Laporan Percobaan Sel Volta 154q5k

2013

Sel Volta

Laporan Praktikum Kimia

Nilna Jauharotul Kamelia 11

[Type the company name]

XII – IA - 6 SMA NEGERI 1 LAWANG

LAPORAN PERCOBAAN SEL VOLTA I. II.

Tujuan Percobaan

: Menentukan Potensial Sel pada sel volta

LandasanTeori

Rangkaian sel elektrokimia pertama kali dipelajari oleh Luigi Galvani (1780) danAlessandro Volta (1800). Sehingga disebut sel Galvani atau sel Volta.Keduanya menemukan adanya pembentukan energi dari reaksi kimia tersebut.Energi yang dihasilkan dari reaksi kimia sel Volta berupa energi listrik. Sel Volta (sel galvani) memanfaatkan reaksi spontan (∆G < 0) untuk membangkitkan energi listrik, selisih energi reaktan (tinggi) dengan produk (rendah) diubah menjadi energi listrik. Sistem reaksi melakukan kerja terhadap lingkungan.Selain itu pada sel ini berlangsung spontan dengan disertai pembebasan energi panas yang ditandai dengan naiknya suhu larutan. Sel Volta terdiri atas elektroda (logam seng dan tembaga) larutan elektrolit (ZnSO4 dan CuSO4), dan jembatan garam (agar-agar yang mengandung KCl).Logam seng dan tembaga bertindak sebagai elektroda.Keduanya dihubungkan melalui sebuah voltmeter.Elektroda tempat berlangsungnya oksidasi disebut Anoda (elektroda negatif), sedangkan elektroda tempat berlangsungnya reduksi disebut Katoda (elektroda positif). Penyusunan unsur-unsur berdasarkan deret kereaktifan logam dikenal dengan deret volta. Deret volta menggambarkan urutan kekuatan pendesakan suatu logam terhadap ion logam yang lain. Unsur yang terletak di sebelah kiri hidrogen lebih mudah mengalami oksidasi dibanding yang terletak di sebelah kanan hidrogen. Logam yang memiliki sifat reduktor lebih kuat akan mendesak ion logam lain yang sifat reduktornya kecil. Adapun unsur-unsur dalam deret volta adalah sebagai berikut. Li–K–Ba–Ca–Na–Mg–Al–Mn–Zn–Cr–Fe–Cd–Co–Ni–Sn– Pb–H–Cu–Hg–Ag–Pt– Au Logam di sebelah kiri H memiliki E° negatif, sedangkan di sebelah kanan H memiliki E° positif.Di sebelah kiri H merupakan logam-logam yang aktif, sedangkan di sebelah kanan H merupakan logam-logam mulia. Makin ke kanan sifat reduktor makin lemah, makin ke kiri sifat reduktor makin kuat. Unsurunsur dalam deret volta hanya mampu mereduksi unsur-unsur di sebelah kanannya, tetapi tidak mampu mereduksi unsur-unsur di sebelah kirinya.

Sel-sel volta yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari antara lain baterai dan aki. Baterai merupakan sel volta primer sedangkan aki tergolong sel volta sekunder. a. Baterai (Sel Leclanche) Baterai termasuk sel volta primer karena jika sumber energinya habis tidak dapat diisi lagi. Baterai (elemen kering) sering disebut sel Leclanche karena orang yang menemukan bernama Leclanche.Sel Leclanche menggunakan batang karbon sebagai katode dan pelat seng sebagai anode.Di dalamnya berisi pasta yang merupakan campuran batu kawi (MnO2), amonium klorida (NH4Cl), karbon (C), dan sedikit air. b. Baterai alkalin Akhir-akhir ini baterai alkalin banyak digunakan orang.Mengapa? Hal ini tidak lain karena baterai alkalin mempunyai kekuatan arus listrik yang lebih besar bila dibanding baterai biasa (sel Leclanche). Pada dasarnya prinsip kerja baterai alkalin sama dengan sel kering, hanya saja baterai alkalin menggunakan logam seng sebagai anode dan MnO2 sebagai katode serta elektrolit yang digunakan KOH. c. Sel aki Sel aki tergolong jenis sel volta sekunder, karena jika zat yang ada di dalam aki habis, maka dengan mengalirkan arus listrik ke dalam sel aki zat semula akan terbentuk kembali, sehingga sel aki dapat berfungsi lagi. Sel aki terdiri atas Pb (timbal) sebagai anode dan PbO2 (timbal dioksida) sebagai katode.Anode dan katode merupakan zat padat (lempeng) yang berpori, keduanya dicelupkan di dalam larutan asam sulfat. Aki tidak memerlukan jembatan garam karena hasil reaksinya tidak larut dalam sulfat. Kedua elektrode disekat dengan bahan fiberglas agar keduanya tidak saling bersentuhan. Setiap sel aki mempunyai potensial 2 volt. Jadi, aki 6 volt terdiri 3 sel, aki 12 volt terdiri 6 sel, dan sebagainya. Masing-masing sel dihubungkan secara seri. d. Potensial Elektrode (E) Perbedaan antara kedua sel yang terdapat di dalam sel volta disebut potensial elektrode. Untuk mengukur potensial suatu elektrode digunakan elektrode lain sebagai pembanding atau standar. Elektrode hidrogen digunakan sebagai elektrode standar karena harga potensialnya=0. Potensial elektrode yang dibandingkan dengan elektrode hidrogen yang diukur pada suhu 25°C dan tekanan 1 atm disebut potensial elektrode standar.Potensial elektrode hidrogen

merupakan energi potensial zat tereduksi dikurangi energi potensial zat teroksidasi. Menurut perjanjian IUPAC, potensial elektrode yang dijadikan sebagai standar adalah potensial reduksi.Dengan demikian, semua data potensial elektrode standar dinyatakan dalam bentuk potensial reduksi standar.Potensial reduksi standar adalah potensial reduksi yang diukur pada keadaan standar, yaitu konsentrasi larutan M (sistem larutan) atau tekanan atm (sel yang melibatkan gas) dan suhu 0. Untuk mengukur potensial reduksi standar tidak mungkin hanya setengah sel (sel tunggal) sebab tidak terjadi reaksi redoks. Oleh sebab itu, perlu dihubungkan dengan setengah sel oksidasi.Nilai GGL sel yang terukur dengan voltmeter merupakan selisih kedua potensial sel yang dihubungkan (bukan nilai mutlak). Oleh karena nilai GGL sel bukan nilai mutlak maka nilai potensial salah satu sel tidak diketahui secara pasti. Jika salah satu elektrode dibuat tetap dan elektrode yang lain diubah-ubah, potensial sel yang dihasilkan akan berbeda. Jadi, potensial sel suatu elektrode tidak akan diketahui secara pasti, yang dapat ditentukan hanya nilai relatif potensial sel suatu elektrode. Oleh karena itu, untuk menentukan potensial reduksi standar diperlukan potensial elektrode rujukan sebagai acuan.Dalam hal ini, IUPAC telah menetapkan elektrode standar sebagai rujukan adalah elektrode hidrogen. Elektrode hidrogen pada keadaan standar, E°, ditetapkan pada konsentrasi H+ 1 M dengan tekanan gas H2 1 atm pada 25°C. Nilai potensial elektrode standar ini ditetapkan sama dengan nol volt atau Eo H+→ H2 = 0,00 V. Potensial elektrode standar yang lain diukur dengan cara dirangkaikan dengan potensial elektrode hidrogen pada keadaan standar, kemudian GGL selnya diukur. Oleh karena potensial elektrode hidrogen pada keadaan standar ditetapkan sama dengan nol, potensial yang terukur oleh voltmeter dinyatakan sebagai potensial sel pasangannya e. Gaya Gerak Listrik (GGL) sel Dalam sel elektrokimia, untuk mendorong elektron mengalir melalui rangkaian luar dan menggerakkan ion-ion di dalam larutan menuju elektrode diperlukan suatu usaha.Usaha atau kerja yang diperlukan ini dinamakan gaya gerak istrik, disingkat GGL. Kerja yang diperlukan untuk menggerakkan muatan listrik (GGL) di dalam sel bergantung pada perbedaan potensial di antara kedua elektrode.Beda potensial ini disebabkan adanya perbedaan kereaktifan logam di antara kedua elektrode.Nilai GGL sel merupakan gabungan dari potensial anode (potensial oksidasi) dan potensial katode (potensial reduksi).Dalam bentuk persamaan ditulis sebagai berikut.

GGL (Esel) = potensial reduksi + potensial oksidasi Potensial reduksi adalah ukuran kemampuan suatu oksidator (zat pengoksidasi = zat tereduksi) untuk menangkap elektron dalam setengah reaksi reduksi. Potensial oksidasi kebalikan dari potensial reduksi dalam reaksi sel elektrokimia yang sama. Potensial oksidasi = –Potensial reduksi Nilai GGL sel sama dengan perbedaan potensial kedua elektrode. Oleh karena reaksi reduksi terjadi pada katode dan reaksi oksidasi terjadi pada anode maka nilai GGL sel dapat dinyatakan sebagai perbedaan potensial berikut. E0Sel = EOReduksi - E0Oksidasi EOSel = E0Katode - E0Anode EOSel = E0Besar

III.

Alat dan Bahan a. b. c. d. e. f. g. h.

IV.

- E0Kecil

Gelas kimia Jembatan garam Larutan ZnSO40,1 M Larutan CuSO40,1 M Lempeng logam tembaga Lempeng logam seng Amplas Voltmeter

Langkah Kerja

1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan 2. Memasukkan larutan ZnSO4 1 M dan CuSO4 pada gelas kimia sebanyak 80 ml 3. Menyiapkan jembatan garam 4. Memasukkan jembatan garam kedalam tabung U 5. Menghubungkan elektroda Zn dengan larutan ZnSO4 dan Cu pada larutan CuSO4 6. Mencatat perubahan tegangan listrik yang tertera pada voltmeter

V.

Hasil Pengamatan

Hasil pengamatan yang diperoleh dari percobaan sebagai berikut. EOSelhasil pengamatan pada voltmeter = 95 Volt EOSelhasil perhitungan : Data : Zn2+ + 2eCu2+ + 2eCu O E Sel perhitungan = 110 Volt VI.

ZnEOSel = -0,76 Volt EOSel = + 0,34 Volt

Pembahasan

Dari hasil percobaan yang dilakukan kelompok kami, yaitu reaksi antara : 1. ZnSO4 dan CuSO4, berdasarkan pengamatan , hasil yang ditunjukkan pada voltmeter pada reaksi ini yaitu 1,1 Volt. Dan hasil tersebut sesuai dengan teori EOSel = E0Katode - E0Anode.

2. MgSO4 dan CuSO4, berdasarkan pengamatan , hasil yang ditunjukkan pada voltmeter pada reaksi ini yaitu 1,9 Volt. Hasil tersebut tidak sesuai dengan teori yang menghasilkan potensial sel yaitu 2,71 Volt. Jadi selisihnya adalah 0,81 Volt. Perbedaan tersebut dapat terjadi karena konsentrasi zatnya tidak akurat 1 M, ataupun elektroda yang tidak di haluskan setelah digunakan.

3. MgSO4 dan ZnSO4, berdasarkan pengamatan, hasil yang ditunjukkan pada voltmeter pada reaksi ini yaitu 0,9 Volt. Hasil tersebut kurang sesuai dengan teori yaitu 1,07 Volt. Jadi, selisihnya adalah 0,17 Volt. Perbedaan tersebut dapat terjadi karena konsentrasi zatnya tidak sesuai 1 M, ataupun elektroda yang tidak di haluskan setelah digunakan.

VII.

PERTANYAAN

1. Adakah perbedaan antara harga pontesial sel voltmeter dan hasil perhitungan kelompok anda 2. Tuliskan reaksi sel yang terjadi 3. Tuliskan notasi selnya 4. Kesimpulan apa yang kelompok anda peroleh dari percobaan di atas

VIII.

JAWABAN 1. YA 2. Zn2+ + Cu2+ Cu2+ + Zn 3. Cu |Cu2+||Zn2+ |Zn 4. Dari data pengamatan, diketahui bahwa reaksi yang mempunyai beda potensial positif adalah yang mengalami reaksi redoks secara spontan. Reaksi redoks spontan terjadi apabila sel anode lebih mudah terdoksidasi dan sel katode lebih mudah tereduksi. Saat Zn dan Cu direaksikan Zn bermuatan negatif dan Cu bermuatan positif, nilai E0 bernilai 0,9 V. Saat Zn dan Mg bereaksi Zn bermuatan positif, Mg bermuatan negatif dan nilai E0 0,75 V. Saat Mg dan Cu bereaksi, Mg bermuatan negatif, Cu bermuatan positif dan nilai E0 1,4 V.

IX.

KESIMPULAN Dari data pengamatan, diketahui bahwa reaksi yang mempunyai beda potensial positif adalah yang mengalami reaksi redoks secara spontan. Reaksi redoks spontan terjadi apabila sel anode lebih mudah terdoksidasi dan sel katode lebih mudah tereduksi. Saat Zn dan Cu direaksikan Zn bermuatan negatif dan Cu bermuatan positif, nilai E0 bernilai 0,9 V. Saat Zn dan Mg bereaksi Zn bermuatan positif, Mg bermuatan negatif dan nilai E0 0,75 V. Saat Mg dan Cu bereaksi, Mg bermuatan negatif, Cu bermuatan positif dan nilai E0 1,4 V.