Contoh soal sel volta merupakan sebuah teka-teki keilmuan yang mengundang rasa ingin tahu kita layaknya sebuah misteri yang tersembunyi di balik serangkaian reaksi elektroda. Seakan sebuah lukisan abstrak, soal-soal ini mengajarkan kita tentang aliran elektron yang tak terlihat, yang mengalir bagaikan arus tak terputus dalam sebuah rangkaian elektrokimia. Seperti seorang seniman yang mencampurkan warna untuk menciptakan mahakarya, para kimiawan menggabungkan logam-logam yang berbeda untuk menghasilkan sel volta, yang pada akhirnya mengungkapkan rahasia aliran listrik dari reaksi kimia.
Contoh Soal Sel Volta Sederhana
Sel volta sederhana terdiri dari dua elektroda yang terhubung oleh jembatan garam. Elektroda tersebut direndam dalam larutan elektrolit yang berbeda, yang menghasilkan perbedaan potensial antara kedua elektroda. Perbedaan potensial ini dikenal sebagai gaya gerak listrik (GGL) sel volta. GGL sel volta dapat dihitung menggunakan persamaan Nernst.
Berikut ini adalah contoh soal sel volta sederhana:
Sel volta terdiri dari elektroda seng (Zn) yang terendam dalam larutan ZnSO₄ 0,1 M dan elektroda tembaga (Cu) yang terendam dalam larutan CuSO₄ 0,01 M. Hitung GGL sel volta pada suhu 25 °C.
Untuk menjawab soal ini, kita perlu menggunakan persamaan Nernst:
Contoh Soal Sel Volta dengan Anoda dan Katoda Campuran
Sel volta merupakan perangkat elektrokimia yang dapat mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Salah satu jenis sel volta adalah sel volta dengan anoda dan katoda campuran. Pada jenis sel ini, kedua elektroda terbuat dari logam yang berbeda, dan terdapat perbedaan konsentrasi elektrolit di kedua kompartemen.
Berikut adalah contoh soal untuk sel volta dengan anoda dan katoda campuran:
Potensial Sel Volta
Sebuah sel volta disusun dengan elektroda besi (Fe) sebagai anoda dan elektroda tembaga (Cu) sebagai katoda. Elektrolit pada kompartemen anoda adalah larutan FeSO₄ 0,1 M, sedangkan elektrolit pada kompartemen katoda adalah larutan CuSO₄ 1 M.
Hitung potensial sel volta tersebut.
Penyelesaian:
Reaksi setengah di anoda:
Fe → Fe²⁺ + 2e⁻
Reaksi setengah di katoda:
Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu
Reaksi sel secara keseluruhan:
Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu
Dengan menggunakan tabel potensial standar elektroda, potensial setengah sel untuk Fe²/Fe adalah -0,44 V, sedangkan potensial setengah sel untuk Cu²⁺/Cu adalah +0,34 V.
Maka, potensial sel volta adalah:
E°sel = E°katoda – E°anoda
E°sel = 0,34 V – (-0,44 V)
E°sel = 0,78 V
Jadi, potensial sel volta tersebut adalah 0,78 V.
Contoh Soal Sel Volta dengan Penghitungan Potensial Sel
Sel volta adalah sel elektrokimia yang mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Potensial sel merupakan ukuran gaya dorong reaksi redoks dalam sel volta. Berikut adalah contoh soal sel volta dengan penghitungan potensial sel:
**Soal:**
Sebuah sel volta tersusun dari elektroda Zn dan elektroda Cu. Larutan ZnSO4 0,1 M dan larutan CuSO4 0,01 M.
**Penghitungan:**
Reaksi Redoks
Reaksi redoks yang terjadi pada sel volta ini adalah:
“`
Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e– (Oksidasi)
Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s) (Reduksi)
“`
Potensial Elektroda Standar
Potensial elektroda standar untuk elektroda Zn dan Cu berturut-turut adalah:
“`
E°Zn = -0,76 V
E°Cu = +0,34 V
“`
Potensial Sel
Potensial sel dihitung menggunakan persamaan Nernst:
“`
Esel = E°sel – (0,0592/n) log Q
“`
di mana:
* Esel adalah potensial sel
* E°sel adalah potensial sel standar (dihitung dari E°katoda – E°anoda)
* n adalah jumlah elektron yang ditransfer dalam reaksi redoks
* Q adalah hasil bagi konsentrasi produk dan reaktan
Penghitungan E°sel dan Q
E°sel = E°Cu – E°Zn = +0,34 V – (-0,76 V) = +1,10 V
Q = [Zn2+]/[Cu2+] = 0,1 M / 0,01 M = 10
Perhitungan Esel
Esel = 1,10 V – (0,0592/2) log 10
Esel = 1,10 V – 0,0296 V
Esel = +1,07 V
Jadi, potensial sel volta untuk sel volta Zn-Cu dengan larutan ZnSO4 0,1 M dan CuSO4 0,01 M adalah +1,07 V.
Demikianlah, contoh soal sel volta yang telah dibahas tadi menggambarkan proses transformasi energi kimia menjadi energi listrik. Persamaan reaksi dan perhitungan potensial sel volta yang dihasilkan menjadi kunci dalam memahami konsep reaksi redoks ini. Setiap contoh soal memberikan gambaran unik tentang prinsip kerja sel volta, memperkaya pemahaman tentang hubungan antara reaktan, produk, dan potensial elektrokimia. Melalui pemahaman mendalam tentang contoh-contoh tersebut, kita dapat mengungkap rahasia di balik konversi energi yang terjadi dalam sel volta, membuka pintu menuju aplikasi praktis mereka dalam berbagai aspek kehidupan modern.