Laporan Listik dan Magnet

LAPORAN LENGKAP

ELEMEN VOLTA SEDERHANA SMP

A. STANDAR KOMPETENSI:

Memahami konsep kelistrikan dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.

B. KOMPETENSI DASAR:

Mendeskripsikan prinsip kerja elemen dan arus listrik yang ditimbulkannya serta

penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.

C. INDIKATOR:

Menjelaskan susunan dan cara kerja elemen listrik primer dan elemen listrik

sekunder.

D. JUDUL

“Elemen Volta Sederhana”

E. TUJUAN PERCOBAAN

Menjelaskan susunan dan cara kerja elemen listrik primer dan elemen listrik

sekunder.

F. RUMUSAN MASALAH

Bagaimanakah cara kerja suatu elemen volta sederhana?

G. Identifikasi Operasional Variabel dan Definisi Operasional Variabel

1) Identifikasi Operasional Variabel

Variabel Manipulasi : Jenis Elektrolit

Variabel Respon : Tegangan (Volt)

Variabel Kontrol : A

1

2) Definisi Operasional Variabel

Variabel Manipulasi

Jenis larutan elektrolit dalam praktikum ini adalah beberapa jenis larutan

atau zat elektrolit yaitu berupa jeruk nipis dan larutan garam.

Variabel Respon:

Tegangan dalam praktikum ini adalah besar nilai tegangan (volt) yang

dihasilkan oleh larutan elektrolit dan diukur dengan menggunakan

Voltmeter, sehingga dinyatakan dalam satuan volt.

Variabel Kontrol

Tembaga dan seng dibuat tetap pada masing-masing percobaan.

H. Teori Singkat

1. Sumber-sumber Tegangan Listrik (Elemen)

Sumber tegangan listrik mengubah berbagai bentuk energi menjadi energi

listrik. Sumber tegangan listrik (elemen listrik) dapat kita bagi ke dalam dua jenis

yaitu elemen primer dan elemen sekunder.

a. Elemen Primer

Elemen primer adalah sumber arus listrik yang tidak dapat diisi ulang bila

muatan listriknya muatan. Beberapa contoh yang termasuk elemen primer adalah

elemen volta.

Elemen Volta

Elemen Volta dikembangkan pertama kali oleh Fisikawan Italia bernama

Allesandro Volta (1790-1800) dengan menggunakan sebuah bejana yang diisi

larutan asam sulfat (H2SO4) dan dua logam tembaga (Cu) dan seng (Zn). Bagian

utama elemen Volta, yaitu:

a) kutub positif (anode) terbuat dari tembaga (Cu),

b) kutub negatif (katode) terbuat dari seng (Zn),

c) larutan elektrolit terbuat dari asam sulfat (H2SO4).

2

Lempeng tembaga memiliki potensial tinggi, sedangkan lempeng seng

memiliki potensial rendah. Jika kedua lempeng logam itu dihubungkan melalui

lampu, lampu akan menyala. Hal ini membuktikan adanya arus listrik yang

mengalir pada lampu. Ketika lampu menyala, larutan elektrolit akan bereaksi

dengan logam tembaga maupun seng sehingga menghasilkan sejumlah elektron

yang mengalir dari seng menuju tembaga. Adapun, reaksi kimia pada elemen

Volta adalah sebagai berikut.

- Pada larutan elektrolit terjadi reaksi H2SO4 2H++ SO2–4

- Pada kutub positif terjadi reaksi Cu + 2H+ polarisasi H2

- Pada kutub negatif terjadi reaksi Zn + SO4 ZnSO4 + 2e

Reaksi kimia pada elemen Volta akan menghasilkan

gelembung-gelembung gas hidrogen (H2). Gas hidrogen

tidak dapat bereaksi dengan tembaga, sehingga gas

hidrogen hanya menempel dan menutupi lempeng

tembaga yang bersifat isolator listrik. Hal ini

menyebabkan terhalangnya aliran elektron dari seng

menuju tembaga maupun arus listrik dari tembaga

menuju seng. Peristiwa tertutupnya lempeng tembaga

oleh gelembung-gelembung gas hidrogen disebut polarisasi. Adanya polarisasi

gas hidrogen pada lempeng tembaga menyebabkan elemen Volta mampu

mengalirkan arus listrik hanya sebentar. Tegangan yang dihasilkan setiap

elemen Volta sekitar 1,1 volt. Penggunaan larutan elektrolit yang berupa cairan

merupakan kelemahan elemen Volta karena dapat membasahi peralatan lainnya.

b. Elemen Sekunder

3

Elemen listrik sekunder merupakan sumber arus listrik yang dapat diisi

ulang bila muatannya habis . Beberapa contoh elemen listrik sekunder adalah Aki

dan baterei isi ulang.

Aki (Sel basah)

Aki sering disebut sel basah. Sel basah terdiri atas dua lempeng logam

yang berbeda diletakkan dalam cairan elektrolit. Sebagai contoh, lempeng logam

pada aki mobil adalah timbal (Pb) dan timbel peroksida (PbO2) yang terletak

dalam larutan asam sulfat (H2SO4). Reaksi kimia yang terjadi menyebabkan

elektron terkumpul pada timbal, sehingga timbal sebagai kutub negatif dan

timbal peroksida sebagai kutub positif. Aki mobil umumnya mengandung 6 sel,

tiap sel menghasilkan beda potensial 2 volt. Oleh karena itu, beda potensial yang

dihasilkan aki mobil sebesar 12 volt. Jika digunakan, maka timbal dan timbal

peroksida berangsur-angsur berubah menjadi timbal sulfat. Kedua kutub aki

tersebut akhirnya tidak memiliki beda potensial lagi.

I. Hipotesis

Cara kerja elemen volta ini yaitu memanfaatkan perbedaan potensial yang

dimiliki oleh tembaga dan seng yang kedua zat ini dihubungkan oleh larutan

elektrolit dan menyebabkan reaksi kimia yang kemudian menghasilkan listrik.

J. Alat dan Bahan

1. Alat

Voltmeter 1 buah

Neraca digital

Kabel penghubung

Lempeng tembaga, 2 buah

Lempeng seng, 2 buah

2. Bahan

Aquades 600 ml

Jeruk nipis 3 buah

NaCl (garam dapur) secukupnya

Gelas ukur

K. Prosedur Kerja

1. Menyiapkan seluruh alat dan bahan sesuai dengan yang dibutuhkan.

4

2. Merakit alat dan bahan dengan menggunakan 2 buah jeruk besar sesuai

dengan gambar dibawah ini:

3. Mengkonsultasikan kepada guru mengenai rangkaianmu yang telah dibuat.

4. Mengamati dan mencatat penunjukan voltmeter pada tabel pengamatan.

5. Mengganti 2 buah jeruk besar dengan 1 buah jeruk besar dan hanya

menggunakan satu lempeng tembaga.


7. Kemudian mengganti 1 buah jeruk besar dengan 1 buah jeruk kecil dan hanya

menggunakan satu lempeng tembaga.


9. Mengukur massa NaCl sebesar 10 gram dengan menggunakan neraca digital.

10. Mencampur NaCl dan aquades 200 ml ke dalam gelas ukur, dan

mengaduknya hingga larut dan menjadi larutan NaCl (hanya menggunakan

satu lempeng tembaga dan seng).


12. Mengulangi langkah 9 sampai 11 dengan mengubah massa NaCl 20 gram dan

30 gram.

L. Hasil Pengamatan

1. Jeruk, batas ukur 100 mV

5

Nst Voltmeter = 1V50

=0 , 02 v

2. Volume air : 100 ml

Tabel Hubungan antara Jenis Elektrolit dan Besar Tegangan (V)

No. Jenis ekektrolit Tegangan (volt)

1. Jeruk kecil 1 buah 0,21

2. Jeruk besar 1 buah 0,34

3. Jeruk besar 2 buah 0,57

4. Larutan garam 10 gram 0,26



M. Hasil Analisis

1. Apakah hubungan antara jenis elektrolit dengan tegangan yang dihasilkan?

Jawaban:

Jenis elektrolit jeruk berbanding lurus dengan tegangan, dimana semakin

banyak jeruk yang digunakan maka semakin besar tegangan yang dihasilkan.

Sedangkan jenis elektrolit larutan garam berbanding terbalik dengan

tegangan, dimana semakin besar konsentrasi garam (NaCl) maka semakin

kecil tegangan yang dihasilkan.

2. Bagaimanakah proses jeruk nipis dan larutan garam sehingga pada percobaan

ini voltmeter mendeteksi adanya tegangan?

Jawaban:

6

Percobaan ini menggunakan plat seng dan plat tembaga. Plat seng digunakan

untuk ion negatif dan plat tembaga untuk ion positif. Kedua plat tersebut

ditancapkan pada saat mendeteksi tegangan pada air jeruk dan dicelupkan di

air garam pada saat mendeteksi tegangan di larutan garam. Dengan kabel

penghubung, kedua plat tersebut dihubungkan dengan voltmeter untuk

mengetahui besar tegangannya.

N. Pembahasan

Percobaan elemen volta sederhana menggunakan dua jenis larutan

elektrolit, yaitu air jeruk dan larutan garam. Sedangkan logam yang digunakan

adalah plat seng dan plat tembaga.

Pengukuran besar tegangan yang dihasilkan menggunakan voltmeter.

Masing-masing plat dimasukkan pada larutan elektrolit. Ion positif terbentuk

pada plat seng dan ion negatif terbantuk pada plat tembaga. Beda potendial yang

terjadi kemudian akan terbaca pada voltmeter.

Larutan elektrolit yang pertama adalah air jeruk. Plat seng dan plat

tembaga ditancapkan pada jeruk kemudian dihubungkan pada voltmeter

menggunakan kabel penghubung. Besar dan jumlah jeruk diubah-ubah untuk

mengetahui perbedaan tegangan yang dihasilkan. Pengukuran pertama dilakukan

pada 1 buah jeruk kecil. Pembacaan pada voltmeter adalah 0,21 volt. Kemudian

jeruk kecil diganti dengan 1 buah jeruk besar dan 2 buah jeruk besar, masing-

masing tegangan yang dihasilkan adalah 0,34 volt dan 0,57 volt. Berdasarkan

data yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa semakin banyak air jeruk yang

digunakan atau semakin besar dan banyak jeruk yang digunakan, maka semakin

besar pula tegangan yang dihasilkan.

Percobaan kemudian dilanjutkan dengan menggunakan larutan garam.

Pertama-tama garam ditimbang menggunakan neraca digital sebanyak 10 gram

dan dilarutkan pada 100 ml air. Kemudian kedua plat dicelupkan ke dalam

larutan dan diukur besar tegangannya menggunakan voltmeter. besar tegangan

7

yang dihasilkan adalah 0,26 volt. Konsentrasi garam kemudian diubah menjadi

20 gram dan 30 gram. Besar masing-masing tegangan yang dihasilkan adalah

0,22 volt dan 0,18 volt. Berdasarkan data tersebut dapat disimpulkan bahwa

semakin besar konsentrasi garam maka semakin kecil tegangan yang dihasilkan.

Kesimpulan dari percobaan yang dilakukan adalah air jeruk lebih bersifat

elektrolit dibandingkan dengan larutan garam. Hal ini ditandai dengan lebih

besarnya tegangan yang diasilkan oleh larutan jeruk dibandingkan dengan larutan

garam.

O. KESIMPULAN

Cara kerja elemen volta sederhana memanfaatkan beda potensial yang

dihasilkan oleh plat seng dan plat tembaga, dimana plat seng bermuatan negatif

dan plat tembaga bermuatan positif pada saan kedu plat dimasukkan dalam

larutan eletrolit.

P. DAFTAR PUSTAKA

Kuswanti, Nur dkk. 2008. Contextual Teaching and Learning Ilmu Pengetahuan

Alam: Sekolah Menengah Pertama/Madrasah Tsanawiyah Kelas IX

Edisi 4. Jakarta: Penerbit Pusat Perbukuan Depdiknas

Serway, R.A, Physics for Scientists and Engineers, Volume I, Saunders Golden

Sunburst Series

Sukis Wariyono & Yani Muharomah. 2008. Buku Panduan Belajar IPA Terpadu

untuk Kelas IX SMP/MTs. Jakarta: Penerbit Pusat Perbukuan Depdiknas.

8

Laporan Listik dan Magnet

Documents

Transcript of Laporan Listik dan Magnet