Sel volta merupakan suatu perangkat elektrokimia yang menghasilkan energi listrik melalui reaksi redoks spontan. Pada sel volta, terjadi perubahan energi yang melibatkan konversi energi kimia menjadi energi listrik. Proses ini diatur oleh prinsip keterlibatan elektron dalam reaksi kimia antara dua zat pada elektroda negatif (anoda) dan elektroda positif (katoda).
Perubahan energi yang terjadi pada sel volta adalah sebagai berikut:
- Reaksi Anoda (Elektroda Negatif)
Pada elektroda negatif, oksidasi terjadi yang menghasilkan elektron berlebih serta menghasilkan kation dalam larutan. Energi kimia dari zat yang teroksidasi ini kemudian dirilis dan dikonversi menjadi energi listrik.
Reaksi pada anoda secara umum dapat disimbolkan sebagai:
Anode: Zn(s) ⟶ Zn²⁺(aq) + 2e− - Reaksi Katoda (Elektroda Positif)
Pada elektroda positif, reduksi terjadi yang melibatkan penyerapan elektron eksanuclear oleh ion-ion yang tersedia dalam larutan, kemudian menghasilkan zat dalam keadaan padat atau gas. Sebagai akibatnya, energi kimia dari zat yang direduksi ini menjadi energi listrik dengan memindahkan elektron dari elektroda negatif ke elektroda positif.
Reaksi pada katoda secara umum dapat disimbolkan sebagai:
Katode: Cu²⁺(aq) + 2e− ⟶ Cu(s) - Proses Keterlibatan Elektron
Elektron yang dihasilkan dari reaksi anoda akan mengalir melalui rangkaian listrik eksternal dan mencapai elektroda positif. Gerakan elektron ini menghasilkan arus listrik. Selanjutnya, elektron akan digunakan dalam reaksi katoda, menyeimbangkan jumlah muatan pada kedua elektroda dan mempertahankan kesetimbangan muatan.
Dalam sel volta, perubahan energi terjadi karena konversi energi kimia menjadi energi listrik melalui reaksi oksidasi-reduksi spontan. Oleh karena itu, prinsip dasar dari perubahan energi pada sel volta adalah:
Energi kimia (reaksi redoks) ⟶ Energi listrik (arus listrik)Perubahan energi pada sel volta ini memiliki banyak aplikasi dalam kehidupan sehari-hari, seperti pada baterai sekali pakai, baterai isi ulang, dan sel bahan bakar. Dengan pemahaman yang mendalam tentang perubahan energi yang terjadi pada sel volta, kita dapat mengoptimalkan efisiensi konversi energi serta mengembangkan teknologi penyimpanan dan konversi energi yang lebih maju dan ramah lingkungan.
