Sel Volta: Kegunaan – Prinsip dan Cara Kerja

Sebuah sel volta, sering dikenal sebagai sel galvanik, menyediakan energi listrik. Sumber energi ini adalah reaksi kimia spontan, lebih khusus lagi reaksi redoks spontan.

Misalnya, semua baterai terbuat dari satu atau lebih sel volta; baterai menjadi kosong ketika sebagian besar atau semua reaktannya telah diubah menjadi produk, mengubah energi potensial kimia menjadi energi listrik.

Pengertian Sel Volta

Sel volta adalah salah satu dari dua tipe dasar sel elektrokimia. Jenis lainnya adalah sel elektrolitik ; dalam sel elektrolisis, energi listrik digunakan untuk menggerakkan reaksi kimia yang tidak spontan. Misalnya, air dapat dipecah menjadi hidrogen dan oksigen dalam sel elektrolitik. Juga, ketika baterai isi ulang diisi ulang, ia beroperasi sebagai sel elektrolitik.

terdiri dari dua setengah sel yang terpisah. Setengah sel terdiri dari elektroda (strip logam, M) dalam larutan yang mengandung ion M ⁿ⁺ di mana M adalah logam sembarang. Kedua setengah sel dihubungkan bersama oleh kawat yang mengalir dari satu elektroda ke elektroda lainnya. Sebuah jembatan garam juga menghubungkan ke setengah sel.

Kegunaan Sel Volta

Sel Volta digunakan untuk memasok arus listrik melalui reaksi redoks untuk transfer elektron. Sebuah sel galvanik adalah contoh bagaimana menggunakan reaksi sederhana antara beberapa elemen untuk memanfaatkan energi.

Prinsip Sel Volta

Kerja listrik yang dilakukan oleh sel galvanik terutama disebabkan oleh energi Gibbs dari reaksi redoks spontan dalam sel volta. Ini umumnya terdiri dari dua setengah sel dan jembatan garam. Setiap setengah sel selanjutnya terdiri dari elektroda logam yang dicelupkan ke dalam elektrolit.

Kedua setengah sel ini terhubung ke voltmeter dan sakelar secara eksternal dengan bantuan kabel logam. Dalam beberapa kasus, ketika kedua elektroda dicelupkan ke dalam elektrolit yang sama, jembatan garam tidak diperlukan.

Ketika reaksi redoks terjadi, elektron ditransfer dari satu spesies ke spesies lainnya. Jika reaksi berlangsung spontan, energi dilepaskan, yang dapat digunakan untuk melakukan usaha. Pertimbangkan reaksi tembaga padat (Cu _(s) ) dalam larutan perak nitrat (AgNO _{3 (s)} ).

2Ag+(aq)+Cu(s)⇋Cu2+(aq)+2Ag(s)(1)

AgNO3(s) terdisosiasi dalam air untuk menghasilkan ion Ag+(aq) dan NO−3(aq) ion.

NO ₃ ^– _(aq) ion dapat diabaikan karena mereka ion penonton dan tidak berpartisipasi dalam reaksi. Dalam reaksi ini, elektroda tembaga ditempatkan ke dalam larutan yang mengandung ion perak.

Ag ⁺ _(aq) akan dengan mudah mengoksidasi Cu _(s) menghasilkan Cu ^{2 +} _(aq), sekaligus mereduksi dirinya menjadi Ag _(s) .

Reaksi ini melepaskan energi. Namun, ketika padatan elektroda tembaga ditempatkan langsung ke dalam larutan perak nitrat, energinya hilang sebagai panas dan tidak dapat digunakan untuk melakukan kerja. Untuk memanfaatkan energi ini dan menggunakannya untuk melakukan pekerjaan yang bermanfaat, kita harus membagi reaksi menjadi dua setengah reaksi yang terpisah.

Reaksi oksidasi dan reduksi. Sebuah kawat menghubungkan dua reaksi dan memungkinkan elektron mengalir dari satu sisi ke sisi lainnya. Hal inilah yang dimaksud dengan Sel Volta/Galvanik.

Cara Kerja Sel Volta

• Dalam sel galvanik, ketika elektroda terkena elektrolit pada antarmuka elektroda-elektrolit, atom dari elektroda logam memiliki kecenderungan untuk menghasilkan ion dalam larutan elektrolit meninggalkan elektron pada elektroda. Sehingga, membuat elektroda logam bermuatan negatif.
• Sedangkan pada saat yang sama ion logam dalam larutan elektrolit juga memiliki kecenderungan untuk mengendap pada elektroda logam. Sehingga, membuat elektroda bermuatan positif.
• Di bawah kondisi kesetimbangan, pemisahan muatan diamati dan tergantung pada kecenderungan dua reaksi yang berlawanan, elektroda dapat bermuatan positif atau negatif. Oleh karena itu, perbedaan potensial dikembangkan antara elektroda dan elektrolit.
• Perbedaan potensial ini dikenal sebagai potensial elektroda.
• Dari dua elektroda, elektroda tempat terjadinya oksidasi disebut anoda sedangkan elektroda tempat terjadinya reduksi disebut katoda.
• Anoda memiliki potensial negatif terhadap larutan sedangkan katoda memiliki potensial positif terhadap larutan.
• Dengan demikian, perbedaan potensial berkembang antara dua elektroda sel galvanik. Perbedaan potensial ini dikenal sebagai potensial sel.
• Ketika tidak ada arus yang ditarik dari sel galvanik, potensial sel dikenal sebagai gaya gerak listrik sel galvanik.
• Ketika sakelar dihidupkan, karena perbedaan potensial, elektron mengalir dari elektroda negatif ke elektroda positif.

Perbedaan Sel Volta dengan Sel Elektrolisis

• Energi Listrik dan Reaksi Kimia
  Dalam sel volta, reaksi kimia digunakan untuk menghasilkan energi listrik. Dalam sel elektrolitik, perbedaan potensial yang diterapkan secara eksternal digunakan untuk mendorong reaksi kimia.
• Elektroda Logam
  Dalam sel volta, dua elektroda perlu dibuat dari dua logam yang berbeda, dengan yang satu lebih reaktif terhadap senyawa elektrolit dibandingkan dengan yang lain. Biasanya, dalam sel elektrolitik, kedua elektroda yang digunakan terbuat dari logam inert yang sama (grafit atau platinum).
• Konversi Energi
  Pada sel volta energi kimia diubah menjadi energi listrik proporsional, sedangkan pada sel elektrolisis energi listrik diubah menjadi energi kimia.
• Polaritas Anoda dan Katoda
  Sel volta memiliki anoda bermuatan negatif dan katoda bermuatan positif. Sel elektrolisis memiliki anoda bermuatan positif dan katoda bermuatan negatif.
• Spontanitas Reaksi
  Dalam sel volta, reaksi kimia yang menghasilkan energi listrik terjadi secara spontan. Sebaliknya, dalam sel elektrolitik, sumber ggl eksternal harus digunakan untuk mendorong reaksi kimia. Dengan demikian, sel volta dan sel elektrolitik adalah dua jenis sel elektrokimia yang berbeda yang digunakan untuk aplikasi yang berbeda dan terpisah. Masing-masing mewakili tipe dasar, di mana banyak baterai modern dan aplikasi elektrokimia lainnya telah dirancang dan dibangun.

Kesimpulan Pembahasan

Sel volta disebut juga sel galvanik. Nama-nama ini masing-masing berasal dari Alessandro Volta dan Luigi Galvini, keduanya mempelopori teknologi ini.

Sebelum mencoba mempelajari lautan, seseorang harus terlebih dahulu mempelajari kolam setempat. Hal yang sama berlaku dalam dunia elektrokimia.

Pertama kali digunakan pada akhir 1800-an, sel listrik telah berkembang menjadi lebih dari sekadar komponen di dalam baterai. Saat ini, selain memberi daya pada ponsel, laptop, mobil, inverter, dll., sel elektrokimia juga telah menemukan aplikasi dalam berbagai proses khusus, seperti elektrolisis dan pelapisan listrik.