Mengapa Sel Volta atau Sel Galvani Membutuhkan Jembatan Garam ?

Reaksi redoks melibatkan transfer elektron dari agen pereduksi ke agen pengoksidasi. Yang disebut dengan oksidasi melibatkan pelepasan elektron (naiknya bilangan oksidasi) sedangkan reduksi melibatkan penerimaan elektron (turunnya bilangan oksidasi). Untuk dapat memahami bagaimana reaksi redoks dapat mengahantarkan arus listrik maka kita perhatikan contoh reaksi berikut ini.

Reaksi diatas Fe2+ mengalami oksidasi sedangkan MnO4- mengalami reduksi. Elektron ditransfer dari Fe2+ (sebagai agen pereduksi) kepada MnO4- (sebagai agen pengoksidasi). Ok, mari kita pecah reaksi diatas menjadi setengah reaksi oksidasi dan setengah reaksi reduksi seperti ini,

Dengan mengkalikan reaksi kedua dengan 5 mengindikasikan bahwa reaksi ini berjalan 5 kali untuk setiap terjadinya satu kali reaksi pertama. Reaksi setaranya adalah penjumlahan dari kedua setengah reaksi diatas.

Pada saat MnO4- berada dalam satu wadah dengan Fe2+ maka elektron akan di transfer begitu kedua reaktan saling bertumbukkan. Dalam kondisi seperti ini maka tidak ada kerja atau usaha yang bisa didapatkan dari reaksi kecuali kemungkinan pelepasan panas.

Lalu bagaimana kita dapat memanfaatkan energi yang timbul dari reaksi diatas? Kuncinya adalah kita harus memisahkan kedua reaksi diatas dalam wadah yang terpisah, selanjutnya transfer elektron dapat di lakukan melalui sebuah kawat atau penghantar yang menghubungkan kedua larutan. Aliran elektron yang melewati penghantar inilah nantinya dapat di hubungkan pada sebuah alat seperti motor listrik untuk menghasilkan kerja atau usaha.

Untuk sistem yang digambarkan diatas maka kita akan dapat memprediksi bahwa elektron akan mengalir dari larutan Fe2+ melewati kawat menuju larutan MnO4-. Namun kenyataannya tidak demikian, Mengapa?

Observasi yang teliti menunjukkan bahwa aliran listrik akan mengalir secara singkat dan kemudian terhenti. Aliran elektron akan terhenti disebabkan terbentuknya muatan di dua kompartmen. Jika elektron mengalir dari larutan sebelah kanan menuju sebelah kiri maka larutan disebelah kiri akan terbentuk muatan negatif sedangkan larutan disebelah kanan akan terbentuk muatan positif disekitar kompartmen sehingga hal ini akan menghalangi aliran elektron sehingga aliran listrik akan terhenti.

Lalu bagaimana kita dapat menyelesaikan masalah ini ? Jawabannya adalah dengan menghubungkan kedua larutan dengan ‘jembatan garam’ ( pipa berbentuk U yang diberi zat seperti agar-agar yang berisi larutan elektrolit). Dengan menghubungkan jembatan garam pada kedua kontainer diatas maka ion yang terbentuk dapat menghalir untuk menjaga muatan disetiap kompartmen tetap nol.

Sel seperti diatas inilah yang kita sebut sebagai sel volta atau sel galvani, yaitu seperangkat alat yang dapat mengubah energi kimia menjadi energi listrik (kebalikan dari ini kita sebuat sebagai elektrolisis)

Reaksi yang terjadi disetiap kompartmen di bantu oleh elektroda dimana elektrona tempat terjadinya reaksi oksidasi disebut anoda, sebaliknya kompartmen elektroda yang terjadi reaksi reduksi disebut sebagai katoda.