BAB IPENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Aluminium merupakan logam yang biasa dijumpai dalamkerak bumi dan terdapat dalam batuan seperti felspar danmika. Kandungan yang mudah diperoleh yaitu oksidaterhidrat seperti bauksit, Al2O3.nH2O, dan kryolit, Na3AlF6.

Aluminium dibuat dalam skala besar dari bauksit, Al2O3.nH2Oyang kemudian tahan terhadap proses korosi karena lapisanoksida yang kuat dan liat terbentuk pada permukaannya.Lapisan-lapisan oksida yang tebal seringkali dilapiskansecara elektrolitik pada aluminium yang merupakan prosesanodasi.1

Perkembangan teknologi zaman sekarang dapat dijumpaiberbagai barang yang terbuat dari logam yang direkayasadengan berbagai cara seperti dicetak, dibentuk, dandiwarnai serta dilapisi dengan logam lain. Bahkan untukproses penyelesaian (finishing) disamping dipoles, ada yangdicat, dipernis, dan dilapisi logam. Finishing diperlukanbagi logam-logam yang mudah mengalami korosi, selain itujuga untuk berfungsi dekoratif (memperindah penampilan).1 Cotton F., Albert dan Goffrey Wilkinson, Basic Inorganic Chemistry,Terj. Sahati Suharto, Kimia Anorganik Dasar (Jakarta: UI-Press, 1989), h.287.

Finishing logam merupakan bidang yang sangat luas. Beberapaproses penting finishing adalah elektroploting. Elektroplating

merupakan suatu cara pelapisan yang menggunakan listriksebagai medianya. Selain elektropoloting mengenal diantaranyaadalah anodasi, plating “electroless” (tanpa listrik),pelapisan/coating konversi, plating mekanis dan platingterhadap plastik.2

Berdasarkan latar belakang tersebut, maka dilakukanpercobaan ini dengan maksud mengetahui lebih jauh tentanganodasi aluminium.

B. Rumusan masalah

Rumusan masalah dari percobaan ini yaitu bagaimanacara melindungi logam aluminium dengan memperteballapisan oksidanya?

C. Tujuan percobaan

Tujuan dari percobaan ini yaitu untuk melindungilogam aluminium dengan mempertebal oksidanya melaluiproses anodasi.

2Salwin Anwar, “Variabel Tegangan Terhadap Hasil ElectroplatingPada Alat Penyepuh Logam”, Jurnal Poli Rekayasa no. 1 (4) (2008), h. 42.

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

Elektrolisis adalah suatu proses dimana reaksi kimiaterjadi pada elektroda yang tercelup dalam elektrolit,ketika tegangan diterapkan terhadap elektroda itu.Elektroda yang bermuatan positif disebut anoda, danelektroda yang bermuatan negatif disebut katoda.Elektroda seperti, platina hanya metransfer electron kedan dari larutan disebut elektroda inert. Elektrodareaktif adalah elektroda yang secara kimia memasukireaksi elektroda. Secara elektrolisis, terjadi reduksipada katoda dan oksidasi pada anoda.3

3Dogra. S.K, Physical Chemistry, Terj. Umar Mansur. Kimia Fisika (Jakarta: Universitas Indonesia (UI-Press), 1990), h. 492.

Sel elektrokimia adalah gabungan dua elektroda.Tergantung pada apakah reaksi elektrokimia berjalansecara spontan atau harus digerakkan oleh gaya geraklistrik yang diberikan, maka ada dua jenis selelektrokimia yaitu sel galvani dan sel elektrolik.4

Gambar II.1. Sel Elektrolisis.5

Gambar tersebut menunjukkan susunan selelektrolisis. Bagian sel ini dapat ditulis sebagaiberikut:6

Al Al3+ Cu2+ CuGaris vertikal ganda menunjukkan hubungan antar

elektrolit dengan bantun jembatan garam. Oleh karenapotensial elektroda baku pasangan Cu2+ / Cu lebih tinggidaripada potensial elektroda baku pasangan Al / Al3+, makaproses akan berjalan secara semerta menurut persamaanreaksi berikut:

Cu2+ + 2e = Cu x3

4Harrizul Rivai, Asas Pemeriksaan Kimia (Jakarta: Universitas Indonesia (UI-Press), 2006), h. 329

5Harrizul Rivai, Asas Pemeriksaan Kimia, h. 329.6Harrizul Rivai, Asas Pemeriksaan Kimia, h. 329.

3

Al = Al3+ + 3e- x2 2Al + 3Cu2+ = 2Al3+ + 3Cu

E0sel = +2,00 V

Dari persamaan reaksi tersebut terlihat bahwatembaga diendapkan pada elektroda tembaga, yang bermuatanpositif karena melepaskan elektron, sedangkan ion sengdilepaskan pada elektroda seng yang memberinya muatannegatif.7

Sel elektrokimia mempunyai kepentingan praktis yangdapat memberikan cara untuk mengubah perubahan energiGibbs dari reaksi kimia menjadi kerja tanpa kerugianmesin kalor. Suatu pengertian mengenai konversi energikimia menjadi energi listrik penting untk kerja dengabatere, sel bahan bakar, pelapisan listrik, korosi,rafinasi listrik atau pemurnian secara listrik (misalnya,produk aluminium) dan teknik elektroanalitik. Penentuandaya gerak listrik suatu sel elektrokimia untuk daerahtertentu memungkinkan untuk mendapatkan besarantermodinamika dari reaksi yang berlangsung dalam sel.8

Menurut soekardjo (2004), Sel elektrokimia dapatmempunyai dua fungsi yaitu sebagai berikut:1. Mengubah tenaga kimia menjadi tenaga listrik.

7Harrizul Rivai, Asas Pemeriksaan Kimia, h. 329.8 John Wiley dan Sons, Physical Chemistry, Terj. Surdia, dkk.

Kimia Fisika (Jakarta: Erlangga, 1981), h. 185.

5

2. Mengubah tenaga listrik menjadi tenaga kimia.9

Sebuah sel elektrokimia yang beroperasi secaraspontan disebut sel galvani atau sel volta. Sel sepertiini mengubah energi kimia menjadi energi listrik yangdapat digunakan untuk melakukan kerja. Sebuah sel dimanapotensial luar yang berlawanan menyebabkan reaksiberlangsung dalam suatu arah berlawanan secara spontandisebut sel elektrolisis. Sel seperti ini hanyamenggunakan energi listrik yang dihasilkan oleh rangkaianluar untuk dapat melakukan reaksi kimia yang sebetulnyatidak dapat berlangsung. Jika sebuah sel diubah menjadisebuah sel elektrolisis dengan penambahan sumberpotensial luar yang berlawanan arah dengan aliranelektron, juga dapat sebuah pembalikan pada sisi anodadan katoda. Dalam sel elektrolisis, oksidasi berlangsungdi elektroda perak yang karenanya menjadi anoda danelektroda tembaga menjadi katoda.10

Elektroda dapat berupa konduktor nonreaktif yangfungsinya adalah menghantarkan elektron ke dalam dankeluar dari sel serta untuk mempermudah pertukaranelektron antara gas dan ion dalam larutan. Elektrolit

9Sukardjo, Kimia Fisika (Jakarta: PT. Rineka Cipta, 2004), h. 75.10David W.Oxtoby, Gillis dan Norman Nachtrieb, Principles Of Modern

Chemistry. Terj. Suminar Setiati Achmadi, Prinsip-Prinsip Kimia Modern(Jakarta: Erlangga, 2003), h. 379.

membawa muatan melalui sel dan ion yang larut di dalamnyaikut serta dalam setengah-reaksi disetiap elektroda.11

Menurut Dogra (1990), Ada dua jenis elektrodayaitu, sebagai berikut:1. Anoda pada sel galvanik, anoda adalah tempat

terjadinya oksidasi, bermuatan negatif disebabkan olehreaksi kimia yang spontan, elektron akan dilepaskanoleh elektroda ini. Pada sel elektrolisis, sumbereksternal tegangan dapat didapat dari luar, sehinggaanoda bermuatan positf apabila dihubungkan dengankatoda. Dengan demikian ion-ion bermuatan negatifmengalir ke anoda untuk dioksidai.

2. Katoda adalah elektroda-elektroda tempat terjadinyareduksi berbagai zat kimia. Pada sel galvanik, katodabermuatan positif bila dihubungkan dengan anoda. Ionbermuatan positif mengalir ke elektroda ini untukdireduksi oleh elektron-elektron yang datang darianoda.12

Sel elektrolitik mempunyai sepasang elektroda yangmenghubungkan ke baterai. Baterai berfungsi sebagai pompaelektron yang menggerakkan elektron ke katoda (tempat

11 David W.Oxtoby, Gillis dan Norman Nachtrieb, Principles OfModern Chemistry. Terj. Suminar Setiati Achmadi. Prinsip-Prinsip KimiaModern, h. 398.

12Dogra. S.K, Physical Chemistry, Terj. Umar Mansur. Kimia Fisika, h.513.

6

terjadinya reduksi) dan menarik elektron dari anoda(tempat terjadinya oksidasi). Reaksi pada elektrodaadalah untuk menghasilkan listrik, kalor yang dihasilkandai reaksi terlebih dahulu digunakan untuk mengubah airmenjadi uap air, yang selanjutnya menggerakkan turbinyang menggerakkan generator. Cukup banyak energi yangdilepas dalam bentuk kalor hilang ke lingkungan padasetiap tahap, pembangkit tenaga yang paling efisien punhanya mengubah sekitar 40 persen dari energi kimiaasalnya menjadi listrik. Karena reaksi pembakaran adalahreaksi redoks akan lebih baik melaksanakannya langsungdengan cara-cara elektrokimia, dengan demikian akansangat meningkatkan efisiensi produksi daya. Tujuan inidapat dicapai dengan alat yang dikenal sebagai sel bahanbakar (fuel cell), yaitu sel galvanik yang memerlukanpasokan reaktan yang kontinyu agar tetap berfungsi.13

Umumnya dapat dinyatakan bahwa beda potensial yangdihasilkan dari pertemuan dua larutan disebabkan karenaperbedaan dalam laju difusi dari kedua ionnya, larutanyang lebih encer mendapatkan muatan yang sesuai denganion yang bergerak lebih cepat. Cara yang paling baikuntuk mengurangi potenisal pertemuan cairan ialah dengan

13Dogra. S.K, Physical Chemistry, Terj. Umar Mansur. Kimia Fisika, h.513.

7

menggunakan jembatan garam dari kalium klorida yangmenghubungkan dua larutan yang berbeda elektrolitnya.14

Pengertian oksidasi untuk menyatakan setiapperubahan kimia yang memberikan arti adanya kenaikandalam bilangan oksidasi. Dalam oksidasi dan reduksi yaitukenaikan dan penurunan bilangan-bilangan oksidasidihasilkan dari perpindahan electron-elektron. Dalam halini bilangan oksidasi dari atom yang pertama naik, danbilangan oksidasi dari atom kedua turun. Oksidasi danreduksi harus selalu terjadi bersama-sama dan harusdiimbangi satu sama lainnya.15

Alumunium merupakan unsur metal yang yang mempunyaisifat mudah dibentuk, lentur, dan tahan korosi. Alumuniumbanyak digunakan dalam bidang industri, termasuk dalamindustri perkapalan. Akan tetapi untuk Alumunium murnimemiliki kekuatan yang rendah. Hal ini bisa ditingkatkandengan pemaduan Alumunium dengan komposisi lainnya untukpeningkatan sifat dari alumunium murni tersebut. Adanyapelapisan oksida pada alumunium ini mengakibatkan

14 Raymond Chang, Kimia Dasar (Jakarta: Erlangga, 2004) h.115.

15 Sastro Hamidjojo, Kimia Dasar (Yogyakarta: UniversitasGajah Mada Press, 2000), h. 111.

Alumunium memiliki keandalan yang baik terhadap korosisekalipun tanpa penambahan pelapisan perlindungan lagi.16

Tembaga banyak digunakan pada berbagai barangelektronik, misalnya kabel, kumparan, dan lain-lain.Logam tembaga pada barang-barang tersebut mengandungkadar tembaga yang cukup tinggi. Sehingga, biasanya bekastembaga dari barang-barang tersebut diolah kembalimenjadi logam tembaga baru untuk digunakan pada barangelektronik lagi. Hal itu memunculkan ide pengolahanlimbah tembaga untuk diolah menjadi bentuk yang laindalam rangka peningkatan nilai guna. Salah satunyasebagai bahan baku pembuatan kristal CuSO4.5H2O.17

16 Rahmad Dwi Arfandi dan Achmad Zubaydi. “AnalisisPengaruh Sudut Kerja Tool Terhadap Sifat Mekanik Hasil PengelasanFriction Stir Welding Aluminium 5083 Kapal Katamaran”, Jurnal Teknik POMITS no.2 (1) (2012), h. 1.

17Fitrony, “Pembuatan Kristal Tembaga Sulfat Pentahidrat(CuSO4.5H2O) Dari Tembaga Bekas Kumparan”, Jurnal Teknis POMITS no. 1 (2)(2013), h. 121.

8

BAB IIIMETODE PERCOBAAN

A. Waktu dan Tempat

Hari / Tanggal : Rabu / 05 November 2014Pukul : 08.00-10.00 WITATempat : Laboratorium Kimia Anorganik,

Fakultas Sains dan Teknologi UIN Alauddin Makassar.

B. Alat dan Bahan

1. AlatAlat yang digunakan dalam percobaan ini adalah

neraca analitik, kompor listrik, voltmeter, klipaligator, gelas kimia 250 mL, gelas kimia 100 mL, batubaterai, spatula, pinset dan gunting. 2. Bahan

Bahan yang digunakan dalam percobaan ini yaituaquadest (H2O), aluminium foil, amplas, diamonium oksalat

((NH4)2C2O4), asam sulfat (H2SO4) 2 M, besi (III) klorida(FeCl3) 0,2 M, detergen, lempeng aluminium (Al), tembaga(Cu) dan tissue.

C. Prosedur Kerja

Prosedur kerja yang dilakukan pada percobaan iniyaitu sebagai berikut:

1. Anodasi Aluminium.Pertama yang dilakukan yaitu menyiapkan lempeng

aluminium (Al) dan tembaga (Cu). Mengamplas masing-masingbagian lempeng. Menimbang setiap lempengan sebelumdigunakan untuk mengetahui berat awal sebelum dilakukananodasi. Membersihkan masing-masing lempengan denganmenggunakan detergen. Membilas kembali dengan air panas.Memasukkan asam sulfat (H2SO4) 2 M pada gelas kimia.Menghubungkan lempeng aluminium (Al) pertama dan tembaga(Cu) dengan menggunakan penjepit aligator pada voltmeter.Memasukkan ke dalam gelas yang berisi asam sulfat (H2SO4)sampai tercelup sebagian dan tidak menyentuh klipaligator selama 15 menit. Mengamati nilai potensialenergi yang muncul pada voltmeter. Menimbang kembalisetiap lempengan untuk mengetahui bobot akhirnya.

9

10

2. Anodasi Aluminium dengan batu bateraiPertama yang dilakukan yaitu menyiapkan lempeng

aluminium (Al). Mengamplas bagian lempengan. Menimbanglempengan sebelum digunakan untuk mengetahui berat awalsebelum dilakukan anodasi. Membersihkan lempengan denganmenggunakan detergen. Membilas kembali dengan air panas.Memasukkan asam sulfat (H2SO4) 2 M pada gelas kimia.Menghubungkan lempeng aluminium (Al) dengan menggunakanpenjepit aligator pada voltmeter dan batu baterai.Memasukkan ke dalam gelas yang berisi asam sulfat (H2SO4)sampai tercelup sebagian dan tidak menyentuh klipaligator selama 15 menit. Mengamati hingga terjadi reaksiatau munculnya gelembung-gelembung dalam larutan asamsulfat (H2SO4). Mencatat nilai potensial energi yangmuncul pada voltmeter. Menimbang kembali setiap lempenganuntuk mengetahui bobot akhirnya.

3. Pewarnaan AluminiumPertama yang dilakukan yaitu memasukkan setiap

lempeng ke dalam larutan besi (III) klorida (FeCl3) 0,2 Mdan diamonium oksalat ((NH4)2C2O4). Memanaskan sampaimendidih. Mengangkat lempeng tersebut dan mengamatiperubahan warna yang terjadi. Menimbang kembali lempengantersebut.

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Pengamatan

1. Tabel PengamatanTabel VI.1 Hasil Pengamatan Percobaan Anodasi Aluminum

Bobot (gr) Warna Warna

No. Sampel Pereaksi

akhirAwal Akhir Awal Akhir

1. Aluminium (Al)1

Asamsulfat(H2SO4)

0,1924

0,1927

Abu-abu

Abu-abu

Coklat

2. Aluminium (Al)2

Asamsulfat(H2SO4)

0,0177

0,0155

Abu-abu

Abu-abu

Coklat

3. Tembaga(Cu)

Asamsulfat(H2SO4)

0,5793

0,5770

Coklat

Coklat

Coklat

2. ReaksiAl dan Cu dalam H2SO4

Katoda : Cu2+ + 2e- Cu x3

Anoda : Al Al3+ + 3e- x2

2Al + 3Cu2+ 2Al3+

+ 3Cu E0sel = +2,00 V

3. Analisis DataUntuk Al1, Al2 dan Cu

Bobot aluminium (Al)1 = Bobot Al akhir – Bobot Alawal

13

12

= 0,1927 g – 0,1924 g= 0,0003 g

Bobot aluminium (Al)1 = Bobot Al akhir – Bobot Al awal

= 0,1055 g – 0,1057 g= -0,0002 g

Bobot Tembaga (Cu) = Bobot Cu akhir – Bobot Cuawal

= 0,5770 g – 0,5793 g= -0,0023 g

B. Pembahasan

Percobaan anodasi aluminium dilakukan untukmelindungi aluminium dengan mempertebal lapisan oksidapada permukaan aluminium tersebut. Pada percobaan inidigunakan dua keping aluminium (Al) dan tembaga (Cu),asam sulfat (H2SO4) yang bertindak sebagai jembatan garam,besi (III) klorida (FeCl3) 0,2 M dan diamonium oksalat((NH4)2C2O4) sebagai pewarna.

Perlakuan pertama yaitu mengamplas setiap bagianlempeng kemudian menimbang dengan menggunakan neracaanalitik yang berfungsi untuk mengetahui bobot awal padasetiap lempeng. Selanjutnya membersihkan masing-masinglempengan dengan detergen dan dibilas kembali menggunakan

air panas. Detergen digunakan sebagai pembersih karenamengandung natrium hidroksida (NaOH) yang dapatmenetralkan lempengan tersebut. Menyiapkan sebuah gelaskimia yang berisi asam sulfat (H2SO4) yang berfungsisebagai larutan yang akan mengalami reaksi reduksi danjuga sebagai media pengaliran elektron. Pada larutan asamsulfat (H2SO4) dihubungkan aluminium (Al) dan tembaga (Cu)dengan menggunakan penjepit aligator yang terhubung padavoltmeter. Volmeter berfungsi sebagai alat untukmenentukan nilai petonsial energi yang dihasilkan. Untukaluminium (Al) dan tembaga (Cu), yang bertindak sebagaikatoda yaitu tembaga dan yang bertindak sebagai anodayaitu aluminium. Setelah nilai potensial diketahui, makadilakukan proses pewarnaan.

Proses pewarnaan dilakukan dengan menggunakanlarutan besi(III) klorida yang direaksikan dengandiamonium oksalat yang akan memberikan warna yang berbedapada permukaan logam. Lapisan oksida yang terbentuk darilogam yang dielektrolisis mengandung sedikit ion sulfatdimana masih terdapat pori-pori pada permukaan logamsehingga lapisan oksida tersebut dapat menyerap warnasesuai dengan yang diinginkan. Fungsi dari pewarnaan iniadalah untuk mengetahui tingkat ketebalan lapisan prosesanodasi dan fungsi penambahan larutan diamonium oksalat

14

adalah sebagai zat yang memperlambat terjadinya reaksireduksi pada Al dan FeCl3 berfungsi sebagai pengoksidasidan juga sebagai sampel yang menghasilkan ion Fe3+

, untukmencegah terjadinya pengotoran, pori-pori dari logamperlu ditutupi dengan jalan memanaskan selama beberapamenit. Pada saat pemanasan ini, beberapa oksida akanmengalami hidrasi, kemudian mengembang dan dengansendirinya akan menutupi pori-pori yang ada dan kemudiansetelah beberapa menit, terbentuklah warna yang lebihmencolok pada logam yang dianodasi yaitu coklat.

Berdasarkan hasil pengamatan diperoleh nilaipotensial aluminium (Al) dan tembaga (Cu) yaitu 2,00 voltdengan bobot sebelum anodasi yaitu 0,1924 g dan 0,5770 g.Sedangkan setelah anodasi yaitu 0,1927 g dan 0,5793 g.Warna yang dihasilkan pada aluminium yaitu coklat dantembaga coklat. Dari hasil pengamatan tersebut, aluminium(Al) mengalami pertambahan bobot sedangkan tembaga (Cu)mengalami penurunan. Hal ini menandakan bahwa aluminiumtersebut mengalami penebalan lapisan oksida.

15

BAB VPENUTUP

A. Kesimpulan

Kesimpulan dari percobaan ini adalah logamaluminium (Al) dapat dilindungi dengan mempertebaloksidanya melalui proses anodasi. Ketebalan padaaluminium bertambah ditandai dengan bertambahnya bobotaluminium (Al) menjadi 0,0003 g dan tembaga menjadi (Cu)-0,0023 g.

B. Saran

Saran yang dapat disampaikan pada percobaanselanjutnya yaitu sebaiknya juga menggunakan kaliumklorida (KCl) sebagai jembatan garam.

DAFTAR PUSTAKA

Afandi, Rahmad Dwi dan Achmad Zubaydi. “Analisis PengaruhSudut Kerja Tool Terhadap Sifat Mekanik HasilPengelasan Friction Stir Welding Aluminium 5083 KapalKatamaran”, Jurnal Teknik POMITS no. 2 (1) (2012), Hal.1-6.

1416

Albert, Cotton F. dan Geoffrey Wilkinson. Basic InorganicChemistry, Terj. Saha Suharto. Kimia Anorganik Dasar.Jakarta: UI-Press, 1989.

Chang, Raymond. Kimia Dasar. Jakarta: Erlangga, 2004.

Harper dan Rour. General Colage chemistry, Terj. AloysiusHadyana Pudjaatmaka. Kimia Dasar. Jakarta: Erlangga,1984.

Oxtoby, David W, Gillis dan Norman Nachtrieb. Principles OfModern Chemistry. terj. Suminar Setiati Achmadi.Prinsip-Prinsip Kimia Modern. Jakarta: Erlangga, 2003.

Rivai, Harrizul. Asas Pemeriksaan Kimia. Jakarta: UI-Press,2006.

Sastrohamidjojo, Hardjono. Kimia Dasar. Yogyakarta:Universitas Gadjah Mada Press, 2000.

S.K. Dogra. Physical Chemistry, Terj. Umar Mansur. Kimia Fisika.Jakarta: UI-Press, 1990.

Sukardjo. Kimia Fisika.Jakarta: PT. Rineka Cipta, 2004.

Wiley, John dan Sons. Physical Chemistry, Terj. Surdia, dkk.Kimia Fisiska. Jakarta: Erlangga, 1981.