Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMPMTs Kelas IX
124
1. Berapa banyaknya elektron yang mengalir selama 1,5 menit dalam suatu kawat penghantar jika dihasilkan arus listrik 15 mA? muatan elektron =
1,6 × 10
-19
C 2.
Pada sebuah kawat penghantar listrik mengalir muatan sebesar 5 coulomb dalam waktu setengah menit. Berapa kuat arus yang mengalir melalui kawat
tersebut?
M
enguji Diri
Gambar 8.5 Sel Volta
seng anoda tembaga katoda
jembatan garam
Sumber: Encarta 2005
2. Sumber Arus Listrik Dalam kehidupan sehari-hari, sumber arus listrik lebih
dikenal dengan istilah sel listrik atau elemen listrik. Batu baterai dan aki accumulator adalah jenis sel listrik yang
paling banyak dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari. Terdapat beberapa jenis sel listrik, di antaranya sel volta,
baterai, aki, dan sel Weston. Berdasarkan kemampuannya untuk dapat diisi ulang, sel-sel ini terbagi dalam dua
kelompok, yaitu sel primer dan sel sekunder.
a. Sel Primer
Sel primer adalah kelompok sumber arus listrik yang apabila telah habis digunakan, muatannya tidak dapat diisi
kembali. Sel listrik yang termasuk sel primer adalah sel volta, baterai, dan sel Weston.
1 Sel Volta
Sel volta merupakan sumber arus listrik yang pertama
kali ditemukan oleh Alessandro Volta. Sel yang memiliki rangkaian paling sederhana ini pertama kali dibuat pada
tahun 1800.
Sel ini disusun oleh sebuah lempeng seng sebagai elektroda negatif dan sebuah lempeng tembaga sebagai
elektroda positif yang dicelupkan ke dalam larutan elektrolit asam sulfat H
2
SO
4
. Karena rangkaiannya yang sangat sederhana, beda potensial yang dihasilkan pun relatif kecil,
yaitu sekitar 1 volt. Ketika kedua lempeng yang telah dicelupkan di-
hubungkan dengan kawat, reaksi kimia kemudian terjadi di dalamnya. Unsur seng dalam lempeng seng melarut dalam
asam sehingga ion-ion positifnya akan berpindah ke dalam larutan. Akibatnya, lempeng seng akan bermuatan negatif
I
nfo
Berdasarkan kemampuannya, sel
listrik terbagi ke dalam dua kelompok, yaitu sel
primer dan sel sekunder.
Bab 8 - Listrik Dinamis
125
dan bergerak melalui kawat menuju lempengan tembaga. Pada lempengan tembaga, elektron ditangkap oleh ion-ion
positif hidrogen yang terdapat dalam larutan asam sehingga ion hidrogen berubah menjadi gas hidrogen. Setelah elemen
bekerja, seng pada lempengan seng akan berkurang dan gelembung-gelembung gas hidrogen akan mengumpul pada
lempeng tembaga.
Gelembung-gelembung yang menempel pada lempeng tembaga akan menghalangi kontak lempeng tembaga ini
dengan larutan asam sehingga akan memberhentikan reaksi kimia yang terjadi. Peristiwa mengumpulnya gelembung-
gelembung gas hidrogen di sekitar tembaga disebut polarisasi. Akibatnya, sel volta hanya dapat berfungsi
dalam waktu yang relatif singkat dan kurang efisien untuk digunakan dalam kehidupan sehari-hari.
2 Baterai Baterai adalah istilah sehari-hari yang
digunakan untuk menyebutkan sel kering. Sumber arus listrik ini disebut sel kering
karena sama sekali tidak mengandung cairan. Sel kering dry cell atau batu baterai
terdiri atas dua elektroda sebagai kutub positif dan kutub negatif. Elektroda positif
anoda adalah sebatang karbon yang dikelilingi campuran mangan dioksida
dan serbuk karbon yang berfungsi untuk melindungi karbon dari kemungkinan
terjadinya polarisasi, disebut juga sebagai depolarisator. Elektroda positif diselubungi
oleh seng sebagai elektroda negatif. Di antara depolarisator dan seng terdapat
pasta amonium klorida yang dicampur
Gambar 8.6 Elemen kering baterai
Sumber: Encarta 2005
batang karbon katoda pasta elektrolit
pemisah campuran karbon dan
MnO
2
logam seng anoda
dengan serbuk kayu atau getah yang berfungsi sebagai elektrolit. Beda potensial antara kutub-kutub sel kering
adalah 1,5 V atau kelipatannya.
3 Elemen Weston
Sel Weston disusun oleh air raksa Hg sebagai elektroda positif dan larutan Amalgama cadnium -1 cadnium, 89
Hg sebagai elektroda negatif, dan larutan elektrolit berupa larutan jenuh kadnium sulfat. Sebagai depolarisator, sel
Weston menggunakan campuran merkuri sulfat HgSO
4
dan kadnium sulfat CdSO
4
. Beda potensial yang dihasilkan sel Weston adalah konstan karena tidak dipengaruhi oleh
Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMPMTs Kelas IX
126
suhu dan tidak mengalami polarisasi. Akibatnya, sel Weston banyak digunakan untuk mengukur beda potensial.
b. Sel Sekunder