makalah kimia pemanfaatan sel volta dalam kehidupan sehari hari

 MAKALAH  KIMIA

SEL VOLTA DAN MANFAATNYA PADA KEHIDUPAN SEHARI-HARI

Kelompok 1 :

1.     Afi Taqiyuddin                     (02)

2.     Choirin Alvia Syahrin      (06)

3.     Dewi Rahmawati                (07)

4.     Maharani Ayu Larasati   (20)

5.     Sri Kustiyani                        (30)

KELAS XII MIPA 4

SMANEGERI 1 TAYU

TAHUN PELAJARAN 2016/2017

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

   MOTTO :

1.                  Hanya ada satu sudut jagat raya yang anda bisa yakini perkembangannya, dan itu adalah dirimu sendiri.

2.                  Jangan jadikan rintangan sebagai alasan untuk berhenti. Jadikan rintangan sebagai  motivasimu untuk mencapai keberhasilan.

3.                  Manusia yang paling beruntung adalah manusiayang dapat bermanfaat bagi oranglain, terutama yang dapat menyalurkan ilmunya untuk orang lain.

4.                  Keberhasilan bermula dari keyakinan untuk berusaha.

5.                  Timbalah ilmu sekuat mungkin karena suatu saat ilmumu juga akan bermanfaat.

Makalah ini kami persembahkan untuk :

1.     Ayah dan ibunda kami tercinta.

2.     Bapak / Ibu Guru dan segenap warga SMA Negeri 1 Tayu

3.     Siswa siswi kelas XII MIPA 4

4.     Pembaca yang berbudi luhur.

KATA PENGANTAR

   Puji dan syukur penulis haturkan atas kehadirat Allah SAW, berkat rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan Makalah KIMIA ini dengan baik/tanpa halangan.

   Makalah ini penulis susun untuk memenuhi tugas mata pelajaran KIMIA serta memberi informasi kepada para pembaca tentang sel volta dan manfaatnya dalam kehidupan sehari-hari.

   Makalah ini dapat penulis selesaikan tepat waktu atas bantuan beberapa pihak, oleh karena itu pada kesempatan kali ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1.            Kepala SMA Negeri 1 Tayu.

2.            Bapak Moh Adib selaku guru pendamping.

3.            Seluruh kerabat SMA Negeri 1 Tayu

4.            Serta semua pihak yang tidak dapat kami sebutkan satu per satu.

   Penulis mengakui bahwa “tak ada gading yang tak retak”. Oleh karena itu, penulis menyadari bahwa penyusunan makalah ini tidaklah sempurna. Maka dari itu penulis membutuhkan kritik dan saran yang membangun dari para pembaca. Semoga makalah perjalanan ini dapat berguna bagi semua orang untuk dapat mengembangkan informasi ini dan dapat menggunakannya untuk menuju pada kehidupan yang lebih baik.

                                                                                          Tayu, 28 September 2016

                                                                              Penulis

DAFTAR ISI

Halaman  Judul .........................................................................................................................................................1

Motto dan Persembahan.......................................................................................................................................2

Kata Pengantar..........................................................................................................................................................3

Daftar Isi.......................................................................................................................................................................4

BAB I Pendahuluan.............................................................................................................................................5-6

I.I            Latar Belakang............................................................................................................................................5

I.II           Rumusan Masalah.....................................................................................................................................6

I.III         Tujuan Penulisan.....................................................................................................................................6

BAB II Pembahasan..........................................................................................................................................7-13

II.I           Proses Terbentuknya Minyak Bumi..............................................................................................7-9

II.II         Pengolahan Minyak Bumi...............................................................................................................9-11

II.III        Hasil Fraksinasi Minyak  Bumi...................................................................................................11-12

II.IV        Kegunaan Masing-Masing Fraksi Minyak Bumi..................................................................12-13

BAB III Penutup......................................................................................................................................................14

   III.I Kesimpulan.......................................................................................................................................14

Daftar Pustaka........................................................................................................................................................15

BAB I

                                                    PENDAHULUAN                   

1.1          Latar Belakang

   Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi memberikan dampak yang besar terhadap kehidupan manusia. Tidak hanya berdampak pada kehidupan manusia sebagai makhluk individual, tapi sampai pada kehidupan manusia sebagai makhluk sosial.

Kecanggihan teknologi dan berbagai macam penemuan-penemuan baru memanjakan manusia, semakin mempermudah pelaksanaan tugas dan aktifitas kehidupan. Namun hal ini juga meningkatkan taraf kebutuhan hodup manusia, semakin tinggi pengetahuan yang dimilikinya maka akan semakin banyak hal dan barang yang dibutuhkannya. Salah satu contoh kebutuhan manusia berbagai dampak perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi adalah diantaranya mengenai kebututuhan tentang pemakaian barang elektronika.Dimana dalam kehidupan sehari-hari kita menjumpai suatu peralatan elektronik yang didalam terdapat berbagai macam komponen yang termasuk dalam sel elektrokimia khusunya sel galvani atau biasanya disebut dengan sel volta.

Dizaman sekarang orang atau masyrakat kita hanya ingin mrnggunakan barang tersebut tanpa mau mengetahui peristiwa apa atau apa yang ada di dalam peralatan yang ia gunakan yang dapatmenunjang jalan atau proses beraktifitas barang tersebut .Jadi disebabkan masalah inilah kami bersama-sama membuat suatu makalah yang akanmembahas tengtang suatu hal yang sangat sering kita temui tapi kita tidak perhatkannya denganseksama yang berada dalam barang elektronik yang sering kita gunakan yaitu makalah tentangsel elektrokima : sel galvani.

1.2          Rumusan Masalah

1.       Pengertian Sel Volta

2.       Macam-macam Sel Volta

3.       Sel Volta dalam Kehidupan Sehari-hari

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Sel Volta

Sel volta adalah sel elektrokimia yang menghasilkan arus listrik. Sel volta ini ditemukan oleh dua orang ahli berkebangsaan Italia. Mereka berdua adalah Alessandro Giuseppe Volta (1745-1827) dan Lugini Galvani (1737-1798).

Ciri khas dari sel volta adalah menggunakan jembatan garam. Jembatan garam berupa pipa U yang diisi agar-agar yang mengandung garam kalium klorida. Sel volta terdiri dari anoda yang bermuatan negatif dan katoda yang bermuatan positif. Pada anoda terjadi proses oksidasi, oksidasi adalah pelepasan elektron. Sedangkan pada katodanya terjadi proses reduksi, reduksi adalah penangkapan elektron.

Sel volta banyak sekali digunakan pada kehidupan sehari-hari. Sel volta yang biasa digunakan pada kehidupan manusia seperti jenis-jenis baterai dan aki (accu). Baterai dan aki sangatlah berbeda, perbedaan ini dapat dilihat dari setelah pemakaian kedua benda tersebut. Baterai apabila sudah terpakai tidak dapat digunakan lagi karena sudah tidak ada lagi arus listrik pada baterai tersebut. Sedangkan, aki apabila arus listriknya sudah habis dapat diisi lagi dengan mengalirkan arus listrik.

Sel volta dibagi menjadi tiga bagian, yaitu Sel Volta Primer, Sel Volta Sekunder, Sel Bahan Bakar. Ketiga bagian tersebut juga memiliki contoh masing-masing lagi.

2.2 Macam-Macam Sel Volta

1.       SEL VOLTA PRIMER

a.        Sel Kering Seng – Karbon

Sel kering juga dapat disebut sel Lenchanche atau baterai. Baterai kering ini mendapatkan hak paten penemuan di tahun 1866. Sel Lanchache ini terdiri atas suatu silinder zink berisi pasta dari campuran batu kawi (MnO₂), salmiak (NH₄Cl), karbon (C), dan sedikit air. Dengan adanya air jadi baterai kering ini tidak 100% kering.

Sel ini biasanya digunakan sebagai sumber tenaga atau energi pada lampu, senter, radio, jam dinding, dan masih banyak lagi. Penggunaan logam seng adalah sebagai anoda sedangkan katoda digunakan elektrode inert, yaitu grafit, yang dicelupkan ditengah-tengah pasta. Pasta ini bertujuan sebagai oksidator. Seng tersebut akan dioksidasi sesuai dengan persamaan reaksi di bawah ini:

Zn_(s) → Zn²⁺_(aq) + 2e^-  (anoda)

Sedangkan katoda terdiri atas campuran dari MnO₂ dan NH₄Cl. Reaksi yang terjadi dapat ditulis sebagai berikut:

2MnO_2(s) + 2NH₄⁺_(aq) 2e^- → Mn₂O_3(s) + 2NH_3(aq) + H₂O_(l)  (katoda)

Katoda akan menghasilkan ammonia, ammonia ini akan bereaksi dengan Zn²⁺ yang dihasilkan di anode. Reaksi tersebut akan membentuk ion yang kompleks [Zn(NH₃)₄]²⁺. Sel kering ini tidak dapat digunakan berulang kali dan memiliki daya tahan yang tidak lama. Dan harganya di pasaran sangatlah murah. 

b.      Baterai Merkuri

Baterai merkuri ini merupakan satu dari baterai kecil yang dikembangkan untuk usaha perdagangan atau komersial. Anoda seng dan katoda merkuri (II) oksida (HgO) adalah penyusun dari baterai merkuri ini yang dihubungkan dengan larutan elektrolit kalium hidroksida (KOH). Sel ini mempunyai beda potensial ± 1,4V. Reaksi yang terjadi pada baterai ini adalah:

Zn_(s) + 2OH^-_(aq) → ZnO_(s) + H₂O + 2e^-  (anoda)

HgO_(s) + H₂O + 2e^- → Hg_(l) + 2OH^-_(aq)  (katoda)

Reaksi dari keseluruhan atau disebut reaksi bersih adalah:

Zn_(s) + HgO_(s) → ZnO_(s) + Hg_(l) 

c.       Baterai Perak Oksida

Baterai perak oksida tergolong tipis dan harganya yang relatif lebih mahal dari baterai-baterai yang lainnya. Baterai ini sangat populer digunakan pada jam, kamera, dan kalkulator elektronik. Perak oksida (Ag₂O) sebagai katoda dan seng sebagai anodanya. Reaksi elektrodenya terjadi dalam elektrolit yang bersifat basa dan mempunyai beda potensial sama seperti pada baterai alkaline sebesar 1,5V. Reaksi yang terjadi adalah:

Zn_(s) + 2OH^-_(aq) → Zn(OH)_2(s) + 2e^-  (anoda)

Ag₂O_(s) + H₂O + 2e^- → 2Ag_(s) + 2OH^-_(aq)  (katoda)

d.      Baterai Litium

Terdiri atas litium sebagai anoda dan MnO₂ sebagai oksidator (seperti pada baterai alkaline). Baterai Litium ini dapat menghasilkan arus listrik yang lebih besar dan daya tahannya lebih lama dibandingkan baterai kering yang berukuran sama. Berikut notasi dari baterai Litium:

Li│Li⁺ (pelarut non-air)│KOH (pasta)│MnO₂, Mn(OH)₃, C

2.     SEL VOLTA SEKUNDER

a.        Aki Timbal

  Aki merupakan jenis baterai yang dapat digunakan untuk kendaran bermotor atau automobil. Aki timbal mempunyai tegangan 6V atau 12V, tergantung jumlah sel yang digunakan dalam konstruksi aki timbal tersebut. Aki timbal ini terdiri atas katoda PbO₂ (timbel(IV) oksida) dan anodanya Pb (timbel=timah hitam). Kedua zat sel ini merupakan zat padat, yang dicelupkan kedalam larutan H₂SO₄. Reaksi yang terjadi dalam aki adalah:

Pb_(s) + SO₄^2-(aq) → PbSO_4(s) + 2e^-  (anoda)

PbO_2(s) + 4H⁺_(aq) + SO₄^2-(aq) + 2e^- → PbSO_4(s) + 2H₂O  (katoda)

      Aki ini dapat diisi ulang dengan mengalirkan lagi arus listrik ke dalamnya. Pengisian aki dilakukan dengan membalik arah aliran elektron pada kedua elektrode. Pada pengosongan aki, anoda (Pb) mengirim elektron ke katoda (PbO₂). Sementara itu pada pengisian aki, elektrode timbal dihubungkan dengan kutub negatif sumber arus sehingga Pb₂SO₄  yang terdapat pada elektrode timbal itu direduksi. Berikut reaksi pengisian aki:

PbSO_4(s) + H⁺(aq) +2e^- → Pb_(s) + HSO₄^-_(aq)  (elektrode Pb sebagai katoda)

PbSO_4(s) + 2H₂O_(l) → PbO_2(s) + HSO₄^-_(aq) + 3H⁺_(aq) + 2e^-   (elektrode PbO₂ sebagai anoda).

b.      Baterai Nikel Kadmium

Baterai nikel-kadmium merupakan baterai kering yang dapat diisi ulang. Sel ini biasanya disebut nicad atau bateray nickel-cadmium. Reaksi yang terjadi pada baterai nikel-kadmium adalah:

 Cd_(s) + 2OH^-(aq) → Cd(OH)_2(s) + 2e^-  (anoda)

NiO_2(s) + 2H₂O + 2e^- → Ni(OH)_2(s) + 2OH^-_(aq)  (katoda)

Reaksi keseluruhan adalah:

Cd_(s) + NiO_(aq) + 2H₂O_(l) → Cd(OH)_2(s) + Ni(OH)_2(s)

      Baterai nikel-kadmium merupakan zat padat yang melekat pada kedua elektrodenya. Baterai nikel-kadmium memiliki tegangan sekitar 1,4V. Dengan membalik arah aliran elektron, zat-zat tersebut dapat diubah kembali seperti zat semula.

c.       Sel Perak Seng

   Sel ini mempunyai kuat arus (I) yang besar dan banyak digunakan pada kendaran-kendaraan balap. Sel perak seng dibuat lebih ringan dibandingkan dengan sel timbal seng. KOH adalah elektrolit yang digunakan dan elektrodenya berupa logam Zn (seng) dan Ag (perak).

d.      Sel Natrium Belerang

   Sel natrium belerang ini dapat menghasilkan energi listrik yang lebih besar dari sel perak seng. Elektrodenya adalah Na (natrium) dan S (sulfur).

e.       Sel Bahan Bakar

Sel bahan bakar adalah sel yang menggunakan bahan bakar seperti campuran hidrogen dengan oksigen atau campuran gas alam dengan oksigen. Sel bahan bakar ini biasanya digunakan untuk sumber energi listrik pesawat ulang-alik, pesawat Challenger dan Columbia. Yang berperan sebagai katode adalah gas oksigen dan anodanya gas hidrogen. Masing-masing elektrode dimasukkan kedalam elektrode karbon yang berpori-pori dan masing-masingnya elelktrode digunakan katalis dari serbuk platina.

Katoda: menghasilkan ion OH^-

O_2(g) + 2H₂O_(l) + 4e^- → 4OH^-_(aq)

Anoda: dari katode bereaksi dengan gas H₂

H_2(g) + 2OH^-_(aq) → 2H₂O_(l) + 2e^-

Reaksi selnya adalah: O_2(g) + 2H_2(g) → 2H₂O_(l)

2.3     Sel Volta dalam Kehidupan Sehari-hari

1.     Aki / Baterai Timbal (Accu)

Nilai sel terletak pada kegunaannya. Diantara berbagai sel, sel timbal (aki) telah digunakan sejak 1915. Berkat sel ini, mobil/sepeda motor dapat mencapai mobilitasnya, dan akibatnya menjadi alat transportasi terpenting saat ini. Baterai timbal dapat bertahan kondisi yang ekstrim (temperatur yang bervariasi, shock mekanik akibat jalan yang rusak, dll) dan dapat digunakan secara kontinyu beberapa tahun. 

Dalam baterai timbal, elektroda negatif adalah logam timbal (Pb) dan elektroda positifnya adala timbal yang dilapisi timbal oksida (PbO₂), dan kedua elektroda dicelupkan dalam larutan elektrolit asam sulfat (H₂SO₄). Reaksi elektrodanya adalah sebagai berikut:

Anoda Pb (-)        :   Pb + SO₄^2-                       →  PbSO₄ + 2e^–
Katoda PbO₂ (+)  :   PbO₂ + SO₄^2- + 4H⁺  + 2e^–                                  →  PbSO₄ + 2H₂O

Reaksi total          :   Pb + PbO₂ + 4H⁺ + 2SO₄^2-     →  2PbSO₄  + 2H₂O

Kondisi Saat aki digunakan :

Saat aki menghasilkan listrik, Anoda Pb dan katoda PbO₂ bereaksi dengan SO₄^2- menghasilkan PbSO₄. PbSO₄ yang dihasilkan dapat menutupi permukaan lempeng anoda dan katoda. Jika telah terlapisi seluruhnya maka lempeng anoda dan katoda tidak berfungsi. Akibatnya aki berhenti menghasilkan listrik.

Saat aki menghasilkan listrik dibutuhkan ion H⁺ dan ion SO₄^2- yang aktif bereaksi. akibatnya jumlah ion H⁺ dan ion SO₄^2- pada larutan semakin berkurang dan larutan elektrolit menjadi encer maka arus listrik yang dihasilkan dan potensial aki semakin melemah.

Oleh karena reaksi elektrokimia pada aki merupakan reaksi kesetimbangan (reversibel) maka dengan memberikan arus listrik dari luar ( mencas ) keadaan 2 elektroda (anoda dan katoda) yang terlapisi dapat kembali seperti semula. demikian pula ion akan terbentuk lagi sehingga konsentrasi larutan elektrolit naik kembali seperti semula.

Anoda PbO₂ ( - )                               :   PbSO₄ + 2H₂O    →  PbO₂  + 4H⁺  + SO₄^2- + 2e^–      
Katoda Pb ( + )                                 :   PbSO₄ + 2e^–           →  Pb + SO₄^2- 

Reaksi total                                       :   2PbSO₄  + 2H₂O →   Pb + PbO₂ + 4H⁺ + 2SO₄^2-      

   Selama proses penggunaan maupun pengecasan aki terjadi reaksi sampingan yaitu elektrolisis air dan tentu saja ada air yang menguap dengan demikian penting untuk menambahkan air terdistilasi ke dalam baterai timbal. Baru-baru ini jenis baru elektroda yang terbuat dari paduan timbal dan kalsium, yang dapat mencegah elektrolisis air telah dikembangkan. Baterai modern dengan jenis elektroda ini adalah sistem tertutup dan disebut dengan baterai penyimpan tertutup yang tidak memerlukan penambahan air.

2.     Baterai / Sel Kering / Sel Lelanche

Sel Leclanché ditemukan oleh insinyur Perancis Georges Leclanché (1839-1882) lebih dari seratus tahun yang lalu. Berbagai usaha peningkatan telah dilakukan sejak itu, tetapi, yang mengejutkan adalah desain awal tetap dipertahankan, yakni sel kering mangan.

Sel kering mangan terdiri dari bungkus dalam zink (Zn) sebagai elektroda negatif (anoda), batang karbon/grafit (C) sebagai elektroda positif (katoda) dan pasta MnO₂ dan NH₄Cl yang berperan sebagai larutan elektrolit.

a.       Baterai Biasa

Anoda      : logam seng (Zn)
Katoda    : batang karbon/gafit (C)
Elektrolit  : MnO2, NH4Cl dan serbuk karbon (C)

Anoda Zn (-)   :  Zn                                → Zn²⁺ + 2e^–
Katoda C (+)  :  2MnO2 + 2NH4⁺ + 2e^- → Mn2O3 + 2NH3 + H2O

Reaksi total     :  Zn + 2MnO2 + 2NH4⁺  → Zn²⁺ + Mn2O3 + 2NH3 + H2O

b.      Baterai Alkaline 

   Dalam sel kering alkalin, padatan KOH atau NaOH digunakan sebagai ganti NH4Cl. Umur sel kering mangan (baterai biasa) diperpendek oleh korosi zink akibat keasaman NH4Cl. Sedangkan pada sel kering alkali bebas masalah ini karena penggantian NH4Cl yang bersifat asam dengan KOH/NaOH yang bersifat basa. Jadi umur sel kering alkali lebih panjang.Selain itu juga menyebabkan energi yang lebih kuat dan tahan lama.

Anoda Zn (-)   :  Zn                                → Zn²⁺ + 2e^–
Katoda C (+)  :  2MnO2 + H2O + 2e^-    → Mn2O3 + 2OH^–

Reaksi total     :  Zn + 2MnO2 + H2O     → Zn²⁺ + Mn2O3 + 2OH^–

c.       Baterai Nikel-Kadmium

   Mirip dengan baterai timbal, sel nikel-kadmium juga reversibel. Selain itu dimungkinkan untuk membuat sel nikel-kadmium lebih kecil dan lebih ringan daripada sel timbal. Jadi sel ini digunakan sebagai batu baterai alat-alat portabel seperti : UPS, handphone dll.

Anoda Cd (-)   :  Cd + 2OH^–              → Cd(OH)2 + 2e^–
Katoda NiO2 (+)  :  NiO2 + 2H2O + 2e^–  → Ni(OH)2 + 2OH^–

Reaksi total           :  Cd + NiO2 + 2H2O  → Cd(OH)2 + Ni(OH)2

BAB III

PENUTUP

3.1   Kesimpulan

1.      Sel volta dibagi menjadi tiga bagian, yaitu sel volta primer, sel voltasekunder, dan sel bahan bakar.

2.      Sel volta primer adalah Sel Kering Seng-Karbon, BateraiMerkuri, Baterai Perak Oksida, Baterai Litium.

3.      Sel volta sekunder adalah Aki timbal, Baterai Nikel Kadmium,Sel Perak Seng, Sel Natrium Belerang

   Eloctrokimia terbagi dalm dua bagian yaitu,pemanfaatan reaksi kimia (reaksi redoks) untuk menghasilkan listrik dan pemanfaatan arus listrik untuk melangsungkan reaksi kimia. Pemanfaatan reaksi redoks untuk menghasilkan listrik dilakukan dalam perangkat yang disebut sel volta,sedangkan pemanfaatan arus listrik untuk melangsungkan reksi kimia dilakukan dengan sel elektrolisis.sel volta tersedia dalam berbagai jenis antara lain, aki, baterai, Baterai Nikel-Kadmium, Baterai Perak Oksida, Sel Bahan Bakar.Elektrolisis di aplikasikan dalam Proses dalam penyepuhan, Proses Sintesa, Proses pemurnian logam.

3.2Saran

Pemanfaatan reaksi redoks dalam kehidupan sehari-hari dapat ditemukan di berbagai benda,oleh karena itu apabila kita jeli untuk mempelajarinya,maka akan memberi kita banyak manfaat,selain itu menambah pengetahuan kita.