Beda Potensial pada Berbagai Sel Volta

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA

 Nama                       : Buono Aji Santoso

 Tanggal Praktikum : 16 Oktober 2012

A.   Percobaan

Beda Potensial pada Berbagai Sel Volta

B.    Tujuan

·       Mengukur beda potensial sel volta

·       Membandingkan beda potensial sel volta hasil percobaan dengan beda potensial hasil hitungan berdasarkan potensial elektroda standar

C.    Alat dan Bahan

1.      2 buah gelas kimia 100 ml

2.     Voltmeter

3.     2 kabel dengan penjepit buaya

4.     Kertas saring 6 lembar

5.     Amplas

6.     Elektroda Cu, Zn, Mg, Pb, Fe

7.     Larutan ZnSO₄ 1 M 25 ml

8.     Larutan MgSO₄ 1 M 25 ml

9.     Larutan Pb(NO₃)₂ 1 M 25 ml

10.   Larutan CuSO₄ 1 M 25 ml

11.    Larutan FeSO₄ 1 M 25 ml

12.   Larutan NaCl

D.   Langkah Kerja

1.      Masukkan ke dalam gelas kimia pertama larutan ZnSO₄ 1 M 25 ml dan kedalam gelas kimia kedua larutan CuSO₄ 1 M 25 ml. (Percobaan 1)

2.     Amplas sampai mengkilat logam Zn dan Cu.

3.     Jepit logam Zn dan Cu dengan penjepit buaya.

4.     Masukkan kertas saring ke dalam larutan NaCl sampai semua basah.

5.     Hubungkan gelas kimia pertama dan gelas kimia kedua dengan jembatan garam yang dibuat dari kertas saring yang telah dibasahi dengan larutan NaCl tadi.

6.     Masukkan logam Zn ke dalam larutan ZnSO₄ 1 M dan logam Cu ke dalam larutan CuSO₄ 1 M.

7.     Hubungkan kabel-kabel dari logam Zn dan Cu ke voltmeter dengan skala 1 volt, apabila arah jarum avometer ke kiri, balik posisi kabel yang masuk ke voltmeter.

8.     Catat beda potensial yang dihasilkan.

9.     Ulangi langkah 1 sampai 8 untuk percobaan 2 hingga percobaan 6.

Percobaan 2: Larutan MgSO₄ dan Larutan CuSO₄

Percobaan 3: Larutan MgSO₄ dan Larutan ZnSO₄

Percobaan 4: Larutan ZnSO₄ dan Larutan Pb(NO₃)₂

Percobaan 5: Larutan MgSO₄ dan Larutan Pb(NO₃)₂

Percobaan 6: Larutan FeSO₄ dan Larutan CuSO₄

E.    Dasar Teori

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 (elektrode negative), dan tempat berlangsungnya reaksi reduksi disebut katoda (elektrode positif).

Prinsip-prinsip Sel Volta (Sel Galvani)

1. Didalam sel volta reaksi kimianya mengandung arus listrik dan terjadi reaksi spontan.

2. Terjadi perubahan dari energy kimia menjadi energy listrik.

3. Pada anoda, terjadi reaksi oksidasi dan bermuatan negatif.

4. Pada katoda, terjadi reaksi reduksi dan bermuatan positif.

5. Elektron mengalir dari anoda menuju katoda.

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 petunjuk arus, yaitu voltmeter melalui kawat.

Bila elektrode Zn dan Cu dihubungkan dengan sebuah kawat maka akan terjadi energi listrik (menghasilkan energi listrik). Untuk menjaga kenetralan listrik dari kedua larutan di atas maka kedua larutan tersebut dihubungkan dengan jembatan garam. Jembatan garam menyebabkan elekton mengalir secara terus menerus melalui kawat.

Potensial sel (E˚sel) adalah potensial listrik yang dihasilkan oleh suatu sel volta. Besarnya potensial sel dari suatu reaksi redoks dalam sel volta dapat ditentukan melalui:

1.      Percobaan dengan menggunakan voltmeter atau potensiometer.

2.     Perhitungan berdasarkan data potensial elektroda unsur-unsur sesuai dengan reaksinya.

E˚sel = E˚katode – E˚anode

atau
E˚sel = E˚reduksi-E˚oksidasi

Potensial elektroda merupakan ukuran besarnya kecenderungan suatu unsur untuk melepas atau menyerap elektron. Untuk membandingkan kecenderungan oksidasi atau reduksi dari suatu elektroda pembanding yaitu elektroda hidrogen. Potensial yang dihasilkan oleh suatu elektroda yang dihubungkan dengan elektroda hidrogen disebut potensial elektroda.

Ada dua kemungkinan:

·           Jika potensial electrode bertanda (+) maka electrode lebih mudah mengalami reduksi.

·           Jika potensial electrode bertanda (-) maka electrode lebih mudah mengalami oksidasi.

Harga potensial sel tergantung pada jenis elektroda, suhu, konsentrasi ion dalam larutan, dan jenis ion dalam larutan.

Perlu diingat bahwa: Unsur/electrode yang mempunyai E lebih kecil akan mengalami oksidasi dan berfungsi sebagai anoda, dengan E˚ oksidasi = - E˚ reduksi.

Syarat reaksi redoks berlangsung spontan, yaitu logam untuk anoda terletak sebelah kiri logam untuk katoda dalam deret volta.

Deret Volta merupakan urutan logam-logam(ditambah hidrogen) berdasarkan kenaikan potensial elektroda standarnya.

Li K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Co Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au

Semakin ke kiri letak suatu logam dalam deret volta, maka logam tersebut semakin mudah teroksidasi. Sebaliknya, semakin ke kanan suatu logam dalam deret volta, maka logam tersebut semakin mudah tereduksi. Oleh karena itu, untuk melindungi suatu logam dari reaksioksidasi (perkaratan) maka logam tersebut perlu dihubungkan dengan logam yang letaknya lebih kiri dari logam tersebut dalam deret volta atau disebut sebagai perlindungan katodik.

F.    Hasil Pengamatan

Larutan	Anoda	Larutan	Katoda	Beda Potensial (Volt)
ZnSO4 1M	Zn	CuSO4 1M	Cu	0,08
MgSO4 1M	Mg	CuSO4 1M	Cu	0,06
MgSO4 1M	Mg	ZnSO4 1M	Zn	0,02
ZnSO4 1M	Zn	Pb(NO3)2 1M	Pb	0,14
MgSO4 1M	Mg	Pb(NO3)2 1M	Pb	0,02
FeSO4 1M	Fe	CuSO4 1M	Cu	0,02

G.    Kesimpulan

1.       Notasi sel:

Percobaan 1:     Zn          →  Zn²⁺ + 2e

                       Cu²⁺ + 2e → Cu                     

                       Zn + Cu²⁺ →  Zn²⁺ + Cu           E˚ sel = 0,08 V

Zn_(s) / Zn²⁺   Cu²⁺ / Cu_(s)          E˚ sel = 0,08 V

Percobaan 2:    Mg         →  Mg²⁺ + 2e

                       Cu²⁺ + 2e → Cu                     

                       Mg + Cu²⁺ →  Mg²⁺ + Cu           E˚ sel = 0,06 V

Mg_(s) / Mg²⁺   Cu²⁺ / Cu_(s)     E˚ sel = 0,06 V

Percobaan 3:    Mg          →  Mg²⁺ + 2e

                       Zn²⁺ + 2e → Zn                   

                       Mg + Zn²⁺ →  Mg²⁺ + Zn           E˚ sel = 0,02 V

 Mg_(s) / Mg²⁺   Zn²⁺ / Zn_(s)     E˚ sel = 0,02 V

Percobaan 4:    Zn          →  Zn²⁺ + 2e

                       Pb²⁺ + 2e → Pb                     

                       Zn + Pb²⁺ →  Zn²⁺ + Pb           E˚ sel = 0,14 V

Zn_(s) / Zn²⁺    Pb²⁺ / Pb_(s)     E˚ sel = 0,14 V

Percobaan 5:    Mg          →  Mg²⁺ + 2e

                       Pb²⁺ + 2e  → Pb                     

                       Mg + Pb²⁺ →  Mg²⁺ + Pb           E˚ sel = 0,02 V

 Mg_(s) / Mg²⁺   Pb²⁺ / Pb_(s)     E˚ sel = 0,02 V

Percobaan 6:    Fe          →  Fe²⁺ + 2e

                       Cu²⁺ + 2e → Cu                     

                       Fe + Cu²⁺ →  Fe²⁺ + Cu           E˚ sel = 0,02 V

Fe_(s) / Fe²⁺    Cu²⁺ / Cu_(s)     E˚ sel = 0,02 V

2.      Potensial sel:

Percobaan 1:     Zn          →  Zn²⁺ + 2e           E˚ = + 0,76 V

                       Cu²⁺ + 2e → Cu                      E˚ = + 0,34 V  

                       Zn + Cu²⁺ →  Zn²⁺ + Cu            E˚ = + 1,10 V

Zn_(s) / Zn²⁺   Cu²⁺ / Cu_(s)          E˚ sel = + 1,10 V

 Percobaan 2:   Mg         →  Mg²⁺ + 2e           E˚ = + 2,38 V

                       Cu²⁺ + 2e → Cu                      E˚ = + 0,34 V  

                       Mg + Cu²⁺→  Mg²⁺ + Cu           E˚ = + 2,72 V

Mg_(s) / Mg²⁺   Cu²⁺ / Cu_(s)     E˚ sel = + 2,72 V

Percobaan 3:    Mg          →  Mg²⁺ + 2e           E˚ = + 2,38 V

                       Zn²⁺ + 2e  → Zn                      E˚ = - 0,76 V  

                       Mg + Zn²⁺ →  Mg²⁺ + Zn           E˚ =  + 1,62 V

Mg_(s) / Mg²⁺   Zn²⁺ / Zn_(s)     E˚ sel = + 1,62 V

Percobaan 4:    Zn          →  Zn²⁺ + 2e            E˚ = + 0,76 V

                       Pb²⁺ + 2e →  Pb                      E˚ = - 0,13 V  

                       Zn + Pb²⁺ →  Zn²⁺ + Pb             E˚ = + 0,63 V

Zn_(s) / Zn²⁺    Pb²⁺ / Pb_(s)     E˚ sel = + 0,63 V

Percobaan 5:    Mg          →  Mg²⁺ + 2e           E˚ = + 2,38 V

                       Pb²⁺ + 2e  →  Pb                      E˚ = - 0,13 V  

                       Mg + Pb²⁺ →  Mg²⁺ + Pb           E˚ = + 2,25 V

Mg_(s) / Mg²⁺   Pb²⁺ / Pb_(s)     E˚ sel = + 2,25 V

Percobaan 6:    Fe          →  Fe²⁺ + 2e            E˚ = + 0,41 V

                       Cu²⁺ + 2e → Cu                      E˚ = + 0,34 V  

                       Fe + Cu²⁺→  Fe²⁺ + Cu            E˚ = + 0,75 V

Fe_(s) / Fe²⁺    Cu²⁺ / Cu_(s)     E˚ sel = + 0,75 V

3.      Harga potenisal sel hasil percobaan sangat berbeda dibandingkan dengan potensial sel hasil perhitungan yang berdasarkan potensial elektroda standar, karena:

·         Saat melakukan percobaan, suhu dan tekanan berbeda dengan keadaan standar yang dibutuhkan untuk menentukan potensial elektroda, yaitu 25˚C 1 atm.

·         Elektroda logam yang digunakan memiliki tingkat pengotor yang tinggi sehingga mengganggu jalannya reaksi sel volta.

·         Larutan elektrolit yang digunakan sebagian sudah tidak murni karena tercampur zat lain ataupun mengalami koagulasi.

·         Jembatan garam yang digunakan hanyalah kertas saring yang dibasahi NaCl, sehingga tidak dapat menyeimbangkan muatan pada kedua larutan elektrolit sehingga mengganggu jalannya reaksi sel volta.