Contoh Soal Sel Volta: Pilihan Ganda, Esai, Uraian, dan Pembahasan Lengkap

Pendahuluan

Selamat datang di kumpulan contoh soal sel volta terlengkap! Sel volta, atau sering disebut juga sel galvani, adalah salah satu topik fundamental dalam ilmu kimia, khususnya elektrokimia. Memahami sel volta sangat penting karena konsep ini menjelaskan bagaimana energi kimia dapat diubah menjadi energi listrik melalui reaksi redoks spontan. Artikel ini dirancang khusus untuk membantu Anda menguasai materi sel volta dengan menyajikan berbagai jenis soal, mulai dari pilihan ganda, isian singkat, esai/uraian, hingga mencocokkan, yang dilengkapi dengan kunci jawaban dan pembahasan mendalam. Mari kita mulai perjalanan belajar Anda dan kuasai sel volta!

Deskripsi SEO Artikel

Pelajari dan kuasai konsep sel volta dengan kumpulan contoh soal terlengkap ini! Artikel ini menyajikan berbagai jenis soal sel volta, mulai dari pilihan ganda, isian singkat, esai/uraian, hingga mencocokkan, yang dirancang untuk menguji pemahaman Anda tentang prinsip-prinsip elektrokimia. Anda akan menemukan soal-soal yang mencakup definisi sel volta, komponen-komponennya seperti anoda, katoda, dan jembatan garam, serta reaksi redoks yang terjadi. Pembahasan juga meliputi penentuan potensial sel standar (E°sel), penulisan notasi sel, dan faktor-faktor yang mempengaruhi spontanitas reaksi. Setiap soal dilengkapi dengan kunci jawaban dan pembahasan singkat yang mudah dipahami, membantu Anda mengidentifikasi area yang perlu diperbaiki dan memperdalam pengetahuan Anda. Ideal untuk siswa SMA/MA atau mahasiswa yang sedang mempersiapkan diri menghadapi ujian atau sekadar ingin meningkatkan kemampuan dalam topik sel volta.

Kumpulan Soal Sel Volta

A. Soal Pilihan Ganda

1. Sel volta adalah sel elektrokimia yang mengubah energi…
   • A. Listrik menjadi kimia
   • B. Kimia menjadi listrik
   • C. Panas menjadi listrik
   • D. Listrik menjadi panas
2. Pada sel volta, elektroda tempat terjadinya reaksi oksidasi disebut…
   • A. Katoda
   • B. Anoda
   • C. Jembatan garam
   • D. Elektrolit
3. Fungsi utama jembatan garam dalam sel volta adalah…
   • A. Menghubungkan kedua elektroda
   • B. Mengalirkan elektron
   • C. Menetralkan muatan berlebih di kedua setengah sel
   • D. Sebagai sumber ion untuk reaksi
4. Jika diketahui potensial reduksi standar (E°):
   Zn²⁺(aq) + 2e⁻ → Zn(s) E° = -0,76 V
   Cu²⁺(aq) + 2e⁻ → Cu(s) E° = +0,34 V
   Reaksi yang terjadi pada anoda dalam sel volta yang tersusun dari Zn dan Cu adalah…
   • A. Zn²⁺(aq) + 2e⁻ → Zn(s)
   • B. Cu²⁺(aq) + 2e⁻ → Cu(s)
   • C. Zn(s) → Zn²⁺(aq) + 2e⁻
   • D. Cu(s) → Cu²⁺(aq) + 2e⁻
5. Arah aliran elektron pada sel volta adalah dari…
   • A. Katoda ke anoda melalui kawat luar
   • B. Anoda ke katoda melalui kawat luar
   • C. Katoda ke anoda melalui jembatan garam
   • D. Anoda ke katoda melalui jembatan garam
6. Notasi sel yang benar untuk sel volta yang tersusun dari elektroda Mg dan Ag dengan reaksi:
   Mg(s) + 2Ag⁺(aq) → Mg²⁺(aq) + 2Ag(s) adalah…
   • A. Ag|Ag⁺||Mg²⁺|Mg
   • B. Mg|Mg²⁺||Ag⁺|Ag
   • C. Mg²⁺|Mg||Ag|Ag⁺
   • D. Ag⁺|Ag||Mg|Mg²⁺
7. Potensial sel standar (E°sel) untuk reaksi yang spontan harus bernilai…
   • A. Negatif
   • B. Positif
   • C. Nol
   • D. Tidak dapat ditentukan
8. Diketahui:
   Fe²⁺(aq) + 2e⁻ → Fe(s) E° = -0,44 V
   Sn²⁺(aq) + 2e⁻ → Sn(s) E° = -0,14 V
   Jika kedua logam ini disusun menjadi sel volta, maka…
   • A. Sn bertindak sebagai anoda
   • B. Fe bertindak sebagai katoda
   • C. Elektron mengalir dari Sn ke Fe
   • D. Potensial sel yang dihasilkan adalah +0,30 V
9. Dalam sel Daniell, elektroda Zn dicelupkan dalam larutan ZnSO₄ dan elektroda Cu dicelupkan dalam larutan CuSO₄. Pernyataan yang benar adalah…
   • A. Zn adalah katoda
   • B. Cu mengalami oksidasi
   • C. Massa elektroda Zn berkurang
   • D. Massa elektroda Cu berkurang
10. Logam yang paling mudah mengalami oksidasi adalah logam dengan nilai potensial reduksi standar (E°) yang…
    • A. Paling positif
    • B. Paling negatif
    • C. Nol
    • D. Mendekati nol
11. Reaksi yang terjadi pada katoda dalam sel volta adalah…
    • A. Oksidasi
    • B. Reduksi
    • C. Disproporsionasi
    • D. Konproporsionasi
12. Jika suatu sel volta memiliki E°sel = +1,10 V, maka reaksi yang terjadi adalah…
    • A. Tidak spontan
    • B. Spontan
    • C. Kesetimbangan
    • D. Membutuhkan energi listrik
13. Manakah dari pernyataan berikut yang BENAR tentang sel volta?
    • A. Anoda bermuatan positif
    • B. Katoda bermuatan negatif
    • C. Elektron mengalir dari potensial lebih rendah ke potensial lebih tinggi
    • D. Reaksi non-spontan
14. Jika E°(Pb²⁺/Pb) = -0,13 V dan E°(Ag⁺/Ag) = +0,80 V, maka E°sel untuk sel Pb-Ag adalah…
    • A. -0,93 V
    • B. +0,93 V
    • C. +0,67 V
    • D. -0,67 V
15. Pada sel volta, ion-ion dari jembatan garam bergerak ke…
    • A. Anoda dan katoda
    • B. Hanya ke anoda
    • C. Hanya ke katoda
    • D. Tidak bergerak sama sekali
16. Pernyataan yang benar mengenai elektroda dalam sel volta adalah…
    • A. Anoda adalah kutub positif
    • B. Katoda adalah kutub negatif
    • C. Elektron mengalir dari anoda (negatif) ke katoda (positif)
    • D. Anoda mengalami reduksi
17. Dalam sel volta, energi kimia diubah menjadi energi listrik karena adanya…
    • A. Aliran proton
    • B. Aliran neutron
    • C. Perpindahan elektron
    • D. Perubahan temperatur
18. Sel volta yang tidak dapat diisi ulang (rechargeable) disebut…
    • A. Sel sekunder
    • B. Sel primer
    • C. Sel bahan bakar
    • D. Akumulator
19. Perhatikan reaksi berikut:
    2Al(s) + 3Ni²⁺(aq) → 2Al³⁺(aq) + 3Ni(s)
    Jika E°(Al³⁺/Al) = -1,66 V dan E°(Ni²⁺/Ni) = -0,25 V, maka E°sel adalah…
    • A. +1,41 V
    • B. -1,41 V
    • C. +1,91 V
    • D. -1,91 V
20. Jika dalam suatu sel volta, elektroda Zn (E° = -0,76 V) dan Cr (E° = -0,74 V) digunakan, maka…
    • A. Zn akan bertindak sebagai anoda
    • B. Cr akan bertindak sebagai anoda
    • C. Tidak akan terbentuk sel volta
    • D. E°sel akan bernilai negatif

B. Soal Isian Singkat

1. Elektroda tempat terjadinya reaksi reduksi dalam sel volta disebut __________.
2. Jembatan garam biasanya berisi larutan garam yang bersifat __________.
3. Aliran elektron dalam rangkaian luar sel volta bergerak dari elektroda dengan potensial __________ ke elektroda dengan potensial __________.
4. Nilai potensial sel standar (E°sel) yang __________ menunjukkan bahwa reaksi sel berlangsung spontan.
5. Notasi sel dimulai dengan penulisan __________ dan diakhiri dengan penulisan __________.

C. Soal Esai/Uraian

1. Jelaskan prinsip kerja sel volta secara rinci, termasuk peran masing-masing komponennya (anoda, katoda, jembatan garam, dan rangkaian luar).
2. Diberikan data potensial reduksi standar (E°):
   Ag⁺(aq) + e⁻ → Ag(s) E° = +0,80 V
   Cu²⁺(aq) + 2e⁻ → Cu(s) E° = +0,34 V
   Jika kedua setengah sel ini digabungkan membentuk sel volta:
   a. Tentukan elektroda yang bertindak sebagai anoda dan katoda.
   b. Tuliskan reaksi yang terjadi di anoda dan katoda.
   c. Tuliskan reaksi sel total.
   d. Hitung potensial sel standar (E°sel) yang dihasilkan.
3. Bagaimana spontanitas suatu reaksi redoks dapat ditentukan dari nilai potensial sel standar (E°sel)? Berikan contoh reaksi spontan dan non-spontan berdasarkan nilai E°sel.
4. Bandingkan sel volta dengan sel elektrolisis. Sebutkan minimal tiga (3) perbedaan utama antara kedua jenis sel elektrokimia tersebut.
5. Mengapa keberadaan jembatan garam sangat penting dalam sel volta? Apa yang akan terjadi jika jembatan garam dihilangkan atau tidak berfungsi dengan baik?

D. Soal Mencocokkan

Cocokkan istilah di kolom kiri dengan definisi atau fungsi yang tepat di kolom kanan:

1. Anoda: (…)
2. Katoda: (…)

Kunci Jawaban dan Pembahasan

A. Kunci Jawaban Pilihan Ganda

1. Jawaban: B

   Pembahasan: Sel volta adalah sel elektrokimia yang mengubah energi kimia dari reaksi redoks spontan menjadi energi listrik.

2. Jawaban: B

   Pembahasan: Anoda adalah elektroda tempat terjadinya reaksi oksidasi, sedangkan katoda adalah tempat terjadinya reduksi.

3. Jawaban: C

   Pembahasan: Jembatan garam berfungsi untuk menetralkan muatan berlebih yang terbentuk di kedua setengah sel akibat reaksi redoks, sehingga aliran elektron dapat terus berlangsung.

4. Jawaban: C

   Pembahasan: Anoda adalah tempat oksidasi. Logam dengan E° paling negatif akan mengalami oksidasi. Dalam kasus ini, Zn (-0,76 V) lebih mudah teroksidasi daripada Cu (+0,34 V). Jadi, Zn(s) → Zn²⁺(aq) + 2e⁻ adalah reaksi di anoda.

5. Jawaban: B

   Pembahasan: Elektron selalu mengalir dari anoda (elektroda negatif) ke katoda (elektroda positif) melalui rangkaian luar (kawat penghantar).

6. Jawaban: B

   Pembahasan: Notasi sel ditulis sebagai Anoda|Ion Anoda||Ion Katoda|Katoda. Reaksi oksidasi terjadi pada Mg (anoda) dan reduksi pada Ag (katoda). Jadi Mg|Mg²⁺||Ag⁺|Ag.

7. Jawaban: B

   Pembahasan: Reaksi spontan dalam sel volta memiliki nilai potensial sel standar (E°sel) yang positif.

8. Jawaban: D

   Pembahasan: Logam dengan E° lebih negatif akan teroksidasi (anoda). Di sini, Fe (-0,44 V) lebih negatif dari Sn (-0,14 V), jadi Fe adalah anoda dan Sn adalah katoda. E°sel = E°katoda – E°anoda = (-0,14 V) – (-0,44 V) = +0,30 V.

9. Jawaban: C

   Pembahasan: Dalam sel Daniell, Zn adalah anoda dan mengalami oksidasi (Zn → Zn²⁺ + 2e⁻), sehingga massa elektroda Zn berkurang. Cu adalah katoda dan mengalami reduksi (Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu), sehingga massa elektroda Cu bertambah.

10. Jawaban: B

    Pembahasan: Logam dengan nilai E° paling negatif memiliki kecenderungan terbesar untuk melepaskan elektron (teroksidasi), sehingga merupakan reduktor yang kuat.

11. Jawaban: B

    Pembahasan: Katoda adalah elektroda tempat terjadinya reaksi reduksi (penerimaan elektron).

12. Jawaban: B

    Pembahasan: E°sel yang positif menunjukkan bahwa reaksi sel berlangsung secara spontan.

13. Jawaban: C

    Pembahasan: Dalam sel volta, anoda adalah kutub negatif dan katoda adalah kutub positif. Elektron mengalir dari anoda (potensial lebih rendah) ke katoda (potensial lebih tinggi) melalui kawat luar.

14. Jawaban: B

    Pembahasan: E°sel = E°katoda – E°anoda. Logam dengan E° lebih positif akan menjadi katoda (Ag). E°sel = (+0,80 V) – (-0,13 V) = +0,93 V.

15. Jawaban: A

    Pembahasan: Anion dari jembatan garam bergerak ke anoda untuk menetralkan kelebihan muatan positif, sedangkan kation bergerak ke katoda untuk menetralkan kelebihan muatan negatif.

16. Jawaban: C

    Pembahasan: Anoda adalah kutub negatif (tempat oksidasi) dan katoda adalah kutub positif (tempat reduksi). Elektron mengalir dari anoda ke katoda.

17. Jawaban: C

    Pembahasan: Perpindahan elektron yang dihasilkan dari reaksi redoks spontan menghasilkan aliran listrik, mengubah energi kimia menjadi energi listrik.

18. Jawaban: B

    Pembahasan: Sel primer adalah sel volta yang dirancang untuk sekali pakai dan tidak dapat diisi ulang, karena reaksi kimianya tidak reversibel secara efisien.

19. Jawaban: A

    Pembahasan: Al memiliki E° lebih negatif (-1,66 V) daripada Ni (-0,25 V), sehingga Al adalah anoda dan Ni adalah katoda. E°sel = E°katoda – E°anoda = (-0,25 V) – (-1,66 V) = +1,41 V.

20. Jawaban: A

    Pembahasan: Logam dengan potensial reduksi standar yang lebih negatif akan bertindak sebagai anoda (mengalami oksidasi). Antara Zn (-0,76 V) dan Cr (-0,74 V), Zn lebih negatif, sehingga Zn akan menjadi anoda.

B. Kunci Jawaban Isian Singkat

1. Katoda
2. Inert (tidak bereaksi dengan larutan elektrolit)
3. Rendah, tinggi (atau negatif, positif)
4. Positif
5. Anoda, Katoda

C. Kunci Jawaban Esai/Uraian

1. Prinsip Kerja Sel Volta:

   Sel volta bekerja berdasarkan reaksi redoks spontan yang menghasilkan aliran elektron, yang kemudian diubah menjadi energi listrik. Komponen utamanya adalah:

   • Anoda: Elektroda negatif tempat terjadinya reaksi oksidasi (pelepasan elektron). Logam anoda akan teroksidasi menjadi ion-ionnya dan elektron dilepaskan ke rangkaian luar.
   • Katoda: Elektroda positif tempat terjadinya reaksi reduksi (penerimaan elektron). Ion-ion dalam larutan akan menerima elektron dari rangkaian luar dan tereduksi menjadi bentuk padatnya atau bentuk lain.
   • Rangkaian Luar (Kawat Penghantar): Menghubungkan anoda dan katoda, memungkinkan aliran elektron dari anoda ke katoda, yang merupakan arus listrik.
   • Jembatan Garam: Sebuah tabung berbentuk U yang berisi larutan elektrolit inert (misalnya KCl, KNO₃). Fungsinya adalah menyeimbangkan muatan di kedua setengah sel. Ketika elektron mengalir, muatan positif berlebih akan menumpuk di setengah sel anoda dan muatan negatif berlebih di setengah sel katoda. Jembatan garam memungkinkan ion-ionnya bergerak untuk menetralkan muatan-muatan ini, sehingga aliran elektron dapat terus berlangsung.
2. Pembahasan Soal E°sel Ag dan Cu:

   Diketahui:
   Ag⁺(aq) + e⁻ → Ag(s) E° = +0,80 V
   Cu²⁺(aq) + 2e⁻ → Cu(s) E° = +0,34 V

   a. Penentuan Anoda dan Katoda:
   Logam dengan nilai E° lebih positif akan mengalami reduksi (katoda). Jadi, Ag adalah katoda dan Cu adalah anoda (karena E° Cu lebih negatif dari Ag, Cu akan teroksidasi).

   b. Reaksi di Anoda dan Katoda:
   Anoda (Oksidasi): Cu(s) → Cu²⁺(aq) + 2e⁻
   Katoda (Reduksi): Ag⁺(aq) + e⁻ → Ag(s) (perlu dikalikan 2 agar elektron setara)

   c. Reaksi Sel Total:
   Cu(s) + 2Ag⁺(aq) → Cu²⁺(aq) + 2Ag(s)

   d. Potensial Sel Standar (E°sel):
   E°sel = E°katoda – E°anoda
   E°sel = E°(Ag⁺/Ag) – E°(Cu²⁺/Cu)
   E°sel = (+0,80 V) – (+0,34 V)
   E°sel = +0,46 V

3. Spontanitas Reaksi Redoks Berdasarkan E°sel:

   Spontanitas suatu reaksi redoks dalam sel volta dapat ditentukan dari nilai potensial sel standar (E°sel) yang dihitung. Aturannya adalah:

   • Jika E°sel > 0 (positif), maka reaksi redoks berlangsung secara spontan. Ini berarti sel volta dapat menghasilkan energi listrik.
   • Jika E°sel < 0 (negatif), maka reaksi redoks berlangsung secara non-spontan. Reaksi tersebut tidak akan terjadi secara alami dan memerlukan energi listrik dari luar untuk berlangsung (seperti pada sel elektrolisis).
   • Jika E°sel = 0, maka sistem berada dalam kesetimbangan.

   Contoh:
   Reaksi Zn(s) + Cu²⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + Cu(s)
   E°(Zn²⁺/Zn) = -0,76 V, E°(Cu²⁺/Cu) = +0,34 V
   E°sel = E°katoda – E°anoda = (+0,34 V) – (-0,76 V) = +1,10 V (positif)
   Karena E°sel positif, reaksi ini spontan.

   Contoh reaksi non-spontan adalah kebalikan dari reaksi di atas: Cu(s) + Zn²⁺(aq) → Cu²⁺(aq) + Zn(s). E°sel untuk reaksi ini adalah -1,10 V, yang berarti non-spontan.

4. Perbandingan Sel Volta dan Sel Elektrolisis:

   Berikut adalah beberapa perbedaan utama antara sel volta dan sel elektrolisis:

   • Sumber Energi: Sel volta mengubah energi kimia menjadi energi listrik (reaksi spontan), sedangkan sel elektrolisis mengubah energi listrik menjadi energi kimia (reaksi non-spontan).
   • Reaksi: Sel volta melibatkan reaksi redoks spontan, sedangkan sel elektrolisis melibatkan reaksi redoks non-spontan yang dipaksa oleh energi listrik dari luar.
   • Anoda & Katoda (Kutub): Pada sel volta, anoda bermuatan negatif dan katoda bermuatan positif. Pada sel elektrolisis, anoda bermuatan positif dan katoda bermuatan negatif (terhubung ke kutub sumber listrik).
   • Aliran Elektron: Pada sel volta, elektron mengalir dari anoda ke katoda secara alami. Pada sel elektrolisis, elektron dipaksa mengalir dari anoda ke katoda oleh sumber listrik eksternal.
5. Pentingnya Jembatan Garam:

   Jembatan garam sangat penting dalam sel volta karena berfungsi untuk menjaga kenetralan listrik di kedua setengah sel. Tanpa jembatan garam, sel volta tidak akan dapat berfungsi atau hanya berfungsi sesaat.

   Apa yang terjadi jika jembatan garam dihilangkan atau tidak berfungsi?

   • Ketika reaksi oksidasi terjadi di anoda, ion-ion positif (kation) akan menumpuk di larutan setengah sel anoda.
   • Ketika reaksi reduksi terjadi di katoda, ion-ion positif akan dikonsumsi dari larutan di setengah sel katoda, menyebabkan penumpukan ion-ion negatif (anion).
   • Penumpukan muatan positif di anoda dan muatan negatif di katoda akan segera menghentikan aliran elektron karena adanya gaya tarik-menarik dan tolak-menolak elektrostatik yang kuat.
   • Artinya, tanpa jembatan garam yang menetralkan muatan-muatan ini dengan mengalirkan ion-ionnya sendiri, sirkuit listrik akan terputus dan tidak ada arus listrik yang dapat dihasilkan oleh sel volta.

D. Kunci Jawaban Mencocokkan

1. Anoda: Tempat terjadinya oksidasi
2. Katoda: Tempat terjadinya reduksi