Baterai Basah

BAB I
PENDAHULUAN

A. Latar Belakang 

Sumber energi listrik merupakan sumber yang paling banyak digunakan oleh manusia saat ini. Hal ini disebabkan karena listrik merupakan kebutuhan yang sangat vital dalam hidup manusia. Kebutuhan akan sumber energi listrik makin lama makin meningkat dan peningkatan ini harus diimbangi oleh penyediaan sumber energi listrik tersebut. Dari fakta yang ada saat ini bisa dilihat bagaimana listrik sangat berperan dalam seluruh bidang kehidupan, sebagian besar alat yang dipakai baik peralatan rumah tangga ataupun peralatan industri menggunakan listrik sebagai sarana pengoperasiannya misal untuk keperluan audio, video, otomotif, medis dan masih banyak bidang yang memanfaatkan listrik.

Beberapa larutan/buah tertentu contohnya buah lemon merupakan salah satu contoh dari sumber tenaga listrik arus searah. Sel volta, dihasilkan dari energi kimia menjadi energi listrik atau suatu sel yang merubah reaksi redoks spontan menjadi energi listrik. Pada reaksi sel volta serah terima elektron tidak terjadi secara kontak langsung, oleh sebab itu elektron mengalir melalui kawat penghubung sehingga terjadi aliran elektron (arus listrik) pada kawat tersebut.

2. Rumusan Masalah

Beberapa permasalahan yang akan dibahas pada makalah ini adalah antara lain :

1. Larutan apa saja yang dapat dijadikan sebagai pengganti sumber arus
2. Larutan dan elektroda apakah yang paling baik digunakan sebagai pengganti sumber arus dc

3. Tujuan

Secara umum malakah ini dibahas untuk itu :

1.      Untuk memenuhi tugas laboratorium fisika

2.      Memberi pemahaman tentang larutan dan elektroda pada sel volta

3.      Untuk mengetahui beda potensial beberapa larutan dengan menggunakan beberapa elektroda

4.      Untuk mengetahui jenis larutan dan elektrda yang paling baik menghantarkan arus

D. Manfaat

1. Agar pembaca mengetahui larutan yang dapat menghantarkan arus
2. Agar pembaca mengetahui jenis larutan dan elektroda yang paling baik digunakan sebagai pengganti sumber arus

Bab II

PEMBAHASAN

Anoda adalah terminal positif, dihubungkan dengan kutub positif dari sumber arus listrik. Anoda dalam larutan elektrolit ada yang larut dan ada yang tidak. Anoda yang tidak larut berfungsi sebagai penghantar arus listrik saja, sedangkan anoda yang larut berfungsi selain penghantar arus listrik, juga sebagai bahan baku pelapis.

• Katoda dapat diartikan sebagai benda kerja yang akan dilapisi, dihubungkan dengan kutub negatif dari sumber arus listrik.

• Elektrolit berupa larutan  yang molekulnya dapat larut dalam air dan terurai menjadi partikel-partikel yang bermuatan positf atau negatif.

BATRAI BASAH/SEL BASAH/ELEMEN BASAH/AKUMULATOR[ACCU]

Di sebut elemen basah karena alat ini mempergunakan elektrolit untuk merendam plat atau sel-sel batrai,sel ini terdiri dari sebatang tembaga[Cu] dan sebatang seng[Zn] atau yg lainnya yg terpenting keduanya tidak terbuat dari bahan yg sama kedua bahan ini di pungsikan sebagai elektroda di mana batang tembaga[Cu] sebagai anoda[+] dan seng[Zn] sebagai katodanya[-] sedangkan elektrolit nya adalah asam belerang di campur dgn air destilata[air murni].Sel-sel atau plat ini merupakan salah satu bagian pokok dari batrai,sel-sel ini di gunakan untuk mengubah tenaga kimia menjadi tenaga listrik.

Ada beberapa hal yg musti di perhatikan:

1.      Elektroda nya harus dari bahan penghantar listrik

2.      Kedua macam elektrodanya harus dari bahan yg berbeda

3.      Elektrolit nya harus mengandung asam,basa atau garam,sehingga larutan itu merupakan penghantar listrik.

4.      Perbedaan pada elektroda dan elektrolitnya yg di gunakan akan membuat perbedaan pula pada tegangan yg di hasilkan nya namun umum nya tidak lebih dari 2,2 volt tiap sel nya.

5.      arus listrik yg di hasilkan dapat di perbesar dgn jalan menambah luas permukaan elektroda yg terhubung langsung dgn elektrolit namun hal ini tidak berpengaruh pada tegangan[Volt].

SUMBER ARUS LISTRIK

Larutan yang memiliki beda potensial dan dapat menghantarkan arus dapat dikenal sebagai sumber arus.

Suatu komponen yang berfungsi sebagai tempat untuk mengubah satu jenis energi, misalnya energi kimia dan energi gerak, menjadi energi yang dapat menghantarkan arus disebut sumber arus. Contohnya baterai, akumulator, generator dan beberapa jenis larutan tertentu.

Sumber arus listrik dibedakan menjadi dua, yaitu sumber aruslistrik bolak-balik (AC) dan  sumber arus listrik searah (DC). Sumber arus listrik AC dihasilkan oleh dinamo arus AC dan generator. Ada beberapa macam sumber arus searah, misalnya sel volta, elemen kering  (baterai), akumulator, solar sel, dan dinamo arus searah. Elemen volta, batu baterai, dan akumulator merupakan sumber arus searah yang dihasilkan oleh reaksi kimia. Oleh karena itu,  elemen volta, batu baterai, dan akumulator sering disebut elektrokimia. Dikatakan elektrokimia sebab alat tersebut mengubah energi kimia menjadi energi listrik.

Elemen dibedakan menjadi dua, yaitu elemen primer dan elemen sekunder. Elemen primer adalah elemen yang setelah habis muatannya  tidak dapat diisi kembali. Contohnya elemen volta dan batu baterai. Elemen sekunder adalah elemen yang setelah habis muatannya dapat diisi kembali. Contohnya akumulator  (aki). Pada elemen volta, baterai, dan akumulator terdapat tiga bagian utama,

yaitu

a. anode, elektrode positif yang memiliki potensial tinggi,

b. katode, elektrode negatif yang memiliki potensial rendah,

c. larutan elektrolit, cairan yang dapat menghantarkan arus listrik.

1. Elemen  Volta

Elemen Volta dikembangkan pertama kali oleh Fisikawan Italia bernama Allesandro Volta (1790-1800) dengan menggunakan sebuah bejana yang diisi larutan asam sulfat (H2 SO4) dan dua logam tembaga (Cu) dan seng (Zn). Bagian utama elemen Volta, yaitu :

a. kutub positif (anode) terbuat dari tembaga (Cu),

b. kutub negatif (katode) terbuat dari seng (Zn),

c. larutan elektrolit terbuat dari asam sulfat (H2 SO4).

Lempeng tembaga memiliki potensial tinggi, sedangkan lempeng seng memiliki potensial rendah. Jika kedua lempeng logam itu dihubungkan melalui lampu, lampu akan menyala. Hal ini membuktikan adanya arus listrik yang mengalir pada lampu. Ketika lampu menyala, larutan elektrolit akan bereaksi dengan logam tembaga  maupun seng sehingga menghasilkan sejumlah elektron yang mengalir dari seng menuju tembaga.

Reaksi kimia pada elemen Volta akan menghasilkan gelembung-gelembung gas hidrogen (H2). Gas hidrogen tidak dapat bereaksi dengan tembaga, sehingga gas hidrogen hanya menempel dan menutupi lempeng tembaga yang bersifat isolator listrik. Hal ini menyebabkan terhalangnya aliran elektron dari seng menuju tembaga maupun  arus listrik dari tembaga menuju seng. Peristiwa tertutupnya lempeng tembaga oleh gelembung-gelembung gas hidrogen disebut polarisasi. Adanya polarisasi gas hidrogen pada lempeng tembaga  menyebabkan elemen  Volta  mampu mengalirkan arus listrik  hanya sebentar. Tegangan yang dihasilkan setiap elemen Volta sekitar 1,1 volt. Penggunaan larutan elektrolit yang berupa cairan merupakan kelemahan elemen Volta karena dapat membasahi peralatan lainnya.

2. Elemen Kering

Elemen kering disebut juga baterai. Elemen kering pertama kali dibuat oleh Leclance. Bagian utama elemen kering adalah :

a. kutub positif (anode) terbuat dari batang karbon (C),

b. kutub negatif (katode) terbuat dari seng (Zn),

c. larutan elektrolit terbuat dari amonium klorida (NH4Cl),

d. dispolarisator terbuat dari mangan dioksida (MnO2).

Baterai disebut elemen kering, karena elektrolitnya merupakan campuran antara serbuk karbon, batu kawi, dan salmiak yang berwujud pasta (kering). Batang karbon (batang arang)  memiliki potensial tinggi, sedangkan lempeng seng memiliki potensial rendah. Jika kedua elektrode itu dihubungkan dengan lampu maka lampu akan menyala.

Hal ini membuktikan adanya arus listrik yang mengalir pada lampu. Ketika lampu menyala, larutan elektrolit akan bereaksi dengan seng.

Reaksi kimia pada batu baterai akan menghasilkan gelembung-gelembung gas hidrogen (H2). Gas hidrogen akan ditangkap dan  bereaksi dengan dispolarisator yang berupa mangan dioksida (MnO2) menghasilkan air (H2O), sehingga pada batu baterai tidak terjadi polarisasi gas hidrogen yang mengganggu jalannya arus listrik. Bahan yang dapat menghilangkan polarisasi gas hidrogen disebut dispolarisator. Adanya bahan dispolarisator pada batu baterai, menyebabkan arus listrik yang mengalir lebih lama.

Setiap batu baterai menghasilkan tegangan 1,5 volt. Elemen kering (batu

baterai) banyak dijual di toko karena memiliki keunggulan antara lain tahan lama (awet), praktis karena bentuk sesuai kebutuhan, dan tidak membasahi peralatan karena elektrolitnya berupa pasta (kering).

3.      Akumulator

            Akumulator sering disebut aki. Elektrode akumulator baik anode dan katode terbuat dari timbal (Cu) berpori. Bagian utama akumulator, yaitu

a. kutup positif (anode) terbuat dari timbal dioksida (PbO2),

b. kutub negatif (katode) terbuat dari timbal murni (Pb),

c. larutan elektrolit terbuat dari asam sulfat (H2SO4) dengankepekatan 30%.

            Lempeng timbal dioksida dan timbal murni disusun saling bersisipan akan membentuk satu pasang sel akumulator yang saling berdekatan dan dipisahkan oleh bahan penyekat berupa  isolator.

Beda potensial yang dihasilkan setiap satu sel akumulator 2 volt. Dalam kehidupan sehari-hari, ada akumulator 12 volt yang digunakan untuk menghidupkan starter mobil atau untuk menghidupkan lampu sein depan dan belakang mobil. Akumulator 12 volt  tersusun dari 6 pasang sel akumulator yang disusun seri. Kemampuan akumulator dalam mengalirkan arus listrik disebut kapasitas akumulator yang dinyatakan dengan satuan Ampere Hour (AH). Kapasitas akumulator 50 AH artinya akumulator mampu mengalirkan arus listrik 1 ampere yang dapat bertahan selama 50 jam tanpa pengisian kembali.

Pada  saat akumulator digunakan,  baik anode maupun katode perlahan-lahan akan berubah menjadi timbal sulfat (PbSO4). Jika hal itu terjadi, maka kedua kutubnya  memiliki potensial sama dan arus listrik berhenti mengalir. Terbentuknya air pada reaksi kimia menyebabkan kepekatan asam sulfat berkurang, sehingga mengurangi massa jenisnya. Keadaan ini dikatakan akumulator kosong (habis).

PENGUKURAN TEGANGAN LISTRIK

voltmeter digunakan untuk mengukur beda potensial atau tegangan listrik. Misalnya beda potensial antara kutub-kutub baterai atau beda potensial di dua titik suatu rangkaian listrik. Dalam suatu rangkaian, penggunaan voltmeter secara paralel. Maksudnya, terminal positif voltmeter (berwarna merah) dihubungkan dengan kutub positif batu baterai. Adapun kutub negatif voltmeter dihubungkan dengan kutub negatif batu baterai.

Salah satu contoh penggunaan voltmeter yaitu pada pengukuran gaya gerak listrik dan tegangan jepit suatu rangkaian.

1.      Sumber arus listrik adalah alat yang berfungsi  sebagai  tempat  pengubah suatu energi menjadi energi listrik. Sumber arus listrik searah contohnya elemen Volta, batu baterai, akumulator, dan sel surya.

2.      Elemen dibedakan menjadi dua, yaitu elemen primer dan elemen sekunder.primer adalah elemen yang jika beda potensialnya sama dengan nol (habis) tidak dapat diisi kembali. Misalnya, elemen kering (batu baterai) dan elemen Volta. Elemen sekunder adalah elemen yang dapat diisi kembali jika beda potensialnya sama dengan nol, misalnya aki.

3.      Elemen kering, yaitu elemen Volta dan aki yang dapat mengubah energi kimia menjadi energi listrik.

4.      Amperemeter yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik dipasang seri.

5.      Gaya gerak listrik adalah beda potensial antara kutub-kutub sumber tegangan sebelum mengalirkan arus listrik.

6.      Tegangan jepit adalah beda potensial antara kutub-kutub sumber  tegangan pada saat mengalirkan arus listrik.

7.      Kerugian tegangan adalah besarnya tegangan yang hilang akibat adanya hambatan dalam.