Pertemuan <<7>> <<REDOKS>> Matakuliah : <<KD0572>>/<<KIMIA DASARl>> Tahun : <<2005>> Versi : <<versi/revisi>> Pertemuan <<7>> <<REDOKS>>

<< TIK-99 >> << TIK-99>> Learning Outcomes Pada akhir pertemuan ini, diharapkan mahasiswa akan mampu : << TIK-99 >> << TIK-99>>

Definis Redoks Bilangan Oksidasi Penyetaraan Redoks Sel Elektolisa Outline Materi Definis Redoks Bilangan Oksidasi Penyetaraan Redoks Sel Elektolisa Sel Volta

<<REDOKS>> Definisi redoks Reaksi Reduksi : reaksi penangkapan e / penurunan BO unsur/ pelepasan O Reaksi Oksidasi : reaksi pelepasan e/ kenaikan BO unsur/ pengikatan O

BO unsur IA = +1, kecuali H = +1/-1 BILANGAN OKSIDASI Ketentuan : BO unsur IA = +1, kecuali H = +1/-1 BO Oksigen = -2 , kecuali peroksida Jumlah BO senyawa = nol Jumlah BO ion = muatannya BO unsur bebas / di atom = nol

Batere & sel bahan bakar (Pletcher, bab 11, hal 543) Batere = alat yang dapat menyimpan energi kimia dan (bila diperlukan) mengubahnya menjadi energi listrik untuk menghidupkan sirkit luar Energi listrik dihasilkan dari suatu perubahan kimia spontan (suatu reaksi redoks dengan G < 0) di dalam batere Reagen redoks hanya bereaksi di anoda dan katoda  aliran e- antara kedua kutub sel, melalui sirkit luar

Komponen utama batere Unjuk kerja batere = f ( Geometri sel Rancangan komponen sel Komposisi Reaksi elektrodik Kinetika reaksi elektrodik)

KARAKTERISTIK BATERE 1. Tegangan = f ( Gsel, reaksi elektrodik, kinetika reaksi, tahanan sel) Vsel = Ek – Ea - a- |k| - IRsel Rancangan sel  Vsel >> 0  Gsel << 0 Reaksi katodik = massa aktif (+) tereduksi dengan mudah Reaksi anodik = massa aktif (-) teroksidasi sempurna Laju reaksi katodik & anodik besar untuk || << Jarak antar elektroda << Konduktivitas elektrolit >> IRsel << Tahanan separator <<

Arus = ukuran laju pelepasan muatan batere Reaksi perpindahan e-, cepat & Rancangan elektroda  pasokan spesi elektroaktif ke tempat reaksi, cepat  arus yang dihasilkan >>, penurunan V<< 3. Kapasitas muatan yang dapat diperoleh dari sebuah batere (=) Ampere.jam = f (ukuran batere), ditentukan oleh elektroda dgn kapasitas terendah kapasitas : diukur dari kurva V vs t pada pelepasan dengan arus tetap t’ = waktu pelepasan dgn arus tetap I hingga V mencapai Vsel,min

4. Densitas Simpanan Listrik ukuran muatan yang tersimpan per satuan berat batere = kapasitas per satuan berat = f (rancangan batere & reaksi elektrodik) contoh : anoda Li  1 F  7 gram Li 5. Densitas Energi energi yang dapat diperoleh dari 1 satuan berat batere densitas energi = = f (tegangan sel, densitas simpanan listrik) 6. Densitas Daya = I.Vsel/satuan berat batere berkurang selama pelepasan batere

7. Laju Pelepasan Muatan = arus = ukuran laju penarikan muatan dari sel laju n-jam = C/n 8. Umur Siklik batere primer  hanya 1x pelepasan muatan batere sekunder  siklus pemuatan/pelepasan berkali-kali = jumlah siklus pemuatan/pelepasan hingga batere rusak kerusakan : 1. Korosi pengumpul arus/kontak 2. Material aktif terlepas dari elektroda 3. Hubung singkat akibat dendrit di permukaan elektroda 4. Perubahan morfologi

9. Efisiensi Energi % efisiensi = = f (efisiensi arus, overpotentials, tahanan batere) 10. Perilaku pada overcharge Overcharge  reaksi elektrodik lain  bahaya ledakan/kebakaran  Kerusakan material aktif 11. Umur Simpan batere tidak boleh self-discharge selama dalam penyimpanan self-discharge  reaksi bahan aktif di anoda/katoda dgn elektrolit/solvent

12. Toleransi terhadap Kondisi Operasi batere harus dapat memberikan tegangan secara sinambung/ intermittent/ pada laju tak tentu temperatur operasi : - 30 sampai +50oC toleran terhadap kesalahan operasi (: hubung singkat, getaran, kejutan) 13. Keandalan = kemampuan memenuhi spesifikasi berulang kali tanpa kesalahan dinyatakan sebagai laju kegagalan dalam jangka waktu tertentu 14. Faktor Ekonomi 1. Biaya pembuatan 2. Biaya operasi selama umur pakai batere

EVALUASI KINERJA BATERE SPESIFIKASI BATERE Tergantung tujuan penggunaan  tabel 11.2, 11.3, 11.4 = pengukuran kapasitas, densitas energi, densitas daya, umur siklik dan efisiensi energi, pada : pelepasan dengan tahanan tetap pelepasan (dan pemuatan) pada arus konstan pelepasan (dan pemuatan) pada tegangan konstan pelepasan pada daya konstan Faktor-faktor lain : kondisi lingkungan, shock mekanik, percepatan, radiasi, overcharge, hubung singkat, elektrolit tumpah, recycle atau pembuangan komponen sel bekas pakai EVALUASI KINERJA BATERE

<< KESIMPULAN>> SELAMAT BELAJAR