Sel Volta atau Sel Galvani

Sel volta, yang juga dikenal sebagai sel Galvani, merupakan jenis sel elektrokimia pertama yang ditemukan pada tahun 1800 oleh fisikawan Italia bernama Alexandro Giuseppe Volta (1745-1827) dan Luigi Galvani (1737-1798). Sel ini terdiri dari dua elektroda yang terbuat dari logam berbeda yang dicelupkan dalam larutan elektrolit. Ketika elektroda dihubungkan oleh penghantar, terjadi reaksi redoks di antara elektroda dan elektrolit, menghasilkan aliran arus listrik. Sel Volta memberikan dasar untuk teknologi sel baterai modern dan telah menginspirasi pengembangan berbagai jenis sel elektrokimia lainnya yang digunakan secara luas dalam berbagai aplikasi seperti elektronik, transportasi, dan energi terbarukan.

Sel Volta, sebagai salah satu tonggak penting dalam sejarah ilmu pengetahuan, telah membuka jalan bagi kemajuan besar dalam bidang elektrokimia dan teknologi baterai. Keunggulannya sebagai sumber listrik portabel telah membantu mendorong revolusi teknologi, dari perangkat elektronik hingga kendaraan listrik. Meskipun sel volta telah digantikan oleh teknologi sel elektrokimia yang lebih canggih, warisan dari penemuan ini tetap relevan hingga saat ini, mengingat peran vitalnya dalam memahami prinsip-prinsip dasar sel elektrokimia dan memberikan landasan bagi inovasi di masa depan.

Rangkaian sel volta terdiri atas elektrode Zn (logam Zn) yang dicelupkan ke dalam larutan ZnSO4 dan elektrode Cu (logam Cu) yang dicelupkan ke dalam larutan CuSO4. Kedua larutan itu dihubungkan dengan jembatan garam yang berbentuk huruf U yang diisi dengan garam NaCl atau KNO3 dalam agar-agar (gelatin). Sedangkan, kedua elektrode dihubungkan dengan alat penunjuk arus yaitu voltmeter melalui kawat.

sel volta

sel volta

Bila elektrode Zn dan Cu dihubungkan dengan sebuah kawat maka akan terjadi energi listrik (menghasilkan energi listrik). Kalau konsentrasi larutan ZnSO4 dan CuSO4 masing- masing 1 molar dengan tekanan 1 atm dan suhu 25°C maka beda potensial elektroda 1,1 volt. Hal ini disebabkan:
Logam Zn yang tercelup dalam larutan ZnSO4 akan melepaskan elektron dan berubah menjadi ion Zn2+.
Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e  (oksidasi)

Dalam larutan sebenarnya sudah ada ion Zn2+ yang berasal dari ionisasi larutan ZnSO4
ZnSO4(aq) →Zn2+(aq) + SO42-(aq)

Akibatnya, dalam larutan terdapat kelebihan ion Zn2+. Elektron yang dibebaskan akibat oksidasi Zn tidak memasuki larutan tetapi tetap tertinggal pada logam Zn tersebut dan selanjutnya mengalir melalui kawat penghantar ke logam tembaga (Cu). Elektron ini akan diikat oleh ion Cu2+ yang terdapat dalam larutan CuSO4 kemudian mengendap sebagai tembaga (Cu).
Cu2+(aq) + 2e → Cu(s)  (reduksi)

Dengan perubahan Cu2+ menjadi Cu maka dalam larutan CuSO4 terdapat kelebihan ion SO42-. Untuk menjaga kenetralan listrik dari kedua larutan itu maka kedua larutan tersebut dihubungkan dengan jembatan garam (seperti NaCl atau KNO3) dalam agar- agar (gelatin) yaitu:
lon Na+ atau K+ dari jembatan garam akan bergerak ke dalam larutan CuSO4 untuk menetralkan kelebihan ion SO42-.
lon Cl atau NO3 dari jembatan garam akan bergerak ke dalam larutan ZnSO4 untuk menetralkan kelebihan ion Zn2+.

Dengan adanya jembatan garam menyebabkan elektron mengalir secara terus-menerus melalui kawat.
Logam seng (Zn) dan tembaga (Cu) menjadi kutub-kutub listrik pada rangkaian elektrokimia yang disebut elektrode. Ada dua macam elektrode, yaitu:

(1) Anode

  • Merupakan elektrode tempat terjadinya oksidasi, berarti logam Zn.
  • Oleh karena oksidasi adalah pelepasan elektron maka anode adalah kutub negatif.

(2) Katode

  • Merupakan elektrode tempat terjadinya reduksi, berarti logam Cu.
  • Oleh karena reduksi adalah penangkapan elektron maka katode adalah kutub positif.

Jadi, reaksinya dapat dituliskan sebagai berikut.
Anode (-)         : Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e
Katode (+)       : Cu2+(aq) + 2e → Cu(s)
Terjadi reaksi : Zn(s) +Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s)

Telah disepakati adanya suatu cara untuk menyatakan sel elektrokimia, yaitu anode selalu digambarkan di sebelah kiri, sedangkan katode di sebelah kanan sehingga penulisan diagram sel elektrokimia dapat disingkat dengan notasi sebagai berikut.
Zn | Zn2+ || Cu2+ | Cu
Notasi tersebut menyatakan bahwa di anode terjadi oksidasi Zn menjadi Zn2+ sedangkan di katode terjadi reduksi ion Cu2+ menjadi Cu. Dua garis sejajar (||) yang memisahkan anode dan katode menyatakan jembatan garam.

Mungkin Anda juga menyukai