PELapisan logamBAB 2

download PELapisan logamBAB 2

of 42

  • date post

    01-Jul-2015
  • Category

    Documents

  • view

    410
  • download

    19

Embed Size (px)

Transcript of PELapisan logamBAB 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKAII.1 DASAR TEORI Dalam kimia, sebuah logam (bahasa Yunani: Metallon) adalah sebuah unsur kimia yang siap membentuk ion (kation) dan memiliki ikatan logam, dan kadangkala dikatakan bahwa ia mirip dengan kation di awan elektron. Metal adalah salah satu dari tiga kelompok unsur yang dibedakan oleh sifat ionisasi dan ikatan, bersama dengan metaloid dan nonlogam. Dalam tabel periodik, garis diagonal digambar dari boron (B) ke polonium (Po) membedakan logam dari nonlogam. Unsur dalam garis ini adalah metaloid, kadangkala disebut semilogam; unsur di kiri bawah adalah logam; unsur ke kanan atas adalah nonlogam. Nonlogam lebih banyak terdapat di alam daripada logam, tetapi logam banyak terdapat dalam tabel periodik. Beberapa logam terkenal adalah aluminium, tembaga, emas, besi, timah, perak, titanium, uranium, dan zink. Alotrop logam cenderung mengkilap, lembek, dan konduktor yang baik, sementara nonlogam biasanya rapuh (untuk nonlogam padat), tidak mengkilap, dan insulator. Dalam bidang astronomi, istilah logam seringkali dipakai untuk menyebut semua unsur yang lebih berat daripada helium Paduan logam II- 1

II - 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Paduan logam merupakan pencampuran dari dua jenis logam atau lebih untuk mendapatkan sifat fisik, mekanik, listrik dan visual yang lebih baik. Contoh paduan logam yang populer adalah baja tahan karat yang merupakan pencampuran dari baja (Fe) dengan Krom (Cr).

Penggunaan Logam Umumnya, logam bermanfaat bagi manusia, karena penggunaannya di bidang industri, pertanian, dan kedokteran. Contohnya, merkuri yang digunakan dalam proses klor alkali. Proses klor alkali merupakan proses elektrolisis yang berperan penting dalam industri manufaktur dan pemurnian zat kimia. Beberapa zat kimia yang dapat diperoleh dengan proses elektrolisis adalah natrium, kalsium, magnesium, aluminium, tembaga, seng, perak, hidrogen, klor, fluor, natrium hidroksida, kalium dikromat, dan kalium permanganat. Proses elektrolisis larutan natrium klorida tersebut merupakan proses klor-alkali. Elektrolisis larutan NaCl menghasilkan natrium hidroksida di katode (kutub positif) dan gas klor di anode (kutub negatif). Pada industri angkasa luar dan profesi kedokteran dibutuhkan bahan yang kuat, tahan karat, dan bersifat noniritin, seperti aloi titanium. Sebagian jenis logam merupakan unsur penting karena dibutuhkan dalam berbagai fungsi biokimiawi. Pada LABORATORIUM KIMIA FISIKA

II - 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA zaman dahulu, logam tertentu, seperti tembaga, besi, dan timah digunakan untuk membuat peralatan, perlengkapan mesin, dan senjata. Logam mulia Secara umum logam mulia berarti logamlogam termasuk paduannya yang biasa dijadikan perhiasan, antara lain emas, perak, perunggu dan platina. Logam-logam tersebut memiliki warna yang bagus, tahan karat, lunak dan terdapat dalam jumlah yang sedikit di alam. Emas dan perak memiliki sifat penghantar listrik yang sangat baik sehingga banyak dipakai untuk melapisi konektorkonektor pada perangkat elektronik.

Logam berat Logam berat (heavy metal) adalah logam dengan massa jenis lima atau lebih, dengan nomor atom 22 sampai dengan 92. Logam berat dianggap berbahaya bagi kesehatan bila terakumulasi secara berlebihan di dalam tubuh. Beberapa di antaranya bersifat membangkitkan kanker (karsinogen). Demikian pula dengan bahan pangan dengan kandungan logam berat tinggi dianggap tidak layak konsumsi. Kasus-kasus pencemaran lingkungan menyebabkan banyak bahan pangan mengandung logam berat berlebihan. Kasus yang populer adalah LABORATORIUM KIMIA FISIKA

II - 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA sindrom Minamata, sebagai akibat akumulasi raksa (Hg) dalam tubuh ikan konsumsi. Di Indonesia, pernah dilaporkan bahwa ikanikan di Teluk Jakarta juga memiliki kandungan raksa yang tinggi. Udang dari tambak Sidoarjo pernah ditolak importir dari Jepang karena dinilai memiliki kandungan kadmium (Cd) dan timbal (Pb) yang melebihi ambang batas. Diduga logam-logam ini merupakan dampak buangan limbah industri di sekitarnya. Kakao dari Indonesia juga pernah ditolak pada lelang internasional karena dinilai memiliki kandungan Cd di atas ambang batas yang diizinkan. Cd diduga berasal dari pupuk TSP yang diberikan kepada tanaman di perkebunan. Perlindungan terhadap logam dengan cara menerapkan pelapisan pada hakekatnya adalah melindungi logam dari sekeliling sehingga pertukaran ion antara permukaan logam dengan sekeliling dapat dikendalikan. Berdasarkan hal ini maka karakteristik perlindungan dengan menerapkan bahan pelapis ada tiga kelompok yaitu : Menerapkan hambatan (barrier) untuk memisahkan logam dari sekeliling - Melengkapi permukaan logam dengan inhibitor kimia untuk mengendalikan reaksi anodik - Melengkapi permukaan dengan pelapis yang memiliki sifat proteksi katodik melalui pengubahan daerah anoda menjadi katoda Namun apabila ditinjau dari jenis material yang digunakan sebagai bahan pelapis mada proses LABORATORIUM KIMIA FISIKA -

II - 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA pelapisan dikelompokkan kedalam tiga kelompok yaitu : - Proses pelapisan logam (metallic coating) - Proses pelapisan konversi (conversion coating) - Proses pelapisan non-metallic (non-metallic coating) Menerapkan hambatan pada permukaan logam pada hakekatnya adalah memisahkan secara listrik permukaan logam dengan lingkungan (barrier protection). Mengingat sifatnya yang harus mampu memisahkan secara listrik dan agar umur perlindungannya relative panjang, maka sistem pelapisan yang diterapkan harus memadai ketebalannya, impermeabilitas dan dan bebas dari cacat atau diskontinuitas (holiday) lainnya. Pelapis yang termasuk dalam kategori ini misalnya adalah cat, tar, plastic, bitumen dan sejenis gemuk (grease like). Sedangkan bahan pelapis yang mampu mengontrol reaksi anodic di permukaan logam yang dilindunginya adalah bahan-bahan yang mengandung pigmen. Beberapa jenis pigmen yang digunakan pada bahan pelapis mengendalikan proses korosi melalui pembentukan corrosioninhibitive chemicals. Bahan kimia ini berasal dari pigmen yang sedikit larut dalam air. Contoh yang lazim dari pigmen jenis ini adalah red-lead yang sejak lama digunakan sebagai aditif pada bahan pelapis yang berbasis pelumas (oil-based coating). Reaksi antara red-lead dengan pelumas menghasilkan larutan inhibitor yang sangat efektif dalam menanggulangi korosi. Selain red-lead, digunakan sebagai inhibitor dari jenis chromat. Namun dewasa ini; penggunaan zinc-chromat LABORATORIUM KIMIA FISIKA

II - 6 BAB II TINJAUAN PUSTAKA sebagai bahan inhibitor dimodifikasi menjadi zincmolybdate. Upaya yang lain untuk melindungi permukaan logam adalah dengan menerapkan bahan pelapis yang memiliki sifat proteksi katodik. Bahan pelapis Percobaan galvanisasi ini pada dasarnya menggunakan prinsip elektrolisa. Peristiwa elektrolisa terjadi bila sepasang elektroda dimasukkan dalam larutan elektrolit dan kemudian diberikan beda potensial listrik. Elektrolisa adalah peristiwa terjadinya pemindahan muatan muatan listrik yang bergerak menuju dan meninggalkan elektroda. Perpindahan partikel/muatan dari dan ke elektroda mengakibatkan terjadinya penebalan/penipisan elektroda. Perubahan tebal ini ternyata bergantung pada besar arus listrik yang dipakai dan lamanya peristiwa elektrolisa tersebut. Secara matematis peristiwa ini dapat ditulis : W = Z.i.t dimana : W = banyaknya penebalan/penipisan [mg] Z = tara kimia listrik logam [mg/coulomb] i = arus listik [ampere] t = waktu [detik] Elektrokimia mempelajari tentang reaksireaksi yang disertai perpindahan elektron (reaksi redoks). Contoh: bila dua buah lempeng logam misalnya besi dan tembaga dimasukkan dalam larutan elektrolit (misalnya Cu SO4 ) aka reaksi yang terjadi antara logam besi, tembaga dan larutan elektrolit CuSO4 seperti pada contoh di atas disebut sel atau element elektrokimia. Penyepuhan (Elektroplating) LABORATORIUM KIMIA FISIKA

II - 7 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Penyepuhan (electroplating) dimaksudkan untuk melindungi logam terhadap korosi atau untuk memperbaiki penampilan. Pada penyepuhan, logam yang akan disepuh dijadikan katode, sedangkan logan penyepuhan dijadikan anoda. Kedua elektroda itu dicelupkan dalam larutan garam dari logam penyepuh. DalaM proses pelapisan logam, penempatan sebuah zat padat (biasanya terdapat pada logam murni atau campuran) umumnya elektrolit dari sebuah larutan oleh sebuah proses yang disebut elektroda positif. Elektroda positif diperoleh selama elektrolisis di dalamsebuah larutan masih berlangsung. Keluar masuknya sebuah eletrolit berjalan pada alfa sebuah elektroda yang disebut anoda dan katoda. Hubungan dari anoda dengan massa jenis tembaga adalah memberi pendekatan oleh tembaga (I) dibagi dengan daerah permukaan anoda, juga pada katoda massa jenis tembaga, memberi pendekatan dengan tembaga (I) yang dihubungkan dengan daerah katoda, asam sebuah proses pelapisan logam adalah parameter kritis. Dalam elektrolisis, semua ion-ion dalam sebuah larutan membawa tembaga dan kapasitas tembaga tergantung pada konsentrasi dan pengerjaan pada katoda. Dalam sebuah sel elektrokimia terdapat kutubkutub listrik yang disebut elektroda. Berdasarkan perbedaan reaksi kimia yang terjadi, elektroda pada sel elektrokimia yang dibedakan atas anoda dan katoda. Anoda adalah tempat terjadinya reaksi oksidasi, sedangkan katoda tempat terjadinya reaksi oksidasi. Sel elektrokimia dapat dibedakan menjadi 2, yaitu : a. Sel volta LABORATORIUM KIMIA FISIKA

II - 8 BAB II TINJAUAN PUSTAKA terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik. - Katoda adalah kutub positif, sedangkan anoda adalah kutub negatif. b. Sel elektrolisis - terjadi perubahan dari energi listrik menjadi energi kimia. - Katoda adalah kutub negatif dan anoda adalah kutub positif. Skema Proses Electroplating Perpindahan ion logam dengan bantuan arus listrik melalui larutan elektrolit sehinnga ion logam mengendap pada benda padat yang akan dilapisi. Ion logam diperoleh dari elektrolit maupun berasal dari pelarutan anod