Cara Kerja Baterai

Ø  CARA KERJA BATERAI KERING

Baterai kering (sel Lechlance) terdiri atas suatu silinder seng sebagai anode dan batang karbon sebagai katode. Silinder diisi pasta yang terdiri atas campuran batu kawi (MnO₂), salmiak (NH₄Cl), sedikit air, dan di tengah pasta itu diletakkan batang karbon. Karena karbon merupakan electrode inert(sukar bereaksi), pasta berfungsi sebagai oksidator(katode). Reaksinya dapat ditulis sebagai berikut.

Anode            :Zn(s) → Zn²⁺(aq) + 2e^-

Katode            :2 MnO₂(s) + 2 NH₄^-    (aq) + 2e^- → Mn₂O₃(s) + 2 NH₃(aq) + H₂O(l)

                                                                                                                                        +

Redoks            :Zn(s) + 2 MnO₂(s) + 2 NH₄⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + Mn₂O₃(s) + 2NH₃(aq) + H₂O(l)

Selanjunya, Zn dan NH₃ membentuk ion kompleks [Zn(NH₃)₄]²⁺

Zn²⁺(aq) + 4 NH₃(aq) → [Zn(NH₃)₄]²⁺(aq)

Potensial tiap baterai kering adalah 1,5 volt. Baterai kering jika sudah habis tidak dapat diisi ulang sehingga disebut sel primer. Untuk membuatnya tahan lama, maka NH₄Cl diganti dengan KOH. Reaksi yang terjadi sebagai berikut

Anode             :Zn(s) + 2 OH^-(aq) → Zn(OH)₂ + 2e^-

Katode            :2 MnO₂(s) + 2 H₂O(l) + 2e^‑ → 2 MnO(OH)(s) + 2 OH^-

                                                                                                                                        +

Redoks            :Zn(s) + 2 MnO₂(s) + 2 H₂O(l) → Zn(OH)₂(s) + 2 MnO(OH)(s)

Ø  CARA KERJA BATERAI ARLOJI

Baterai arloji dikenal sebagai baterai perak oksida. Terdiri atas Zn sebagai anode dan Ag₂O sebagai katode, dan KOH dalam bentuk pasta sebagai elektrolit. Beda potensialnya 1,5 volt. Reeaksi kimianya sebagai berikut.

Anode             :Zn(s) + 2 OH^-(aq) → Zn(OH)₂(s) + 2e^-

Katode            :Ag₂O(s) + H₂O(l) + 2e^- → 2 Ag(s) + 2 OH^-(aq)

                                                                                                                                        +

Redoks            : Zn(s) + Ag₂O(s) + H₂O(l) → Zn(OH)₂(s) + 2 Ag(s)

Ø  CARA KERJA BATERAI HP

Biasa dikenal sebagai baterai Nikel-Kadmium (Ni-Cd) adalah sel kering yang dapat diisi ulang. Reaksi kimianya adalah sebagai berikut.

Anode             : Cd(s) + 2 OH^-(aq) → Cd(OH)₂(s) + 2e^-

Katode            : Ni₂O₃(s) + 3 H₂O(l) + 2e^- → 2 Ni(OH)₂(s) + 2 OH^-

                                                                                                                                          +

Redoks            : Cd(s) + Ni₂O₃(s) + 3 H₂O(l) → Cd(OH)₂(s) + 2 Ni(OH)₂(s)

Hasil reaksinya melekat pada kedua elektrodenya, dengan demikian  pengisian kembali baterai dilakukan dengan cara membalik arah arus electron.

Ø  CARA KERJA AKI

Aki merupakan sel volta yang banyak digunakan untuk mobil dan motor. Karena dapat diisi ulang, aki disebut sel sekunder. Sel aki terdiri atas timbal (Pb) sebagai anode dan timbal dioksida (PbO₂) sebagai katode kemudian kedua elektroda itu dicelupkan dalam larutan asam sulfat (H₂SO₄). Kedua elektroda itub tidak perlu dipisahkan dengan jembatan garam. Hal itu dilakukan kareana kedua elektroda dan hasil reaksi tidak larut dalam (H₂SO₄). Walaupun demikian kedua elektroda tidak slaing bersentuhan supaya tidak terjadi hubungan singkat. Kedua elektroda dipisahkan dengan bahan isolator. Tiap  aki memiliki beda potensial sebesar 6 Volt jika terdiri atas tiga sel dan 12 Volt jika terdiri atas enam sel yang dihubungkan secara seri. Ada dua reaksi pada aki, yaitu reaksi pengosongan dan reaksi pengisian. Reaksi pengosongan terjadi pada saat aki digunakan. Reaksi pengisian terjadi pada saat aki diisi ulang. Persamaan reaksi pengosongan kai adalah sebagai berikut

Anode             : Pb(s) + HSO₄^-(aq) → PbSO₄(s) + H⁺(aq) + 2e^-

Katode            : PbO₂(s) + HSO₄^-(aq) + 3 H⁺(aq) + 2e^- → PbSO₄(s) + 2 H₂O(l)

                                                                                                                                         +

Redoks            : Pb(s) + PbO₂(s) + 2 HSO₄^-(aq) + PbSO₄(s) + 2 H₂O(l)

Berdasarkan reaksi itu tampak bahwa anoda dan katoda berubah menjadi zat yang sama yaitu PbSO₄ yang mengendap dan menempel pada kedua elektroda. Akibatnya suatu saat permukaan kedua elektroda tertutup secara merata oleh zat yang sama. Pada saat itu aki tidak dapat digunakan dan perlu diisi kemabali. Selain itu pada katoda terbentuk air. Air itu akan mengikat H₂SO_4­ selama reaksi pengosongan berlangsung. Akibatnya kadar H₂SO_4­ makin berkurang. Berkurangnya kadar H₂SO_4­ ditandai dengan berkurangnya kerapatan larutan. Kerapatan larutan diukur dengan alat hydrometer. Aki yang baru diisi memiliki kerapatan 1.25 – 1.30 gmL^-1_. Jika kerapatan larutan kurang dari 1.25 gml^-1 aki perlu diisi kembali. Pengisian aki dilakukan dengan cara mengubah arah lairan electron pada kedua elektroda. Anoda yang melepaskan electron (oksidasi) pada saat pengosongan berubah menjadi menangkap electron (reduksi) pada saat pengisian. Sebaliknya katode yang menangkap electron (reduksi) pada saat pengosongan berubah menjadi melepaskan electron (oksidasi) pada saat pengisian. Untuk itu elektroda Pb dihubungkan dengan kutub negative sumber arus sehingga PbSO₄ yang melekat padanya tereduksi menjadi Pb. Seblaiknya elektroda PbO₂ dihububngkan dengan kutub positif sumber arus sehingga PbSO₄ yang melekat padanya teroksidasi menjadi PbO_­2

Katode Pb       :PbSO₄(s) + H⁺(aq) + 2e^- → Pb(s) + HSO₄^-(aq)

Anode PbO_{2     :} PbSO₄(s) + 2 H₂O(l) → PbO₂(s) + HSO₄^-(aq) + 3 H⁺(aq) + 2e^-

                                                                                                                                        +

Redoks            : 2 PbSO₄(s) + 2 H₂O(l) → Pb(s) + PbO₂(s) + 2 HSO₄^-(aq) + 2 H⁺ (aq)

Ø  CARA KERJA BATERAI KERING

Baterai kering (sel Lechlance) terdiri atas suatu silinder seng sebagai anode dan batang karbon sebagai katode. Silinder diisi pasta yang terdiri atas campuran batu kawi (MnO₂), salmiak (NH₄Cl), sedikit air, dan di tengah pasta itu diletakkan batang karbon. Karena karbon merupakan electrode inert(sukar bereaksi), pasta berfungsi sebagai oksidator(katode). Reaksinya dapat ditulis sebagai berikut.

Anode             :Zn(s) → Zn²⁺(aq) + 2e^-

Katode            :2 MnO₂(s) + 2 NH₄^-   (aq) + 2e^- → Mn₂O₃(s) + 2 NH₃(aq) + H₂O(l)

                                                                                                                                        +

Redoks            :Zn(s) + 2 MnO₂(s) + 2 NH₄⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + Mn₂O₃(s) + 2NH₃(aq) + H₂O(l)

Selanjunya, Zn dan NH₃ membentuk ion kompleks [Zn(NH₃)₄]²⁺

Zn²⁺(aq) + 4 NH₃(aq) → [Zn(NH₃)₄]²⁺(aq)

Potensial tiap baterai kering adalah 1,5 volt. Baterai kering jika sudah habis tidak dapat diisi ulang sehingga disebut sel primer. Untuk membuatnya tahan lama, maka NH₄Cl diganti dengan KOH. Reaksi yang terjadi sebagai berikut

Anode :Zn(s) + 2 OH^-(aq) → Zn(OH)₂ + 2e^-

Katode            :2 MnO₂(s) + 2 H₂O(l) + 2e^‑ → 2 MnO(OH)(s) + 2 OH^-

                                                                                                                                        +

Redoks            :Zn(s) + 2 MnO₂(s) + 2 H₂O(l) → Zn(OH)₂(s) + 2 MnO(OH)(s)

Ø  CARA KERJA BATERAI ARLOJI

Baterai arloji dikenal sebagai baterai perak oksida. Terdiri atas Zn sebagai anode dan Ag₂O sebagai katode, dan KOH dalam bentuk pasta sebagai elektrolit. Beda potensialnya 1,5 volt. Reeaksi kimianya sebagai berikut.

Anode :Zn(s) + 2 OH^-(aq) → Zn(OH)₂(s) + 2e^-

Katode            :Ag₂O(s) + H₂O(l) + 2e^- → 2 Ag(s) + 2 OH^-(aq)

                                                                                                                                        +

Redoks            : Zn(s) + Ag₂O(s) + H₂O(l) → Zn(OH)₂(s) + 2 Ag(s)

Ø  CARA KERJA BATERAI HP

Biasa dikenal sebagai baterai Nikel-Kadmium (Ni-Cd) adalah sel kering yang dapat diisi ulang. Reaksi kimianya adalah sebagai berikut.

Anode : Cd(s) + 2 OH^-(aq) → Cd(OH)₂(s) + 2e^-

Katode            : Ni₂O₃(s) + 3 H₂O(l) + 2e^- → 2 Ni(OH)₂(s) + 2 OH^-

                                                                                                                                          +

Redoks            : Cd(s) + Ni₂O₃(s) + 3 H₂O(l) → Cd(OH)₂(s) + 2 Ni(OH)₂(s)

Hasil reaksinya melekat pada kedua elektrodenya, dengan demikian  pengisian kembali baterai dilakukan dengan cara membalik arah arus electron.

Ø  CARA KERJA AKI

Aki merupakan sel volta yang banyak digunakan untuk mobil dan motor. Karena dapat diisi ulang, aki disebut sel sekunder. Sel aki terdiri atas timbal (Pb) sebagai anode dan timbal dioksida (PbO₂) sebagai katode kemudian kedua elektroda itu dicelupkan dalam larutan asam sulfat (H₂SO₄). Kedua elektroda itub tidak perlu dipisahkan dengan jembatan garam. Hal itu dilakukan kareana kedua elektroda dan hasil reaksi tidak larut dalam (H₂SO₄). Walaupun demikian kedua elektroda tidak slaing bersentuhan supaya tidak terjadi hubungan singkat. Kedua elektroda dipisahkan dengan bahan isolator. Tiap  aki memiliki beda potensial sebesar 6 Volt jika terdiri atas tiga sel dan 12 Volt jika terdiri atas enam sel yang dihubungkan secara seri. Ada dua reaksi pada aki, yaitu reaksi pengosongan dan reaksi pengisian. Reaksi pengosongan terjadi pada saat aki digunakan. Reaksi pengisian terjadi pada saat aki diisi ulang. Persamaan reaksi pengosongan kai adalah sebagai berikut

Anode : Pb(s) + HSO₄^-(aq) → PbSO₄(s) + H⁺(aq) + 2e^-

Katode            : PbO₂(s) + HSO₄^-(aq) + 3 H⁺(aq) + 2e^- → PbSO₄(s) + 2 H₂O(l)

                                                                                                                                         +

Redoks            : Pb(s) + PbO₂(s) + 2 HSO₄^-(aq) + PbSO₄(s) + 2 H₂O(l)

Berdasarkan reaksi itu tampak bahwa anoda dan katoda berubah menjadi zat yang sama yaitu PbSO₄ yang mengendap dan menempel pada kedua elektroda. Akibatnya suatu saat permukaan kedua elektroda tertutup secara merata oleh zat yang sama. Pada saat itu aki tidak dapat digunakan dan perlu diisi kemabali. Selain itu pada katoda terbentuk air. Air itu akan mengikat H₂SO_4­ selama reaksi pengosongan berlangsung. Akibatnya kadar H₂SO_4­ makin berkurang. Berkurangnya kadar H₂SO_4­ ditandai dengan berkurangnya kerapatan larutan. Kerapatan larutan diukur dengan alat hydrometer. Aki yang baru diisi memiliki kerapatan 1.25 – 1.30 gmL^-1_. Jika kerapatan larutan kurang dari 1.25 gml^-1 aki perlu diisi kembali. Pengisian aki dilakukan dengan cara mengubah arah lairan electron pada kedua elektroda. Anoda yang melepaskan electron (oksidasi) pada saat pengosongan berubah menjadi menangkap electron (reduksi) pada saat pengisian. Sebaliknya katode yang menangkap electron (reduksi) pada saat pengosongan berubah menjadi melepaskan electron (oksidasi) pada saat pengisian. Untuk itu elektroda Pb dihubungkan dengan kutub negative sumber arus sehingga PbSO₄ yang melekat padanya tereduksi menjadi Pb. Seblaiknya elektroda PbO₂ dihububngkan dengan kutub positif sumber arus sehingga PbSO₄ yang melekat padanya teroksidasi menjadi PbO_­2

Katode Pb       :PbSO₄(s) + H⁺(aq) + 2e^- → Pb(s) + HSO₄^-(aq)

Anode PbO_{2     :} PbSO₄(s) + 2 H₂O(l) → PbO₂(s) + HSO₄^-(aq) + 3 H⁺(aq) + 2e^-

                                                                                                                                        +

Redoks            : 2 PbSO₄(s) + 2 H₂O(l) → Pb(s) + PbO₂(s) + 2 HSO₄^-(aq) + 2 H⁺ (aq)