→ Elemen Daniell

A.    Pengertian

Elemen Daniell adalah salah satu sel galvanik awal dan historis sangat penting.  Element Daniel merupakan modifikasi dari elemen volta . Elemen yang anodanya berupa silinder tembaga dalam larutan CuSO₄ dan katodanya berupa seng dalam larutan ZnSO_4. Dibuat oleh JOHN FREDERIC DANIELL pada tahun 1836 M.

B.    Bagian-bagian Elemen Daniell

Ø  Ø ZN              = Seng

Ø  Ø Cu              = Tembaga

Ø  Ø H₂SO₄         = Asam Sulfat

Ø  Ø ZnSO₄         = Seng Sulfat

Ø  Ø CuSO₄           = Tembaga Sulfat

Ø  Ø Salt Bridge= Jembatan Garam

Ø  Ø Volt Meter = Alat untuk mengukur mengukur tegangan.

C.    Susunan Elemen Daniell

Susunan elemen Daniel sebagai berikut :

ü  Anoda                    = ZN ( Seng )

ü  Katoda                   = CU ( Tembaga)

ü  Elektrolit               = H­₂SO₄ ( Asam Sulfat )

ü  Depolarisator       = CUSO₄ ( Tembaga Sulfat )

D.      Cara Kerja Elemen Daniell

Pada Sel Daniel, elektroda Cu dibenamkan dalam larutan tembaga(II) sulfat atau CuSO4 dan elektroda seng sulfat atau ZnSO4.Pada anoda, Zn mengalami oksidasi:

Zn(s)→ Zn²⁺(aq) + 2e^-

Pada katoda, Cu mengalami reduksi:

Cu²⁺_(aq) + 2e^- → Cu_(s)

1.        Pertama, anggap jembatan garam tidak ada

2.      Pada wadah kiri terdapat larutan seng sulfat (ZnSO4). Pada keadaan seimbang, dalam larutan seng sulfat terdapat sejumlah besar ion Zn²⁺ dan ion SO₄^2- yang sama banyak. Ketika batang seng di celupkan dalam larutan ini, electron melepaskan diri dari batang bermuatan positif Zn²⁺.

3.      Pada wadah kanan terdapat larutan tembaga sulfat (CuSO₄). Pada keadaan seimbang, dalam larutan tembaga sulfat terdapat sejumlah besar ion Cu²⁺ dan ion SO₄^2- yang sama banyak. Ketika batang tembaga (Cu) dimasukkan dalam larutan ini, tidak terjadi apa-apa.

4.      Ketika batang Zn dan batang Cu dihubungkan melalui rangkaian luar, elektron dari batang Zn akan mengalir ke batang Cu. Tiba-tiba di batang Cu, electron ini akan menarik ion positif Cu²⁺ ke batang Cu. Ion-ion akan menjadi netral lalu nempel di batang Cu.

5.      Akibat ion-ion Cu²⁺ menempel di batang Cu, maka di wadah kanan kelebihan ion negative SO₄^2-, sedangkan di wadah kiri kelebihan ion positif Zn²⁺. Kelebihan muatan ini akan menghambat gerekan electron ke batang Cu (electron akan di tolak oleh ion-ion SO₄^2- yang berlebihan di wadah kanankan). Ini akan menyebabkan electron tidak mengalir lagi.

6.        Untuk membuat electron tetap mengalir, maka antara kedua wadah di beri jembatan garam atau selaput yang dapat membuat ion-ion negative lewat dari kanan ke kiri tapi mencegah perpindahan ion-ion positifnya.

E.       Teori Elemen Daniell

Pada sel Daniell, kawat dan lampu dihubungkan dengan kedua elektroda. Elektron-elektron yang "ditarik" dari seng berjalan sepanjang kawat, yang harus merupakan kawat non-reaktif, menghasilkan arus listrik yang membuat lampu menyala. Pada sel seperti ini, ion-ion sulfat memainkan peranan penting. Setelah bermuatan negatif, anion-anion ini terkumpul di anoda untuk mempertahankan keseimbangan muatan. Sebaliknya, pada katoda ion-ion Cu²⁺ terakumulasi untuk mempertahankan keseimbangan muatan ini. Kedua proses ini menyebabkan sebagian tembaga terakumulasi di katoda dan elektroda seng menjadi "terlarut" atau "meluruh" ke dalam larutan. Karena kedua reaksi tidak terjadi sendiri-sendiri (independently), kedua sel harus dihubungkan (dengan konduktor misalnya) agar ion-ion bergerak bebas. Digunakan dua wadah keramik yang berbeda untuk masing-masing larutan. Biasanya suatu "salt bridge" atau jembatan garam digunakan untuk menghubungkan kedua sel. Pada sel basah seperti ini, ion-ion sulfat bergerak dari katoda menuju anoda melalui jembatan garam dan kation-kation Zn²⁺ bergerak dalam arah sebaliknya.

F.      Kekurangan dan Kelebihan Elemen Daniell

1.        Kelebihan         :

Ø  Tahan lama dan praktis dibandingkan dengan elemen volta.

Ø  Tidak akan terjadi polarisasi, karena sebelum hasil reaksi menutup, tembaga akan bereaksi dulu dengan CuSO₄ (tembaga sulfat).

2.      Kekurangan      :

Ø  Lebih lambat dalam menyuplai beda potensial, dibandingkan dengan elemen volta.

Ø  Hanya dapat dipakai satu kali(sekali pakai).

Ø  Tidak dapat diisi ulang.

Ø  Timbulnya gelembung-gelembung gas disekitar Cu ( tembaga ).

G.    Fungsi Elemen Daniell

Elemen basah yang dapat menghasilkan tegangan atau beda potensial listrik. Sama halnya dengan elemen Volta. Tegangan antara tembaga dan seng jika diukur dalam voltmeter adalah 1,1 volt!

H.    Kesamaannyaa dengan Elemen Volta

Cara kerja sama seperti pada elemen volta hanya sebelum hasil reaksi menutup tembaga akan bereaksi dulu dengan CuSO4 sehingga tidak terjadi polarisasi. Dan itulah yang menjadi salah satu kelebihan elemen daniell dibandingkan dengan elemen volta. Depolarisator adalah larutan yang berfungsi mencegah terjadinya polarisasi sehingga arus dapat mengalir lebih lama. Beda potensial yang dihasilkan 1,1 Volt.