Tidak
seperti elemen primer, elemen sekunder bersifat dapat diperbaharui.
Artinya tegangan yang berasal dari elemen sekunder suatu saat akan
habis, tetapi kamu masih dapat mengisi elemen tersebut. Contoh elemen
sekunder adalah akumulator. Akumulator banyak digunakan dalam kendaraan
bermotor seperti sepeda motor dan mobil.
1. Accumulator
Accumulator
sering disebut aki. Elektrode accumulator baik anode dan katode terbuat
dari timbal (Cu) berpori. Bagian utama akumulator, yaitu
1. kutub positif (anode) terbuat dari timbal dioksida (PbO2),
2. kutub negatif (katode) terbuat dari timbal murni (Pb),
3.larutan elektrolit terbuat dari asam sulfat (H2SO4) dengan kepekatan 30%.
Lempeng
timbal dioksida dan timbal murni disusun saling bersisipan akan
membentuk satu pasang sel akumulator yang saling berdekatan dan
dipisahkan oleh bahan penyekat berupa isolator. Beda potensial yang
dihasilkan setiap satu sel akumulator 2 volt. Dalam kehidupan
sehari-hari, ada akumulator 12 volt yang digunakan untuk menghidupkan
starter mobil atau untuk menghidupkan lampu sein depan dan belakang
mobil. Akumulator 12 volt tersusun dari 6 pasang sel akumulator yang
disusun seri. Kemampuan akumulator dalam mengalirkan arus listrik
disebut kapasitas akumulator yang dinyatakan dengan satuan Ampere Hour
(AH). Kapasitas akumulator 50 AH artinya akumulator mampu mengalirkan
arus listrik 1 ampere yang dapat bertahan selama 50 jam tanpa pengisian
kembali.
Proses Pengosongan Accumulator
Pada
saat accumulator digunakan, terjadi perubahan energi kimia menjadi
energi listrik dan terjadi perubahan anode, katode dan elektrolitnya.
Pada anode terjadi perubahan yaitu timbal dioksida (PbO2) menjadi timbal
sulfat (PbSO4). Perubahan yang terjadi pada katode adalah timbal murni
(Pb) menjadi timbal sulfat (PbSO4). Adapun pada larutan elektrolit
terjadi perubahan, yaitu asam sulfat pekat menjadi encer, karena pada
pengosongan accumulator terbentuk air (H2O). Susunan akumulator adalah
sebagai berikut.
Kutub positif (anode) terbuat dari timbal dioksida (PbO2).
Kutub negatif (katode) terbuat dari timbal murni (Pb).
Larutan elektrolit terbuat dari asam sulfat (H2SO4) dengan kepekatan 30%.
Ketika
accumulator digunakan, terjadi reaksi antara larutan elektrolit dengan
timbal dioksida dan timbal murni sehingga menghasilkan elektron dan air.
Reaksi kimia pada accumulator yang dikosongkan adalah sebagai berikut.
Pada elektrolit : H2SO4→2H+ + SO42–
Pada anode: PbO2 + 2H+ + 2e + H2SO4 →PbSO4+2H2O
Pada katode : Pb + SO42–→ PbSO4
Pada
saat accumulator digunakan, baik anode maupun katode perlahan-lahan
akan berubah menjadi timbal sulfat (PbSO4). Jika hal itu terjadi, maka
kedua kutubnya memiliki potensial sama dan arus listrik berhenti
mengalir. Terbentuknya air pada reaksi kimia menyebabkan kepekatan asam
sulfat berkurang, sehingga mengurangi massa jenisnya. Keadaan ini
dikatakan accumulator kosong (habis).
Proses Pengisian Accumulator
Accumulator
termasuk elemen sekunder, sehingga setelah habis dapat diisi kembali.
Pengisian accumulator sering disebut penyetruman accumulator. Pada saat
penyetruman accumulator terjadi perubahan energi listrik menjadi energi
kimia. Perubahan yang terjadi pada anode, yaitu timbal sulfat (PbSO4)
berubah menjadi timbal dioksida (PbO2). Perubahan pada anode, yaitu
timbal sulfat (PbSO4) berubah menjadi timbal murni (Pb). Kepekatan asam
sulfat akan berubah dari encer menjadi pekat, karena ketika akumulator
disetrum terjadi penguapan air.
Untuk
menyetrum accumulator diperlukan sumber tegangan DC lain yang memiliki
beda potensial yang lebih besar. Misalnya akumulator 6 volt kosong harus
disetrum dengan sumber arus yang tegangannya lebih dari 6 volt.
Kutub-kutub akumulator dihubungkan dengan kutub sumber tegangan. Kutub
positif sumber tegangan dihubungkan dengan kutub positif akumulator.
Adapun, kutub negatif sumber tegangan dihubungkan dengan kutub negatif
akumulator. Rangkaian ini menyebabkan aliran elektron sumber tegangan DC
berlawanan dengan arah aliran elektron accumulator.
Elektron-elektron
pada accumulator dipaksa kembali ke elektrode accumulator semula,
sehingga dapat membalik reaksi kimia pada kedua elektrodenya. Agar hasil
penyetruman accumulator lebih baik, maka arus yang digunakan untuk
mengisi kecil dan waktu pengisian lama. Besarnya arus listrik diatur
dengan rheostat. Pada saat pengisian terjadi penguapan asam sulfat,
sehingga menambah kepekatan asam sulfat dan permukaan asam sulfat turun.
Oleh sebab itu, perlu ditambah air accumulator kembali. Susunan
accumulator yang akan disetrum (diisi) dalam keadaan masih kosong,
yaitu
Kutub positif (anode) terbuat dari timbal dioksida (PbSO4),
Kutub negatif (katode) terbuat dari timbal murni (PbSO4),
Larutan elektrolit terbuat dari asam sulfat (H2SO4) encer.
Reaksi kimia saat accumulator diisi, yaitu
Pada elektrolit : H2SO4 →2H+ + SO42–
Pada anode : PbSO4 + SO42– + 2H2O→ PbO2 + 2H2SO4
Pada katode: PbSO4 + 2H+ → Pb + H2SO4
Jadi,
saat penyetruman accumulator pada prinsipnya mengubah anode dan katode
yang berupa timbal sulfat (PbSO4) menjadi timbal dioksida (PbO2) dan
timbal murni (Pb)
Selasa, 11 November 2014
FISIKA: ELEMEN SEKUNDER
Diposting oleh Anonim di 11/11/2014 11:56:00 AM
Langganan:
Posting Komentar (Atom)
0 komentar:
Posting Komentar