CONTOH – CONTOH SEL VOLTA DALAM KEHIDUPAN SEHARI – HARI

SEL VOLTA

Sel volta adalah sel elektrokimia yang menghasilkan arus listrik. Sel volta ini ditemukan oleh dua orang ahli berkebangsaan Italia. Mereka berdua adalah Alessandro Giuseppe Volta (1745-1827) dan Lugini Galvani (1737-1798).

 Ciri khas dari sel volta adalah menggunakan jembatan garam. Jembatan garam berupa pipa U yang diisi agar-agar yang mengandung garam kalium klorida. Sel volta terdiri dari anoda yang bermuatan negatif dan katoda yang bermuatan positif. Pada anoda terjadi proses oksidasi, oksidasi adalah pelepasan elektron. Sedangkan pada katodanya terjadi proses reduksi, reduksi adalah penangkapan elektron.

Sel volta banyak sekali digunakan pada kehidupan sehari-hari. Sel volta yang biasa digunakan pada kehidupan manusia seperti jenis-jenis baterai dan aki (accu). Baterai dan aki sangatlah berbeda, perbedaan ini dapat dilihat dari setelah pemakaian kedua benda tersebut. Baterai apabila sudah terpakai tidak dapat digunakan lagi karena sudah tidak ada lagi arus listrik pada baterai tersebut. Sedangkan, aki apabila arus listriknya sudah habis dapat diisi lagi dengan mengalirkan arus listrik.

 Sel volta dibagi menjadi tiga bagian, yaitu Sel Volta Primer, Sel Volta Sekunder, Sel Bahan Bakar. Ketiga bagian tersebut juga memiliki contoh masing-masing lagi. Oleh karena itu marilah kita lihat pembahasan mengenai macam-macam dari sel volta berikut ini.  

v  SEL VOLTA PRIMER

a.      Sel Kering Seng – Karbon

Sel kering juga dapat disebut sel Lenchanche atau baterai. Baterai kering ini mendapatkan hak paten penemuan di tahun 1866. Sel Lanchache ini terdiri atas suatu silinder zink berisi pasta dari campuran batu kawi (MnO₂), salmiak (NH₄Cl), karbon (C), dan sedikit air. Dengan adanya air jadi baterai kering ini tidak 100% kering.

Sel ini biasanya digunakan sebagai sumber tenaga atau energi pada lampu, senter, radio, jam dinding, dan masih banyak lagi. Penggunaan logam seng adalah sebagai anoda sedangkan katoda digunakan elektrode inert, yaitu grafit, yang dicelupkan ditengah-tengah pasta. Pasta ini bertujuan sebagai oksidator. Seng tersebut akan dioksidasi sesuai dengan persamaan reaksi di bawah ini:

Zn_(s) → Zn²⁺_(aq) + 2e^-  (anoda)

Sedangkan katoda terdiri atas campuran dari MnO₂ dan NH₄Cl. Reaksi yang terjadi dapat ditulis sebagai berikut:

2MnO_2(s) + 2NH₄⁺_(aq) 2e^- → Mn₂O_3(s) + 2NH_3(aq) + H₂O_(l)  (katoda)

Katoda akan menghasilkan ammonia, ammonia ini akan bereaksi dengan Zn²⁺ yang dihasilkan di anode. Reaksi tersebut akan membentuk ion yang kompleks [Zn(NH₃)₄]²⁺. Sel kering ini tidak dapat digunakan berulang kali dan memiliki daya tahan yang tidak lama. Dan harganya di pasaran sangatlah murah.

b.      Baterai Merkuri

Baterai merkuri ini merupakan satu dari baterai kecil yang dikembangkan untuk usaha perdagangan atau komersial. Anoda seng dan katoda merkuri (II) oksida (HgO) adalah penyusun dari baterai merkuri ini yang dihubungkan dengan larutan elektrolit kalium hidroksida (KOH). Sel ini mempunyai beda potensial ± 1,4V. Reaksi yang terjadi pada baterai ini adalah:

Zn_(s) + 2OH^-_(aq) → ZnO_(s) + H₂O + 2e^-  (anoda)

HgO_(s) + H₂O + 2e^- → Hg_(l) + 2OH^-_(aq)  (katoda)

Reaksi dari keseluruhan atau disebut reaksi bersih adalah:

Zn_(s) + HgO_(s) → ZnO_(s) + Hg_(l) 

c.       Baterai Perak Oksida

Baterai perak oksida tergolong tipis dan harganya yang relatif lebih mahal dari baterai-baterai yang lainnya. Baterai ini sangat populer digunakan pada jam, kamera, dan kalkulator elektronik. Perak oksida (Ag₂O) sebagai katoda dan seng sebagai anodanya. Reaksi elektrodenya terjadi dalam elektrolit yang bersifat basa dan mempunyai beda potensial sama seperti pada baterai alkaline sebesar 1,5V. Reaksi yang terjadi adalah:

Zn_(s) + 2OH^-_(aq) → Zn(OH)_2(s) + 2e^-  (anoda)

Ag₂O_(s) + H₂O + 2e^- → 2Ag_(s) + 2OH^-_(aq)  (katoda)

d.      Baterai Litium

Terdiri atas litium sebagai anoda dan MnO₂ sebagai oksidator (seperti pada baterai alkaline). Baterai Litium ini dapat menghasilkan arus listrik yang lebih besar dan daya tahannya lebih lama dibandingkan baterai kering yang berukuran sama. Berikut notasi dari baterai Litium:

Li│Li⁺ (pelarut non-air)│KOH (pasta)│MnO₂, Mn(OH)₃, C

v  SEL VOLTA SEKUNDER

a.      Aki Timbal

  Aki merupakan jenis baterai yang dapat digunakan untuk kendaran bermotor atau automobil. Aki timbal mempunyai tegangan 6V atau 12V, tergantung jumlah sel yang digunakan dalam konstruksi aki timbal tersebut. Aki timbal ini terdiri atas katoda PbO₂ (timbel(IV) oksida) dan anodanya Pb (timbel=timah hitam). Kedua zat sel ini merupakan zat padat, yang dicelupkan kedalam larutan H₂SO₄. Reaksi yang terjadi dalam aki adalah:

Pb_(s) + SO₄^2-(aq) → PbSO_4(s) + 2e^-  (anoda)

PbO_2(s) + 4H⁺_(aq) + SO₄^2-(aq) + 2e^- → PbSO_4(s) + 2H₂O  (katoda)

      Aki ini dapat diisi ulang dengan mengalirkan lagi arus listrik ke dalamnya. Pengisian aki dilakukan dengan membalik arah aliran elektron pada kedua elektrode. Pada pengosongan aki, anoda (Pb) mengirim elektron ke katoda (PbO₂). Sementara itu pada pengisian aki, elektrode timbal dihubungkan dengan kutub negatif sumber arus sehingga Pb₂SO₄  yang terdapat pada elektrode timbal itu direduksi. Berikut reaksi pengisian aki:

PbSO_4(s) + H⁺(aq) +2e^- → Pb_(s) + HSO₄^-_(aq)  (elektrode Pb sebagai katoda)

PbSO_4(s) + 2H₂O_(l) → PbO_2(s) + HSO₄^-_(aq) + 3H⁺_(aq) + 2e^-   (elektrode PbO₂ sebagai anoda).

b.      Baterai Nikel Kadmium

Baterai nikel-kadmium merupakan baterai kering yang dapat diisi ulang. Sel ini biasanya disebut nicad atau bateray nickel-cadmium. Reaksi yang terjadi pada baterai nikel-kadmium adalah:

 Cd_(s) + 2OH^-(aq) → Cd(OH)_2(s) + 2e^-  (anoda)

NiO_2(s) + 2H₂O + 2e^- → Ni(OH)_2(s) + 2OH^-_(aq)  (katoda)

Reaksi keseluruhan adalah:

Cd_(s) + NiO_(aq) + 2H₂O_(l) → Cd(OH)_2(s) + Ni(OH)_2(s)

      Baterai nikel-kadmium merupakan zat padat yang melekat pada kedua elektrodenya. Baterai nikel-kadmium memiliki tegangan sekitar 1,4V. Dengan membalik arah aliran elektron, zat-zat tersebut dapat diubah kembali seperti zat semula.

c.       Sel Perak Seng

      Sel ini mempunyai kuat arus (I) yang besar dan banyak digunakan pada kendaran-kendaraan balap. Sel perak seng dibuat lebih ringan dibandingkan dengan sel timbal seng. KOH adalah elektrolit yang digunakan dan elektrodenya berupa logam Zn (seng) dan Ag (perak).

d.      Sel Natrium Belerang

      Sel natrium belerang ini dapat menghasilkan energi listrik yang lebih besar dari sel perak seng. Elektrodenya adalah Na (natrium) dan S (sulfur).       

e.       Sel Bahan Bakar

Sel bahan bakar adalah sel yang menggunakan bahan bakar seperti campuran hidrogen dengan oksigen atau campuran gas alam dengan oksigen. Sel bahan bakar ini biasanya digunakan untuk sumber energi listrik pesawat ulang-alik, pesawat Challenger dan Columbia. Yang berperan sebagai katode adalah gas oksigen dan anodanya gas hidrogen. Masing-masing elektrode dimasukkan kedalam elektrode karbon yang berpori-pori dan masing-masingnya elelktrode digunakan katalis dari serbuk platina.

Katoda: menghasilkan ion OH^-

O_2(g) + 2H₂O_(l) + 4e^- → 4OH^-_(aq)

Anoda: dari katode bereaksi dengan gas H₂

H_2(g) + 2OH^-_(aq) → 2H₂O_(l) + 2e^-

Reaksi selnya adalah: O_2(g) + 2H_2(g) → 2H₂O_(l)

Sel Volta Dalam Kehidupan Sehari-hari

Kegunaan Sel Volta

Dalam kehidupan sehari-hari, arus listrik yang dihasilkan dari suatu reaksi kimia dalam sel volta banyak kegunaannya, seperti untuk radio, kalkulator, televisi, kendaraan bermotor, dan lain-lain.Sel volta dalam kehidupan sehari-hari ada dalam bentuk berikut.
a. Sel Baterai
1) Baterai Biasa
Baterai yang sering kita gunakan disebut juga sel kering atau sel Lecanche. Dikatakan sel kering karena jumlah air yang dipakai sedikit (dibatasi). Sel ini terdiri atas:
Anode : Logam seng (Zn) yang dipakai sebagai wadah.
Katode : Batang karbon (tidak aktif).
Elektrolit : Campuran berupa pasta yang terdiri dari MnO2,NH4Cl, dan sedikit air.
Reaksi:
Anode : Zn(s) —>Zn2+(aq) + 2 e–
Katode :2 MnO2(s) + 2 NH4+(aq) + 2 e–—>Mn2O3(s) + 2 NH3(g) + H2O(l) 

2) Baterai Alkaline
Pada baterai alkaline dapat dihasilkan energi dua kali lebih besar dibanding baterai biasa. Sel ini terdiri atas:
Anode : Logam seng (Zn) yang sama seperti baterai biasa digunakan sebagai wadah.
Katode : Oksida mangan (MnO2 ).
Elektrolit : Kalium hidroksida (KOH).
Reaksi:
Anode : Zn(s)—> Zn2+(aq) + 2 e–
Katode : 2 MnO2+ H2O + 2 e–—>Mn2O3 + 2 OH–
Ion Zn2+ bereaksi dengan OH– membentuk Zn(OH) .

b. Sel Aki
Sel aki atau accu merupakan contoh sel volta yang bersifat reversibel, di mana hasil reaksi dapat diubah kembali menjadi zat semula. Pada sel aki jika sudah lemah dapat diisi ulang, sedangkan
pada sel baterai tidak bisa.
Sel ini terdiri atas:
Anode : Lempeng logam timbal (Pb).
Katode : Lempeng logam oksida timbal (PbO2).
Ektrolit : Larutan asam sulfat (H2SO4) encer.
Reaksi pengosongan aki:
Anode : Pb(s) ++ H2SO4 (aq) —> PbSO4(s) + H+(aq) + 2 e–
Katode bO2(s) + SO4-2 (aq)+ 3 H+(aq) + 2 e– —>PbSO4(aq) + 2 H2O
______________________________________________________________+
Reaksi lengkapnya:Pb(s) + PbO2(s) + 2SO4-2 (aq) + 2 H+(aq)—> 2 PbSO4(s) + 2 H2O (l)
Ketika sel ini menghasilkan arus listrik, anode Pb dan katode PbO2
berubah membentuk PbSO4. Ion H+ dari H2SO4 berubah membentuk H2O sehingga konsentrasi H2SO4 akan berkurang. Kemudian sel aki dapat diisi/disetrum kembali, sehingga konsentrasi asam sulfat kembali seperti semula. Proses ini nanti merupakan contoh dalam sel elektrolisis.

selamat membaca ^^

Prinsip-Prinsip Sel Volta dalam Kehidupan Sehari-hari. Sel Volta dapat dibedakan menjadi sel Volta primer, sekunder, dan sel bahan bakar. Sel primer adalah sel yang dibentuk dari katode dan anode yang langsung setimbang ketika menghasilkan arus. Sel sekunder adalah sel yang dapat diperbarui dengan cara mengembalikan elektrodenya ke kondisi awal. Adapun sel bahan bakar adalah sebuah sel yang secara bertahap menghabiskan pereaksi yang disuplai ke elektrode-elektrode dan secara bertahap pula membuang produk-produknya. Tipe-tipe sel Volta beserta contohnya dijelaskan pada uraian berikut.
1) Sel Volta primer
Sel kering Lechlanche merupakan contoh sel Volta primer. Sel kering atau baterai kering terdiri atas wadah yang terbuat dari seng dan bertindak sebagai anode serta batang karbon sebagai katode. Elektrolit sel ini adalah campuran MnO₂, NH₄Cl, sedikit air, dan kadang-kadang ditambahkan ZnCl₂ dalam bentuk pasta.

Gambar 2.4 Penyusun sel kering

Reaksi yang terjadi pada sel
Anode : Zn(s) → Zn²⁺(aq) + 2 e–
Katode : 2 MnO₂(s) + 2 NH₄⁺(aq) + 2 e– → Mn₂O₃(s) + 2 NH₃(g) + H₂O(l)
Reaksi : Zn(s) + 2 MnO₂(s) + 2 NH₄⁺(aq)→Mn₂O₃(s) + Zn²⁺(aq) + 2 NH³(g) + H₂O(l)
Cara kerja sel kering:
a. Elektrode Zn teroksidasi menjadi ion Zn^{2+
Zn → Zn2+} + 2 e–
b. Elektron yang dilepaskan mengalir melalui kawat penghantar menuju elektrode karbon.
c. Elektron-elektron pada elektrode karbon mereduksi MnO₂ dan NH₄⁺ menjadi Mn₂O₃ dan NH₃.
Sel yang sering digunakan sebagai ganti sel kering Lechlanche adalah baterai alkalin. Baterai ini terdiri atas anode seng dan katode mangan dioksida serta elektrolit kalium hidroksida. Reaksi yang berlangsung, yaitu:
Anode : Zn(s) + 2 OH–(aq) → Zn(OH)₂(s) + 2 e–
Katode : 2 MnO₂(s) + 2 H₂O(l) + 2 e– → 2 MnO(OH)(s) + 2 OH–(aq)
Reaksi : 2 MnO₂(s) + 2 H₂O(l) + Zn(s) → 2 MnO(OH)(s) + Zn(OH)₂(s)
Baterai alkalin ini dapat menghasilkan energi dua kali energi total Lechlanche dengan ukuran yang sama.
2) Sel Volta sekunder
Sel aki (Accumulator) merupakan contoh sel Volta sekunder. Sel aki terdiri atas elektrode Pb (anode) dan PbO₂ (katode). Keduanya dicelupkan dalam larutan H₂SO₄ 30%.

Gambar 2.5 Sel aki (accumulator) merupakan contoh sel Volta sekunder

Cara kerja sel aki:
a. Elektrode Pb teroksidasi menjadi Pb²⁺
Pb(s) → Pb²⁺(aq) + 2 e–
Pb²⁺ yang terbentuk berikatan dengan SO₄^2– dari larutan.
Pb²⁺(aq) + SO₄^2–(aq) → PbSO₄(s)
b. Elektron yang dibebaskan mengalir melalui kawat penghantar menuju elektrode PbO₂.
c. Pada elektrode PbO₂ elektron-elektron dari anode Pb akan mereduksi PbO₂ menjadi Pb²⁺ yang kemudian berikatan dengan SO₄^2– dari larutan.
PbO₂(s) + 4 H⁺(aq) + 2 e– → Pb²⁺(aq) + 2 H₂O(l)
Pb²⁺(aq) + SO₄^2–(aq) → PbSO₄(s)
Reaksi yang terjadi pada sel aki dapat ditulis sebagai berikut.
Anode : Pb(s) + SO₄^2–(aq) → PbSO₄(s) + 2 e–
Katode: PbO₂(s) + H₂SO₄(aq) + 2 H⁺ + 2 e– → PbSO₄(s) + 2 H₂O(l)
Reaksi : Pb(s) + PbO₂(s) + 2 H₂SO₄ → 2 PbSO₄(s) + 2 H₂O
Pada reaksi pemakaian sel aki, molekul-molekul H₂SO₄ diubah menjadi PbSO₄ dan H₂O sehingga konsentrasi H₂SO₄ dalam larutan semakin berkurang. Oleh karena itu, daya listrik dari aki terus berkurang dan perlu diisi kembali.
3) Sel bahan bakar
Sel hidrogen-oksigen termasuk jenis sel bahan bakar yang terus-menerus dapat berfungsi selama bahan-bahan secara tetap dialirkan ke dalamnya. Sel ini digunakan pada pesawat ruang angkasa. Sel hidrogen-oksigen terdiri atas anode dari lempeng nikel berpori yang dialiri gas hidrogen dan katode dari lempeng nikel oksida berpori yang dialiri gas oksigen. Elektrolitnya adalah larutan KOH pekat.

Gambar 2.6 Sel hidrogen-oksigen termasuk jenis sel bahan bakar.

Cara kerja sel ini adalah
a. Gas hidrogen yang dialirkan pada pelat nikel berpori teroksidasi membentuk H₂O.
2 H₂ + 4 OH– → 4 H₂O + 4 e–
b. Elektron yang dibebaskan bergerak melalui kawat penghantar menuju elektrode nikel oksida.
c. Pada elektrode nikel oksida elektron mereduksi O₂ menjadi OH^–.
O₂ + 2 H₂O + 4 e– → 4 OH–
Reaksi yang terjadi pada sel ini sebagai berikut.
Anode : 2 H₂(g) + 4 OH–(aq) → 4 H₂O(l) + 4 e–
Katode : O₂(g) + 2 H₂O(l) + 4 e– → 4 OH–(aq)
Reaksi : 2 H₂(g) + O₂(g) → 2 H₂O(l)
Biasanya pada sel ini digunakan platina atau senyawa paladium sebagai katalis.

 

Kegunaan Sel Volta

      Dalam kehidupan sehari-hari, arus listrik yang dihasilkan dari suatu reaksi kimia dalam sel volta banyak kegunaannya, seperti untuk radio, kalkulator, televisi, kendaraan bermotor, dan lain-lain. Sel volta ada yang sekali pakai, ada pula yang dapat diisi ulang. Sel volta yang sekali pakai disebut sel primer, sedangkan sel volta yang dapat diisi ulang disebut sel sekunder. Sel volta dalam kehidupan sehari-hari ada dalam bentuk berikut.
a. Aki (accumulator)
      Aki adalah jenis baterai yang banyak digunakan untuk kendaraan bermotor. Aki menjadi pilihan yang praktis karena dapat menghasilkan listrik yang cukup besar dan dapat diisi kembali.
      Sel aki terdiri atas anode Pb (timbel = timah hitam) dan katode PbO₂ (timbel (IV) oksida). Keduanya merupakan zat padat, yang dicelupkan dalam larutan asam sulfat (lihat gambar 2). Kedua elektrode tersebut, juga hasil reaksinya, tidak larut dalam larutan asam sulfat sehingga tidak diperlukan jembatan garam.

Reaksi pengosongan aki:

      Tiap sel aki mempunyai beda potensial 2 volt. Aki 12 volt terdiri atas 6 sel yang dihubungkan seri. Aki dapat diisi kembali karena hasil-hasil reaksi pengosongan aki tetap melekat pada kedua elektrode. Pengisian aki dilakukan dengan membalik arah aliran elektron pada kedua elektrode. Pada pengosongan aki, anode (Pb) mengirim elektron pada katode. Sebaliknya pada pengisian aki, elektrode Pb dihubungkan dengan kutub negatif sumber arus sehingga PbSO₄ yang terdapat pada elektrode Pb itu direduksi. Sementara itu, PbSO₄ yang terdapat pada elektrode PbO₂ mengalami oksidasi membentuk PbO₂.
Reaksi pengisian aki:

b. Baterai Kering (Sel Leclanche)
      Baterai kering ditemukan oleh Leclanche yang mendapat hak paten atas penemuan itu pada tahun 1866. Sel Leclanche terdiri atas suatu silinder zink yang berisi pasta dari campuran batu kawi (MnO₂), salmiak (NH₄Cl), karbon, dan sedikit air (jadi sel ini tidak 100% kering). Zink berfungsi sebagai anode, sedangkan katode digunakan elektrode inert, yaitu grafit, yang dicelupkan di tengah-tengah pasta. Pasta berfungsi sebagai oksidator. Reaksi-reaksi yang terjadi dalam baterai kering sebenarnya lebih rumit, tetapi pada garis besarnya dapat dinyatakan sebagai berikut.

      Potensial satu sel Leclanche adalah 1,5 volt. Sel ini kadang disebut sel kering asam karena adanya NH₄Cl yang bersifat asam. Sel Leclance tidak dapat diisi ulang.

c. Baterai Alkalin
      Baterai kering jenis alkalin pada dasarnya sama dengan sel Leclanche, tetapi bersifat basa karena menggunakan KOH menggantikan NH₄Cl dalam pasta. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.

      Potensial dari baterai alkalin juga sebesar 1,5 volt, tetapi baterai ini dapat bertahan lebih lama.

      Baterai alkalin dapat menghasilkan arus lebih besar dan total muatan yang lebih banyak daripada baterai kering biasa. Oleh karena itu, cocok digunakan untuk peralatan yang memerlukan arus lebih besar, misalnya kamera dan tape recorder. Adapun baterai kering biasa baik digunakan untuk peralatan yang menggunakan arus lebih kecil misalnya radio atau kalkulator.

d. Baterai litium
      Baterai litium telah mengalami berbagai penyempurnaan. Baterai litium yang kini banyak digunakan adalah baterai litium-ion. Baterai litium ion tidak menggunakan logam litium, tetapi ion litium. Ketika digunakan, ion litium berpindah dari satu elektrode ke elektrode lainnya melalui suatu elektrolit. Ketika di-charge, arah aliran ion litium dibalik. Baterai litium-ion diperdagangkan dalam bentuk kosong.

Sel Volta dalam Kehidupan Sehari-hari

KimiaKimia SMAMateri PelajaranMateri SMA

A. Aki / Baterai Timbal (Accu)

Nilai sel terletak pada kegunaannya. Diantara berbagai sel, sel timbal (aki) telah digunakan sejak 1915. Berkat sel ini, mobil/sepeda motor dapat mencapai mobilitasnya, dan akibatnya menjadi alat transportasi terpenting saat ini. Baterai timbal dapat bertahan kondisi yang ekstrim (temperatur yang bervariasi, shock mekanik akibat jalan yang rusak, dll) dan dapat digunakan secara kontinyu beberapa tahun. 

Dalam baterai timbal, elektroda negatif adalah logam timbal (Pb) dan elektroda positifnya adala timbal yang dilapisi timbal oksida (PbO₂), dan kedua elektroda dicelupkan dalam larutan elektrolit asam sulfat (H₂SO₄). Reaksi elektrodanya adalah sebagai berikut :

Anoda Pb (-)        :   Pb + SO₄^2-                              →  PbSO₄ + 2e^–
Katoda PbO₂ (+)  :   PbO₂ + SO₄^2- + 4H⁺  + 2e^–    →  PbSO₄ + 2H₂O

Reaksi total          :   Pb + PbO₂ + 4H⁺ + 2SO₄^2-     →  2PbSO₄  + 2H₂O


Kondisi Saat aki digunakan :

Saat aki menghasilkan listrik, Anoda Pb dan katoda PbO₂ bereaksi dengan SO₄^2- menghasilkan PbSO₄. PbSO₄ yang dihasilkan dapat menutupi permukaan lempeng anoda dan katoda. Jika telah terlapisi seluruhnya maka lempeng anoda dan katoda tidak berfungsi. Akibatnya aki berhenti menghasilkan listrik.

Saat aki menghasilkan listrik dibutuhkan ion H⁺ dan ion SO₄^2- yang aktif bereaksi. akibatnya jumlah ion H⁺ dan ion SO₄^2- pada larutan semakin berkurang dan larutan elektrolit menjadi encer maka arus listrik yang dihasilkan dan potensial aki semakin melemah.


Oleh karena reaksi elektrokimia pada aki merupakan reaksi kesetimbangan (reversibel) maka dengan memberikan arus listrik dari luar ( mencas ) keadaan 2 elektroda (anoda dan katoda) yang terlapisi dapat kembali seperti semula. demikian pula ion akan terbentuk lagi sehingga konsentrasi larutan elektrolit naik kembali seperti semula.

Anoda PbO₂ ( - )  :   PbSO₄ + 2H₂O    →  PbO₂  + 4H⁺  + SO₄^2- + 2e^–      
Katoda Pb ( + )    :   PbSO₄ + 2e^–           →  Pb + SO₄^2-                               

Reaksi total           :   2PbSO₄  + 2H₂O →   Pb + PbO₂ + 4H⁺ + 2SO₄^2-       

Selama proses penggunaan maupun pengecasan aki terjadi reaksi sampingan yaitu elektrolisis air dan tentu saja ada air yang menguap dengan demikian penting untuk menambahkan air terdistilasi ke dalam baterai timbal. Baru-baru ini jenis baru elektroda yang terbuat dari paduan timbal dan kalsium, yang dapat mencegah elektrolisis air telah dikembangkan. Baterai modern dengan jenis elektroda ini adalah sistem tertutup dan disebut dengan baterai penyimpan tertutup yang tidak memerlukan penambahan air.

B. Baterai / Sel Kering / Sel Lelanche

Sel Leclanché ditemukan oleh insinyur Perancis Georges Leclanché (1839-1882) lebih dari seratus tahun yang lalu. Berbagai usaha peningkatan telah dilakukan sejak itu, tetapi, yang mengejutkan adalah desain awal tetap dipertahankan, yakni sel kering mangan.

Sel kering mangan terdiri dari bungkus dalam zink (Zn) sebagai elektroda negatif (anoda), batang karbon/grafit (C) sebagai elektroda positif (katoda) dan pasta MnO₂ dan NH₄Cl yang berperan sebagai larutan elektrolit.

a. Baterai Biasa

Anoda      : logam seng (Zn)
Katoda    : batang karbon/gafit (C)
Elektrolit  : MnO2, NH4Cl dan serbuk karbon (C)

Anoda Zn (-)   :  Zn                                → Zn²⁺ + 2e^–
Katoda C (+)  :  2MnO2 + 2NH4⁺ + 2e^- → Mn2O3 + 2NH3 + H2O

Reaksi total     :  Zn + 2MnO2 + 2NH4⁺  → Zn²⁺ + Mn2O3 + 2NH3 + H2O


b. Baterai Alkaline 

Dalam sel kering alkalin, padatan KOH atau NaOH digunakan sebagai ganti NH4Cl. Umur sel kering mangan (baterai biasa) diperpendek oleh korosi zink akibat keasaman NH4Cl. Sedangkan pada sel kering alkali bebas masalah ini karena penggantian NH4Cl yang bersifat asam dengan KOH/NaOH yang bersifat basa. Jadi umur sel kering alkali lebih panjang.Selain itu juga menyebabkan energi yang lebih kuat dan tahan lama.

Anoda Zn (-)   :  Zn                                → Zn²⁺ + 2e^–
Katoda C (+)  :  2MnO2 + H2O + 2e^-    → Mn2O3 + 2OH^–

Reaksi total     :  Zn + 2MnO2 + H2O     → Zn²⁺ + Mn2O3 + 2OH^–


c. Baterai Nikel-Kadmium

Mirip dengan baterai timbal, sel nikel-kadmium juga reversibel. Selain itu dimungkinkan untuk membuat sel nikel-kadmium lebih kecil dan lebih ringan daripada sel timbal. Jadi sel ini digunakan sebagai batu baterai alat-alat portabel seperti : UPS, handphone dll.

Anoda Cd (-)        :  Cd + 2OH^–              → Cd(OH)2 + 2e^–
Katoda NiO2 (+)  :  NiO2 + 2H2O + 2e^–  → Ni(OH)2 + 2OH^–

Reaksi total           :  Cd + NiO2 + 2H2O  → Cd(OH)2 + Ni(OH)2