Apa yang dimaksud sel volta dan sel elektrolisis

Sel elektrolisis

Elektrolisis adalah penguraian suatu elektrolit oleh arus listrik. Pada sel elektrolisis. Reaksi kimia akan terjadi jika arus listrik dialirkan melalui larutan elektrolit, yaitu energi listrik (arus listrik) diubah menjadi energi kimia (reaksi redoks).

Ciri utama elektrolisis

• Ada larutan elektrolit yang mengandung ion bebas. Ion-ion ini dapat memberikan atau menerima elektron sehingga electron dapat mengalir melalui larutan.

• Ada sumber arus listrik dari luar, seperti baterai yang mengalirkan arus listrik searah (DC).

• Ada 2 elektroda dalam sel elektrolisis.

Kegunaan sel Elektrolisis

Pembuatan Gas di Laboratorium

Sel elektrolisis banyak digunakan dalam industri pembuatan gas misalnya pembuatan gas oksigen, gas hidrogen, atau gas klorin. Untuk menghasilkan gas oksigen dan hidrogen, Anda dapat menggunakan larutan elektrolit dari kation golongan I A, (K⁺, Na⁺), golongan II A, (Ca²⁺, Mg²⁺), Al³⁺, Mn²⁺ dan anion yang mengandung oksigen (SO₄^2-, CO₃^2-, NO₃^–, PO₄^3-, ClO₄^–) dengan elektrode Pt atau karbon. Reaksi elektrolisis yang menghasilkan gas, misalnya elektrolisis larutan Na₂SO₄ menggunakan elektrode karbon.

Reaksi yang terjadi :

Na₂SO_4(aq) = 2 Na⁺_(aq) + SO₄^2-_(aq)

Katode (C) : 2 H₂O_(l) + 2e^– = 2 OH^–_(aq) + H_2(g)

Anode (C) : 2 H₂O_(l) = 4 H⁺_(aq) + O_2(g) + 4e^–

Karena pada katode dan anode yang bereaksi adalah air, semakin lama air semakin berkurang sehingga perlu ditambahkan. Perlu diingat bahwa walaupun yang bereaksi air, tidak berarti elektrolit Na₂SO₄ tidak diperlukan. Elektrolit ini berguna sebagai penghantar arus listrik.

Proses penyepuhan

Penyepuhan suatu logam emas, perak, atau nikel, bertujuan menutupi logam yang penampilannya kurang baik atau menutupi logam yang mudah berkarat. Logam-logam ini dilapiasi dengan logam lain yang penampilan dan daya tahannya lebih baik agar tidak berkarat. Misalnya mesin kendaraan bermotor yang terbuat dari baja umumya dilapisi kromium agar terhindar dari korosi .

Beberapa alat rumah tangga juga disepuh dengan perak sehingga lebih awet dan penampilannya tampak lebih baik. Badan sepede titanium dilapisi titanium oksida (TiO₂)yang bersifat keras dan tidak dapat ditembus oleh oksigen atau uap air sehingga terhindar dari reaksioksida yang menyebabkan korosi.

Prinsip kerja proses penyepuhan adalah penggunaan sel dengan elektrolit larutan dan electrode reaktif. Contoh jika logam atau cincin dari besi akan dewlaps emas digunakan larutan elektrolit AuCl_3(aq). Logam besi (Fe) dijadikan sebagai katode, sedangkan logam emasnya (Au) sebagai anode. Apa yang terjadi jika kedua logam ini ditukar posisinya? Mengapa? Reaksi yang berlangsung dalam proses penyepuhan besi dengan emas yaitu :

AuCl_3(aq) = Au³⁺_(aq) + 3 Cl^–_(aq)

Katode (cincin Fe) : Au³⁺_(aq) + 3e^– = Au_(s)

Anode (Au) : Au_(s) = Au³⁺_(aq) + 3e^–

Proses yang terjadi yaitu oksidasi logam emas (anode) menjadi Au³⁺_(aq) Kation ini akan bergerak ke katode menggantikan kation Au³⁺ yang direduksidi katode. Kation Au³⁺ di katode direduksi membentuk endapan logam emas yang melapisi logam atau cincin besi. Proses ini cukup murah karena emas yang melapisi besihanya berupa lapisan tipis.

Proses Pemurnian logam kotor

Proses pemurnian logam kotor banyak dilakukan dalam pertambangan. Logam transisi yang kotor dapat dimurnikan dengan cara menempatkannya sebagai anode dan logam murni sebagai katode. Elektrolit yang digunkan adalah elektrolit yang mengandung kation logam yang dimurnikan. Contoh : proses pemurnian nikel menggunakan larutan NiSO_4(aq). Nikel murni digunakan sebagai katode, sedangkan nikel kotor (logam yang dimurnikan) digunakan sebagai anode. Reaksi yang terjadi, yaitu:

NiSO_4(aq) = Ni²⁺_(aq) + SO₄^2-_(aq)

Katode (Ni murni) : Ni²⁺_(aq) + 2e^– = Ni _(s)

Anode (Ni kotor) : Ni _(s) = Ni²⁺_(aq) + 2e^–

Logam nikel yang kotor pada anode dioksidasi menjadi ion Ni²⁺. Kemudian, ion Ni²⁺ pada katode direduksi membentuk logam Ni dan bergabung dengan katode yang merupakan logam murni. Kation Ni²⁺ di anode bergerak ke daerah katode menggantikan kation yang direduksi. Untuk mendapatkan logam nikel murni (di katode) harus ada penyaringan sehinggga kotoran (tanah, pasir, dan lain-lain) hanya berada di anode dan tidak berpindah ke katode sehingga daerah di katode merupakan daerah yang bersih.

sel volta

Sel Galvani atau disebut juga dengan sel volta adalah sel elektrokimia yang dapat menyebabkan terjadinya energi listrik dari suatu reaksi redoks yang spontan. reaksi redoks spontan yang dapat mengakibatkan terjadinya energi listrik ini ditemukan oleh Luigi Galvani dan Alessandro Guiseppe Volta.

Rangkaian Sel Volta

sel galvani (sel volta) terdiri dari beberapa bagian, yaitu:

a. voltmeter, untuk menentukan besarnya potensial sel.

b.  jembatan garam (salt bridge), untuk menjaga kenetralan muatan listrik pada larutan.

c. anode, elektrode negatif, tempat terjadinya reaksi oksidasi. pada gambar, yang bertindak sebagai anode adalah elektrode Zn/seng (zink electrode).

d. katode, elektrode positif, tempat terjadinya reaksi reduksi. pada gambar, yang bertindak sebagai katode adalah elektrode Cu/tembaga (copper electrode).