Penerapan Prinsip Sel Volta Atau Sel Galvani Dalam Penggunaan Aki Pada Kendaraan Bermotor

Sel Volta atau sel galvani adalah sel elektrokimia yang melibatkan reaksi redoks dan menghasilkan arus listrik. Sel volta terdiri atas elektroda tempat berlangsungnya reaksi oksidasi disebut anoda(electrode negative), dan tempat berlangsungnya reaksi reduksi disebut katoda(electrode positif). Pada sel volta, reaksi kimia bersifat spontan dan menghasilkan arus listrik. Katode merupakan kutub positif dan anode merupakan kutub negatif. Contoh penerapan sel volta adalah pada penggunaan baterai dan aki.

            Penemuan bahwa reaksi kimia dapat menghasilkan energi listrik oleh Alessandro Volta (1745-1827) berdasarkan eksperimen Luigi Galvani (1737-1798). Rangkaian alat yang menghasilkan arus listrik dari reaksi kimia selanjutnya disebut sel Volta. Reaksi kimia tersebut hanya terjadi pada reaksi redoks yang berlangsung spontan. Prinsip-prinsip sel volta atau sel galvani adalah berdasarkan gerakan elektron dalam sirkuit eksternal akibat adanya reaksi redoks. Beberapa aturan dalam sel volta adalah sebagai berikut :

• Terjadi perubahan : energi kimia → energi listrik
• Pada anoda, elektron adalah produk dari reaksi oksidasi; anoda kutub negative
• Pada katoda, elektron adalah reaktan dari reaksi reduksi; katoda = kutub positif
• Elektron mengalir dari anoda ke katoda

Penerapan sel volta dalam kehidupan sehari-hari sering kita jumpai yakni penggunaan aki pada kendaraan bermotor. Yang mana, aki digunakan agar kendaraan bermotor tersebut dapat berjalan. Berikut gambar dari aki :

            Accumulator atau sering disebut aki adalah salah satu komponen utama dalam kendaraan bermotor, baik mobil atau motor, semua memerlukan aki untuk dapat menghidupkan mesin mobil (mencatu arus pada dinamo stater kendaraan). Aki adalah contoh sel volta yang bersifat reversibel, di mana hasil reaksi dapat diubah kembali menjadi zat semula. Selain itu, Aki adalah sebuah sel atau elemen sekunder dan merupakan sumber arus listrik searah yang dapat mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Aki merupakan elemen sekunder yang mana, dapat dimuati kembali berulang kali. Dalam sebuah aki berlangsung proses elektrokimia yang reversibel (bolak-balik) dengan efisiensi yang tinggi. Yang dimaksud dengan proses elektrokimia reversibel yaitu di dalam aki saat dipakai berlangsung proses pengubahan kimia menjadi tenaga listrik (discharging). Sedangkan saat diisi atau dimuati, terjadi proses tenaga listrik menjadi tenaga kimia (charging). Jenis aki yang umum digunakan adalah accumulator timbal. Secara fisik aki ini terdiri dari dua kumpulan pelat yang dimasukkan pada larutan asam sulfat encer (H₂SO₄). Larutan elektrolit itu ditempatkan pada wadah atau bejana aki yang terbuat dari bahan ebonit atau gelas. Kedua belah pelat terbuat dari timbal (Pb), dan ketika pertama kali dimuati maka akan terbentuk lapisan timbal dioksida (PbO₂) pada pelat positif.

            Letak pelat positif dan negatif sangat berdekatan tetapi dibuat untuk tidak saling menyentuh dengan adanya lapisan pemisah yang berfungsi sebagai isolator (bahan penyekat). Proses kimia yang terjadi pada aki dapat dibagi menjadi dua bagian penting, yaitu selama digunakan dan dimuati kembali atau ‘disetrum’.

            Saat aki digunakan, tiap molekul asam sulfat (H₂SO₄) pecah menjadi dua ion hidrogen yang bermuatan positif (2H⁺) dan ion sulfat yang bermuatan negatif (SO^2-). Tiap ion (SO^2-) yang berada dekat lempeng Pb akan bersatu dengan satu atom timbal murni (Pb) menjadi timbal sulfat (PbSO₄) sambil melepaskan dua elektron. Sedang sepasang ion hidrogen tadi akan ditarik lempeng timbal dioksida (PbO₂), mengambil dua elektron dan bersatu dengan satu atom oksigen membentuk molekul air (H₂O). Dari proses ini terjadi pengambilan elektron dari timbal dioksida (sehingga menjadi positif) dan memberikan elektron itu pada timbal murni (sehingga menjadi negatif), yang mengakibatkan adanya beda potensial listrik di antara dua kutub tersebut. Proses tersebut terjadi secara simultan, reaksi secara kimia dinyatakan sebagai berikut :

Anode	:	Pb(s) + SO42¯(aq) → PbSO4(s) + 2e¯
Katode	:	PbO2(s) + 4H+(aq) + SO42¯(aq) + 2e¯ → PbSO4(s) + 2H2O(l)
Overall Reaction	:	Pb(s) + PbO2(s) + 4H+(aq) + 2SO42¯(aq) → 2PbSO4(s) + 2H2O(l)  E° sel = 2,0 V

Pada reaksi pemakaian sel aki, molekul-molekul H₂SO₄ diubah menjadi PbSO₄ dan H₂O sehingga konsentrasi H₂SO₄ dalam larutan semakin berkurang. Oleh karena itu, daya listrik dari aki terus berkurang dan perlu diisi kembali. Untuk mengisi kembali, maka elektron harus dialirkan dalam arah yang berlawanan menggunakan sumber listrik dari luar. Timbal sulfat dan air diubah kembali menjadi timbal, timbal dioksida dan asam sulfat dengan reaksi sebagi berikut :

	Cas ulang
2PbSO (s) + 2H2O(l)	D	Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(l)
	Discas

Dari reaksi- reaksi di atas dapat diketahui bahwa pada penggunaan aki terjadi perubahan energi dari energi kimia (yang melibatkan reaksi redoks) menjadi energi listrik yang dapat menghidupkan mesin sehingga, kendaraan dapat berjalan.

                                                                                    Nama   : Ita Nur Faida

                                                        NIM    : 15630017

                                                        Kelas   : Kimia A