Sel Kering Baterai
Beberapa
baterai yang sering sobat temui sehari-hari diantaranya:
a)Baterai Seng-Karbon
Baterai
jenis seng-karbon atau Leclanche adalah baterai generasi pertama yang
dikomersilkan, dipakai untuk lampu senter, jam dinding, radio, dan alat-alat
elektronik lainnya. Baterai ini terdiri atas seng (anode) dan batang grafit
(katode). Sebagai zat elektrolitnya adalah campuran MnO2, NH4Cl,
dan serbuk karbon yang dikemas dalam bentuk pasta.
Reaksi
redoks yang terjadi sangat rumit, tetapi secara sederhana dapat ditulis dalam
bentuk persamaan berikut.
Anode
|
:
|
Zn(s)
→ Zn2+(aq) + 2e–
|
Katode
|
:
|
2MnO2(s)
+ 2NH4+(aq) + 2e– → Mn2O3(s)
+ 2NH3(aq) + H2O(l)
|
Potensial
sel yang dihasilkan adalah 1,5 V dan arus listrik yang mengalir akan berkurang
jika dipakai. Potensial sel juga akan berkurang jika cuaca dingin.
b)Baterai Merkuri
Sel Volta
yang lain adalah sel merkuri atau disebut juga baterai kancing jenis Ruben-Mallory.
Sel jenis ini banyak digunakan untuk baterai arloji, kalkulator, dan komputer. Baterai
merkuri ini telah dilarang penggunaannya dan ditarik dari peredaran sebab
bahaya yang dikandungnya (logam berat merkuri).
Baterai
kancing ini terdiri atas seng (anode) dan merkuri(II) oksida (katode). Kedua
elektrode tersebut berupa serbuk padat. Ruang di antara kedua elektrode diisi
dengan bahan penyerap yang mengandung elektrolit kalium hidroksida (basa,
alkalin). Reaksi redoks yang terjadi dalam sel adalah sebagai berikut.
Anode
|
:
|
Zn(s)
+ 2OH–(aq) → ZnO(s) + H2O(l) + 2e–
|
Katode
|
:
|
HgO(s)+H2O(l)
+ 2e– → Hg(l) + 2OH–(aq)
|
Potensial
sel yang dihasilkan adalah 1,35 V.
c)Baterai Litium
Sel kering
tersebut (baterai seng-karbon dan baterai merkuri) tidak benar-benar kering
sebab elektrolit yang dipakai masih berupa pasta. Sel kering yang benar-benar
kering adalah sel jenis litium-iodin. Sel litium-iodin adalah sel Volta dengan
logam litium sebagai anode dan senyawa kompleks I2 sebagai katode.
Kedua elektrode ini dipisahkan oleh lapisan tipis dari litium iodida. Reaksi
redoks yang terjadi adalah sebagai berikut.
Anode
|
:
|
2Li(s)
→2Li+(aq) + 2e–
|
Katode
|
:
|
3I2(s)
+ 2e– → 2I3–(aq)
|
Potensial
sel yang dihasilkan sebesar 3,6 V.
Baterai
jenis litium berbeda dengan baterai seng-karbon dan baterai merkuri sebab
baterai ini dapat diisi ulang (rechargeable). Baterai litium banyak
dipakai untuk mobilephone (HP) dan mobil mainan.
d)Baterai Nikel-Kadmium
Selain
baterai litium-iodin, baterai yang dapat diisi ulang lainnya adalah baterai
nikel-kadmium (nicad). Sel nicad adalah baterai untuk penyimpan muatan. Sel
nicad tergolong sel Volta yang terdiri atas kadmium sebagai anode, nikel oksida
sebagai katode, dengan elektrolit kalium hidroksida. Baterai nicad banyak
digunakan untuk baterai penerang isi ulang. Reaksi sel selama pemakaian adalah
sebagai berikut.
Anode
|
:
|
Cd(s)
+ 2OH–(aq) → Cd(OH)2(s) + 2e–
|
Katode
|
:
|
2NiO2H(s)+2H2O(l)+2e–
→ 2Ni(OH)2(s) + 2OH–(aq)
|
Sel Accumulator
Sel Volta
komersial jenis lain yang dapat diisi ulang adalah sel timbel atau dikenal
dengan accumulator (accu), terdiri atas timbel oksida sebagai
katode dan logam timbel berbentuk bunga karang sebagai anode. Kedua elektrode
ini dicelupkan dalam larutan H2SO4 10%. Reaksi yang
terjadi selama accu dipakai (discharged) adalah sebagai berikut.
Anode
|
:
|
Pb(s)
+ HSO4–(aq) → PbSO4(s) + H+(aq)
+ 2e–
|
Katode
|
:
|
PbO2(s)
+ 3H+(aq) + HSO4–(aq) + 2e– → PbSO4(s)
+ 2H2O(l)
|
Potensial
sel yang dihasilkan dari reaksi tersebut, yaitu sekitar 2 V. Untuk memperoleh
potensial sel sebesar 6 V, diperlukan tiga buah sel yang disusun secara seri.
Berapa jumlah sel yang harus disusun seri untuk menghasilkan potensial sel 12
V?
Jika accu
telah dipakai, accu dapat diisi ulang menggunakan arus listrik
searah. Selama proses isi ulang, reaksi dalam sel merupakan kebalikan dari
reaksi pemakaian. Reaksinya adalah sebagai berikut:
2PbSO4(s)
+ 2H2O(l) → Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq)
Selama
proses isi ulang, sejumlah air dalam accu terurai menjadi H2
dan O2, akibatnya accu kekurangan air. Oleh karena itu, accu
yang sering dipakai dan diisi ulang, cairan elektrolitnya harus diganti
dengan yang baru.