Elektrolisis diaplikasikan dalam proses Penyepuhan, Pemurnian Logam dan Pengolahan berbagai jenis zat kimia ( misalnya pada pembuatan Rayon ).

 

2. Saran

Pemanfaatan reaksi Redoks dapat ditemukan dalam berbagai benda dalam kehidupan sehari-hari, oleh karena itu jika kita jeli untuk menemukan dan mempelajarinya, maka akan dapat memberi banyak manfaat bagi Kita, selain juga untuk menambah pengetahuan.

 

 

DAFTAR PUSTAKA

 

www.id.wikipedia.org

Purba,Michael.2006.Kimia untuk SMA Kelas XII.Jakarta:Erlangga.

www.chem-is-try.org

www.google.com