JURNAL SEL GALVANI

SEL GALVANI Rinanda Rizkiarti

1*)

1

1

, Kairol Arifin,  Septia Marisa , Siti Nurul 1 Ilmiyyah Laili

Program Studi Pendidikan Kimia Jurusan Pendidikan Ilmu Pengetahuan Alam Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan UIN Syarif Hidayatullah Jakarta, Jalan Ir. H. Juanda No.95, Ciputat 15412 Indonesia. Telp. (62-21) 7493606 *) Email : [email protected] [email protected] d

Abstrak Sebuah sel elektrokimia yang beroperasi secara spontan disebut sel galvani (atau sel volta). Percobaan ini bertujuan untuk mengamati voltase dari percobaan sel galvani dengan jembata garam dari berbagai macam macam bahan. Bahan-bahan yang yang menjadi jembatan garam yaitu agar-agar, agar -agar, melon, papaya, bengkoang, dan mangga. Pada jembatan garam dari agar-agar dihasilkan voltase rata-rata 1.054, pada  jembatan garam dari buah melon dihasilkan voltase rata -rata 1.024, pada jembatan garam dari buah papaya dihasilkan voltase rata-rata 1.007, pada jembatan garam dari buah bengkoang dihasilkan voltase rata-rata 1.007, pada jembatan garam yang terakhir yaitu buah mangga, dihasilkan voltase rata-rata 1.017 dan jembatan garam dari agar-agaralah yang menghasilkan voltase terbesar. Kata Kunci: Sel Galvani, reaksi redoks, reduksi, oksidasi, jembatan garam

1. PENDAHULUAN Reaksi elektrokimia dapat dibagi dalam dua kelas: yang menghasilkan arus listrik (proses yang terjadi dalam baterai) dan yang dihasilkan oleh arus listrik elektrolisis. Tipe  pertama reaksi bersifat serta merta, dan energy bebas system kimianya  berkurang; system itu dapat melakukan kerja, misalnya menjalankan motor. Tipe kedua harus dipaksa agar terjadi (oleh kerja yang dilakukan terhadap system kimia), dan energy bebas system kimia bertambah (Keenan:1980, 29). 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, 29). Sebuah sel elektrokimia yang  beroperasi secara spontan disebut sel galvani (atau sel volta). Sel seperti ini mengubah energy kimia menjadi energy listrik yang dapat digunakan untuk melakukan kerja (Oxtoby:1999, 379). Hubungan listrik antara dua setengah  –   sel harus dilakukan dengan cara tertentu. Kedua electrode logam dan larutannya harus  berhubungan, dengan demikian lingkar arus yang sinambung

1|J u r n a l P e n e l i t i a n - K i m i a L i n g k u n g a n

terbentuk dan merupakan jalan agar  partikel bermuatan mengalir. Secara sederhana electrode saling dihubungkan dengan kawat logam yang memungkinkan aliran electron (Petrucci:1985, 9). 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, 9). Aliran listrik antara dua larutan harus berbentuk migrasi ion. Hal ini hanya dapat dilakukan melalui larutan lain yang "menjembatani" kedua setengah –  setengah  –  sel  sel dan tak dapat dengan kawat biasa: hubungan ini disebut jembatan garam (= salt bridge) (Petrucci:1985, 10). Prinsip-prinsip sel volta atau sel galvanik yaitu, gerakan elektron dalam sirkuit eksternal akibat adanya reaksi redoks. Adapun ataupun sel volta diantaranya terjadi perubahan kimia ke energi listrik, paa anoda, elektron adalah produk dari reaksi, anoda kutub negatif. Pada katoda, elektron adalah reaktan dari reaksi reduksi, katoda sama dengan dengan kutub positif elekron mengalir dari anoda ke katoda. (Ratna, dkk. Chemis-try.org ) Jembatan garam biasanya tabung berbentuk U yang diisi dengan agar-agar yang djenuhkan

dengan KCl. Jembatan garam  berfungsi untuk menjaga kenetrala muatan listrik pada larutan. Karena konsentrasi elektrolit di kedua bagian elektroda, maka ion negatif dari  jembatan garam berdifusi ke bagian lain yang kelebihan muatan negatif. Dengan adanya jembatan garam terjadi aliran elektron yang kontinu melalui kawat pada rangkaian luar aliran ion-ion melalui larutan sebagai akibat dari reaksi redoks yang spontan yang terjadi pada kedua elektroda. (Nurdin Achmad. Skp.unair.ac.id )

2. METODE PENELITIAN Alat dan bahan Pada penelitian ini, alat yang digunakan adalah Kompor gas, Panci, Sendok, Corong, Tabung U, Pisau, Pipet tetes, Gelas ukur 25 ml, Aqua gelas, Multimeter, Kabel, Stopwatch. Bahan yang digunakan antara lain Larutan ZnSO4 1M, Larutan CuSO4 1, Agar-agar, KCl, Batang Cu, Batang Zn, Batang Fe, batang C, Melon, Mangga, Pepaya, Bengkoang.

Langkah Kerjanya, Siapkan seluruh bahan dan alat kerja lalu Buatlah jembatan garam dengan  bahan baku agar-agar. Larutkan agaragar dengan air kemudian masak dengan api sedang. Lalu Masukkan agar-agar cair tadi kedalam tabung  berbentuk U, kemudian diamkan 15 menit sementara itu Siapkan elektroda Cu dan Zn serta larutan ZnSO4 dan CuSO4. Setelah itu, Masukkan kedua larutan tersebut kedalam dua gels bekker yang

2|J u r n a l P e n e l i t i a n - K i m i a L i n g k u n g a n

 berbeda, letakkan pula elektrodanya. Elektroda Cu diletakkan di gelas  bekker yang berisi CuSO4 dan elektroda Zn diletakkan ke dalam  bekker yang berisi ZnSO4. Lalu Masukkan jembatan garam KCl tadi ke dalam dua gelas bekker yang  berisi CuSO4 dan da n ZnSO4, setelah set elah itu Hidupkan multimeter kemudian hubungkan dengan kedua elektroda tersebut. Atur sedemikian hingga sampai multimeter mampu mengukur voltase sel galvanik. Catat berapa voltase yang terukur pada multimeter setiap dua menit sekali sebanyak tiga kali, kemudian rata-ratakan. Lakukan  percobaan yang sama pada sel galvanik dengan jembatan garam yang berbeda-beda (melon,  bengkoang,  bengkoang, mangga dan pepaya)

3. HASIL DAN PEMBAHASAN Sebuah sel elektrokimia yang  beroperasi secara spontan disebut sel galvani (atau sel volta). Sel seperti ini mengubah energy kimia menjadi energy listrik yang dapat digunakan untuk melakukan kerja (Oxtoby:1999, 379). Apa yang menyebabkan arus mengalir dalam sebuah sel galvani? Pasti harus ada sebuah selisih  potensial listrik listrik (∆), antara dua titik dalam rangkaian yang menyebabkan electron mengalir, sama seperti selisih potensial gravitasi antara dua titik di permukaan bumi yang menyebabkan air mengalir ke bawah. Selisih potensial listrik ini, atau tegangan sel, dapat diukur dengan sebuah alat yang disebut voltmeter yang diletakkan di rangkaian luar.

Tegangan yang diukur dalam sel galvani tergantung pada magnitudo arus yang melalui sel dan tegangan  jatuh jika arus terlalu besar (Oxtoby:1999, 379). Terdapat beberapa metode yang memungkinkan difusi ion-ion. Suatu metode laboratorium yang lazim adalah dengan membenamkan lembaran Zink ke dalam suatu larutan garam Zink, seperti Zink Sulfat, dan membenamkan sepotong tembaga ke dalam suatu larutan tembaga sulfat. Larutan Zink sulfat dihubungkan dihubungkan dengan larutan tembaga sulfat oleh suatu jembatan garam, yang memungkinkan difusi ion-ion. Jembatan garam diisi dengan larutan suatu elektrolit yang tidak berubah secara kimia dalam prose situ (Keenan:1980, 31). Pada praktikum kali ini kami melakukan percobaan dan  pengamatan mengenai sel galvani dan penggunaan jembatan garam yang bervariasi. Melakukan  percobaan dengan menggunakan  beberapa jembatan garam diantaranya agar-gar, melon, pepaya, mangga dan bengkoang itu dimaksudkan sebagai pembanding  jembatan garam apa yang menghasilkan voltase paling besar. Mengapa pada percobaan kali ini menggunakan jembatan garam? Karena tanpa adanya jembatan garam, yang menghubungkan kedua larutan, terjadinya penumpukan muatan positif dalam kompartemen anoda (karena pembentukkan ion Zn2+) dan muatan negatif dalam kompartemen katoda (terjadi ketika sebagian ion Cu2+ tereduksi menjadi Cu) tentunya dengan cepat akan menghasilkan kerja sel.

3|J u r n a l P e n e l i t i a n - K i m i a L i n g k u n g a n

Percobaan pertama menggunakan jembatan garam  berupa agar-agar, dimana agar-agar tersebut telah bercampur dengan KCl. Penggunaan garam KCl disini karena bersifat inert atau tidak akan  bereaksi. Penggunaan agar-agar itu untuk menjaga agar larutan elektrolit di satu bagian elektroda tidak mengalir ke bagian elektroda lainnya saat permukaan kedua larutan elektrolit di kedua elektrolit berbeda. Adanya jembatan garam menyebabkan adanya pertemuan cairan elektrolit. Hal ini menyebabkan munculnya potensial  perbatasan dikedua cairan, tapi  potensial cairan pembatasan antara larutan KCl ( pekat dala agar-agar) dengan larutan encer pada setengah sel sangat kecil. Hal ini terjadi karena larutan KCl pekat sehingga  potensial perbatasan terutama ditentukan oleh ion-ion dar larutan tersebut, sementara ion-ion dari larutan encer memberikan kontribusi yang dapat diabaikan terhadap  potensial perbatasan. Karena mobilitas ion K+ dan Cl- dalam air hampir sama, maka ion-ion ini  berdifusi keluar ke luar dari dar i jembatan gara m kedalam larutan encer pada kecepatan yang hampir sama dan oleh karena itu potensial  perbatasannya juga sangat kecil sehingga didapat bahwa penggunaan  jembatan garam ini mempu menghasilkan voltase yang pling tinggi dibanding dengan jembatan garam yang lain, yang kami gunakan  pada praktikum ini. ini. Selanjutnya adalah percobaan dengan bahan utama buah-buahan, khususnya melon, pepaya,  bengkoang,  bengkoang, dan mangga sebagai

 jembatan garam. Alasannya kenapa harus menggunakan buah-buahan karena buah-buahan tersebut mengandung asam, seperti yang telah kita ketahui bahwa asam merupkan elektrolit yang mampu menghantarkan listrik. Buah pertama kami gunakan melon, tetapi setelah dicoba, voltase yang dihasilkan lebih rendah dari penggunaan agar-agar sebagai jembatan garamnya. Lalu  pepaya dan da n bengkoang menunjukkan angka yang sama setelah kami rataratakan dan hasilnya merupakan  paling rendah, ada satu buh lagi yakni mangga, ketika kami coba, mangga emnunjukkan voltase lebih rendah dari melon dan lebih tinggi dari pepaya dan bengkoang. Buah buahan tersebut kenapa menunjukkan voltase yang lebih kecil dari garam karena buah-buahan itu organik serta memiliki molekul yang banyak jika dibandingkan dengan KCl (dalam percobaan kali ini) sehingga penggunaan jembatan garam yang paling baik adalah agaragar yang telah dicampur dengan KCl.

SIMPULAN Berdasarkan uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa: 1. Sel Galvani (sel volta) merupakan rangkaian alat kimia untuk menghasilkan menghasilkan energi listrik dari reaksi kimia 2.

4|J u r n a l P e n e l i t i a n - K i m i a L i n g k u n g a n

Buah-buahan merupakan  jembatan garam yang paling  baik untuk digunakan dalam  percobaan kali ini. Hal ini

dapat dilihat dari voltase yang dihasilkan.

DAFTAR PUSTAKA

3. Agar-gar kurang baik untuk dapat digunakan sebagai  jembatan garam, hal ini terbukti dari voltase yang dihasilkan

UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada Rektor UIN Syarif Hidayatullah Jakarta, Dekan Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan, Kepala Jurusan Pendidikan Ilmu Pengetahuan Alam dan Kepala Prodi Pendidikan Kimia atas kesempatan yang di berikan kepada penulis untuk melaksanakan penelitian.

5|J u r n a l P e n e l i t i a n - K i m i a L i n g k u n g a n

Keenan, Charles W.1980. Ilmu  Ilmu Kimia untuk Universitas edisi keenam jilid 2.Jakarta: 2.Jakarta: Erlangga Oxtoby, David W.dkk.1999. Prinsip Prinsip Prinsip Kimia Modern edisi keempat jilid 1.jakarta: Erlangga Petrucci, Ralph H.1985. Kimia  Kimia  Dasar Prinsip dan Terapan Modern edisi keempat jilid 3.Jakarta: 3.Jakarta: Erlangga  Nurdin Achmad. Achmad. Sel Elektrokimia. http://skp.unair.ac.id.pdf  . Diakses pada t anggal 01 April 2014 pukul 05.23 WIB Ratna, dkk. Sel Elektrokimia. http://www.chem-istry.org.pdf Diakses try.org.pdf Diakses pada tanggal 01 April 2014  pukul 17.50 WIB WIB

TABEL  No Jembatan Garam

Volt 1 (v)

Volt 2 (v)

Volt 3 (v)

Rata-rata (v)

1.

Agar-agar

1.05

1.05

1.06

1.054

2.

Melon

1.02

1.02

1.03

1.024

3.

Pepaya

1.01

1.00

1.01

1.007

4.

Bengkoang

1.01

1.01

1.00

1.007

5.

Mangga

1.01

1.02

1.02

1.017

6|J u r n a l P e n e l i t i a n - K i m i a L i n g k u n g a n