LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA DASAR II SEL GALVANI Tanggal : 06 April 2014 Oleh : Kelompok 3 Kloter 1 1. Mirrah Aghnia N. (1113016200055) 2. Fitria Kusuma Wardani (1113016200060) 3. Intan Muthiah Afifah (1113016200061) 4. Nur Azizah Apriani (1113016200064) PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA JURUSAN PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 2014
I. ABSTRAK Sel galvani adalah bagian dari reaksi elektrokimia yang menghasilkan arus listrik. sel ini dapat merubah energi kimia menjadi energi listrik atau reaksi redoks menghasilkan arus listrik, biasanya sel ini terjadi dalam baterai. Dalam sel galvani ini, reaksi redoks berlangsung pada elektrode-elektrode. Elektrode tempat terjadi reaksi oksidasi disebut anode. Elektrode tempat terjadi reaksi reduksi disebut katode. Arus listrik pada sel volta disebabkan karena elektron mengalir dari elektrode negatif ke elektrode positif, hal itu disebabkan adanya perbedaan potensial antara kedua elektrode. Pada percobaan ini membahas tentang jembatan garam, fungsinya dan perbedaan nilai voltase yang dihasilkan pada jembatan garam yang terbuat dari agar-agar dan beberapa jenis buah-buahan seperti buah mangga, bengkoang dan melon. Dengan menggunakan elektrode Fe dan Cu serta larutan FeSO4 dan CuSO4. Kata Kunci: Sel Galvani, jembatan garam dan voltase. II. PENDAHULUAN Reaksi elektrokimia dapat dibagi menjadi dua kelas yang menghasilkan arus listrik (proses yang terjadi dalam baterai) dan yang dihasilkan oleh arus listrik yaitu elektrolisis. Tipe pertama reaksi bersifat serta merta, dan energi bebas sistem kimianya berkurang. Sistem itu dapat melakukan kerja, misalnya menjalankan motor. Tipe kedua harus dipaksa agar terjadi (oleh kerja yang dilakukan terhadap sistem kimia), dan energi bebas sistem kimia bertambah. Sel volta adalah penataan bahan kimia dan penghantar listrik yang memberikan aliran elektron lewat rangkaian luar lewat suatu zat kimia yang teroksidasi ke zat kimia yang direduksi. Dalam sel volta, oksidasi berarti dilepaskannya elektron oleh atom, molekul atau ion dan reduksi berarti diperolehnya elektron oleh partikel-partikel ini. (Keenan,1980:29). Sel elektrokimia yang dibicarakan menghasilkan listrik sebagai hasil perubahan kimia spontan. Sel ini disebut sel galvani (galvanic) atau volta (voltaic). Kemungkinan lain yang dibicarakan kemudian adalah produksi perubahan kimia nonspontan melalui pemakaian listrik (Petruci,1985: 12). Sebuah sel elektrokimia yang beroperasi secara spontan disebut sel galvani atau sel volta. Sel ini mengubah energi kimia menjadi energi listrik yang dapat digunakan untuk melakukan kerja (Oxtoby:1999). Hubungan listrik antara dua setengah-sel harus dilakukan dengan cara tertentu. Kedua elektroda logam dan larutannya harus berhubungan, dengan demikian lingkar arus yang sinambung terbentuk dan merupakan jalan agar partikel bermuatan mengalir. Secara sederhana elektroda saling dihubungkan dengan kawat logam yang memungkinkan aliran elektron.
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 potonsial antara dua elektrode (Petruci,1985:9). Elektrode mana yang disebut katode atau anode didasarkan pada tipe reaksi kimia yang berlangsung pada permukaan elektrode itu. Elektrode pada mana berlangsung reaksi oksidasi disebut anode dan pada mana berlangsung reaksi reduksi disebut katode (Keenan,1980:32). Aliran listrik antara dua larutan harus berbentuk migrasi ion. Hal ini hanya dapat dilakukan melalui larutan yang menjembatani kedua setengah-sel, tak dapat dihubungkan dengan kawat biasa : hubungan ini disebut jembatan garam (salt bridge) (Petrucci,1985:10). III. ALAT, BAHAN DAN LANGKAH KERJA Alat dan Bahan Alat yang digunakan adalah gelas aqua 2 buah, kabel penghubung 2 buah, multitester 1 buah, pipet tetes 1 buah, gelas ukur 10 ml buah, tabung U 1 buah, neraca o haus 1 buah, ampelas 1 buah dan stopwatch 1 buah. Bahan yang digunakan adalah KCl, batang elektroda Fe 1 buah, batang elektroda Cu 1 buah, larutan FeSO4 15 ml, larutan CuSO4 15 ml dan jembatan garam yang dipakai adalah agar-agar, bengkoang, melon dan mangga. Langkah Kerja Tuang bubuk agar-agar ke dalam air mendidih, kemudian tambahkan KCl secukupnya. Lalu masukkan larutan agar-agar yang sudah dimasak tersebut ke dalam tabung U, dan diamkan sampai mengeras. Potong buah bengkoang, melon dan mangga membentuk huruf U. Bersihkan elektroda Fe dan Cu dengan menggunakan ampelas. Kemudian masukkan larutan FeSO4 1M 15 ml dan larutan CuSO4 1M 15 ml ke dalam dua gelas aqua yang berbeda. Rangkai alat percobaan dengan menggunakan kabel penghubung yang dihubungkan pada multitester dan elektroda Fe dan Cu. Elektroda Fe dimasukkan ke dalam larutan FeSO4 1 M sedangkan elektroda Cu dimasukkan ke dalam larutan CuSO4. Letakkan jembatan garam yang terbuat dari agar-agar pada kedua larutan atau sebagai jembatan penghubung. Lalu catat voltase yang dihasilkan selama 2 menit dengan menggunakan stopwatch. Lakukan langkah di atas dengan menggunakan jembatan garam yang berasal dari buah-buahan (bengkoang, melon dan mangga).
IV. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN Hasil Pengamatan No. Jembatan Garam Waktu Voltase yang Dihasilkan 1 Agar-agar 120 s 0,92 V 2 Mangga 120 s 0,91 V 3 Bengkoang 120 s 0,90 V 4 Melon 120 s 0,89 V Persamaan Reaksi: Katoda : Cu 2+ (aq) + 2e - Cu(s) Anoda : Fe(s) Fe 2+ (aq) + 2e - Cu 2+ (aq) + Fe(s) Cu(s) + Fe 2+ (aq) Pembahasan Pada percobaan kali ini, kami melakukan percobaan tentang sel galvani dengan menggunakan jembatan garam yang terbuat dari agar-agar, melon, bengkoang, dan mangga. Semua bahan tersebut bersifat elektrolit, apabila digunakan dalam percobaan bahan-bahan tersebut tidak berubah secara kimia dalam proses tersebut. Elektrode yang digunakan dalam percobaan ini yaitu elektrode Cu dan Fe. Supaya elektrode Fe dapat berubah menjadi Fe 2+ dan melepaskan elektron maka elektrode Fe dicelupkan ke dalam larutan elektrolit yang tidak bereaksi dengan Fe (sebab Fe harus bereaksi dengan CuSO4), larutan elektrolitnya adalah FeSO4. Sedangkan elektrode Cu dapat diganti dengan logam lain asal tidak bereaksi dengan CuSO4 (sebab CuSO4 harus bereaksi dengan Fe). Elektroda Fe akan mengalami reaksi oksidasi atau melepas elektron sehingga pada rangkaian ini elektrode Fe merupakan anode. Sedangkan elektroda Cu akan mengalami reaksi reduksi atau mengikat elektron sehingga pada rangkaian ini elektrode Cu merupakan katode. Apabila arus listrik sudah terjadi maka di dalam bejana elektrode Fe larut sebagai Fe 2+ sehingga konsentrasi ion Fe 2+ di bejana tersebut makin besar. Akibatnya larutan dalam bejana ini bermuatan positif dan menolak ion-ion Fe 2+ dari elektrode, sehingga elektrode Fe tidak larut lagi dan akhirnya reaksi berhenti. Sedangkan di dalam bejana yang berisi elektrode Cu, ion-ion Cu 2+ dari larutan diubah menjadi atom-atom Cu. Oleh karena itu, ion-ion SO4 2- berlebihan dan menyebabkan larutan menjadi bermuatan negatif dan menolak elektron dari elektrode sehingga tidak dapat diikat oleh Cu 2+ dan akhirnya reaksi berhenti.
Supaya reaksi dapat berlangsung terus dan aliran listrik dapat terus berjalan maka kelebihan ion-ion positif di bejana yang berisi elektrode Fe dan kelebihan ion-ion negatif di bejana yang berisi elektrode Cu harus dikurangi atau dinetralkan. Hal ini dilakukan dengan memasang jembatan garam. Jembatan garam terdiri dari tabung U yang berisi campuran agar-agar dengan suatu elektrolit. Bila reaksi : Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu berlangsung, kerja berlangsung terus sampai salah satu pereaksi atau atom besi atau ion tembaga, habis terpakai sehingga voltase berkurang menjadi nol. Elektron valensi mengalir dari Fe ke kawat penghantar dan dengan terbentuknya ion-ion Fe 2+ ini memasuki larutan dan berdifusi menjauhi lembaran Fe. Persamaan reaksinya adalah: Fe Fe 2+ + 2e - Ion negatif berdifusi lewat jembatan garam menuju ke elektroda Fe. Elektron yang dilepaskan oleh elektroda Fe memasuki jembatan garam dan menyebabkan elektronelektron pada ujung lain berkumpul pada permukaan elektroda Cu. Elektron-elektron ini bereaksi dengan ion Cu 2+ untuk membentuk atom Cu yang melekat pada elektroda itu sebagai suatu sepuhan Cu. Persamaan reaksinya adalah: Cu 2+ + 2e - Cu. Ion SO4 2- yang ditinggalkan oleh Cu 2+ akan berdifusi menjauhi elektroda Cu dari jembatan garam agar-agaryang diberi Nacl, ion Na + akan berdifusi keluar menuju Cu. Sementara reaksi berjalan terdapat gerakan keseluruhan ion positif menuju elektroda Cu. Jalan untuk aliran ion secara terarah lewat larutan ini dapat dibayangkan sebagai rangkaian luar. Jumlah energi listrik yang dapat dihasilkan oleh sel volta tergantung pada perbedaan potensial antara kedua elektrode. Listrik akan mengalir dari tempat yang berpotensi tinggi ke tempat yang berpotensi rendah. Arus listrik yang terjadi pada sel volta disebabkan karena elektron-elektron mengalir dari elektrode negatif ke elektrode positif. Hal itu disebabkan karena perbedaan potensial antara kedua elektrode. Kegunaan jembatan garam dalam praktikum ini adalah: Agar ion-ion dapat bergerak dari sel yang satu ke sel lainnya. Mengganti ion-ion positif dan ion-ion negatif yang kekurangan dalam masing-masing sel. Untuk menetralkan. Mekanisme seperti diatas juga terjadi pada jembatan garam dari bahan agar-agar dan buah-buahan (bengkoang, melon, dan mangga). Berdasarkan data hasil pengamatan jembatan garam yang terbuat dari buah-buahan dapat menghasilkan voltase yang rendah, sedangkan jembatan garam dengan agar-agar menghasilkan voltase yang cukup tinggi. Diantara jembatan garam yang berasal dari buah-buahan, jembatan garam yang berasal dari mangga memiliki nilai voltase yang lebih tinggi sedangkan buah melon memiliki nilai voltase yang rendah. Jadi, jembatan garam dari agar-agar lebih baik dari jembatan garam buah-buahan karena memiliki nilai voltase yang lebih tinggi.
V. KESIM PULAN Dari praktikum ini dapat disimpulkan bahwa: 1. Sel galvani adalah sel yang dapat merubah energi kimia menjadi energi listrik atau reaksi redoks menghasilkan arus listrik. 2. Elektroda Fe mengalami reaksi oksidasi atau melepas elektron sehingga pada rangkaian ini elektrode Fe merupakan anode. Persamaan reaksinya adalah: Fe Fe 2+ + 2e - 3. Elektroda Cu akan mengalami reaksi reduksi atau mengikat elektron sehingga pada rangkaian ini elektrode Cu merupakan katode. Persamaan reaksinya adalah: Cu 2+ + 2e - Cu 4. Reaksi yang berlangsung pada percobaan ini adalah: Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu 5. Fungsi jembatan garam: Agar ion-ion dapat bergerak dari sel yang satu ke sel lainnya. Mengganti ion-ion positif dan ion-ion negatif yang kekurangan dalam masingmasing sel. Untuk menetralkan. 6. Agar-agar merupakan jembatan garam yang paling baik untuk digunakan. 7. Buah-buahan kurang baik untuk digunakan sebagai jembatan garam. 8. Melon menghasilkan voltase terendah yaitu 0,89 volt diantara jembatan garam buahbuahan. 9. Mangga menghasilkan voltase tertinggi yaitu 0,91 volt diantara jembatan garam buah-buahan. VI. DAFTAR PUSTAKA Keenan,charles W.1980.Ilmu kimia untuk universitas edisi keenam Jilid 2. Jakarta :Erlangga. Oxtoby,David W. Dkk,1999.Prisip-prinsip kimia modern edisi keempat jilid 1.Jakarta Erlangga. Petrucci,Ralph H.1985.Kimia dasar prinsip dan terapan modern edisi keempat jilid. Jakarta:Erlangga. Anonim,A.2012.Elektroda.http://www.ut.ac.id/html/suplemen/peki 4310/elektroda.html.