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
- Bagaimana
Penerapan Sel Volta pada Aki dan Baterai beserta Contohnya ?
- Bagaimana
Proses kimia bereaksi dan menghasilkan Energi Listrik ?
- Reaksi
Apa saja yang terjadi saat ion anode dan ion katode bertemu ?
- Apa
saja penerapan dan contoh penggunaan Elektrolisis dalam Industri ?
- 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 (NH
Cl), 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
+ H
O
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
- 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 ).
- 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.
No comments:
Post a Comment