Contoh Laporan Kimia : Sel Volta

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA

“SEL VOLTA”

                                        

DISUSUN OLEH :

MUHAMMAD RAIHAN (25)

XII MIPA 3

SMAN NEGERI 103 JAKARTA

Jl. Mawar Merah VI Perumnas  Klender,Malaka Jaya

Kecamatan Duren Sawit – Jakarta Timur

I.       Tujuan Percobaan

a.       Menentukan potensial sel pada sel volta

b.      Merangkai sel volta dan menuliskan lambing diagram sel

c.       Menentukan katoda dan anoda

II.      Dasar Teori

a.       Sel Volta

Peralatan percobaan untuk menghasilkan listrik dengan memanfaatkan energy redoks spontan disebut sel galvanic atau sel volta, diambil dari nama ilmuwan Italia Luigi Galvani dan Alessandro Volta yang membuat versi awal dari alat ini

(Chang, 2005:197).

Sel volta adalah penataan bahan kimia dan penghantar listrik yang memberikan aliran electron lewat rangkaian luar dari suatu zat kimia yang teroksidasi ke zat kimia yang direduksi

(Keenan:1980).

Suatu sel galvani menghasilkan listrik karena adanya perbedaan daya Tarik dua elektroda terhadap electron, sehingga electron mengalir dari yang lemah ke yang kuat daya tariknya. Jika daya Tarik itu disebut potensial elektroda, maka perbedaan potensial kedua elektroda disebut potensial sel atau daya gerak listrik (DGL) sel dalam satuan volt (V)

(Syukri, 1999:527)

Prinsip-prinsip sel volta :

1.          Di dalam sel volta reaksi kimianya mengandung arus listrik, reaksi terjadi secara spontan.

2.          Terjadi perubahan dari energi kimia menjadi energi listrik.

3.          Pada anode, terjadi reaksi oksidasi dan bermuatan negatif (-).

4.          Pada katode, terjadi reaksi reduksi dan bermuatan positif (+).

5.          Elektron mengalir dari anode menuju katode

b.      Elektroda

Mengikuti apa yang dikatakan Michael Faraday, para ahli kimia menyebut sisi berlangsungnya oksidasi dalam sel elektrokimia sebagai anoda dan sisi berlangsungnya reduksi sebagai katoda

(Oxtoby, 2001:378)

Hubungan listrik antara dua setengah – sel harus dilakukan dengan cara tertentu. Kedua electrode logam dan larutannya harus berhubungan, dengan demikian lingkar arus yang sinambung terbentuk dan merupakan jalan agar partikel bermuatan mengalir. Secara sederhana electrode saling dihubungkan dengan kawat logam yang memungkinkan aliran electron

(Petrucci:1985).

Perlu diingat bahwa:

1.     Anode adalah elektrode tempat terjadinya reaksi oksidasi.

2.     Katode adalah elektrode tempat terjadinya reaksi reduksi.

3.     Katode positif, Anode negatif

4.     Arah gerak arus elektron adalah dari anode menuju katode.

5.     Arah gerak arus listrik adalah dari katode menuju anode.

(arryarjuna.blogspot.com)

Sel terdiri dari dua setengah – sel yang elektrodanya dihubungkan dengan kawat dan larutannya dengan jembatan garam. (Ujung jembatan garam disumbat dengan bahan berpori yang memungkinkan ion bermigrasi, tetapi mencegah aliran cairan dalam jumlah besar). Potensiometer mengukur perbedaan potensial antara dua electrode yaitu sebesar 0.463 Volt (V)

(Petrucci:1985).

c.       Jembatan Garam

Aliran listrik antara dua larutan harus berbentuk migrasi ion. Hal ini hanya dapat dilakukan melalui larutan lain yang "menjembatani" kedua setengah – sel dan tak dapat dengan kawat biasa: hubungan ini disebut jembatan garam (= salt bridge)

(Petrucci:1985).

Jembatan garam dapat dibuat dengan melarutkan garam-garam yang mudah larut dalam air, pada larutan agar-agar atau dengan mencelupkan kertas saring pada larutan garam. Fungsi jembatan garam :

1.                        Menyeimbangkan kelebihan jumlah ion pada kedua elektroda

2.                        Membuat rangkaian tertutup sehingga terjadi aliran elektron yang melibatkan beda potensial sel dapat terbaca di voltmeter/avometer.

(ferari008.blogspot.com)

d.      Potensial Sel

Potensial elektroda merupakan ukuran besarnya kecenderungan suatu unsur 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.

(myradardanger.blogspot.com)

Potensial sel (E˚sel) 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.

(myradardanger.blogspot.com)

Dua aturan yang cocok untuk menghitung daya gerak listrik suatu sel penentuan reaksi sel, dan untuk menentukan apakah reaksi sel seperti tertulis berlangsung spontan daya gerak listrik sel E⁰ adalah daya gerak listrik bila semua konstituen terdapat pada keaktifan satu.

1)      Daya gerak listrik suatu sel sama dengan potensial elektroda standar elektroda katode dikurangi potensial elektroda anode.

E⁰ sel = E⁰ katode - E⁰anode

Hasil E⁰ sel > 0 menyatakan reaksi berlangsung spontan, dan E⁰ sel < 0 maka menyatakan reaksi berlangsung tidak spontan.

2)      Reaksi yang berlangsung pada anode ditulis sebagai reaksi oksidasi dan reaksi yang berlangsung pada anode ditulis sebagai reaksi oksidasi dan reaksi yang berlangsung pada katode adalah reaksi reduksi. Reaksi sel adalah jumlah dari kedua reaksi ini.

(seindah-gloriosa.blogspot.com)

e.       Reaksi

 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 reaksioksidasi (perkaratan) maka logam tersebut perlu dihubungkan dengan logam yang letaknya lebih kiri dari logam tersebut dalam deret volta atau disebut sebagai perlindungan katodik.

(blogelektrokimia.blogspot.com)

III.             Alat dan Bahan

a.       Alat

                                                              i.      Voltmeter

                                                            ii.      Penjepit buaya (kabel)

                                                          iii.      Gelas kimia 2

                                                          iv.      Jembatan garam

b.      Bahan

                                                              i.      CuSO4 (l) 30 ml

                                                            ii.      ZnSO4 (l) 30 ml

                                                          iii.      Lempeng Zn

                                                          iv.      Lempeng Cu

IV.             Cara Kerja

a.       Menyediakan  alat dan bahan, mengamplas semua logam menggunakan amplas sampai mengkilat

b.      Masukkan 20 ml larutan CuSO4 (l) 30 ml kedalam gelas kimia 1

c.       Masukkan 20 ml larutan ZnSO4 (l) 30 ml kedalam gelas kimia 1

d.      Masukkan jembatan garam (Pipa U) diantara kedua gelas kmia yang berisi larutan.

e.       Sambungkan ujung dari batang Zn yang dimasukkan dalam larutan ZnSO4  kabel anoda pada voltmeter

f.       Sambungkan ujung dari batang Cu yang dimasukkan dalam larutan CuSO4 ke ujung kabel katoda pada voltmeter

g.      Atur skala pada voltmeter

h.      Lihat angka yang ditunjukkan pada jarum voltmeter setelah selang 5 menit dan catat hasil pengamatannya.

V.                Hasil Pengamatan

Larutan	Anoda	Larutan	Katoda	Beda Potensial	Peribahan yang terjadi
ZnSO4	Zn	CuSO4	Cu	15 V	Terjadi perubahan bentuk pada logam Zn
ZnSO4	Zn	CuSO4	Cu	3 V	Terjadi perubahan bentuk pada logam Cu

VI.             Analisa Data

Pada saat beda potensial sebesar 15 volt terjadi perubahan bentuk pada logam Zn yang diakibatkan karena adanya peregerakkan arus elektron.

Sedangkan pada saat beda potensial 3 volt terjadi perubahan bentuk pada logam Cu, diakibatkan adanya pergerakkan arus electron

Cu dalam Larutan CuSO₄ dan Zn dalam Larutan ZnSO₄

a.       Fungsi

Cu berfungsi sebagai katoda sehingga mengalami reaksi reduksi dan Zn berfungsi sebagai anoda sehingga mengalami oksidasi. Larutan CuSO₄ dan Larutan ZnSO₄sebagai elektrolit

b.      Reaksi sel

Katoda                  :               2e^- + Cu²⁺             à Cu

Anoda                   :               Zn                           à Zn²⁺ + 2e^- 

Reaksi sel            :               Cu²⁺ + Zn              à Cu + Zn²⁺

c.       Diagram sel

Zn/Zn²⁺//Cu²⁺/Cu

Dari kedua percobaan didapatkan bahwa Zn adalah Anoda dan Cu adalah Katoda

VII.          Kesimpulan

Berdasarkan percobaan diatas dapat disimpulkan bahwa

1.      Sel volta merupakan suatu sel elektrokimia yang mengubah zat kimia menjadi listrik

2.      Katode tempat terjadinya reduksi dan bersifat positif

3.      Anode tempat terjadinya oksidasi dan bersifat negatif

4.      Pada sel volta semua reaksi berlangsung secara spontan

VIII.       Pertanyaan dan Jawaban

a.       Tuliskan persamaan reaksi redoks yang terjadi dalam percobaan yang telah dilakukan?

ZnSO4 → Zn²+ + SO4^2-
katoda: Zn²⁺ + 2e → Zn × 2
anoda: 2 H2O → 4 H⁺ + 4e + O2 × 1
reaksi: 2 Zn²⁺ + 2 H2O → 2 Zn + 4 H⁺ + O2

Susunan sel volta dapat dinyatakan dengan notasi sel volta yang disebut juga diagram sel. Untuk contoh sel volta di atas, notasi selnya dapat dinyatakan sebagai berikut.

Zn | Zn²⁺ || Cu²⁺ | Cu

atau

Zn(s) | Zn²⁺(aq) || Cu²⁺(aq) | Cu(s)

§  Komponen-komponen pada kompartemen anoda (setengah sel oksidasi) ditulis pada bagian kiri, sedangkan komponen-komponen pada kompartemen katoda (setengah sel reduksi) ditulis pada bagian kanan.

§  Tanda dua garis vertikal ( || ) melambangkan jembatan garam yang memisahkan kedua setengah sel.

§  Tanda satu garis vertikal ( | ) melambangkan batas fase antara komponen-komponen dengan fase berbeda.

b.      Jelaskan apabila percobaan tersebut tidak menggunakan jambatan garam? Bagaimana pendapatmu?

Fungsi dari jembatan garam adalah untuk menetralkan kelebihan anion dan kation pada larutan dan untuk menutup rangkaian sehingga reaksi dapat berlangsung terus-menerus.

Jadi menurut pendapat saya akan terjadi ketidakseimbangan kation amupun anion di kedua tabung.

c.       Jikas larutan yang digunakan diganti dengan larutan Mgcl2 dan Fecl3, tuliskan persamaan reaksi yang terjadi di anoda dan katoda?

2FeCl₃ + 3Mg = 2Fe + 3MgCl₂

FeCl3 → Fe          Reduksi

Mg → MgCl2       Oksidasi

Dikalikan valensi lawannya

Fe = 3                            Mg = 2 X 3

FeCl3          x 3                       Mg             x 2

Fe               x 3                       MgCl2        x 2

IX.             Daftar Pustaka

§  Sentot dan Ispriyanto. 2016. Buku Siswa Kimia Berbasis Eksperimen untuk Kelas XII SMA dan MA. Solo : PT Tiga Serangkai Pustaka Mandiri

§  https://www.studiobelajar.com/sel-volta/