Proses Pengisian dan Pengosongan Aki

Proses Pengisian dan Pengosongan Aki

Aki (Accumulator)

Akumulator atau aki memiliki beberapa bagian utama. Mereka adalah kutub positif (anode) yang terbuat dari timbal dioksida (PbO₂), kutub negatif yang terbuat dari timbal murni (Pb), dan larutan elektrolit kuat yaitu asam sulfat (H₂SO₄) dengan kepekatan 30%. Dalam kehidupan sehari-hari, aki ini memiliki beberapa reaksi. Karena aki tersebut dapat mengubah dari energi kimia menjadi listrik dan dapat kembali menjadi energi kimia. Sehingga aki ini juga merupakan elemen sekunder. Berikut reaksi-reaksinya.

A. Proses Pengososngan Aki / Saat Aki Digunakan

Didalam proses ini, terjadi perubahan energi kimia menjadi listrik dan terjadi perubahan pada anode, katode, dan larutan elektrolitnya. Pada anode yang semula timbal dioksida (PbO₂)menjadi timbal sulfat (PbSO₄). Pada katode yang semula timbale murni (Pb) menjadi timbal sulfat (PbSO₄). Pada larutan elektrolitnya, asam sulfat (H₂SO₄) akan menjadi encer karena terbentuk air. Pada mulanya terdapat air aki yang sudah tercampur dengan asam sulfat dengan kepekatan 30% saja, maka asam sulfat akan mudah terurai didalam air dan pada saat sebelum digunakan menjadi H₂SO₄ →2H⁺ + SO₄^2- . Berikut reaksinya :

Pada elektrolit   : H₂SO₄ →2H⁺ + SO₄^2-

Pada Katode      : PbO_{2 (s)} + 4H⁺_(aq) + SO₄^2-_(aq) + 2e → PbSO_4(s) + 2H₂O_(l)

Pada Anode       : Pb_(s) + SO₄^2-_(aq) → PbSO_4(s) + 2e

___________________________________________________________________________________+

Reaksi Sel            : PbO_{2 (s)} + Pb_(s) + 4H⁺_(aq) + 2 SO₄^2-_(aq) → 2PbSO_4(s) + 2H₂O_(l)

Sehingga jika kita menghitung dengan menggunakan biloks maka hasilnya:

Pb O_2 (s) + Pb_(s) + 4H⁺_(aq) + 2 S O₄^2-_(aq) → 2Pb S O_4(s) + 2 H₂ O_(l)

  ↓    ↓              ↓             ↓                    ↓   ↓                       ↓    ↓   ↓                ↓     ↓

+4   -2             0            +1                +6  -2                    +2 +6  -2              +1  -2

  I__________|____Reduksi______________________↑

                       |______________Oksidasi____________↑

PbSO₄ = 0                    PbO₂ = 0                   Oksidator     : PbO₂

Pb + 6 + (-8) = 0           Pb + (-4) = 0             Reduktor      :Pb

Pb = +2                        Pb = +4

Karena timbal sulfat (PbSO₄) merupakan hasil reduksi sekaligus oksidasi, maka reaksi tersebut merupakan reaksi Komproporsionasi.

B. Proses Pengisian Aki

Karena aki merupakan elemen sekunder, maka tentunya aki juga dapat diisi kembali. Proses tersebut dikenal sebagai Setrum Aki. Pada saat penyetruman aki, terjadi perubahan energy listrik menjadi kimia, katode yang semula timbal sulfat (PbSO₄)  menjadi timbal murni (Pb), yang semula anode timbal sulfat menjadi timbal dioksida (PbO₂), dan larutan yang semula encer menjadi lebih pekat. Berikut reaksinya :

Pada Katode      : PbSO_4(s) + 2H₂O_(l) → PbO_{2 (s)} + 4H⁺_(aq) + SO₄^2-_(aq) + 2e

Pada Anode       : PbSO_4(s) + 2e → Pb_(s) + SO₄^2-_(aq)

_________________________________________________________________+

Reaksi Sel            : 2PbSO_4(s) + 2H₂O_(l) → PbO_{2 (s)} + Pb_(s) + 4H⁺_(aq) + 2 SO₄^2-_(aq)

Sehingga jika kita menghitungkan berdasarkan biloksnya, maka hasilnya:

2Pb S O_4(s) + 2 H₂ O_(l) → Pb O_{2 (s)} + Pb_(s) + 4 H⁺_(aq) + 2 S O₄^2-_(aq)

   ↓    ↓    ↓                ↓    ↓             ↓     ↓              ↓               ↓                   ↓    ↓

  +2 +6  -2              +1   -2         +4    -2             0             +1               +6   -2

    |_________Oksidasi_______ ↑___________↑Reduksi

Oksidator           : PbSO₄

Reduktor            : PbSO₄

Karena timbal sulfat (PbSO₄) mengalami reduksi dan oksidasi sekaligus, maka reaksi tersebut merupakan reaksi Disproporsionasi atau Autoredoks.

Pada reaksi diatas, terbentuk 4H⁺_(aq)  dan 2 SO₄^2-_(aq) dan akan bereaksi menjadi asam sulfat (H₂SO₄). Hal ini akan menambah kadar dan massa jenis larutan. Sehingga larutan menjadi lebih pekat.