PROSES LAPIS LISTRIK (ELEKTROPLATING) UNTUK MENGHAMBAT LAJU KOROSI PADA LOGAM

Oleh :

Martha Doroty SilalahiNIM 4133210028

JURUSAN KIMIA NON KEPENDIDIKANFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS NEGERI MEDAN2014KATA PENGANTARPuji dan syukur kami ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunia-Nya, sehingga saya dapat menyelesaikan makalah ini dengan baik. Makalah ini berjudul PENGARUH KUAT ARUS TERHADAP PROSES ELEKTROPLANTING BESI DAN NIKEL TERHADAP LAJU KOROSI.Ucapan terimakasih saya ucapkan kepada Bapak Alkhafi M. Siregar, M.Si selaku dosen pengampuh matakuliah Fisika Umum II yang telah membantu memberikan bimbingan dan arahan kepada saya sehingga makalah ini dapat terselesaikan. Terima kasih pula kepada rekan-rekan yang telah memberikan ide dan dukungan kepada saya dalam menyelesaikan makalah iniPenulis menyadari bahwa Proposal ini masih jauh dari sempurna. Oleh karenaitu, saya mengharapkan saran dan kritik dan untuk menjadi masukan dalam penyempurnaan makalah ini. Semoga makalah ini dapat berguna bagi semua pihak.

Medan, April 2014Penulis,

DAFTAR ISIHALAMAN JUDUL................................................................................................1KATA PENGANTAR.............................................................................................2DAFTAR ISI.........................................................................................................3,4BAB I.......................................................................................................................5PENDAHULUANLatar Belakang.......................................................................................5,6,7Rumusan Masalah........................................................................................7Tujuan Penulisan..........................................................................................7BAB II......................................................................................................................8TINJAUAN TEORITIS2.1Logam..........................................................................................................82.1.1Sifat-Sifat Logam.................................................................................8,9,102.1.2Jenis-Jenis Logam............................................................................10,11,122.1.3Struktur Logam..........................................................................................132.2Pengrtian Korosi.........................................................................................142.2.1Proses Terjadinya Korosi...........................................................................142.2.2Faktor Yang Mempengaruhi Korosi.....................................................15,162.2.3Jenis-Jenis Korosi..................................................................................16,172.3Metode Pelapisan Logam......................................................................17,182.4Elektroplating.............................................................................................192.4.1Prinsip Dasar Elektroplating............................................................19,20,212.4.2Skema Proses elektroplating.................................................................21,222.4.3Pelapis Tembaga...................................................................................22,232.4.4Pelapis Timah Putih...................................................................................232.4.5Pelapis Seng..........................................................................................23.242.4.6Pelapis Nikel..............................................................................................242.4.7Pelapis Khrom.......................................................................................24,252.5Hukum Faraday.....................................................................................25,26BAB IIIKESIMPULAN......................................................................................................27SARAN..................................................................................................................27DAFTAR PUSTAKA............................................................................................28

BAB IPENDAHULUAN1.1 LATAR BELAKANGKebutuhan logam semakin meningkat seiring perkembangan zaman yang terus meningkat. Logam merupakan suatu bahan anorganik yang tidak bisa diperbaharui harus membutuhkan perawatan yang lebih sehingga bisa lebih tahan lama dalam penggunaannya. Pelapisan logam adalah salah satu solusi untuk perawatan logam sehingga terhindar dari berbagai hal yang membuat logam sampai pada titik haus atau tidak dapat dipergunakan kembali. Pelapisan logam ini dilakukan untuk menghindari logam dari berbagai kerusakan yang dapat terjadi pada logam. Kerusakan yang terjadi pada logam disebabkan oleh korosi.Korosi merupakan suatu persoalan yang selalu dihadapi dan merupakan suatu permasalahan yang harus di cari jalan keluarnya untuk mengurangi terjadinya oksidasi antara logam dengan udara bebas. Proses korosi terjadikarena bereaksinya permukaan suatu logam dengan oksigen, dimana permukaan logam tersebut tidak dilapisi dengan suatu logam lain atau logam alloy (paduan) untuk mengurangi terjadinya korosi. Contoh korosi yang paling lazim adalah perkaratan besi.Besi merupakan logam yang paling sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Logam besi juga jauh lebih ekonomis dibandingkan dengan logam lainnya. Oleh karena itu dibutuhkan suatu cara untuk merawat logam besi supaya dalam penggunaannya dalam kehidupan sehari-hari lebih tahan terhadap serang korosi.Nikel bersifat ferromagnetik teteapi diatas 35 derajat celcius berubah menjadi sifat parramagnetik. Nikel mempunyai sifat kekerasan dan kekeuatan sedang, keliatan dan keuletannya baik, daya hantar listrik dan termal baik. Pada suhu biasa, nikel tidak terserang udara basah dan kering. Senyawa nikel digunakan terutama sebagai katalis serta dalam elektroplanting. Pada proses elektroplanting, walau kebanyakan nikel dari anodanya, tetap perlu ditambahkan garamnya ke bak planting. Pada peristiwa korosi, logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen (udara) mengalami reduksi. Karat logam umumnya adalah berupa oksigen atau karbonat. Rumus kimia karat besi adalah Fe2O3.nH2O, suatu zat padat yang berwarna coklat-merah. Ada berbagai metode yang sering digunakan untuk menghindari logam dari bahaya korosi. Metode yang sering digunakan berupa : penyalutan listrik (elektroplanting), pencelupan panas (hot diping), pelapisan dengan penyemprotan, pelapisan dengan penempelan dan pelapisan difusi (Chamberlain, 1991)Larutan elektrolit adalah zat ang larutannya dalam air atau leburannya dapat menghantarkan arus listrik. Larutan elektrolit juga dapat menunjukkan sifat koligatif, tetapi lebih besar dari zat elektrolit dengan konsentrasi yang sama. Dikatakan larutan elektrolit memiliki sifat-sifat koligatif yang abnormal.(Sukardjo, 2002)Aliran listrik adalah aliran elektron. Dalam konduktor elektrolit seperti logam-logam, aliran ini dibawa oleh elektron-elektron di dalam logam. Dalam konduktor elektrolit, aliran listrik ini dibawa oleh ion-ion dalam larutan, karena itu larutan elektrolit dapat menghantarkan aliran listrik dan larutan ion non elektrolit tidak dapat menghantarkan aliran listrik. Menurut hukum faraday ialah massa zat yang terjadi akibat reaksi kimia pada elektroda, berbanding lurus dengan jumlah listrik yang lewat larutan selama proses elektroplanting.Elektroplating dapat diartikan sebagai proses pelapisan logam, dengan menggunakan bantuan arus listrik dan senyawa kimia tertentu guna memindahkan partikel logam pelapis ke material yang hendak dilapis. Kegunaan utama lapis listrik (elektroplanting) khususnya di air laut adalah untuk melindungi bahan-bahan logam dari serangan korosi, misalnya intilasi pipa dibawah air laut.Penelitian yang telah dilakukan sebelumnya dengan menggunakan metode elektroplating, menunjukkan beberapa hasil pengujian korosi baja karbon yang telah di elektroplating dengan menggunakan nikel sebagai benda kerja dengan waktu elektroplanting 60 detik dan arus 6 ampere diperoleh laju korosi sebesar 0,079mm/tahun, sedangkan pada waktu 70 detik diperoleh laju korosi 0,078mm/tahun dan pada waktu 80 detik diperoleh laju korosi sebesar 0,070mm/tahun.(Hilmina, 2004)1.2 RUMUSAN MASALAH.Dari latar belakang yang telah diuraikan diatas, rumusan masalah adalah sebagai berikut :1. Bagaimana proses elektroplating pada besi yang dilapisi oleh sesama logam (nikel)?2. Apa penyebab utama terjadi korosi pada logam?3. Berapa lama logam dapat dipakai setelah dielektroplating1.3 TUJUAN :Ada pun tujuan dari penulisan makalah ini adalah1. Untuk mengetahui proses elektroplating pada besi2. Untuk mengetahui perbedaan lama korosi pada logam yang dielektroplanting dengan logam yang tidak dilapisi3. Untuk mengetahui manfaat dari proses elektroplanting terhadap laju korosi besi dan nikel

BAB IIPEMBAHASAN2.1 logam Banyak logam berupa alloy, campuran dua macam atau lebih. Sifatnya tergantung pada komposisinya. Hanya tembaga yang sering digunakan dalam bentuk murni. Logam pelapis, kebanyakan (tembaga, nikel, khrom, timah, perak, seng, dan kadsium) justru dipakai dalam keadaan murni. Sifat-sifat logam harus dipahami dengan baik dalam proses elektroplating, karena bahan-bahan logam itulah yang dijadikan substrat atau finishingnya. Sifat finishing juga perlu dikuasai sesuai tujuan akhir. Bila hanya tujuan berbentuk penampilan tidak perlu kekerasan, kuat tensile dan semacamnya.2.1.1 Sifat-Sifat Logam Secara fisika sifat logam ialah perlakuan bahan karena mengalami peristiwa fisika, seperti adanya pengaruh panas, listrik, dan beban. Yang termasuk golongan fisika adalah sifat panas, sifat listrik, dan sifat mekanis.1. Sifat PanasSifat panas bahan yang timbul karena pengaruh panas, yaitu : sifat-sifat karena proses pemanasan dan terjadi perubahan bentuk/ukuran oleh panas (penyusutan/pemuaian). Pengaruh panas dapat juga merubah struktur bila kombinasi panas dan pendinginan dilakukan pada kecepatan waktu tertentu. Hal ini banyak mempengaruhi atau dapat merubah sifat mekanis dari bahan. Proses ini dikenal dengan perlakuan panas atau heat-treatment. 2. Sifat ListrikSifat-sifat listrik dari bahan yang terpenting adalah: ketahanan dari suatu bahan terhadap aliran listrik dan daya hantarnya, dan tidak semua bahan mempunyai daya hantar listrik yang sama. Bahan bukan logam, seperti keramik, plastik, adalah penghantar listrik yang tidak baik, oleh karena itulah bahan ini dipergunakan sebagai isolator.Semua bahan logam dapat mengalirkan arus listrik, akan tetapi logam yang paling baik untuk menghantarkan arus listrik sering digunakan sebagai konduktor. Konduktor yang baik adalah seperti kabel, panel penghubung dan tembaga.

3. Sifat Mekanis.Sifat mekanik suatu bahan adalah kemampuan bahan untuk menahan beban-beban yang dikenakan padanya. Beban-beban tersebut dapat berupa beban tarik, tekan bengkok, geser, puntir atau beban kombinasi. Kekuatan (strenght)Kekuatan menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan tanpa menyebabkan bahan tersebut menjadi patah. Kekuatan ini ada beberapa macam, dan ini tergantung pada beban yang bekerja antara lain dapat dilihat dari kekuatan tarik, kekuatan geser, kuatan tekan, kekuatan puntir, dan kekuatan bengkok. Kekerasan (hardnes)Kekerasan dapat didefenisikan sebagai kemampuan bahan untuk tahan terhadap goresan, pengikisan (abrasi), korosi, penetrasi. Sifat ini berkaitan erat dengan sifat keausan. Dimana kekerasan ini juga mempunyai kolerasi dengan kekuatan. Kekenyalan (Elasticity)Kekenyalan menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk yang permanen setelah tegangan yang dihilangkan. Bila suatu logam mengalami tegangan maka akan terjadi perubahan bentuk. Kekakuan (Sriffness)Kekakuan menyatakan kemampuan logam untuk menerima tegangan tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk atau defleksi. Kelelehan(Fatique)Kelelehan merupakan kecenderungan dari logam untuk patah menerima tegangan berulang-ulang yang besarnya masih jauh dibawah batas kekuatan elastisitasnya.2.1.2 Jenis-jenis Logam1. Aluminium Aluminum mempunai sifat tahan karat dan sangat ringan. Bijih aluminium disebut bauksit. Bauksit banyak dihasilkan dari pulau bintan dan wilayah Singkawang. Karena sifatnya yang sangat ringan, tidak mudah berkarat, mengkilap, penggunaan nya praktis dan mudah menghantarkan panas, maka logam aluminium digunakan untuk membuat perabotan dapur seperti rantang dan panci. Selain itu, aluminium juga digunakan dalam bahan baku pembuatan pesawat terbang.

2. Besi.Besi (Fe) merupakan unsur logam yang dinamakan biji besi yang diperoleh dari hasil tambang. Untuk memperoleh biji besi tersebut terlebih dahulu dilakukan proses pemisaahan misalnya bijih besi yang berbentuk batu dipecahkan dan biji besi yang berbentuk pasir atau butir-butir halus dibuat sinter atau briket sebelum dimasukkan ke dalam dapur tinggi. Pengolahan biji besi didalam dapur tinggi akan menghasilkan besi kasar. Besi kasar inilah yang disebut besi.Besi adalah logam ang paling banyak bahannya dan penggunaannya dalam kehidupan. Besi banyak digunakan dalam berbagai bentuk atau jenis benda dikarenakan pengolahanna relatif murah dibanding pengolahan produk berbahan dasar logam jenis lain, dan besi juga mudah dimodifikasi.Besi hasil tanur tinggi bila dicampur dengan karbon dan logam-logam lain bisa menjadi baja. Baja yang tahan karat disebut stainless steel. Stainless teel terbuat dari campuran besi, nikel, dan khrom.

Besi merupakan senyawa polar yang bersifat keras dan kuat. Di lain sisi besi juga mempunyai pori-pori yang cukup besar, itulah yang menebabkan besi diberi perawatan yang lebih sehingga terhindar dari kerusakan (pengkaratan). Perawatan yang dilakukan adalah pelapisan.Gambar untuk besi.

3. EmasEmas termasuk kedalam golongan logam mulia karena sifatnya yang tahan karat dan tidak bereaksi dengan asam. Emas digunakan untuk membuat macam-macam perhiasan seperti; gelang, cincin, kalung, piala, dan lainnya. Kadar emas dinyatakan dalam karat. Emas murni berkadar 24 karat atau 100%. Untuk bisa dibuat perhiasan, emas harus dicampur dengan logam lain.

Gambar untuk emas.

4. TembagaTembaga merupakan jenis logam yang memiliki daya hantar panas yang baik. Oleh krena itu, tembaga banyak digunakan sebagai pembuatan peralatan memasak, kawat listrik, kawat telepon dan lainnya. Tembaga termasuk logam lunak, agar bisa menjadi keras maka tembaga harus diolah dengan mencampurkan dengan logam lain.Gambar untuk tembaga.

5. NikelNikel (Ni) mempunyai sifat yang keras, liat dan juga bersifat megnetis. Nikel sangat cocok untuk dibuat paduan besi dan baja, karena dapat untuk memperbaiki sifat tahan terhadap korosi dan tahan terhadap panas. Nikel mempunyai warna putih kekuning-kuningan dan mengkilat, massa jenisna 8,9g/dm3, titik leburna 1450o, kuat liat, tahan korosi dan magnetis. Nikel dapat digunakan sebagai bahan paduan pada logam paduan, contoh baja (seperti penelitian Hilminia) nikel, besi nikel, untuk dekoratif besi nikel khrom. Hal ini dilakukan untuk alat-alat perlengkapan bangunan dan perlengkapan rumah tangga, untuk alat-alat ukur dan alat-alat kedokteran, dan alat-alat listrik.2.1.3 Struktur LogamDalam keadaan padat logam mempunai bentuk kristal dan atom-atom tersusun menurut pola geometri tertentu sewaktu membeku dikenal sistem bentuk tujuh dan satuan dari kisi tersebut dapat ditentukan dengan fraksi sinar X, kisi kubik pemusatan ruang mempunyai atom pada titik sudut kubus dan sebuah atom di tengah tiap sudut sisinya. Logam seperti Berilium, cadmium, dan magnesium memiliki struktur heksagonal tumpukan padat, susunan atom solid metal (space lattices), secara garis besar susunan atom yang membentuk unit sel dibagi menjadi tiga bagian yaitu :1. Body Centered Cubic (BCC) atau kubik pemutusan ruang (KPP) yakni di setiap sudut ditempati suatu atom dan ditengahna terdapat satu atom sehingga jumlah atom pada BCC pada setiap unit sel terdapat sembilan atom dan pada mikrosko[p hana terlihat satu sisi saja.Cotoh : Ba, Cr, Fe dan Mo2. Forced Centered Cubic (FCC) atau Kubik Pemusatan Sisi (KPS), dimana setiap sudut ditempati satu atom dan tiap pertengahan sisi ditempati satu atom, jadi jumlah atom pada satu unit sel terdapat 14 atom.Contoh : Al, Ca, Au, Ni, dan Ag.3. Close Packed Hexagonal (CPH) atau Heksagonal Tumpukan Padat (HTT) akni setiap sudutna ditempati satu atom ditengah sisi atas dan bawah terdapat satu atom dan ditengah heksagonal terdapat tiga atom, jadi jumlah atom dalam satu unit sel terdapat 17 atom.Contoh : Cd, Co, Mg dan Zn.(Tanjung O, 2000)Susunan atom BCC,FCC, dan CPH dapat berubah seiring dengan berubahna temperature, contoh besi pada temperature dibawah 910o strukturnya BCG dan diatas temperature 910o-1400oC susunan atomnya berubah menjadi susunan FCC dan diatas temperature 1400oC susunan atomnya berubah kembali menjadi susunan BCC.2.2 Pengertian KorosiKorosi merupakan penurunan mutu logam akibat reaksi elektrokimia dengan lingkungan sekitar. Sejak korosi menjadi masalah ang diderita logam, ketiga kenyataan diatas semakin menekan perluna pemahaman tentang korosi. Korosi melibatkan zat dan energi. Korosi sebagai perusak logam oelh keadaan sekitar. Keadaan sekitar ini antara lain adalah udara lembab, gas, bahan kimia, air laut, dan lainnya. Korosi merupakan proses perubahan struktur ang menimbulkan kerapuhan struktur ang menimbulkan kerapuhan dan disebakan karena reaksi sebagai akibat dari adanya sel konsentrasi dari ion logam atau adanya galvanik.2.2.1 Proses Terjadinya KorosiProses terjadinya korosi bisa melalui proses kimia maupun proses fisika atau kombinasi dari keduanya.a. Proses Korosi Secara Kimia.Proses korosi secara kimia ang paling sering dan perlu untuk diketahui adalah proses kimia ang melibatkan perpindahan elektron (elektroda terkorosi), katoda (elektroda ang tidak terkorosi), penghantar (ang menghubungkan antara katoda dan anoda) dan ang terakhir adlah elektrolit(lingkungan ang bisa menghantarkan arus listrik seperti : tanah, air laut, dan sebagainya. Bila salah satu dari unsur tersebut tidak ada maka korosi tidak akan terjadi, misalna secara teori diruang hampa (vacum) korosi tidak akan terjadi.b. Proses Korosi Secara FisikaProses korosi secara fisika terjadi karena abrasi (geseran dengan benda padat), adanya beban (ditarik atau ditekan), pengaruh kecepatan aliran atau yang lainna yang mempercepat terjadinya korosi.

2.2.2 Faktor Yang Mempengaruhi KorosiKorosi pada dasarnya merupakan interaksi dari satu logam atau paduan dengan lingkungannya, dengan demikian faktor yang mempengaruhi korosi dapat dicari dengan logam dan lingkungan itu sendiri. Ada pun faktor-faktor itu antara lain:1. Jenis konsentrasi larutan elektrolitTidak semua elektron berpengaruh sama terhadap suatu logam atau paduan. Demikian pula konsentrasinya, pada umumnya semakin tinggi konsentrasi akan semakin positif.2. Adanya oksigen yang terlarut didalam larutan elektrolitPada umumnya adana oksigen ang terlarut pada larutan elektrolit akan menaikkan laju korosi3. TemperaturTemperatur daopat juga mempengaruhi laju korosi. Berdasarkan terperatur maka korosi dibagi dua, yaitu :a. Korosi kering adalah korosi yang diakibatkan oleh adanya oksigen pada temperatur tinggi (>200oC)b. Korosi basah adalah korosi yang terjadi pada temperatur rendah (