LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA “Menentukan Beda Potensial pada Sel Volta”

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA “Menentukan Beda Potensial pada Sel Volta”

Disusun oleh:

Jauzia Sita Nirmala (17/ XII IPA 7)

SMA NEGERI 1 KLATEN 2013/2014

KATA PENGANTAR

            Assalamu’alaikum Wr. Wb.

            Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas berkat dan rahmat-Nya, akhirnya penulis dapat menyelesaikan makalah ini. Tak lupa penulis ucapkan terimakasih pada pihak-pihak yang telah membantu proses penulisan makalah mengenai hasil praktikum kimia menentukan potensial sel pada sel volta dari awal hingga akhir, baik secara langsung maupun tidak langsung.

Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan umumnya bagi kita semua. Penulis sadar masih banyak kekurangan dalam makalah ini. Untuk itu kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Penulis

PENDAHULUAN

1.      Latar Belakang

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. Melalui proses percobaan sel volta, kita dapat mengukur potensial sel yang diuji kemudian membandingkan hasil pengukuran berdasarkan perhitungan.

2.      Tujuan Percobaan

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan beda potensial pada sel volta.

LANDASAN TEORI

·         Sel Volta

Luigi Galvani dan Alexandro Volta menemukan prinsip pembentukan energi listrik dari reaksi kimia yang terjadi dalam suatu alat yang kini dikenal sebagai sel Galvani atau sel Volta dimana terjadi reaksi oksidasi dan reduksi yang menghasilkan arus listrik.

Katoda (+) : reduksi

Anoda (-) : oksidasi

Sel volta merupakan suatu sel elektrokimia yang mengubah zat kimia menjadi energi listrik. Dalam sel volta reduktor dan oksidatornya dipisahkan sehingga pemindahan tidak terjadi secara langsung tetapi melalui kawat penghantar. Zink, tembaga, dan magnesium merupakan elektroda. Terdapat 2 jenis elektroda yaitu Katode (+) tempat terjadinya reduksi sedangkan pada anode (-) tempat terjadinya oksidasi.

Potensial elektroda sel dapat ditentukan melalui persamaan :

E° sel = E° reduksi - E° oksidasi

E° sel = E° katode - E° anode

E° sel = E° besar - E° kecil

Prinsip-prinsip sel volta :

1.       Di dalam sel volta reaksi kimianya mengandung arus listrik, reaksi terjadi secara spontan.

2.       Terjadi perubahan dari energi kimia menjadi energi listrik.

3.       Pada anode, terjadi reaksi oksidasi dan bermuatan negatif (-).

4.       Pada katode, terjadi reaksi reduksi dan bermuatan positif (+).

5.       Elektron mengalir dari anode menuju katode

·   Jembatan Garam

Jembatan garam dapat dibuat dengan melarutkan garam-garam yang mudah larut dalam air, pada larutan agar-agar atau dengan mencelupkan kertas saring pada larutan garam. Fungsi jembatan garam :

1.       Menyeimbangkan kelebihan jumlah ion pada kedua elektroda

2.       Membuat rangkaian tertutup sehingga terjadi aliran elektron yang melibatkan beda potensial sel dapat terbaca di voltmeter/avometer

·   Elektroda Sel Galvani

           Elektroda dalam sel Galvani terbalik dengan elektroda sel elektrolisis. Dalam sel Galvani:

  -Anoda adalah elektroda dimana terjadi reaksi oksidasi (kehilangan elektron). Anoda menarik  anion.

 -Katoda adalah elektroda dimana terjadi reaksi reduksi (menerima elektron). Katoda menarik  kation.

·      Perhitungan Potensial Standar

Potensial listrik standar dapat ditentukan dengan menggunakan tabel potensial standar setengah sel. Langkah pertama adalah mengetahui logam apa yang bereaksi dalam sel. Kemudian mencari potensial elektroda standar (E⁰) dalam volt, dari masing-masing dua setengah reaksi.

·   Potensial Sel

Sel volta menjadikan perubahan energi bebas reaksi spontan menjadi energi listrik

Energi listrik ini berbanding lurus dengan beda potensial antara kedua elektroda (voltase) atau disebut juga potensial sel (Esel) atau gaya electromotive (emf)

Untuk proses spontan Esel > 0, semakin positif Esel semakin banyak kerja yang bisa dilakukan oleh sel

Satuan yang dgunakan 1 V = 1 J/C

Potensial sel sangat dipengaruhi oleh suhu dan konsentrasi, oleh karena itu potensial sel standar diukur pada keadaan standar (298 K, 1 atm untuk gas, 1 M untuk larutan dan padatan murni untuk solid).

·      Elektroda

Elektroda terbagi menjadi dua jenis yaitu anoda dan katoda.

Setengah reaksi oksidasi terjadi di anoda. Elektron diberikan oleh senyawa teroksidasi (zat pereduksi) dan meninggalkan sel melalui anoda.

Setengah reaksi reduksi terjadi di katoda. Elektron diambil oleh senyawa tereduksi (zat pengoksidasi) dan masuk sel melalui katoda.

Setengah sel oksidasi: anoda berupa batang logam Zn dicelupkan dalam ZnSO4

Setengah sel reduksi: katoda berupa batang logam Cu dicelupkan dalam CuSO4

Terbentuk muatan relatif pada kedua elektroda dimana anoda bermuatan negatif dan katoda bermuatan positif.

Kedua sel juga dihubungkan oleh jembatan garam yaitu tabung berbentuk U terbalik berisi pasta elektrolit yang tidak bereaksi dengan sel redoks gunanya untuk menyeimbangkan muatan ion (kation dan anion)

Dimungkinkan menggunakan elektroda inaktif yang tidak ikut bereaksi dalam sel volta ini misalnya grafit dan platinum.

·      Notasi Sel Volta

Sel Volta dinotasikan dengan cara yang telah disepakati (untuk sel Zn/Cu2+)

Zn(s)|Zn²⁺(aq)║Cu²⁺(aq)|Cu(s)

Bagian anoda (setengah sel oksidasi) dituliskan disebelah kiri bagian katoda.

Garis lurus menunjukkan batas fasa yaitu adanya fasa yang berbeda (aqueous vs solid) jika fasanya sama maka digunakan tanda koma.

Untuk elektroda yang tidak bereaksi ditulis dalam notasi diujung kiri dan ujung kanan.

PROSES PENELITIAN

1.      Persiapan

Sebelum melakukan penelitian ini terlebih dahulu kami menyiapkan alat-alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian, yakni:

-Beker Gelas

-Elektroda Cu, Zn, Mg, Pb, Fe

-Avometer

-Amplas

-Kabel dengan penjepit buaya

-Larutan ZnSO₄ 1M

-Larutan MgSO₄ 1 M

-Larutan Pb(NO₃)₂ 1 M

-Larutan CuSO₄ 1 M

-Larutan FeSO₄ 1 M

2.      Langkah Kerja

-Menggosok elektroda Cu dan Zn sampai bersih menggunakan amplas.

-Mengisi beker gelas masing-masing dengan larutan ZnSO₄ 1 M dan larutan CuSO₄.

-Mencelupkan jembatan garam hingga semua tercelup ke dalam larutan NaCl.

-Memasukkan jembatan garam ke dalam beker gelas hingga kedua ujungnya tercelup dalam masing-masing larutan.

-Menjepit elektroda Zn dan Cu dengan jepitan buaya dan menyambungkannya dengan voltameter pada skala satu volt.

-Mencatat perubahan tegangan listrik pada voltmeter.

-Mengulangi percobaan dengan larutan dan eletroda yang lain dengan cara yang sama:

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

3.      Hasil pengamatan

No.	Percobaan	Hasil Pengamatan
1.	25 ml ZnSO4 25 ml dengan ml larutan CuSO4	Beda potensial = 0,68 volt
2.	25 ml MgSO4 25 ml dengan ml larutan CuSO4	Beda potensial = 0,70 volt
3.	25 ml MgSO4 25 ml dengan ml larutan ZnSO4	Beda potensial = 0,02 volt
4.	25 ml ZnSO4 25 ml dengan ml larutan Pb(NO3)2	Beda potensial = 0,38 volt
5.	25 ml MgSO4 25 ml dengan ml larutan Pb(NO3)2	Beda potensial = 0,34 volt
6.	25 ml FeSO4 25 ml dengan ml larutan CuSO4	Beda potensial = 0,30 volt

PEMBAHASAN

1.      Notasi sel untuk:

Percobaan 1 adalah : Zn | Zn²⁺ || Cu²⁺ | Cu

Percobaan 2 adalah : Mg | Mg²⁺ || Cu²⁺ | Cu

Percobaan 3 adalah : Mg | Mg²⁺ || Zn²⁺ | Zn

Percobaan 4 adalah : Zn | Zn²⁺ || Pb²⁺ Pb

Percobaan 5 adalah :Mg | Mg²⁺ || Pb²⁺ | Pb

Percobaan 6 adalah : Fe | Fe²⁺ || Cu²⁺ | Cu

2.      Dengan menggunakan potensial elektroda standar , hitung percobaan di atas!

Potensial soal percobaan 1 adalah :

Anode             (oksidasi)         : Zn → Zn²⁺ + 2e^-        E⁰        = +0,76 V   

Katode            (reduksi)         : Cu²⁺ + 2e^- → Cu       E⁰           = +0,34 V

                                                                        E⁰_sel      = +1,10 V

Potensial soal percobaan 2 adalah :

Anode             (oksidasi)         : Mg → Mg²⁺ + 2e^-      E⁰        = +2,38 V

Katode            (reduksi)         : Cu²⁺ + 2e^- → Cu       E⁰           = +0,34 V

                                                                        E⁰_sel      = +2,72 V

Potensial soal percobaan 3 adalah :

Anode             (oksidasi)         : Mg → Mg²⁺ + 2e^-      E⁰        = +2,38 V

Katode            (reduksi)         : Zn²⁺ + 2e^- → Zn        E⁰           = -0,76 V  

                                                                        E⁰_sel      = +1,62 V

Potensial soal percobaan 4 adalah :

Anode             (oksidasi)         : Zn → Zn²⁺ + 2e^-        E⁰        = +0,76 V

Katode            (reduksi)         : Pb²⁺ + 2e^- → Pb        E⁰           = -0,13 V

                                                                        E⁰_sel      = +0,63 V

Potensial soal percobaan 5 adalah :

Anode             (oksidasi)         : Mg → Mg²⁺ + 2e^-      E⁰        = + 2,38 V

Katode            (reduksi)         : Pb²⁺ + 2e^- → Pb        E⁰           = -0,13 V

                                                                        E⁰_sel      = +2,25 V

Potensial soal percobaan 6 adalah :

Anode             (oksidasi)         : Fe → Fe²⁺ + 2e^-         E⁰           = +0,41 V

Katode            (reduksi)         : Cu²⁺ + 2e^- → Cu       E⁰           = +0,34 V

                                                                        E⁰_sel      = +0,75 V

3.      Bagaimanakah harga potensial sel hasil percobaan dibandingkan dengan potensial sel hasil perhitungan yang berdasarkan potensial elektroda standar?

Harga potensial sel hasil percobaan apabila dibandingkan dengan potensial sel hasil perhitungan yang berdasarkan potensial elektroda standar berbeda. Hal seperti inidapat terjadi karena beberapa faktor.

KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil adalah bahwa berbeda jenis larutan, berbeda pula beda potensial yang diperoleh. Pada proses percobaan juga tidak selalu diperoleh hasil yang tepat seperti pada potensial standar. Hal ini dapat terjadi karena beberapa faktor, seperti:

a.       Kurang teliti dalam membuat larutan serta saat penimbangan

b.       Larutan yang digunakan tidak tepat 1 M konsentrasinya

c.       Larutan sudah bercampur dengan larutan yang lain saat peneliti melakukan percobaan

d.      Kurang bersihnya elektroda yang digunakan walaupun telah dilakukan pengamplasan

e.       Voltmeter tidak langsung menunjukkan dengan tetap dan jarum diam pada satu angka, namun ada pergerakan yang terjadi pada jarum sehingga kurang akurat dalam menentukan beda potensialnya.