Sel Galvani dan Aplikasinya – Baterai adalah salah satu sumber listrik yang punya banyak manfaat bagi manusia. Mulai dari berai senter, baterai jam, hingga baterai gadget kesayangan kita. Baterai yang kita gunakan pada senter atau jam tangan atau sering kita bilang dengan “batu baterai” ternyata terbuat dari sel kering yang merupakan aplikasi nyata dari sel Galvani. Nah, apa itu sel galvani? Temukan jawabannya pada sajian berikut
Apa itu Sel Galvani?
Sel Galvani atau yang sering disebut juga dengan nama Sel Volta merupakan bagian dari sel elektrokimia. Ada dua macam sel elektrokimia yaitu sel galvani (volta) dan sel elektrolisis. Sel galvani adalah rangkaian sel elektrokimia yang terdiri dari dua logam disambungkan dengan jembatan garam yang memanfaatkan reaksi redoks (baca apa itu reaksi redoks) dari kedua logam tersebut untuk menghasilkan arus listrik. Pada akhir abad kke-18 ilmuwan italia bernama Luigi Galvani menemukan kejadian yang cukup menarik. Seekor katak mati ketika di kakinya masing masing diletakkan logam berbeda (seng dan tembaga) secara bersamaan ternyata kaki katak yang sudah mati tersebut bisa bergerak. Sejak itulah muncul istilah galvanism.
Sel galvani terdiri dari dua elektroda logam yang masing-masing dicelupkan dalam larutan garam dari masing-masing logam tersebut. Kita simak ilustrasi berikut
Jika logam seng (Zn) dicelupkan sebagian (ada kontak) dengan ZnSO4 (larutan garam dari Zn) dihubungkan dengan logam tembaga Cu yang dicelupkan sebagian ke dalam larutan CuSO4 (larutan garam dari Cu) melalui sebuah kawat penghantar dan diantara kedua larutan tersebut dihubungkan dengan jembatan garam yang berisi larutan lektrolit maka akan terjadi beda potensial. Itulah definisi dari sel galvani. Pertanyaannya? dari mana munculnya beda potensial tersebut?
Ketika logam Zn dihubungkan dengan Cu terjadi reaksi redoks, Zn melepaskan elektron yang akan menglir ke katode Cu. Katode Cu berhubungan langsung dengan ion Cu2+ yang dihasilkan dari ionisasi CuSO4 ->Cu2+ + SO42-. Elektron yang berasal dari Zn akan mereduksi ion Cu2+ menjadi Cu. Di sisi lain, karena ion Cu2+ semakin berkurang maka akan kelebihan ion SO42-, nah ion ini akan dialirkan melalui jembatan garam yang berisikan larutan elektrolit guna mengimbangi kelebihan ion Zn3+ yang terdapat pada larutan anode. Proses tersebut akan membantu kelitrikan setangah sel tetap netral. Menurut konvensi, dalam sel volta, bagian anode (bagian yang mengalami oksidasi) disebut elektrode negatif dan katodi disebut elektrode positif. Jadi
[su_pullquote]Anoda adalah elektroda tempat terjadinya oksidasi (melepas elektron)
Katoda adalah tempat terjadinya reduksi (menerima elektron)[/su_pullquote]
Aplikasi Sel Galvani
Sel galvani banyak diaplikasikan untuk membuat berbagai sumber energi listrik yang multiguna seperti sel kering pada baterai, sel nikel kadmium, baterai perak oksida, baterai merkuri, dan sel aki.
a. Sel Kering (Baterai Kering)
Sel ini terdiri dari sebuk grafit, salmiak dan batu kawi (kering = tidak basah). Sel ini banyak digunakan sebagai sumber energi untuuk jam dinding, radio, lampu senter, microphone, dan sebagainya. bagianluar sel ini dibuat dari bahan seng yang berperan sebagai anode yang tampak mengkilap dibagian bawah sebagai kutub negatif baterai. Ujung positif baterai (katode) terbuat dari grafit yang dibungkus oleh pasta yang terbuat dari campuran serbuk grafit (C), MnO2, dan NH4Cl. Sel baterai ini dapat menghasilkan potensial sekitar 1,5 volt. Salah satu keuntungan dari sel kering ini adalah biaya pembuatannya yang relatif murah dan jarang terjadi kebocoran. Kelemahan dari aplikasi sel galvai ini adalah ia tida bisa diisi ulang (rechargeable). Sobat pasti kenal juga dengan namanya bateri alkali. Baterai alkali adalah jenis sel kering yang menggunakan Zn dan MnO2 sebagai pereaksi dalam kondisi basa (KOH). Voltase yang dihasilkan bisa mencapai 1,54 Volt. Harganya memang lebih mahal tapi sel bateri alkali punya waktu hidup lebih lama.
b. Sel Nikad (Nikel Kadmium)
Aplikasi sel galvani lainnya adalah sel nikel-kadmium atau sering disebut sel nikad. Sel ini termasuk baterai yang bisa diisi ulang. Potensial yang dihasilkan sekitar 1,4 Volt. Sel nikad sudah banyak digunakan untuk mentenagai berbagai barang elektronik.
c. Baterai Merkurium
Sobat pernah melihat batu baterai jam atau kalkulator yang bentuknya roda pipih berwarna perak? Itu adalah baterai merkurium. Bateri ini adalah bateri ukuran mini pertama yang diproduksi secara komersial pada tahun 1940-an. Anode dari sel galbani ini berupa logam seng dan katodenya berupa merkurium (II) oksidad (HgO). Baterai ini cenderung menghasilkan potensial yang stabil di angka 1,35 volt.
d. Baterai Perak Oksida
Baterai jenis ini menggunakan seng sebagai anode dan Ag2O sebagai katode serta elektrolit basa. Voltase yang dihasilkan cukup besar di angka 1,54 Volt.
e. Sel Aki
Sel aki terdiri dari timbal (Pb) sebagai anode, PbO2 sebagai katode, dan elektrolit asam H2SO4. Sel jenis ini termasuk sel sekunder karena zat-zat hasil reaksi dapa diubah menjadi zat-zat semula (dikembalikan ke zat sebelum reaksi. Sel aki merupakan sel galvani yag disusun secara seri sehingga bisa menghasilkan tegangan yang lebih besar tergantung berapa susunan serinya. Jika sobat punya sebuah sel aki 10 volt maka ia bisa tersusun oleh 5 buah sel aki 2 volt yang disusun seri.