Soal: Apa yang dimaksud dengan sel volta? Jelaskan prinsip kerjanya. Pembahasan: Sel Volta adalah perangkat yang mengubah energi kimia menjadi energi listrik melalui reaksi redoks spontan. Prinsip kerjanya adalah adanya aliran elektron dari potensial yang lebih tinggi ke potensial yang lebih rendah, menghasilkan arus listrik.
- Soal: Jelaskan mengapa dalam sel volta, elektroda yang bertindak sebagai anoda memiliki potensial lebih rendah dibandingkan katoda. Pembahasan: Dalam sel volta, reaksi oksidasi terjadi di anoda dan reaksi reduksi di katoda. Elektroda dengan potensial reduksi yang lebih rendah akan mengalami oksidasi dan menjadi anoda, sementara yang memiliki potensial reduksi yang lebih tinggi akan mengalami reduksi dan menjadi katoda. Hal ini mengakibatkan aliran elektron dari anoda ke katoda.
- Soal: Apa fungsi garam jembatan dalam sel volta? Pembahasan: Garam jembatan atau salt bridge berfungsi untuk menjaga netralitas listrik dalam sel volta. Ia memungkinkan migrasi ion dari satu setengah sel ke setengah sel yang lain, sehingga mencegah penumpukan muatan dan memungkinkan sel untuk terus beroperasi.
- Soal: Jika Anda memiliki sel volta dengan elektroda Cu dan Zn yang direndam dalam larutan CuSO₄ dan ZnSO₄ masing-masing, bagaimana Anda dapat menentukan potensial sel tersebut? Pembahasan: Potensial sel bisa dihitung dengan mengurangi potensial reduksi katoda dengan potensial reduksi anoda. Dalam hal ini, Zn akan menjadi anoda dan Cu menjadi katoda. Potensial sel adalah Eº(Cu²⁺/Cu) – Eº(Zn²⁺/Zn) = 0.34V – (-0.76V) = 1.10V.
- Soal: Apa yang terjadi jika konsentrasi ion di dalam setengah sel pada sel volta diubah? Pembahasan: Mengubah konsentrasi ion akan mengubah potensial setengah sel, yang pada gilirannya akan mengubah potensial sel. Hal ini dapat dirumuskan dengan persamaan Nernst.
- Soal: Jelaskan mengapa sel volta tidak dapat beroperasi selamanya. Pembahasan: Sel volta tidak dapat beroperasi selamanya karena reaktan dalam setengah sel pada akhirnya akan habis, yang menghentikan reaksi redoks dan oleh karena itu aliran arus listrik.
- Soal: Apa yang dimaksud dengan sel volta primer dan sekunder? Berikan contoh masing-masing. Pembahasan: Sel volta primer adalah sel yang tidak dapat diisi ulang. Contoh dari sel volta primer adalah baterai alkalin. Sedangkan sel volta sekunder adalah sel yang dapat diisi ulang. Contoh dari sel volta sekunder adalah baterai ion litium.
- Soal: Apa perbedaan antara sel elektrolisis dan sel volta? Pembahasan: Sel volta dan sel elektrolisis keduanya melibatkan reaksi redoks, tetapi arah reaksi dan penggunaan energi berbeda. Sel volta mengubah energi kimia menjadi energi listrik melalui reaksi redoks spontan, sementara sel elektrolisis menggunakan energi listrik untuk memaksa terjadinya reaksi redoks non-spontan.
- Soal: Bagaimana cara kerja baterai? Pembahasan: Baterai bekerja dengan prinsip yang sama seperti sel volta, dengan reaksi redoks terjadi dalam dua setengah sel yang terpisah. Reaksi oksidasi terjadi di anoda dan reaksi reduksi terjadi di katoda, yang menciptakan aliran elektron dan menghasilkan arus listrik.
Soal: Jelaskan mengapa sel volta bisa digunakan untuk mengukur konsentrasi suatu spesies dalam larutan? Pembahasan: Sel volta dapat digunakan untuk mengukur konsentrasi spesies dalam larutan karena perubahan dalam konsentrasi spesies tersebut akan mengubah potensial sel, yang dapat diukur. Hal ini memanfaatkan persamaan Nernst, yang menghubungkan potensial sel dengan konsentrasi ion.
