Percobaan Sel Volta

1. Judul : Sel Volta

2. Tujuan : Mempelajari cara merakit dan mengukur potensial sel volta.

3. Alat :
a. Gelas kimia 100 mL (2 buah)
b. Tabung U (1 buah)
c. Voltmeter (1 buah)
d. Kabel dan jepit buaya (2 buah)
e. Pembakaran Bunsen (1 buah)
f. Kaki tiga (1 buah)
g. Pengaduk kaca (1 buah)

4. Bahan :
a. Lempeng logam Zn (seng) 10 x 1 cm
b. Lempeng logam Cu (tembaga) 10 x 1 cm
c. Larutan CuSO4 0.1 M dalam 100mL
d. Larutan SnSO4 0.1 M dalam 100mL
e. Bubuk agar-agar
f. Garam dapur

5. Dasar Teori :
Sel volta atau sel galvani adalah sel elektrokimia yang melibatkan reaksi redoks dan menghasilkan arus listrik. Sel volta terdiri atas elektroda, tempat berlangsungnya reaksi oksidasi disebut anoda(elektrode negative), dan tempat berlangsungnya reaksi reduksi disebut katoda(elektrode positif).
Rangkaian sel volta terdiri atas elektrode Zn (logam Zn) yang dicelupkan ke dalam larutan ZnSO4 dan elektrode Cu (logam Cu) yang dicelupkan ke dalam larutan CuSO4.
Kedua larutan itu dihubungkan dengan jembatan garam yang berbentuk huruf U yang diisi dengan garam NaCl atau KNO3 dalam agar-agar (gelatin). Sedangkan, kedua elektrode dihubungkan dengan alat petunjuk arus, yaitu voltmeter melalui kawat.
Bila elektrode Zn dan Cu dihubungkan dengan sebuah kawat maka akan terjadi energi listrik (menghasilkan energi listrik). Untuk menjaga kenetralan listrik dari kedua larutan di atas maka kedua larutan tersebut dihubungkan dengan jembatan garam. Jembatan garam menyebabkan elekton mengalir secara terus menerus melalui kawat.

Potensial sel (Eosel) adalah potensial listrik yang dihasilkan oleh suatu sel volta. Besarnya potensial sel dari suatu reaksi redoks dalam sel volta dapat ditentukan melalui:
1. Percobaan dengan menggunakan voltmeter atau potensiometer.
2. Perhitungan berdasarkan data potensial elektroda unsur-unsur sesuai dengan reaksinya.

Eosel = Eokatode - Eoanode

atau

Eosel = Eoreduksi-Eooksidasi


Potensial elektroda merupakan ukuran besarnya kecenderungan suatuunsur untuk melepas atau menyerap elektron. Untuk membandingkan kecenderungan oksidasi atau reduksi dari suatu elektroda pembanding yaitu elektroda hidrogen. Potensial yang dihasilkan oleh suatu elektroda yang dihubungkan dengan elektroda hidrogen disebut potensial elektroda.

Ada dua kemungkinan:
Jika potensial electrode bertanda (+) maka electrode lebih mudah mengalami reduksi.
Jika potensial electrode bertanda (-) maka electrode lebih mudah mengalami oksidasi.
Harga potensial sel tergantung pada jenis elektroda, suhu, konsentrasi ion dalam larutan, dan jenis ion dalam larutan.

Perlu diingat bahwa: Unsur/electrode yang mempunyai E lebih kecil akan mengalami oksidasi dan berfungsi sebagai anoda, dengan E0 oksidasi = - E0 reduksi.
Syarat reaksi redoks berlangsung spontan, yaitu logam untuk anoda terletak sebelah kiri logam untuk katoda dalam deret volta.
Deret Volta merupakan urutan logam-logam(ditambah hidrogen) berdasarkan kenaikan potensial elektroda standarnya.

“
Li K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Co Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au
”
Semakin ke kiri letak suatu logam dalam deret volta, maka logam tersebut semakin mudah teroksidasi. Sebaliknya, semakin ke kanan suatu logam dalam deret volta, maka logam tersebut semakin mudah tereduksi. Oleh karena itu, untuk melindungi suatu logam dari reaksi oksidasi (perkaratan) maka logam tersebut perlu dihubungkan dengan logam yang letaknya lebih kiri dari logam tersebut dalam deret volta atau disebut sebagai perlindungan katodik.

6. Langkah Kerja :
1. Buatlah jembatan garam dengan melarutkan bubuk agar-agar dengan air secukupnya, lalu masak atau panaskan larutan agar-agar dengan menggunakan pembakaran Bunsen, tambahkan garam secukupnya, lalu aduk hingga matang dan mengental. Setelah itu masukkan ke tabung U sampai mulut tabung, dan biarkan hingga mengeras.
2. Buat larutan ZnSO4, lalu masukkan 50 mL larutan ZnSO4 0,1 M ke dalam suatu gelas kimia dan celupkan sepotong lempeng logam seng ke dalam larutan itu.
3. Buat larutan CuSO4, lalu masukkan 50 mL larutan CuSO4 0,1 M kedalam suatu gelas kimia lain dan celupkan sepotong lempeng logam tembaga ke dalam larutan itu.
4. Hubungkan kedua larutan dengan jembatan garam.
5. Hubungkan kedua lempeng logam (Zn dan Cu) melalui voltmeter dengan kabel dan jepit buaya. Jika voltmeter bergerak ke arah negatif, segera putuskan rangkaian itu. Jika bergerak ke arah positif, biarkan dan baca beda potensialnya. Catat beda potensial pada tabel pengamatan.

7. Kesimpulan :
Sel Volta adalah sel elektrokimia dimana energi kimia diubah menjadi energi listrik. Sel volta melibatkan reaksi redoks dan menghasilkan arus listrik. Sel Volta selalu terbentuk dari dua elektroda dengan E° yang berbeda. Elektroda dengan E° lebih negatif mengalami Oksidasi dan bertindak sebagai Anoda (kutub negatif). Sedangkan Elektroda dengan E° lebih positif mengalami Reduksi dan bertindak sebagai Katoda (kutub positif). Dan arah aliran elektron dari Anoda ke Katoda.
E°Sel = E°red - E°oks

Notasi sel :
Anoda Ion Anoda Ion Katoda Katoda
Anoda + Ion Katoda ® Ion Anoda + Katoda

Dalam percobaan di atas, Logam Cu mempunyai potensial reduksi yang lebih positif dibanding logam Zn, sehingga logam Zn bertindak sebagai anoda (elektroda negatif) dan logam Cu bertindak sebagai katoda (elektroda posotif). Maka dari itu, Cu akan mengalami reduksi (menangkap elektron) dan Zn akan mengalami oksidasi (melepas elektron).
Elektron berpindah dari elektroda Zn ke elektroda Cu menunjukkan bahwa Zn lebih mudah teroksidasi daripada Cu. Perbedaan kecenderungan teroksidasi menghasilkan perbedaan rapatan muatan berakibat timbul beda potensial (pendorong elektron) yang disebut potensial sel yang dapat diukur menggunakan voltmeter. Potensial sel yang dihasilkan suatu elektroda terhadap elektroda hidrogen disebut potensial elektroda.

........Zn dalam larutan ZnSO4(Zn2+ dan SO42-) semakin terlihat menipis karena teroksidasi. (massa logam Zn berkurang karena terlarut sebagai ion)
Zn ® Zn2+ + 2e , sehingga, ion Zn2+ semakin bertambah dalam larutan dan menyebabkan larutan bermuatan positif (Zn2+ bertambah). Sedangkan, 2e hasil oksidasi akan mengalir ke larutan CuSO4 melalui kawat penghantar.

……..Cu dalam larutan CuSO4(Cu2+ dan SO42-) semakin terlihat menebal karena ada reaksi reduksi yang menyebabkan logam Cu mengendap. (Massa logan Cu bertambah)
Cu2+ + 2e ® Cu sehingga ion Cu2+ semakin berkurang dalam larutan dan menyebabkan larutan bermuatan negatif (SO42- lebih banyak).

Maka dari itu, dibutuhkan jembatan garam(NaCl sebagai larutan elektrolit inert) yang mengandung ion-ion positif dan ion-ion negatif karena berfungsi menetralkan muatan positif dan negatif dalam larutan elektrolit.
Na+ akan menetralkan kelebihan ion SO42- dalam larutan CuSO4.
Cl- akan menetralkan kelebihan ion Zn2+ dalam larutan ZnSO4.