LABORATORIUM

KIMIA FISIKA

Percobaan : PELAPISAN LOGAM

Kelompok : II A

Nama :

1. Alfian Muhammad Reza NRP. 2313 030 071

2. Siti Kartikatul Qomariah NRP. 2313 030 081

3. Ayu Maulina Sugianto NRP. 2313 030 031

4. Yosua Setiawan Roesmahardika NRP. 2313 030 083

Tanggal Percobaan : 07 November 2013

Tanggal Penyerahan : 14 November 2013

Dosen Pembimbing : Nurlaili Humaidah, S.T., M.T.

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2013

i

ABSTRAK

Tujuan melakukan percobaan ini adalah untuk melapisi logam besi (Fe) yang mudah

mengalami korosi dengan logam tembaga (Cu) menggunakan metode elektroplating, sehingga dapat

meningkatkan ketahanan produk terhadap gesekan dan dapat memperbaiki penampilan.

Metode pertama yang dilakukan adalah menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan,

kemudian membersihkan logam besi dengan cara mencelupkan logam besi dalam larutan HCl pekat,

menimbang logam besi satu per satu dengan menggunakan neraca analit kemudian mencatatnya

sebagai berat awal (Wo). Metode kedua yaitu melakukan percobaan untuk percobaan pertama

menggunakan variabel bebasnya yaitu kuat arus: 100mA, 300 mA (I), 300 mA (II), 500 mA (I), 500

mA (II) dengan variabel bebasnya adalah waktu 12 menit, dan juga menggunakan variabel kontrol

yaitu konsentrasi larutan CuSO4 0,15 N dan 0,25 N. Dan percobaan kedua menggunakan variabel

waktu yaitu 10 menit, 15 menit, 25 menit, 30 menit dengan variabel terikatnya adalah kuat arus 100

mA, dan juga menggunakan variabel kontrol yaitu konsentrasi larutan CuSO4 0,15 NLalu menimbang

berat masing- masing logam besi setelah melalui proses elektroplating (pelapisan logam

menggunakan listrik) kemudian mencatatnya dalam sebagai berat akhir (Wt).

Hasil percobaan yang telah dilakukan pada penggunaan variabel waktu 12 menit pada

masing-masing variabel arus 100 mA, 300 mA, dan 500 mA terjadi pertambahan berat logam yang

sama yaitu 0,5 gram. Kemudian pada penggunaan variabel arus tetap 100 mA pada masing-masing

variabel waktu 10 menit, 15 menit, 25 menit, dan 30 menit mengalami perubahan berat 0 gram. Pada

penggunaan variabel waktu tetap dan variabel arus masing-masing 100 mA, 300 mA, dan 500 mA

terjadi penambahan berat yang berbeda-beda. Pada 100 mA terjadi penambahan -1 gram, pada 300

mA terjadi penambahan berat 0,5 gram, dan pada 500 mA terjadi penambahan berat 0 gram . Hal

ini sesuai dengan teori yang menyebutkan bahwa semakin lama proses elektroplating tersebut

dilakukan pada besi maka semakin berat pula endapan / pelapisan yang terbentuk. Namun, dalam

percobaan kali ini terdapat beberapa kesalahan yaitu selisih berat yang dihasilkan selama

elektroplating mempunyai nilai negatif atau mengalami penurunan berat. Hal itu dikarenakan oleh

beberapa faktor diantaranya adalah larutan CuSO4 yang digunakan tidak pernah diganti selama

percobaan berlangsung dan banyaknya ampas hasil pelapisan yang terbuang (tidak ikut ditimbang).

Serta timbangan elektrik yang memiliki ketelitian yang kurang.

DAFTAR ISI

ABSTRAK ....................................................................................................................... i

DAFTAR ISI .................................................................................................................... ii

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................................... iii

DAFTAR TABEL ............................................................................................................ iv

BAB I PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang ................................................................................................ I-1

I.2 Rumusan Masalah........................................................................................... I-1

I.3 Tujuan Percobaan ........................................................................................... I-1

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Dasar Teori .................................................................................................... II-1

BAB III METODOLOGI PERCOBAAN

III.1 Variabel Percobaan ...................................................................................... III-1

III.2 Alat Yang Digunakan .................................................................................. III-1

III.3 Bahan Yang Digunakan ............................................................................... III-1

III.4 Prosedur Percobaan ...................................................................................... III-1

III.4.1 Tahap Persiapan ...................................................................................... III-1

III.4.1 Tahap Percobaan .................................................................................... III-2

III.5 Diagram Alir Percobaan .............................................................................. III-2

III.6 Gambar Alat Percobaan ............................................................................... III-4

BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN ................................................IV-1

BAB V KESIMPULAN ...................................................................................................V-1

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................................v

DAFTAR NOTASI ..........................................................................................................vi

APPENDIKS....................................................................................................................vii

LAMPIRAN

Laporan Sementara

Fotocopi Literatur

Lembar Revisi

iii

DAFTAR GAMBAR

Gambar II.1 Proses Elektroplating ................................................................................. II-3

iv

DAFTAR TABEL

Tabel II.1 Selisih Berat dengan Waktu 12 menit (CuSO4 0,15 N) .................................. IV-1

Tabel II.2 Selisih Berat dengan Arus Tetap 100 mA (CuSO4 0,15 N) ............................ IV-2

Tabel II.3 Selisih Berat dengan Waktu 12 menit (CuSO4 0,255 N) ................................ IV-3

v

DAFTAR GRAFIK

Grafik IV.1 Selisih berat logam dengan variabel waktu

tetap 12 menit (CuSO4 0,15 N) ................................................................... IV-2

Grafik IV.2 Selisih berat logam dengan variabel arus

tetap 100 mA (CuSO4 0,15 N) .................................................................... IV-3

Grafik IV.3 Selisih berat logam dengan variabel waktu

tetap 12 menit (CuSO4 0,25 N) ................................................................... IV-4

I-1

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Dewasa ini konsep pembelajaran kimia dan fisika sangat berguna bagi

kehidupan kita sehari-hari. Oleh karenanya, pemahaman akan kimia dan fisika begitu

penting mengingat segala hal yang terjadi berkaitan dengan konsep dan hukum kimia

fisika. Banyak manfaat yang dapat diperoleh dari pembelajaran ini. Penting halnya

melakukan praktikum ini karena dalam dunia industri, hampir semua hal

mengaplikasikan konsep praktikum kimia fisika. Selain itu, dari praktikum bisa

memperoleh hasil yang sebenarnya dan tidak hanya teori saja.

Salah satu dari kegiatan praktikum kimia fisika adala pelapisan logam.

Praktikum pelapisan logam dilakukan karena bertujuan untuk mengetahui reaksi redoks

pada proses sel elektrokimia. Selain merupakan reaksi redoks, pelapisan logam juga

bertujuan untuk mengetahui manfaat dari praktikum dari pelapisan logam. Dari

praktikum ini dapat diaplikasikan di kehidupan sehari-hari, misalnya untuk pelapisan

emas, besi yang digunakan untuk struktur bangunan rumah, dan sebagainya agar tidak

mudah mengalami korosi.

Pelapisan logam (metallic coatings) adalah cara yang dilakukan untuk

memberikan sifat tertentu pada permukaan logam yang tujuannya agar logam mengalami

perbaikan yang lebih baik dari hal struktur, mikro maupun tekanannya. Pada proses

pelapisan ini banyak faktor yang mempengaruhi pembentukan pelapisan logam, antara

lain pengadukan, rapat arus, temperature, pH larutan elektrolit dan waktu yang

digunakan selama proses berlangsung. Tujuan pelapisan logam tidak luput dari tiga hal,

yaitu untuk meningkatkan sifat teknis atau mekanisme dari suatu logam, yang kedua

melindungi logam, dan ketiga adalah memperindah tampilan.

I.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana reaksi redoks yang terjadi pada elektroda?

I.3 Tujuan Percobaan

1. Mengetahui reaksi redoks pada elektroda.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Pengertian Pelapisan Logam

Pelapisan adalah suatu cara yang dilakukan untuk memberikan sifat tertentu pada

suatu permukaan benda kerja, dimana diharapkan benda tersebut akan mengalami

perbaikan dalam hal struktur mikro maupun ketahanannya, dan tidak menutup

kemungkinan pada perbaikan terhadap sifat fisiknya. Sementara logam adalah sebuah

unsur kimia yang siap dan bisa membentuk ion / kation dan memiliki ikatan logam. Jadi,

dengan demikian pelapisan logam adalah cara yang dilakukan untuk memberikan sifat

tertentu pada permukaan logam yang tujuannya agar logam mengalami perbaikan yang

lebih baik dari hal struktur mikro maupun tekanannya (Anonim, 2001).

Konsep dasar dalam melindungi logam adalah upaya agar tidak terjadi pertukaran

ion antara logam dengan lingkungan (Anonim, 2001).

Lapisan metalik merupakan penghalang yang sinambung antara permukaan

logam dan lingkungan sekelilingnya. Sifat-sifat ideal bahan pelapis dari logam ini dapat

diringkaskan sebagai berikut:

1. Logam pelapis harus jauh lebih tahan terhadap pengaruh lingkungan dibandingkan

logam yang dilindungi.

2. Logam pelapis tidak boleh memicu korosi pada logam yang dilindungi senandainya

mengalami goresan atau pecah dipermukaannya.

3. Sifat-sifat fisik, seperti kekuatan, keuletan dan kekerasannya, harus cukup memenuhi

persyaratan operasional struktur/komponen bersangkutan.

4. Tebal lapisan harus merata dan bebas dari pori-pori (persyaratan ini hampir tidak

mungkin terpenuhi).

(Anonim, 2001)

I1.2 Macam-macam Pelapisan Logam

Pelapisan Logam Ditinjau dan Sifat Elekrokimia Bahan Pelapis

1. Pelapisan dekoratif

Pelapisan dekoratif ini berbahan krom, dengan hasil pelapisan warna yang cemerlang,

tidak mudah terkorosi dan tahan lama. Logam-logam yang umum digunakan untuk

pelapisan dekoratif adalah emas, perak, nikel, dan krom.

2. Pelapisan Protektif

II-2

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

Tinjauan Pustaka

II-2

Pelapisan protekyif adalah pelapusan yang bertujuan untuk melindungi logam yang

dilapisi dari serangan korosi karena logam pelapis tersebut akan memutus interaksi

dengan lingkungan sehingga terhindar dari proses oksidasi.

3. Pelapisan Untuk Sifat Khusus Permukaan

Pelapisan ini bertujuan untuk mendapatkan sifat khusus permukaan seperti sifat keras,

sifat tahan aus dan sifat tahan suhu tinggi atau gabungan dari beberapa tujuan diatas

secara bersama-sama.

(Anonim, 2001)

Pelapisan Logam Ditinjau dan Sifat Elekrokimia Bahan Pelapis

1. Pelapisan Anodik

Pelapisan anodik merupakan pelapisan dimana potensial listrik logam pelapis lebih

anodik terhadap substrat. Keunggulan dari pelapisan ini adalah sifat logam pelapis

yang bersifat melindungi logam yang dilapisi sehingga walaupun terjadi cacat pada

permukaan pelapis karena seba seperti tergores., reak, dll.

2. Pelapisan Katodik

Pelapisan katodik merupakan pelapisan diamna potensial listrik logam pelapis lebih

katodik terhadap substrat. Contohnya pelapisan tembaga pada pitensial listrik +0,34

Volt yang dilapisi dengan logam emas dengan potensial listrik +1,5 Volt. Karena

logam emas bersifat lebih mulia dibandingkan tembaga, maka apabila logam pelapis

mengalami cacat, logam yang dilapisi akan terekspose keluar lingkungan dan bersifat

anodik sehingga akan terjadi korosi lokal yang intensif terhadap substrat.

(Anonim, 2001)

II.3 Metode-metode Pelapisan dengan Logam

1. Electroplating

dengan merendam bagian yang akan dilapisi dalam larutan logam yang akan

dilapisi melalui melewati arus searah antara bagian dan elektroda lain. karakter

deposito tergantung pada banyak faktor termasuk suhu, densitas arus, waktu, dan

komposisi dari sistem. variabel-variabel ini dapat disesuaikan untuk menghasilkan

lapisan yang tebal atau tipis, kusam atau cerah, lembut atau keras, dan kuat atau

rapuh. Pelapisan keras dimanfaatkan, untuk memerangi korosi erosi. electroplating

bisa menjadi logam tunggal, lapisan beberapa logam, atau bahkan komposisi paduan.

bumper dari mobil dilengkapi flash plat tembaga. lapisan menengah nikel (untuk

perlindungan korosi), dan lapisan atas tipis kromium. sebagian besar logam dapat

diterapkan oleh electroplating

II-3

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

Tinjauan Pustaka

Gambar II.1 Proses Electroplating

Electroplating adalah proses pelapisan logam yang menggunakan prinsip

elektrokomia. Dalam metode ini komponen bersama dengan batangan atau lempengan

logam yang akan dilapisi, direndam dalam suatu larutan elektrolit yang mengandung

garam-garam logam pelapis.

Pada Electroplating terdapat dua buah elektroda, dimana elekroda yang

dihubungkan dengan kutub positif disebut anoda dan elektroda yang dihubungkan

dengan kutub negatif disebut katoda. Ciri-ciri dari elektroda tersebut adalah:

a) Anoda: 1. Kutub positif

2. Terjadi reaksi oksidasi

3. Terjadi pelepasan elektron keluar sirkuit

b) Katoda: 1. Kutub negatif

2. Terjadi reaksi reduksi

3. Menerima elektron dari sirkuit luar

Ada dua macam Anoda yang sering digunakan dalam proses Electroplating,

yaitu anoda larut, yang berarti anoda yang selama proses memberikan ion-ion logamnya

kepada katoda sehingga makin lama makin habis terkikis. Contohnya adalah tembaga

(Cu), seng (Zn), nikel (Ni), timah putih (Sn), perak (Ag), dll.

Dan ada jenis yang kedua adalah anoda yang tidak dapat larut, yang berarti

selama proses berlangsung anoda ini tidak terkikis. Contohnya adalah karbon (C), platina

(Pt), Timah hitam (Pb), dll.

Sementara katoda adalah logam yang akan dilapisi. Logam-logam dapat disusun

dalam suatu deret menurut kenaikan potensial elektrodenya yang disebut Deret Volta.

K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au

II-4

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

Tinjauan Pustaka

Semakin ke kiri posisi logam maka potensial elektrodenya makin kecil, yang

menyebabkan logam mudah mengalami oksidasi. Sebaliknya, semakin kekanan posisi

logam maka potensial elektrodenya makin besar, yang menyebabkan logam sulit

mengalami oksidasi melainkan mengalami reduksi.

Proses pelapisan Elektroplating memiliki kelebihan dan kekurangan dalam

penggunannya.

Kelebihannya adalah:

1. Temperatur proses rendah sekitar 60°-70°C

2. Ketebalan lapisan mudah dikendalikan

3. Permukaan halus dan mengkilap

4. Laju pengendapan cepat

5. Porositas pada lapisan relatif rendah

Kekurangannya adalah:

1. Terbatas pada logam dan paduannya

2. Perlu perlakuan awal terhadap benda kerja

3. Terbatas pada benda kerja yang bersifat konduktur

2. Flame Spraying

Proses ini juga disebut metallizing, terdiri dari kawat logam atau bubuk

melalui api sehingga logam mencair, dalam partikel cairan halus yang terpisah, ditiup

ke permukaan yang akan dilindungi. oksigen dan asetilen atau propana biasanya

digunakan untuk melelehkan. lapisan biasanya berpori dan tidak protektif bawah

logam korosif basah parah - seng, timah, dan timbal yang lebih baik dari titik berdiri

ini dari baja atau stainless steel. permukaan yang akan disemprot harus yang kasar

untuk mendapatkan ikatan mekanik. kadang-kadang lapisan cat diaplikasikan di atas

logam membuat dasar yang baik untuk cat sebuah ikatan yang baik. flame spraying

adalah cara ekonomis membangun permukaan dikenakan pada bagian-bagian seperti

shafting. logam tinggi mencair dapat disimpan oleh plasma-jet penyemprotan

3. Cladding

Proses ini melibatkan lapisan permukaan lembaran logam biasanya

mengenakan oleh bergulir dua lembaran logam bersama-sama. misalnya, nikel dan

lembaran baja bekerja bersama-sama untuk menghasilkan lembaran komposit dengan.

mengatakan, 1/8 inci nikel dan 1 inci baja. cladding biasanya tipis dalam kaitannya

II-5

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

Tinjauan Pustaka

dengan bahan lain. kekuatan tinggi paduan aluminium sering dilapisi dengan kulit

aluminium murni komersial untuk menyediakan penghalang korosi karena paduan

rentan terhadap stress korosi. kadang-kadang liner tipis adalah tempat yang dilas ke

dinding tangki baja. nikel, aluminium, tembaga, titanium, stainless steel, dan bahan

lainnya yang sering digunakan sebagai cladding untuk baja

4. Pengendapan dengan metode uap (Vapor Deposition)

Proses ini dilakukan pada ruangan hampa dengan uap temperatur tinggi.

Pelapis logam diupakan oleh pemanas elektrik dan pelapis logam akan diendapkan

pada bagian yang akan dialpisi, metode pelapisan mengahbiskan biaya yang lebuh

mahal daripada metode pelapisan logam yang lainnya. contoh dari pelapisan jenis ini

biasanya digunakan pada pelapisan bagian dari kerangka roket.

5. Penyebaran (Diffusion)

Pelapisan dengan metode penyebaran melibatkan pemanasan pada bentukan

alloy yang kemudian dipanasakan dan disebarkan dari satu alloy ke permukaan logam

lainnya yang akan dilapisi.

6. Reaksi Kimia (Chemical Conversion)

Pelapisan logam melalui reaksi kimia dilakukan untuk menghindari dari

perkaratan “corroding” pada sebuah permukaan logam.

7. Modifikasi Permukaan (Surface Modification)

Perlakuaan pada permukaan logam untuk pelapisan logam membutuhkan

energi langsung guna meningkatkan daya tahan logam tersebut. misalnya saja ingin

melapisi logam dengan alloy atau chrom sehingga tahan karat.

8. Penanaman Ion (Ion Implantation)

Pengaplikasian penanaman ion pada permukaan logam untuk memodifikasi

permukaan logam agar tahan karat.

(Fontana, 1987)

II.4 Pengertian Besi

Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi (tambang) yang banyak

digunakan untuk kehidupan manusia sehari-hari. Dalam tabel periodik, besi mempunyai

simbol Fe dan nomor atom 26. Besi juga mempunyai nilai ekonomis yang tinggi.

Besi adalah logam yang paling banyak dan paling beragam penggunaannya.

Hal itu karena beberapa hal, diantaranya:

Kelimpahan besi di kulit bumi cukup besar

II-6

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

Tinjauan Pustaka

Pengolahannya relatif mudah dan murah, dan

Besi mempunyai sifat-sifat yang menguntungkan dan mudah dimodifikasi

Salah satu kelemahan besi adalah mudah mengalami korosi. Korosi

menimbulkan banyak kerugian karena mengurangi umur pakai berbagai barang atau

bangunan yang menggunakan besi atau baja. Sebenarnya korosi dapat dicegah dengan

mengubah besi menjadi baja tahan karat (stainless steel), akan tetapi proses ini terlalu

mahal untuk kebanyakan penggunaan besi.

Korosi besi memerlukan oksigen dan air. Berbagai jenis logam contohnya

Zink dan Magnesium dapat melindungi besi dari korosi. Cara-cara pencegahan korosi

besi yang akan dibahas berikut ini didasarkan pada dua sifat tersebut.

1. Pengecatan. Jembatan, pagar, dan railing biasanya dicat. Cat menghindarkan kontak

dengan udara dan air. Cat yang mengandung timbel dan zink (seng) akan lebih baik,

karena keduanya melindungi besi terhadap korosi.

2. Pelumuran dengan Oli atau Gemuk. Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas

dan mesin. Oli dan gemuk mencegah kontak dengan air.

3. Pembalutan dengan Plastik. Berbagai macam barang, misalnya rak piring dan

keranjang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik mencegah kontak dengan udara dan

air.

4. Tin Plating (pelapisan dengan timah). Kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi yang

dilapisi dengan timah. Pelapisan dilakukan secara elektrolisis, yang disebut tin

plating. Timah tergolong logam yang tahan karat. Akan tetapi, lapisan timah hanya

melindungi besi selama lapisan itu utuh (tanpa cacat). Apabila lapisan timah ada yang

rusak, misalnya tergores, maka timah justru mendorong/mempercepat korosi besi. Hal

itu terjadi karena potensial reduksi besi lebih negatif daripada timah. Oleh karena itu,

besi yang dilapisi dengan timah akan membentuk suatu sel elektrokimia dengan besi

sebagai anode. Dengan demikian, timah mendorong korosi besi. Akan tetapi hal ini

justru yang diharapkan, sehingga kaleng-kaleng bekas cepat hancur.

5. Galvanisasi (pelapisan dengan Zink). Pipa besi, tiang telepon dan berbagai barang

lain dilapisi dengan zink. Berbeda dengan timah, zink dapat melindungi besi dari

korosi sekalipun lapisannya tidak utuh. Hal ini terjadi karena suatu mekanisme yang

disebut perlindungan katode. Oleh karena potensial reduksi besi lebih positif daripada

zink, maka besi yang kontak dengan zink akan membentuk sel elektrokimia dengan

II-7

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

Tinjauan Pustaka

besi sebagai katode. Dengan demikian besi terlindungi dan zink yang mengalami

oksidasi (berkarat). Badan mobil-mobil baru pada umumnya telah digalvanisasi,

sehingga tahan karat.

6. Cromium Plating (pelapisan dengan kromium). Besi atau baja juga dapat dilapisi

dengan kromium untuk memberi lapisan pelindung yang mengkilap, misalnya untuk

bumper mobil. Cromium plating juga dilakukan dengan elektrolisis. Sama seperti

zink, kromium dapat memberi perlindungan sekalipun lapisan kromium itu ada yang

rusak.

7. Sacrificial Protection (pengorbanan anode). Magnesium adalah logam yang jauh

lebih aktif (berarti lebih mudah berkarat) daripada besi. Jika logam magnesium

dikontakkan dengan besi, maka magnesium itu akan berkarat tetapi besi tidak. Cara

ini digunakan untuk melindungi pipa baja yang ditanam dalam tanah atau badan kapal

laut. Secara periodik, batang magnesium harus diganti.

(Wikipedia, 2013)

III-1

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

III.1 Variabel Percobaan

III.1.1 Variabel Bebas :

Waktu : 10 menit ; 12 menit ;15 menit ; 25 menit ; 30 menit

Kuat Arus : 100mA ; 300mA(I) ; 300mA(II) ; 500mA(I) ; 500mA(II)

III.1.2 Variabel Kontrol :

Konsentrasi CuSO4 (0,15 N dan 0,25 N)

Volume CuSO4

III.1.3 Variabel Terikat :

Berat besi (Fe)

Kekerasan permukaan besi (Fe)

III.2 Alat yang Digunakan

1. Gelas Beaker 100 mL

2. Gelas Beaker 500 mL

3. Gelas Ukur 100 mL

4. Labu Erlemeyer 100 mL

5. Pipet Tetes

6. Spatula

7. Voltmeter

III.3 Bahan yang Digunakan

1. Logam Cu

2. Logam Fe

3. CuSO4

4. HCl

5. Aquades

III.4 Prosedur percobaan

III.4.1 Tahap persiapan

1. Menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan

2. Membersihkan 14 logam besi (Fe) yang akan dilapisi dengan cara mencelupkan

logam besi dalam larutan HCl

III-2

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

Bab III Metodologi Percobaan

3. Menimbang logam besi yang telah kering satu persatu sebagai berat awal (W0)

dengan menggunakan neraca analit

4. Kemudian mencatatnya dalam tabel

III.4.2 Tahap percobaan

1. Percobaan pertama menggunakan variabel kuat arus yaitu 100 mA, 300 mA(I),

300 mA(II), 500 mA(I), 500 mA(II). Dan variabel kontrolnya adalah waktu 12

menit dan konsentrai larutan CuSO4 0,15 N

2. Percobaan kedua menggunakan variabel waktu yaitu 10 menit,12 menit, 15

menit, 25 menit, 30 menit. Dan variabel kontrolnya adalah kuat arus 100 mA

dan konsentrasi larutan CuSO4 0,15 N

3. Percobaan ketiga menggunakan variabel kuat arus yaitu 100 mA, 300 mA(I),

300 mA(II), 500 mA(I), 500 mA(II). Dan variabel kontrolnya adalah waktu 12

menit dan konsentrai larutan CuSO4 0,25 N

4. Menimbang berat masing- masing logam besi setelah melalui

proses elektroplating (pelapisan logam menggunakan listrik)

kemudian mencatatnya dalam tabel sebagai berat akhir (Wt).

III.5 Diagram Alir

Menimbang logam Menggunakan neraca analit untuk mengetahui Wo

Elektroplating Logam Cu sebagai pelapisnya

Membersihkan karat pada logam menggunakan larutan HCl pekat

MULAI

A

III-3

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

Bab III Metodologi Percobaan

Menimbang logam Menggunakan neraca analit untuk mengetahui Wt

SELESAI

A

III-4

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

Bab III Metodologi Percobaan

III.6 Gambar Alat

Gelas Beaker

Pipet Tetes

Spatula

Erlenmenyer

Gelas Ukur

Amperemeter

IV-1

BAB IV

HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil Percobaan

Tabel IV.1.1 Perhitungan selisih berat dengan variabel waktu tetap 12 menit (CuSO40,15 N)

Skala Ampere I Wo Wt ∆W

100 mA 68 mA 14,5 15 0,50

300 mA(I) 160 mA 13 13,5 0,50

300 mA (II) 280 mA 9,5 10 0,50

500 mA (I) 300 mA 12 13 1,00

500 mA (II) 450 mA 16,5 17 0,50

Tabel IV.1.2 Perhitungan selisih berat dengan variabel arus tetap 100 mA (CuSO40,15 N)

I t Wo Wt ∆W

65 mA 10 menit 15,5 15,5 0,00

68 mA 15 menit 11 11 0,00

69 mA 25 menit 15,5 15,5 0,00

70 mA 30 menit 13,5 13,5 0,00

Tabel IV.1.3 Perhitungan selisih berat dengan variabel waktu tetap 12 menit (CuSO40,25 N)

Skala Ampere I Wo Wt ∆W

100 mA 72 mA 13,5 12,5 -1,00

300 mA (I) 180 mA 15 15,5 0,50

300 mA (II) 290 mA 15,5 16 0,50

500 mA (I) 310 mA 15,5 15,5 0,00

500 mA (II) 320 mA 13,5 13,5 0,00

IV.2 Pembahasan

Electroplating merupakan salah satu cara yang biasa digunakan dalam proses

pelapisan suatu logam dengan logam lain yang lebih tahan terhadap korosi. Selain itu, teknik

ini juga dimanfaatkan untuk memperindah suatu logam.

Pada praktikum ini, logam yang kita lapisi yaitu lempeng besi dengan logam pelapis

tembaga. Yang mana sifat dari besi yang mudah mengalami korosi ketika kontak dengan

IV-2

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

Hasil Percobaan dan Pembahasan

udara. Oleh karena itu perlu adanya pelapisan dengan logam lain agar besi tidak mudah

mengalami korosi. Sifat besi yang pada dasarnya rentan terhadap korosi maka sebelum

dilakukan Electroplating perlu adanya pembersihan permukaan lempeng tersebut.

Proses Proses pembersihan karat dilakukan dengan menggunakan larutan HCl, yang

mana pada tahap ini bertujuan untuk menghilangkan karat. Penghilangan karat pada tahap ini

hanya sebagian saja yang bisa dihilangkan. Asam klorida merupakan asam yang sangat kuat

sehingga mampu memutuskan ikatan antara logam dan oksidanya. Pada tahap ini peristiwa

yang bisa diamati adalah terjadinya gelembung-gelembung dalam larutan dan juga larutan

menjadi warna keruh akibat karat besi yang terlepas dari lempeng besi. Penghilangan karat

ini bertujuan agar lapisan yang terbentuk relative lebih kuat dan tidak mudah mengelupas.

Setelah dilakukan tahap persiapan, maka kita telah mendapatkan lempeng besi yang

telah siap untuk dilapisi dengan tembaga. Pada tahap pelapisan, lempeng besi yang

ditempatkan pada posisi katoda dan tembaga pada posisi anoda menyebabkan terbentuknya

lapisan pada bagian katoda (bahan kerja). Pada praktikum ini kita menggunakan larutan

elektrolit asam yang terdiri dari CuSO4.

Pada saat arus mengalir, maka akan terjadi reaksi kimia dalam sistem, yang mana ion

postif dalam larutan akan bergerak mendekati kutub negative (katoda) dan ion negative akan

bergerak mendekati kutub positif (anoda). Rekasi reduksi terjadi dikatoda dan reaksi oksidasi

terjadi di anoda. Dalam hal ini, tembaga yang kita gunakan sebagai anoda akan mengalami

oksidasi sehingga melepaskan elektronnya. Sementara lempeng besi akan mengalami reduksi

sehingga akan menerima Electron.

IV-3

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

Hasil Percobaan dan Pembahasan

Grafik IV.2.1 Grafik selisih berat dengan variabel waktu tetap 12 menit (CuSO40,15 N)

Percobaan pertama menunjukkan bahwa semakin bertambahnya arus maka

penambahan berat logam semakin besar. Ini ditunjukkan pada variabel 500 miliampere yang

lebih besar dari variabel-variabel lainnya. Namun pada percobaan 500 mili ampre yang kedua

terjadi penurunan. Hal ini disebabkan beberapa hal. Yang pertama karen tidak sempurnanya

proses elektroplating sehingga hasilnya tembaga tidak menempel secara sempura dan mudah

terkelupas.

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

100 mA 300 mA(I) 300 mA (II) 500 mA (I) 500 mA (II)

Selis

ih b

era

t (g

ram

)

Besar Arus (Ampere)

IV-4

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

Hasil Percobaan dan Pembahasan

Grafik IV.2.2 Grafik selisih berat dengan variabel arus tetap 100 mA (CuSO40,15 N)

Percobaan kedua tidak menunjukkan adanya perubahan berat antara sebelum dan

sesudah electroplating. Hal tersebut dikarenakan beberapa hal, diantaranya

ketidaksempurnaannya hasil electroplating yang menyebabkan mudahnya lapisan tembaga

yang terlepas. Kemudian yang kedua adalah kurangnya ketelitian timbangan yang tersedia

pada laboratorium.

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

10 menit 15 menit 25 menit 30 menit

Selis

ih b

era

t (g

ram

)

Waktu (menit)

IV-5

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

Hasil Percobaan dan Pembahasan

Grafik IV.2.3 Grafik selisih berat dengan variabel waktu tetap 12 menit (CuSO40,25 N)

Percobaan ketiga ini tidak menggambarkan kenaikan grafik. Grafik yang dihasilkan

tidak teratur. Bahkan terdapat nilai minus pada salah satu variabel. Hal tersebut disebabkan

beberapa hal, diantaranya kurang sempurnanya hasil electroplating. Yang kedua ketelitian

alat timbangan yang terdapat pada laboratorium. Dan yang terakhir kesalahan fatal yang kami

lakukan yaitu kesalahan dalam megukur beban awal logam.

-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

100 mA 300 mA (I) 300 mA (II) 500 mA (I) 500 mA (II)

Selis

ih b

era

t (g

ram

)

Besar Arus (Ampere)

V-1

BAB V

KESIMPULAN

Dari percobaan yang kami lakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Electroplating dapat diartikan sebagai proses palapisan logam, dengan menggunakan

bantuan arus listrik dan senyawa kimia tertentu guna memindahkan partikel logam pelapis

ke material yang hendak dilapisi.

2. Lapisan yang dihadirkan kasar dan mudah terlepas akibat ketidaksesuaiannya kondisi-

kondisi system.

3. Semakin besar waktu pelapisan maka nilai ∆W semakin besar. Hal ini dikarenakan proses

electroplating berlangsung lebih lama sehingga elektroda Cu yang teroksidasi semakin

banyak untuk melapisi logam Fe.

4. Namun, ketika kita menghitung pada proses pelapisan logam tersebut, harus bisa teliti,

karena kalau tidak perhitungannya akan salah.

5. Perubahan berat terbesar pada percobaan pertama menggunakan arus 500mA CuSO4 0,15

N sebesar 1,00 gram. Dan perubahan berat terkecil bahkan minus terdapat pada percobaan

menggunakan arus 100 mA CuSO4 0,25 N sebesar -1,00 gram

DAFTAR PUSTAKA

(2013, April 5). Retrieved December 1, 2013, from Wikipedia: http://id.wikipedia.org/wiki/Besi

Anonim. (2001). Retrieved October 5, 2013, from

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/29124/3/Chapter%20II.pdf

Fontana, M. G. (1987). Corrosion Engineering.

APPENDIX

a. Percobaan Pertama :

1. ∆W = Wt - Wo

= 15 – 14,5

= 0,5 gram

2. ∆W = Wt - Wo

= 13,5 – 13

= 0,5 gram

3. ∆W = Wt - Wo

= 10 – 9,5

= 0,5 gram

4. ∆W = Wt - Wo

= 13 – 12

= 1 gram

5. ∆W = Wt - Wo

= 17 – 16,5

= 0,5 gram

b. Percobaan Kedua :

1. ∆W = Wt - Wo

= 15,5 – 15,5

= 0,00 gram

2. ∆W = Wt - Wo

= 11 – 11

= 0,00 gram

3. ∆W = Wt - Wo

= 15,5 – 15,5

= 0,00 gram

4. ∆W = Wt - Wo

= 13,5 – 13,5

= 0,00 gram

c. Percobaan Ketiga :

1. ∆W = Wt - Wo

= 12,5 – 13,5

= -1,00 gram

2. ∆W = Wt - Wo

= 15,5 – 15

= 0,50 gram

3. ∆W = Wt - Wo

= 16 – 15,5

= 0,50 gram

4. ∆W = Wt - Wo

= 15,5 – 15,5

= 0,00 gram

5. ∆W = Wt - Wo

= 13,5 – 13,5

= 0,00 gram

NOTASI

No. Simbol Nama Satuan

1. Wo Berat awal besi Gram

2. Wt Berat besi setelah elektrolisis Gram

3. ∆W Selisih Wo dengan Wt Gram

4. I Arus Listrik Ampere