< Previous 37 Dengan mengalirnya arus ion-ion tembaga menuju ke katoda, maka kotoran-kotoran yang tidak dapat hancur akan mengendap didasar. Dengan cara endapan kita dapat menghasilkan logam-logam mulia. Gambar 2.20 Prinsip Kerja Elemen Galvanis Ketentuan : Kita celupkan dua logam yang berbedaelektrolit maka antara kedua logam terdapat tegangan listrik.. Proses : a) Suatu logam larut/terurai elektrolit. Proses ini tergantung pada tingkat kekuatan elektrolitnya, artinya ion-ion logam positif menuju ke dalam larutan, akhirnya tinggalah logam yang bermuatan negatif. Gambar 2.21 Penguraian Elektrolit b) Pada elektrolit-elektrolit lemah, maka logam terlapisi dengan ion-ion logam bermuatan positif yang berasal dari elektrolit. I Anoda Katoda 38 Gambar 2.22 Penyepuhan Logam dengan Ion-ion Elektrolit 2.1.6.9. DAYA LARUTAN Tabel 2.12 Daya Larutan Pelarut Logam Air. K, Na, Ca Air keras encer ( Hydrochlorid acid ) dingin. Mg, Al, Mn, Be, Zn, Cr, Fe, Cd Air keras encer ( Hydrochlorid acid ) panas. Co, Ni, Pb, Sn Asam sendawa ( Nitric acid ) atau asam sulfat dengan konsentrasi panas. Sb, Bi, As, Cu, Hg, Ag Air raja ( Nitrohydrochlorid acid ) ( 3 bagian idrochlorida + 1 bagian asam nitrat ). Pt, Au 2.1.6.10. URUTAN TEGANGAN KIMIA LISTRIK Gambar 2.23 Urutan Tegangan Kimia Listrik berdasar Bahan Elektroda Tinggi rendahnya tegangan suatu elemen galvanis tergantung pada bahan elektroda-elektrodanya. 39 Polaritas-polaritas elektroda ditentukan oleh urutan tegangan. Elektrolit : Misalnya H2 SO4 Tabel 2.13 Urutan tegangan diukur berlawanan dengan Elektroda Hidrogen normal pada 250 C. Tegangan Simbol M + 1, 50 V Emas Au U + 0, 86 V Platina Pt L + 0, 80 V Perak Ag I + 0, 79 V Air raksa Hg A + 0, 74 V Karbon C + 0, 34 V Tembaga Cu + 0, 28 V Bismut Bi + 0, 14 V Antimon Sb 0 ( Hidrogen ) H * 0, 13 V Timbel Pb * 0, 14 V Timah Sn * 0, 23 V Nikel Ni * 0, 29 V Kobalt Co * 0, 40 V Kadmium Cd T * 0, 44 V Besi Fe A * 0, 56 V Chrom Cr K * 0, 76 V Seng Zn * 0, 10 V Mangan Mn 40 M * 1, 67 V Aluminium Al U * 2, 40 V Magnesium Mg L * 2, 71 V Natrium Na Ι * 2, 92 V Kalium K A * 2, 96 V Litium Li 2.1.6.11. POLARISASI ELEKTROLISA Gambar 2.24 Polarisasi Elektrolisa Elemen Galvanis pada Cairan Elektrolit Dengan mengalirnya arus listrik pada elemen galvanis maka pada anoda akan terlampiri dengan Hidrogen, dia menghambat pembangkitan tegangan dan membentuk suatu isolasi. Kejadian seperti ini dinamakan polarisasi. Untuk mencegah menempelnya hidrogen maka pada anode, maka dibutuhkan suatu bahan cairan kimia yang dapat mengikat, bahan itu dinamakan “depolarisator”. Tabel 2.14 Bahan Percobaan Polarisasi Elektrolisa Elemen Uo Kutub + Kutub − Elektrolit Depolarisa tor arang +Zn 1,5 V arang Zn bubur salmiak Batu coklat ( Mn O2 ) oksida air raksa 1,3 V Hg O Zn K O H Hg O alkali dan Mn O2 1,5 V Mn Zn K O H Mn O2 41 Tabel 2.15 Sistim kimia listrik elemen primer Elektroda Positif Mangan dioksida Mangan dioksida Mercur dioksida Perakoksida Perak cromat Elektroda Negatif Seng Seng ( bulat ) Seng ( bubuk ) Seng ( bubuk) Lithium Elektrolit Asam lemah(Larutan chlorida) alkali ( Kaiumhidroksida ) alkalis alkalis organis Tegangan tiap sel 1,5 V 1,5 V 1,35 V 1,55 V 3 V Rapat energi 0,1 Wh / cm3 0,3 Wh cm3 0,5 Wh / cm3 0,4Wh/ cm3 4 Wh / cm3 2.1.7. ELEMEN GALVANIS 2.1.7.1. PASANGAN GALVANIS Dua buah logam yang berbeda berada dalam elektrolit maka akan terbentuk sebuah sumber tegangan, hal demikian ini disebut elemen galvanis. Gambar 2.25 Elemen Galvanis Bila kedua logam ( Cu dan Zn ) dihubungkan dengan voltmeter maka terjadi perbedaan tegangan sebesar -1,1 V. Flektron akan mengalir dari Seng ( Zn ) melalui rangkaian luar.Dengan mengalirnya elektron dari anoda, seng akan teroksidir seng akan terkorosi. Elektron yang mengalir ke katoda melebihi elektron yang dilepaskan. Elektron ini akan bereaksi dengan ion tembaga yang terdapat dalam elektrolit. Korosi hanya terdapat dalam satu elektroda pasangan galvanis yaitu anoda. Elemen galvanis disebut juga elemen primer. 42 BENTUK DASAR DARI ELEMEN PRIMER KERING Gambar 2.26 Elemen Primer Kering Bila memasang jangan langsung ! Bila rusak jangan dibuang berbahaya. 43 Tabel 2.16 Potensial elektroda ( 250C ; larutan mol ) Reaksi setengah-sel anoda ( arah ) panah terbalik untuk reaksi setengah-sel katoda Potensial gunakan ahli elektrokimia dan ahli korosi volt. Potensial elektroda yg digunakan oleh ahli kima - fisika dan ahli termodinamika Au Au3+ + 3 e− + 1.50 − 1.50 2H20 O2 + 4H++4e− + 1.23 Katoda − 1.23 Pt Pt4+ + 4 e− + 1.20 − 1.20 Ag Ag+ + e− + 0.80 − 0.80 Fe2+ Fe3+ + e− + 0.77 − 0.77 4(0H) O2+2H2O+4e− + 0.40 − 0.40 Cu Cu2+2e− + 0.34 − 0.34 H2 2H+ + 2 e− 0.000 Referensi 0.000 Pb Pb2 + 2 e − 0.13 + 0.13 Sn Sn2 + 2 e− − 0.14 + 0.14 Ni Ni2 + 2 e− − 0.25 + 0.25 Fe Fe2 + 2 e− − 0.44 + 0.44 Cr Cr2 + 2 e− − 0.74 + 0.74 Zn Zn2+ + 2 e− − 0.76 + 0.76 Al A13+ + 3 e− − 1.66 + 1.66 Mg Mg2+ + 2 e− − 2.36 + 2.36 Na Na+ + e− − 2.71 −+ 2.71 K K+ + e− − 2.92 + 2.92 Li Li+ + e− − 2.96 + 2.96 44 2.1.7.2. SISTIM ELEKTROKIMIA Tabel 2.17 sistem elektrokimia dari elemen primer Elektroda positif Mangaan dioxid Mangaandioxid Ai raksaoxid chrom Seng Seng Seng Seng Lithium Elektro ( Larutan clorid) Alkali Alkali Alkali Organis Tegangan antar sel 1,5 V 1,35 V 1,55 V 1,55 V 3 V Rapat energi 0,1 Wh /Cm3 0,5 Wh /Cm3 0,5 Wh/ Cm3 0,4 Wh / Cm3 4 Wh / Cm3 2.1.7.3. PERBANDINGAN SIFAT Tabel 2.18 Perbandingan sifat antara bermacam-macam Akkumulator. Akumulator-timbel Akumu- lator bes Akumulator Perak - Seng Elektrolit asam bele- rang encer Larutan Alkali Tegangan stabil ( V ) 2,0 1,4 1,85 Tegangan pada akhir pesian ( V ) 2,75 1,8 2,0 Tegangan pd akhir pengosongan. ( V ) 1,8 1,0 1,3 η Ah, η Wh % 90 75 70 50 95 85 Energi per satuan berat Wh / Kg 22 22 100 Energi persa tuan volume Wh / dm3 54 55 200 Penambahan dg Air Suling Air Suling Cairan alkali = 1,4 Pemakaian air suling Sedikit Banyak Sedikit Tahanan dalam MΩ / Ah 80 200 Sedikit 45 Gambar 2.27 Arus Elektron Akkumulator pada Proses Pengisian-Pengosongan dan Pemakaian 2.1.7.4. PENGISIAN DAN PENGOSONGAN LISTRIK Tabel 2.18 Proses Pengisian dan Pengosongan Jenis Aku mulator Elektroda negatif Elektroda Asam Positif Proses Elektroda negatif Cairan ( air ) Elektroda Positif Timah Hitam Pb + 2H2SO4 + PbO2 Pengo songan PbSO4 + 2H2O + PbSO4 Elektroda positif Elektroda air negatif Elektroda positif Elektroda negatif Nikel Besi 2Ni O( OH ) + Fe + 2H2 O Pengi sian 2Ni ( OH ) 2 + Fe ( OH ) 2 Nikel Cadmium 2Ni O ( OH ) + Cd + 2 H2O 2 Ni ( OH ) 2 + Cd ( OH ) 2 46 2.1.7.5. DAYA GUNA AKKUMULATOR Tabel 2.19 Daya guna akumulator EEELLLtIQtIQ⋅=⋅= LLEEtItIAh⋅⋅= LELEEEtIUtIUWh⋅⋅⋅⋅= QL = Kapasitas Pengisian QE = Kapasitas Pengosongan IL = Arus Pengisian IE = Arus Pengosongan tL = Waktu Pengisian tE = Waktu Pengosongan η AH = daya guna ampere jam η WH = daya guna watt jam 2.1.7.6. KOROSI Korosi Kimia Listrik Melalui Pembentukan Elemen Saling bersentuhannya dua logam yang BERBEDA dan padanya terdapat suatu elektrolit, dengan demikian maka terbentuklah suatu elemen galvanis yang terhubung singkat. ( elemen korosi ). Kemudian didalam elemen mengalir suatu arus. Arus ini dapat menyebab kan korosi. − Pada pijakan tempat keluarnya arus terjadi korosi. − Tempat masuknya arus bebas korosi : Gambar 2.28 Korosi Kimia Listrik Terjadinya korosi makin lebih besar bilamana : − Kedudukan kedua logam didalam urutan tegangan terletak semakin juah satu sama lain. −Elektrolitnya semakin kuat/efektif. −Udara didalam elektrolit terpisah dengan lebih baik. Next >