Pilar elektrokimia modern: 1/2 akhir abad 19 (Bag 1)

Pada tahun 1853, Johann Wilhelm Hittorf (1824-1914), seorang ahli fisika Jerman, mengamati bahwa ada ion yang bergerak lebih cepat daripada ion lain pada arus listrik yang diberikan. Temuan ini menuju pada konsep bilangan transport. Beberapa tahun kemudian, Adolph Fick (1829-1901), yang baru berusia 26 tahun, mengembangkan konsep matematika dimana ia menunjukkan bahwa difusi berbanding lurus dengan gradient konsentrasi. Itu terjadi tahun 1855. Namun, bukti percobaan konsep tersebut tidak kuat sampai 25 tahun kemudian. Ia mahir dalam fisiologi, matematika dan fisika, dan membuat kontribusi menonjol dalam bentuk monograf berjudul Fisika Medis, dimana ia membahas beberapa topik meliputi pencampuran udara dalam paru-paru, penghematan panas tubuh, fisiologi kontraksi otot dan sirkulasi. Fisika medis harus menunggu selama hampir satu abad untuk buku monumental lain, yang datang melalui Otto Glasser (1894-1964). Ahli kardiologi mencatat bahwa Fick memberikan kontribusi menonjol pada tahun 1870 ketika ia menguraikan bagaimana neraca massa dapat digunakan untuk mengukur luaran denyut jantung, yang dengan itu menyajikan basis matematika aktivitas fisiologi.

Ahli elektrokimia menghubungkan nama Josiah Latimer Clark (1822-1898) dengan sel Clark standar yang digunakan untuk mengukur electromotive force (emf) standar. Ahli teknik Inggris ini merupakan penemu berbagai macam, dikenal untuk kerjanya tentang telegrafi tanpa kabel, khususnya kabel Atlantik Anglo-Amerika. Clark-lah yang memperkenalkan volt sebagai satuan untuk tegangan. Pada tahun 1872, Clark menemukan sel standar pertama dengan merkuri dan elektroda seng amalgam dalam larutan jenuh seng sulfat. Sel ini memiliki sensitivitas suhu yang besar dan cenderung terjadi keretakan dimana platina timbal masuk ke sel kaca.

Antara tahun 1858 dan 1860, penemu dan industrialis Amerika Isaak Adams, Jr. (1836-1911) memelopori teknik pelapisan nikel, yang dengan cepat dipakai pada skala komersial. Adams juga dikenal sebagai penemu: pembakar karbon tabung hampa bola listrik bercahaya, yang ditemukan pada tahun 1865, 14 tahun sebelum penemuan serupa oleh Edison-Swann; senapan breech-loading dan pelapisan tembaga pada baja untuk melekatkan karet pada baja.

PlanteLeclancheRevolusi sumber daya portabel dunia ditandai dengan ditemukannya baterai timbal-asam pada tahun 1859 oleh ahli fisika Perancis Gaston Plante (1834-1889). Baterai ini menggunakan pelat timbal sebagai elektroda dan mengirimkan arus listrik terbatas karena elektroda positif memiliki bahan aktif yang sangat kecil. Pada tahun 1881, Camille Alphonse Faure (1840-1898) mengganti pelat timbal padat dengan pasta timbal oksida, yang mempercepat kinetika pembentukan dan meningkatkan efisiensinya. Pentingnya temuan Plante dapat diperkuat dari fakta bahwa teknologi baterai timbal-asam hanya berubah sedikit sejak pertama kali ditemukan kecuali perubahan dalam rancangan elektroda dan bahan wadah, dan bahwa kimia baterai lain belum mendekati baterai timbal-asam dalam hal kemampuan listrik dan ekonomi.

Tujuh tahun kemudian, pada tahun 1866, ilmuwan Perancis Georges Leclanche (1839-1882) mematenkan sel primer dengan pot berpori berisi mangan oksida dan karbon sebagai positif dan batang seng sebagai negatif.  Elektroda dicelupkan dalam elektrolit amonium khlorida. Sel basah Leclanche merupakan pengembangan sel kering seng-karbon yang menjadi sumber daya primer pertama yang digunakan didunia. Sel Leclanche dirubah menjadi sel kering oleh ilmuwan Jerman Carl Gassner (1839-1882) yang dengan cerdiknya menata sel dengan seng sebagai wadah dan elektroda negatif. Gassner juga memakai seng khlorida pada campuran katoda untuk mengurangi korosi seng ketika baterai tidak digunakan. Pasar untuk sel kering mencapai puncaknya dengan pemakaian filamen tungsten pada lampu senter pada tahun 1909.

Gabriel Lippmann (1845-1921) menerima hadiah Nobel 1908 dalam fisika atas temuannya pelat fotografi berwarna. Bagi ahli elektrokimia, Lippmann dikaitkan dengan elektrometer kapiler yang ia temukan pada tahun 1872. Alat ini, berdasarkan pada meniskus merkuri yang sangat sensitif dalam pipa kapiler terhadap potensial, yang kemudian dipakai untuk mengukur elektrokardiogram. Luasnya minat penelitiannya dapat dilihat dari fakta bahwa ia juga penemu coelostat (alat yang terpapar lama yang mengijinkan daerah awan difoto dengan mengkompensasi gerak bumi) dan melakukan penelitian dalam berbagai bidang yang meliputi piezoelektrik, seismologi dan induksi dalam sirkuit hambatan rendah. Lippmann adalah pembimbing dari Marie Curie dan profesor dari Pierre Curie.

Antara tahun 1875 dan 1879, ahli fisika Jerman Friedrich Wilhelm Georg Kohlrausch (1840-1910) yang bekerja dengan larutan berbagai garam dan asam mengembangkan hukum migrasi ion bebas. Ia yang pertama kali menggunakan arus bolak balik untuk penelitian elektrokimia. Dengan arus bolak balik, ia mampu mencegah deposisi produk yang terurai pada permukaan elektroda dan memperoleh hasil dengan presisi tinggi. Kohlrausch juga mendemonstrasikan konduktivitas ion bertambah dengan pelarutan. Ia juga mencatatkan untuk kerjanya autoionisasi air, thermoelastisitas dan konduksi thermal dan untuk pengukuran presisi sifat magnet dan listrik.

khgv

Pada waktu itu listrik masih baru lahir dan identifikasi elektron baru terjadi sepuluh tahun kemudian. Pada saat ini muncul seorang yang berusaha menjawab pertanyaan Maxwell apakah hambatan koil yang dibangkitkan arus listrik dipengaruhi adanya magnet. Edwin Herbert Hall (1855-1938), ahli fisika Amerika terkemuka saat itu menemukan apa yang disebut efek Hall pada tahun 1879. Penemuan tersebut tetap menjadi pertanyaan selama hampir seabad sampai munculnya semikonduktor yang dapat menghasilkan tegangan Hall. Sekarang, efek Hall digunakan dalam sirkuit utama sistem penyalaan elektronik.

Ini juga menjadi periode monumental untuk perkembangan elektrokimia. Arsitek transformasi ini adalah ilmuwan Amerika Josiah Williard Gibbs (1839-1903). Ia benar-benar jenius dan menarik konsep orang besar seperti Johannes Diderik van der Waals (1837-1923) dan menarik pujian dari sejawat seperti Maxwell. Yang menarik, gelar doctor pertama Universitas Yale untuk tesis teknik dianugerahkan kepada Gibbs. Ia juga dikenal untuk kontribusinya terhadap astronomi dan teori elektromagnetik.

7 thoughts on “Pilar elektrokimia modern: 1/2 akhir abad 19 (Bag 1)

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

w

Connecting to %s