Makalah Aplikasi Redoks Pada Accumulator / Accu / Aki

MAKALAH

APLIKASI REDOKS PADA ACCUMULATOR/ACCU (AKI)

DI SUSUN

OLEH:

PUTRI RAGIL AYU

SMA NEGERI 4 JAYAPURA

KATA PENGANTAR

Penulis menyampaikan syukur kepada Allah SWT, atas petunjuk dan kekuatan yang diberikan sehingga makalah yang membahas “APLIKASI REAKSI REDOS PADA ACCUMULATOR/ACCU (AKI)” yang sederhana ini dapat diselesaikan dengan baik.

Dengan hasil penelitian ini penulis susun untuk memenuhi tugas yang diberikan oleh guru pembimbing, disamping itu dapat membiasakan diri dalam meneliti dan menulis makalah serta dapat melatih untuk meningkatkan motivasi belajar dan juga dapat mendorong kita untuk lebih maju dalam berprestasi.

Apa yang diuraikan ini sebagai ungkapan pengalaman penulis melalui membaca, melihat, dan mendengar berita, baik di media elektro maupun media cetak. Harapan kami semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi pembaca terutama bagi diri kami sebagai penulis, dan dimanfaatkan sebagaimana mestinya. Tentu saja tulisan ini tidak lepas dari kekurangan baik susunan katanya maupun sajiannya, untuk itu penulis tetap menerima saran dan keritik dari siapapun demi perbaikan.

Akhirnya atas segala perhatian penulis menyampaikan terima kasih.

Jayapura, 13 April 2013

                                 

Penulis

Putri Ragil Ayu

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR.. i

DAFTAR ISI. ii

BAB I-PENDAHULUAN.. 1

A.    Judul Makalah. 1

B.    Tujuan Makalah. 1

C.    Manfaat Makalah. 1

D.    Latar Belakang. 1

BAB II-PEMBAHASAN.. 2

A.    Tinjauan Pustaka. 2

1.   Pengertian Redoks. 2

2.   Pengertian Accu. 5

3.   Reaksi Redoks Pada Aki 6

4.   Manfaat Aki 7

BAB III-PENUTUP. 8

A.    Kesimpulan. 8

B.    Saran. 8

DAFTAR PUSTAKA.. 10

BAB I-PENDAHULUAN

A.           Judul Makalah

Aplikasi Reaksi Redoks pada Accumulator/Accu (Aki)

B.            Tujuan Makalah

Makalah ini bertujuan untuk mengulas lebih dalam mengenai aplikasi reaksi redoks pada Accumulator/Accu (Aki)

C.           Manfaat Makalah

1.      Sebagai sumber bacaan mengenai aplikasi reaksi redoks dalam kehidupan sehari-hari khususnya pada sel Aki

2.      Sebagai salah satu tugas mata pelajaan Kimia

3.      Menambah wawasan penulis dalam menyusun makalah

D.           Latar Belakang

Listrik digunakan luas hampir di seluruh aspek kehidupan oleh karenanya memegang peran penting didunia teknik. Kelemahan energi listrik yang sangat prinsip terletak  pada fakta bahwa proses pembentukan dan penggunaan (generate & consume) energi listrik  biasanya berbanding lurus, pada saat yang bersamaan. Kita tidak bisa memproduksi lalu menyimpan energi listrik begitu saja dengan alat yang sederhana. Sudah menjadi hukumnya bahwa energi listrik yang kita gunakan harus berasal langsung dari sumbernya. Dalam volume yang sedikit, energi listrik bisa disimpan dalam sebuah kapasitor dan hanya dapat digunakan terbatas untuk menyuplai daya pada peralatan yang membutuhkan energi listrik yang kecil pula.

Untuk disimpan dalam skala yang lebih besar, energi listrik  pertama-tama harus diubah terlebih dahulu kedalam bentuk energi yang lain. Pengetahuan tentang elektrokimia menjawab tantangan masalah ini yaitu tugas "menyimpan" listrik agar bisa digunakan setiap waktu yang berbeda-beda sesuai kebutuhan, serta dapat dipindah-pindahkan. Dalam elektrokimia terdapat reaksi redoks yang dapat menimbulkan arus listrik. Alat penyimpan energi listrik itulah yang kemudian kita kenal dengan nama akumulator/accu (aki) yang sering digunakan pada kendaran seperti mobil dan motor. Maka dalam hal ini penulis akan mengulas lebih dalam mengenai reaksi redoks pada aki.

BAB II- TINJAUAN PUSTAKA

A.           Pengertian Redoks

Perubahan kimia yang terjadi bila elektron dipindahkan antara reaktan-reaktan dikenal sebagai reaksi reduksi oksidasi. Reaksi oksidasi adalah sumber utama energi di bumi. Pembakaran bensin di dalam mesin mobil dan terbakarnya kayu dalam suatu kebakaran adalah reaksi oksidasi. Demikian juga pembakaran makanan dalam tubuh kita. Semua reaksi oksidasi disertai reaksi reduksi. Reaksi reduksi-oksidasi juga disebut reaksi redoks.

Mula-mula makna oksidasi adalah kombinasi secara kimia suatu zat dengan oksigen sedangkan reduksi adalah pelepasan/hilangnya oksigen. Sekarang oksidasi ditinjau sebagai pergeseran elektron menjauhi dari sebuah atom sedangkan reduksi adalah meliputi pergeseran elektron menuju suatu atom. Suatu reaksi oksidasi selalu disertai oleh reaksi reduksi. Zat yang menyebabkan oksidasi disebut zat pengoksidasi (oxidizing agent atau oksidator). Zat yang menyebabkan reduksi disebut zat pereduksi (reducing agent atau reduktor).

Sebuah bilangan oksidasi dapat ditandakan pada sebuah unsur dalam suatu zat sesuai dengan  aturan. Bilangan oksidasi suatu unsur dalam keadaan tak tergabung adalah nol. Bilangan oksidasi ion monoatomik adalah sama dalam hal besar dan tanda seperti muatan ioniknya. Jumlah bilangan oksidasi unsur dalam sebuah senyawa netral adalah nol. Akan tetapi dalam ion poliatomik, jumlah bilangan oksidasi unsur sama dengan muatan dari ion ini. Suatu kenaikkan bilangan oksidasi adalah oksidasi sedangkan penurunan bilangan oksidasi adalah reduksi.

PEMBAHASAN :

1.             Oksigen dalam reaksi redoks

Konsep lama :

Oksidasi : kombinasi suatu unsur dengan oksigen untuk menghasilkan oksida

·         Unsur dan senyawa bergabung dengan oksigen dalam reaksi oksidasi

Unsur :

4Fe  +  3O₂  à  2Fe₂O₃

C  +  O₂  à  CO₂

Senyawa :

CH₄  +  2O₂  à  CO₂  +  2H₂O

Reduksi : Hilangnya oksigen dari senyawa

2Fe₂O₃      +       3C    à   4Fe      +    3CO₂

Istilah reduksi (pengurangan) berkaitan dengan fakta bahwa bila logam oksida direduksi menjadi logam, terdapat penurunan dalam hal volum logam oksida.

2.             Perpindahan elektron dalam reaksi redoks

Konsep baru :

• Oksidasi : hilangnya elektron sebagian atau seluruhnya atau terimanya oksigen.

• Reduksi : terimanya elektron atau hilangnya oksigen

Contoh reaksi logam dengan bukan logam, elektron dipindahkan dari atom logam ke atom bukan logam

Mg    +   S  à  Mg²⁺  +  S^2-

Oksidasi : Mg  à  Mg²⁺  +  2e^-  (hilangnya elektron)

Reduksi :  S  +  2e^-  à  S^2-  (terimanya elektron)

Mg : reducing agent (donor elektron)

 S : oxidizing agent (akseptor elektron)

3.             Manandai bilangan oksidasi

Bilangan oksidasi adalah konsep tata buku (bookkeeping) yang diberikan oleh ahli kimia. Bilangan oksidasi adalah suatu bilangan positif atau negatif yang ditandakan pada suatu atom sesuai dengan sehimpunan aturan.

Aturan penandaan bilangan oksidasi :

a.              Bilangan oksidasi ion monoatomik sama dalam hal besar dan tanda dengan muatan ioniknya. Contoh : biloks ion bromida, Br^1-, adalah -1; biloks ion Fe³⁺ adalah +3.

b.             Biloks hidrogen dalam suatu senyawa selalu +1 kecuali dalam logam hidrida, contoh dalam NaH, biloks H adalah -1

c.              Biloks oksigen dalam suatu senyawa adalah selalu -2 kecuali dalam peroksida, contoh dalam H₂O₂ biloks O adalah -1

d.             Biloks unsur tak tergabung dengan unsur lain adalah nol. Contoh, biloks atom K (kalium) dalam logam kalium, K; dan atom nitrogen dalam gas N₂, adalah nol

e.              Untuk senyawa netral, jumlah biloks dari atom-atom dalam senyawa harus sama dengan nol

f.              Untuk ion poliatomik, jumlah biloks atom harus sama dengan muatan ionik dari ion

4. Reaksi oksidasi dan reduksi

   Bagaimana kita menentukan apakah suatu reaksi adalah reaksi oksidasi-reduksi ? Kita dapat mengetahui dengan meninjau perubahan keadaan oksidasi unsur.

Zn(s)  +  2H⁺(aq)  à  Zn²⁺(aq)  +  H₂(g)

                                         0              +1            +2               0

Perubahan keadaan oksidasi (Zn) berubah dari 0 ke +2 dan H berubah dari +1 ke 0. Disini jelas ada perpindahan elektron. Contoh berikut hanya terjadi pergeseran rapatan elektron, kita tidak dapat megatakan setiap zat menerima atau melepas elektron.

2H₂(g)  +  O₂(g)  à  2H₂O(g)

                                                 0             0            +1  -2

Zat yang memungkinkan untuk zat lain teroksidasi disebut oxidizing agent atau oxidant (oksidator). Zat yang memberikan elektron, menyebabkan zat lain tereduksi disebut reducing agent atau reductant (reduktor)

NO	OKSIDASI	REDUKSI
1	Hilangnya seluruh (lengkap) elektron [reaksi ionik]	Terimanya elektron secara lengkap [reaksi ionik]
2	Pergeseran elektron menjauhi suatu atom dalam ikatan kovalen	Pergeseran elektron menuju suatu atom dalam ikatan kovalen
3	Terimanya oksigen	Hilangnya oksigen
4	Kenaikkan bilangan oksidasi	Penurunan bilangan oksidasi

B.            Pengertian Accu

Akumulator (accu, aki) adalah sebuah alat yang dapat menyimpan energi (umumnya energi listrik) dalam bentuk energi kimia. Contoh-contoh akumulator adalah baterai dan kapasitor. Pada umumnya di Indonesia, kata akumulator (sebagai aki atau accu) hanya dimengerti sebagai "baterai" mobil. Sedangkan di bahasa Inggris, kata akumulator dapat mengacu kepada baterai, kapasitor, kompulsator, dll.

Pada mobil yang masih menggunakan teknologi lama, jenis Accu yang banyak digunakan adalah jenis lead-acid (accu basah). Accu jenis ini komponennya merupakan gabungan dari beberapa lempengan timbal (Pb) dan lempengan oksida (PbO₂), yang direndam dalam larutan elektrolit yang terdiri dari 35% asam sulfat (H₂SO₄) dan 65% air (H₂O). Accu mobil pada umumnya menyediakan tegangan sebesar 12 volt. Tegangan ini didapat dengan cara menghubungkan enam sel galvanik. Accu tidak lagi bisa menyimpan arus listrik, berarti Accu sudah mulai rusak (soak). Biasanya ditandai dengan bunyi klakson yang melemah, lampu tidak terang, waktu starter mesin jadi lebih panjang, bahkan tidak lagi bisa menggerakkan starter. secara “seri”. Setiap sel menyediakan 2,1 volt, jadi apabila di charge penuh, akan menghasilkan 2,1 volt x 6 sel = 12,6 volt.

Kondisi Accu, dapat diukur dengan suatu alat yang men-simulasikan besar beban yang masih mampu diterima oleh accu, atau dengan cara sederhana dengan menggunakan Battery Hydrometer. Cara penggunaan Hydrometer adalah dengan mencelupkan ujung alat ini pada air Accu, kemudian menyedotnya.

Pada saat Accu disetrum (recharge), cairan elektrolit akan bereaksi dengan material pada lempengan, dan merubah permukaannya menjadi lead sulphate. Pada saat Accu digunakan (discharge), akan terjadi reaksi terbalik, yaitu lead sulphate akan kembali berubah menjadi bentuk semula yaitu lead oxide dan lead.

Jika mobil digunakan, proses ini akan berulang terus menerus. Tetapi proses ini tidaklah sempurna, karena ada deposit yang terbentuk. Semakin lama, lapisan deposit Sulfat akan semakin tebal dan akan mengurangi performanya. Pada ketebalan tertentu, deposit ini akan membuat accu tidak lagi bisa recharge, dan accu harus diganti.

C.           Reaksi Redoks Pada Aki

Sel Volta komersial jenis lain yang dapat diisi ulang adalah sel timbel atau dikenal dengan accumulator (accu), terdiri atas timbel oksida sebagai katode dan logam timbel berbentuk bunga karang sebagai anode. Kedua elektrode ini dicelupkan dalam larutan H₂SO₄ 35%. Reaksi yang terjadi selama accu dipakai (discharged) adalah sebagai berikut.

Pb(s) + HSO₄^–(aq) →PbSO₄(s) + H⁺(aq) + 2e^– (anode)

PbO₂(s) + 3H⁺(aq) + HSO₄^–(aq) + 2e^–→PbSO₄(s) + 2H₂O(l) (katode)

Reaksi lengkapnya :

Pb(s) + PbO₂(s) + 2H₂SO₄(aq)   →     2PbSO₄(s) + 2H₂O(l)

Potensial sel yang dihasilkan dari reaksi tersebut, yaitu sekitar 2 V. Untuk memperoleh potensial sel sebesar 12 V, diperlukan enam buah sel yang disusun secara seri. Jika accu telah dipakai, accu dapat diisi ulang menggunakan arus listrik searah. Selama proses isi ulang, reaksi dalam sel merupakan kebalikan dari reaksi pemakaian. Reaksinya adalah sebagai berikut:

2PbSO₄(s) + 2H₂O(l) → Pb(s) + PbO₂(s) + 2H₂SO₄(aq)

Selama proses isi ulang, sejumlah air dalam accu terurai menjadi H₂ dan O₂, akibatnya accu kekurangan air. Oleh karena itu, accu yang sering dipakai dan diisi ulang, cairan elektrolitnya harus diganti dengan yang baru.

D.           Manfaat Aki

·         Alat untuk menghimpun tenaga listrik (dipakai pada mesin mobil dsb)

·         Penghasil dan penyimpan daya listrik hasil reaksi kimia

·         Peranti untuk mengubah tenaga listrik menjadi tenaga kimia atau sebaliknya

BAB III-PENUTUP

A.           Kesimpulan

Pada reaksi pemakaian dan pengisian accumulator/accu (aki) terjadi reaksi auto redoks (disproposionasi), karena terjadi perubahan biloks pada senyawa timbale dan senyawa timbale tersebut berperan sebagai reduktor dan oksidator . Karena adanya reaksi redoks tersebut, aki dapat menghasilkan energy listrik.

 

B.            Saran

Hal-hal penting yang harus diperhatikan tentang accumulator :

·         Accu termasuk benda yang mudah terbakar, oleh sebab itu jangan memindahkan posisi Accu mobil pada lokasi yang kurang aman.

·         Selalu meng-kontrol ketinggian air Accu. Jika kurang segera tambahkan karena akan mempengaruhi kinerjanya. Tetapi jangan sampai melebihi, karena Accu dapat meledak akibat tidak ada ruang untuk melepaskan uapnya.

·         Periksa terminal Accu. Jika ada kerak putih, gosok dengan sikat kawat atau siram dengan air panas jika sudah tebal. Kerak putih ini berbahaya karena dapat menggerus terminal dan membuat terminal dan elemen kabel saling mengikat.

·         Accu mengandung bahan beracun berbahaya, jangan sembarangan membuang Accu bekas. Umumnya pedagang aki menerima atau membeli aki bekas untuk didaur ulang. Selain menjaga lingkungan, Accu bekas ini dapat mengurangi biaya pembelian Accu baru.

·         Salah satu kelemahan Accu tipe “basah” yang digunakan pada mobil retro adalah tingkat penguapan cairan yang tinggi, yang dapat menyebabkan karat pada benda logam di sekitar Accu, bahkan dapat memperpendek umur Accu. Saat pengisian (recharge), akan keluar uap dari lubang kecil seperti jarum di penutup cell. Dalam kondisi normal, uap yang keluar tidak terlalu besar, kecuali pada kondisi pengisian yang berlebih. Pada Accu yang sudah berumur, penguapan akan lebih besar. Untuk menghindarinya, gunakan penutup seperti lembaran bahan karet di atas Accu.

·          

DAFTAR PUSTAKA

Suwardi.2004.Reaksi Redoks Dan Elektroimia

http://kimia.upi.edu/staf/nurul/web2012/0900598/bahan%20belajar/kimia%20SMA-XII%20(budi).pdf, diakses 10 April 2013

http://www.scribd.com/document_downloads/direct/131010318?extension=pdf&ft=1365997227&lt=1366000837&user_id=98106612&uahk=nPCn2T/0yO408FuCIO8n+9a7MjU, diakses 15 April 2013