LAPORAN PRAKTIKUM V

Pembuatan Baterai

Oleh :

1. Irmayatul K. (12030234010 / KA’12)

2. Ika Lailatul K. (12030234015 / KA’12)

3. Lailatul Farikhah E. W. (12030234019 / KA’12)

4. Lintang P. (12030234210 / KA’12)

5. Andika Pramudya W. (12030234211 / KA’12)

6. Miya Nur S. (12030234220 / KB’12)

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

JURUSAN KIMIA

2014

A. Judul Percobaan : Pembuatan Baterai

B. Hari, Tanggal Percobaan : Senin, 11 Maret 2014

C. Tujuan :Membuat baterai dari buah alpukat

D. Dasar Teori :

Reaksi elektrokimia dapat dibagi dalam dua kelas: yang menghasilkan arus listrik (proses yang terjadi dalam baterai) dan yang dihasilkan oleh arus listrik elektrolisis. Tipe pertama reaksi bersifat serta merta, dan energy bebas system kimianya berkurang; system itu dapat melakukan kerja, misalnya menjalankan motor. Tipe kedua harus dipaksa agar terjadi (oleh kerja yang dilakukan terhadap system kimia), dan energy bebas system kimia bertambah (Keenan:1980).

Sel volta adalah penataan bahan kimia dan penghantar listrik yang memberikan

aliran electron lewat rangkaian luar dari suatu zat kimia yang teroksidasi ke zat kimia yang direduksi (Keenan:1980).

Sebuah sel elektrokimia yang beroperasi secara spontan disebut sel galvani (atau sel volta). Sel seperti ini mengubah energy kimia menjadi energy listrik yang dapat digunakan untuk melakukan kerja (Oxtoby:1999).

Hubungan listrik antara dua setengah – sel harus dilakukan dengan cara tertentu. Kedua electrode logam dan larutannya harus berhubungan, dengan demikian lingkar arus yang sinambung terbentuk dan merupakan jalan agar partikel bermuatan mengalir. Secara sederhana electrode saling dihubungkan dengan kawat logam yang memungkinkan aliran electron (Petrucci:1985).

Sel terdiri dari dua setengah – sel yang elektrodanya dihubungkan dengan kawat dan larutannya dengan jembatan garam. (Ujung jembatan garam disumbat dengan bahan berpori yang memungkinkan ion bermigrasi, tetapi mencegah aliran cairan dalam jumlah besar). Potensiometer mengukur perbedaan potensial antara dua electrode yaitu sebesar 0.463 Volt (V) (Petrucci:1985).

Aliran listrik antara dua larutan harus berbentuk migrasi ion. Hal ini hanya dapat dilakukan melalui larutan lain yang "menjembatani" kedua setengah – sel dan tak dapat dengan kawat biasa: hubungan ini disebut jembatan garam (= salt bridge) (Petrucci:1985).

Sebuah sel elektrokimia yang beroperasi secara spontan disebut sel galvani (atau sel volta). Sel seperti ini mengubah energy kimia menjadi energy listrik yang dapat digunakan untuk melakukan kerja (Oxtoby:1999).

Ada sebuah selisih potensial listrik (∆), antara dua titik dalam rangkaian yang menyebabkan electron mengalir, sama seperti selisih potensial gravitasi antara dua titik di permukaan bumi yang menyebabkan air mengalir ke bawah. Selisih potensial listrik ini, atau tegangan sel, dapat diukur dengan sebuah alat yang disebut voltmeter yang

diletakkan di rangkaian luar. Tegangan yang diukur dalam sel galvani tergantung pada magnitudo arus yang melalui sel dan tegangan jatuh jika arus terlalu besar (Oxtoby:1999).

Terdapat beberapa metode yang memungkinkan difusi ion-ion. Suatu metode laboratorium yang lazim adalah dengan membenamkan lembaran Zn ke dalam suatu larutan garam Zn, seperti ZnSO4, dan membenamkan sepotong Cu ke dalam suatu larutan CuSO4. Larutan ZnSO4dihubungkan dengan larutan CuSO4 oleh suatu jembatan garam, yang memungkinkan difusi ion-ion. Jembatan garam diisi dengan larutan suatu elektrolit yang tidak berubah secara kimia dalam proses itu (Keenan:1980).

Tegangan listrik (kadang disebut sebagai Voltase) adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik, dan dinyatakan dalam satuan volt. Besaran ini mengukur energi potensial dari sebuah medan listrik yang mengakibatkan adanya aliran listrik dalam sebuah konduktor listrik. Tergantung pada perbedaan potensial listriknya, suatu tegangan listrik dapat dikatakan sebagai ekstra rendah, rendah, tinggi atau ekstra tinggi. Secara definisi tegangan listrik menyebabkan obyek bermuatan listrik negatif tertarik dari tempat bertegangan rendah menuju tempat bertegangan lebih tinggi. Sehingga arah arus listrik konvensional di dalam suatu konduktor mengalir dari tegangan tinggi menuju tegangan rendah.

Alat yang dipergunakan untuk mengukur besar tegangan listrik, antara lain: voltmeter, dan osiloskop. Voltmeter bekerja dengan cara mengukur arus dalam sirkuit ketika dilewatkan melalui resistor dengan nilai tertentu. Sesuai hukum Ohm, besar tegangan sebanding dengan besar arus untuk nilai resistansi sama. Prinsip kerja potensiometer adalah menimbang tegangan yang diukur dengan tegangan yang sudah diketahui besarnya dengan menggunakan sirkuit jembatan. Sedang osiloskop bekerja dengan cara menggunakan tegangan yang diukur untuk membelokkan elektron di layar monitor, sehingga di layar akan tercipta grafik dari elektron yang telah dibelokkan. Grafik ini sebanding dengan besar tegangan yang diukur.

Energi listrik adalah energi yang disebabkan oleh mengalirnya muatan listrik di dalam sebuah rangkaian. Suatu energi listrik harus memiliki arus listrik yang berfungsi sebagai penghantar aliran muatan listrik, arus listrik mengalir karena adanya beda potensial listrik atau tegangan listrik.

Elektroda dalam sel elektrokimia dapat disebut sebagai anoda atau katoda, kata-kata yang juga diciptakan oleh Faraday. Anoda ini didefinisikan sebagai elektroda di mana elektron datang dari sel elektrokimia dan oksidasi terjadi, dan katoda didefinisikan sebagai elektroda di mana elektron memasuki sel elektrokimia dan reduksi terjadi. Setiap elektroda dapat menjadi sebuah anoda atau katoda tergantung dari tegangan listrik yang diberikan ke sel elektrokimia tersebut. Elektroda bipolar adalah elektroda yang berfungsi sebagai anoda dari sebuah sel elektrokimia dan katoda bagi sel elektrokimia lainnya.

Elektrolit adalah suatu zat yang larut atau terurai ke dalam bentuk ion-ion dan selanjutnya larutan menjadi konduktor elektrik, ion-ion merupakan atom-atom bermuatan elektrik. Elektrolit bisa berupa air, asam, basa atau berupa senyawa kimia lainnya.

Elektrolit umumnya berbentuk asam, basa atau garam. Beberapa gas tertentu dapat berfungsi sebagai elektrolit pada kondisi tertentu misalnya pada suhu tinggi atau tekanan rendah. Elektrolit kuat identik dengan asam, basa, dan garam kuat. Elektrolit merupakan senyawa yang berikatan ion dan kovalen polar. Sebagian besar senyawa yang berikatan ion merupakan elektrolit sebagai contoh ikatan ion NaCl yang merupakan salah satu jenis garam yakni garam dapur. NaCl dapat menjadi elektrolit dalm bentuk larutan dan lelehan. atau bentuk liquid dan aqueous. sedangkan dalam bentuk solid atau padatan senyawa ion tidak dapat berfungsi sebagai elektrolit.

Oleh karena itu apabila elektrolit dapat dihasilkan dari zat yang bersifat asam, basa atau garam, maka kali ini kami akan membuktikan apakah kentang yang mempunyai sifat basa, lemon mempunyai sifat asam dan garam dapur dapat menjadi salah satu sumber energi listrik kimia.

Energi listrik selain dapat diperoleh dari bahan anorganik, juga dapat diperoleh dari bahan organik, seperti buah. Kita dapat menggunakan buah sebagai sumber listrik. Belimbing wuluh seperti halnya sebuah baterai mengandung asam yang bersifat elektrolit yang dapat menghasilkan energi listrik. Bahan organik dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi listrik, seperti berbagai kulit buah dan batang sayuran. bahan organik dapat digunakan sebagai sumber energi listrik alternatif karena dalam bahan organik banyak terdapat berbagai macam elektrolit seperti asam sitrat, zat besi, fosfor, kalsium dan sebagainya, yang mampu menghantarkan ion dan elektron dalam elektroda.

Selain belimbing wuluh, kentang juga dapat menghasilkan energi listrik. Kentang mengandung garam dan air, garam merupakan suatu senyawa kimia sederhana yang terdiri dari dua atau lebih atom yang membawa ion positif (kation) dan ion negatif (anion). Adanya listrik pada kentang karena kentang tersebut mengandung zat-zat yang merupakan komponen penghasil listrik, di antaranya adalah: Karbohidrat, kalium, Protein, lemak, garam dapur (NaCl), air (H2O), pati (amilum dan amilopektin), vitamin B dan C, zat besi, riboflavin. Kentang mengandung kalium lebih banyak dibandingkan sayuran segar lainnya bahkan lebih dari pisang. Satu kentang memiliki hampir 900 miligram, yang merupakan sekitar 20% dari apa yang Anda butuhkan setiap hari. Kalium adalah penting untuk pertumbuhan dan pemeliharaan sel tubuh. Ini juga penting untuk fungsi saraf dan kontraksi otot normal - termasuk otot jantung. Kalium juga merupakan elektrolit yang membantu menyeimbangkan cairan dalam tubuh Anda, yang penting bagi tekanan darah sehat.

Baterai

Kapasitas Baterai

Kapasitas baterai adalah jumlah listrik yang dapat dihasilkan dengan melepaskan

arus tetap, sampai dicapai voltage ahir. Besarnya ditentukan dengan mengalikan besar

arus pelepasan dengan waktu pelepasan dan dinyatakan dalam AH (Ampere Hour). Jadi

untuk menyatakan kapasitas baterai, perlu ditentukan laju arus pelepasan. Karena

kapasitas baterai tergantung dari kuat arus pelepasan. Misalnya suatu baterai mempunyai

kapasitas 100 AH untuk laju arus 20 jam. Ini berarti baterai tersebut sanggup melepaskan

muatan sebesar 5 ampere selama 20 jam. Tapi tidak berarti mampu melepaskan muatan

sebesar 10 ampere selama 10 jam. Jadi jika ingin membandingkan kapasitas baterai perlu

disamakan dahulu laju arus pelepasan muatan listriknya.

Saat baterai mengeluarkan arus

1. Oksigen (O) pada pelat positif terlepas karena bereaksi/bersenyawa/bergabung

dengan hidrogen (H) pada cairan elektrolit yang secara perlahan-lahan keduanya

bergabung/berubah menjadi air (H20).

2. Asam (H2SO4) pada cairan elektrolit bergabung dengan timah (Pb) di pelat positif

maupun pelat negatif sehigga menempel dikedua pelat tersebut.

Reaksi ini akan berlangsung terus sampai isi (tenaga baterai) habis alias dalam

keadaan discharge.

Pada saat battery dalam keadaan discharge maka hampir semua asam melekat

pada pelat-pelat dalam sel sehingga cairan eletrolit konsentrasinya sangat rendah dan

hampir melulu hanya terdiri dari air (H2O), akibatnya berat jenis cairan menurun menjadi

sekitar 1,1 kg/dm3 dan ini mendekati berat jenis air yang 1 kg/dm3. Sedangkan baterai

yang masih berkapasitas penuh berat jenisnya sekitar 1,285 kg/dm3. Nah, dengan

perbedaan berat jenis inilah kapasitas isi battery bisa diketahui apakah masih penuh atau

sudah berkurang yaitu dengan menggunakan alat hidrometer. Hidrometer ini merupakan

salah satu alat yang wajib ada di bengkel aki (bengkel yang menyediakan jasa setrum/cas

aki). Selain itu pada saat baterai dalam keadaan discharge maka 85% cairan elektrolit

terdiri dari air (H2O) dimana air ini bisa membeku, bak baterai pecah dan pelat-pelat

menjadi rusak.

Air memiliki berat jenis 1 kg/dm3 (1 kg per 1000 cm3 atau 1 liter) dan asam sulfat

memiliki berat jenis 1,285 kg/dm3 pada suhu 20 derajat Celcius.kg = kilogramdm3 =

decimeter kubik = litercm3 = centimeter kubik / cc (centimeter cubic)1 dm = 1 liter =

1000 cm3 = 1000 cc.

Saat baterai menerima arus

Battery yang menerima arus adalah baterai yang sedang disetrum/dicas alias

sedang diisi dengan cara dialirkan listrik DC, dimana kutup positif battery dihubungkan

dengan arus listrik positif dan kutub negatif dihubungkan dengan arus listrik negatif.

Tegangan yang dialiri biasanya sama dengan tegangan total yang dimiliki baterai, artinya

baterai 12 V dialiri tegangan 12 V DC, baterai 6 V dialiri tegangan 6 V DC, dan dua

baterai 12 V yang dihubungkan secara seri dialiri tegangan 24 V DC (baterai yang

duhubungkan seri total tegangannya adalah jumlah dari masing-maing tegangan baterai:

Voltase1 + Voltase2 = Voltasetotal). Hal ini bisa ditemukan di bengkel aki dimana ada

beberapa baterai yang duhubungkan secara seri dan semuanya disetrum sekaligus. Berapa

kuat arus (ampere) yang harus dialiri bergantung juga dari kapasitas yang dimiliki baterai

tersebut (penjelasan tentang ini bisa ditemukan di bagian bawah).

Konsekuensinya, proses penerimaan arus ini berlawanan dengan proses pengeluaran arus,

yaitu :

1. Oksigen (O) dalam air (H2O) terlepas karena bereaksi / bersenyawa / bergabung

dengan timah (Pb) pada pelat positif dan secara perlahan-lahan kembali menjadi

oksida timah colat (PbO2).

2. Asam (H2SO4) yang menempel pada kedua pelat (pelat positif maupun negatif)

terlepas dan bergabung dengan hidrogen (H) pada air (H2O) di dalam cairan

elektrolit dan kembali terbentuk menjadi asam sulfat (H2SO4) sebagai cairan

elektrolit. Akibatnya berat jenis cairan elektrolit bertambah menjadi sekitar 1,285

(pada baterai yang terisi penuh).

Cairan elektrolit

Pelat-pelat baterai harus selalu terendam cairan elektrolit, sebaiknya tinggi cairan

elektrolit 4 - 10 mm diatas bagian tertinggi dari pelat. Bila sebagian pelat tidak terendam

cairan elektrolit maka bagian pada pelat yang tidak terendam tersebut akan langsung

berhubungan dengan udara akibatnya bagian tersebut akan rusak dan tak dapat

dipergunakan dalam suatu reaksi kimia yang diharapkan, contoh, sulfat tidak bisa lagi

menempel pada bagian dari pelat yang rusak, sebab itu bisa ditemukan konsentrasi sulfat

yang sangat tinggi dari ruang sel yang sebagian pelatnya sudah rusak akibat sulfat yang

sudah tidak bisa lagi bereaksi dengan bagian yang rusak dari pelat. Oleh karena itu kita

harus memeriksa tinggi cairan elektrolit dalam baterai kendaraan bermotor setidaknya 1

bulan sekali (kalau perlu tiap 2 minggu sekali agar lebih aman) karena senyawa dari

cairan elektrolit bisa menguap terutama akibat panas yang terjadi pada proses pengisian

(charging), misalnya pengisian yang diberikan oleh alternator.

Bagaimana jika cairan terlalu tinggi? Ini juga tidak baik karena cairan elektrolit bisa

tumpah melalui lubang-lubang sel (misalnya pada saat terjadi pengisian) dan dapat

merusak benda-benda yang ada disekitar baterai akibat korosi, misalnya sepatu kabel,

penyangga/dudukan baterai, dan bodi kendaraan akan terkorosi, selain itu proses

pendinginan dari panasnya cairan elektrolit baterai oleh udara yang ada dalam sel tidak

efisien akibat kurangnya udara yang terdapat di dalam sel, dan juga asam sulfat akan

berkurang karena tumpah keluar; bila asam sulfat berkurang dari volume yang seharusnya

maka kapasitas baterai tidak akan maksimal karena proses kimia yang terjadi tidak dalam

keadaan optimal sehingga tenaga/kapasitas yang bisa diberikan akan berkurang, yang

sebelumnya bisa menyuplai -katakanlah- 7 ampere dalam satu jam menjadi kurang dari 7

ampere dalam satu jam, yang sebelumnya bisa memberikan pasokan tenaga sampai -

katakanlah- 1 jam kini kurang dari 1 jam isi/tenaga baterai sudah habis.

E. Alat dan Bahan :

1. Alat:

- Tabung seng

- Elektroda karbon

- Avometer

- Kabel

- Penjepit buaya

- Blender

- Sendok

- Gelas kimia

2. Bahan:

- Buah alpukat

F. Alur Kerja :

G. Data Hasil Pengamatan :

No. Baterai Data1. Pasta alpukat 1,0 volt2. Pasta alpukat + larutan

garam1,0 volt

3. Pasta alpukat + larutan sabun

0,8 volt

H. Analisis dan Pembahasan :

Pada percobaan ini buah alpukat di kupas dan diblender pasta yang terbentuk di bagi

tiga bagian. Bagian pertama dimasukkan tabung seng lalu di beri elektroda karbon dan di

hubungkan dengan avometer. Begitu juga tabung dua dan tiga hanya saja untuk tabung

dua di tambah larutan garam dan tabung tiga di tambah larutan sabun.

Dari hasil percobaan diperoleh bahwa tegangan yang diperoleh sebesar 1,0 volt untuk

tabung 1 dan 2 serta tegangan tabung 3 sebesar 0,8 Volt. Hal ini menunjukkan bahwa di

dalam buah alpukat terdapat larutan elektrolit yang dapat menghantarkan listrik dan dapat

di gunakan sebagai baterai.

Arus Listrik

Buah Alpukat

- Diblender tanpa air

- Dimasukkan kedalam

tabung seng

- Batang karbon

dimasukkan dan

dipasang lempeng

penutup

Pasta Alpukat

Tabung Seng 1 Tabung Seng 1 Tabung Seng 1

- Ditambah larutan

garam

- Dimasukkan kedalam

tabung seng

- Batang karbon

dimasukkan dan

dipasang lempeng

penutup

- Ditambah larutan

sabun

- Dimasukkan kedalam

tabung seng

- Batang karbon

dimasukkan dan

dipasang lempeng

penutup

I. Daftar Pustaka :