Sel Volta atau Sel Galvani

A. SEL VOLTA ATAU SEL GALVANI

Pada video di atas terihat lempeng zink dicelupkan ke dalam larutan tembaga (II) sulfat, terlihat:lempeng zink yang awalnya bersih perlahan-lahan menjadi kotor dan larutan tembaga (II) sulfat yang awalnya berwarna biru perlahan-lahan warna kebiruannya berkurang. Hal ini disebabkan lempeng zinknya larut dan melepas elektron. Elektronnya ditangkap oleh ion Cu²⁺ terbentuk endapan Cu yang menempel di lempeng zink. Reaksi redoks antara lempeng zink dengan larutan tembaga (II) sulfat berlangsung serta merta atau spontan. Artinya reaksi ini bisa bereaksi tanpa bantuan apapun.

Reaksi kimia: Zn(s) + CuSO4(aq)  --> ZnSO4(aq) + Cu(s)

Reaksi ion: Zn(s) +  Cu²⁺(aq) --> Cu²⁺(aq) + Cu(s)

Pada reaksi redoks spontan terjadi perpindahan elektron dari reduktor ke oksidator. Aliran elektron inilah yang dimanfaatkan sebagai sumber listrik.

Pada video di atas adalah rangkaian sel volta. Sel volta atau sel galvani adalah perangkat yang mengubah energi kimia dari suatu reaksi redoks spontan menjadi energi kimia. oke... sekarang penjelasan proses kerja sel voltanya sebagai berikut:

1. Lempeng zink dicelupkan dalam larutan yang mengandung ion Zn²⁺ (larutan garam zink) dan dalam wadah yang berbeda lempeng tembaga dicelupkan dalam larutan yang mengandung ion  Cu²⁺ (larutan garam tembaga) 
2. Logam zink akan larut dan melepas dua elektron, Zn(s) --> Zn²⁺ (aq) + 2e
3. Elektron yang dibebaskan tidak memasuki larutan melainkan berada pada lempeng zink dan mengalir ke lempeng tembaga melalui kawat penghantar. Kemudian elektronnya ditangkap ion Cu²⁺ dan mengendap di lempeng tembaga tersebut. Zn²⁺ (aq)+ 2e --> Zn(s)
4. Maka rangkaian tersebut dapat menghasilkan listrik
5. Pada larutan yang dicelupkan lempeng zink menjadi kaya muatan positif karena larutnya zink, sedangkan larutan yang dicelupkan lempeng tembaga menjadi bermuatan negatif seiring mengendapnya ion Zn²⁺ . Akibatnya aliran elektron berhenti, dan mengganggu jalannya aliran elektron.
6. Untuk mencegah gangguan tersebut digunakan jembatan garam. Jembatan garam adalah larutan garam (seperti NaCl atau KNO3) dalam agar-agar. Ion negatif dari jembatan garam bergerak ke larutan yang berisi lempeng zink untuk menetralkan kelebihan ion Zn²⁺ . Sedangkan ion positifnya bergerak menuju larutan yang berisi lempeng tembaga untuk menetralkan kelebihan ion SO4^2- 
7. Lempeng zink dan lempeng tembaga disebut elektroda. Elektroda adalah kutub-kutub listrik pada rangkaian sel elektrokimia. Elektroda tempat terjadinya oksidasi atau pelepasan elektron disebut anoda dan yang terjadi reduksi atau penyerapan elektron disebut katoda. 
8. Dalam sel volta katoda sebagai kutub positif dan anoda sebagai kutub negatif

B. NOTASI SEL VOLTA

Susunan sel volta dinyatakan dalam notasi singkat yang disebut diagram sel. Pada rangkaian sel volta dalam video di atas sebagai berikut:

Zn | Zn²⁺ || Cu²⁺ | Cu

Anoda digambarkan di sebelah kiri dan katoda sebelah kanan. Dua garis sejajar (||) yang memisahkan anoda dan katoda adalah jempatan garam, sedangkan (|) menyatakan batas antarfase. Misalnya Zn padatan, Zn²⁺ dalam larutan; Cu²⁺ dalam larutan, Cu dalam padatan.

C. DERET VOLTA

Deret volta adalah susunan unsur-unsur logam berdasarkan potensial elektrodanya, yaitu

Li-K-Ba-Ca-Sr-Na-Mg-Al-Mn-Zn-Cr-Fe-Cd-Co-Ni-Sn-Pb-H-Sb-Bi-Cu-Hg-Ag-Pt-Au

Pada deret volta unsur logam yang memiliki potensial elektroda lebih negatif ditaruh disebelah kiri sedangkan yang lebih positif di taruh sebelah kanannya.

Semakin kiri kedudukan suatu logam dalam deret volta

     - Logamnya akan semakin reaktif (makin mudah melepas elektron)

     - Sifat reduktor logamnya semakin kuat (makin mudah mengalami oksidasi)

dan sebaliknya

Akibat adanya perbedaan potensial elektroda antara elektroda dalam rangkaian sel volta menyebabkan terjadinya selisih potensial yang disebut potensial standar, E^o_sel (diukur pada 25^oC, 1 atm, konsentrasi ion-ionnya 1M). Potensial sel juga dapat ditentukan melalui percobaan menggunakan voltmeter atau potensiometer atau berdasarkan data potensial katoda ( E^o_sel  lebih besar atau lebih positif) dan anodanya (E^o_sel  lebih kecil atau lebih negatif). Rumusnya sebagai berikut:

E^o_sel = E^okatoda - E^oanoda

Suatu reaksi redoks berlangsung spontan jika E^o_sel > 0 (bernilai positif)
Suatu reaksi redoks berlangsung tidak spontan jika E^o_sel <0 (bernilai negatif)

E. APLIKASI SEL VOLTA
Prinsip sel volta ini banyak digunakan dalam aki, baterai kering (sel leclanche), baterai alkaline, baterai nikel kadmium, baterai perak oksida, baterai litium dan sel bahan bakar


Semoga bermanfaat

Sumber Informasi:
Michael Purba, Kimia 3A untuk SMA, Erlangga, Jakarta, 1994