Download - Pelapisan Logam Kelompok Iiia

Transcript
Page 1: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

LABORATORIUM

KIMIA FISIKA

Percobaan : PELAPISAN LOGAM Kelompok : III A

Nama : 1. M. Bayu Prasetyo NRP. 2313 030 049 2. Vonindya Khoirun N.M. NRP. 2313 030 021 3. Maulana Adi W. NRP. 2313 030 025

Tanggal Percobaan : 30 September 2013

Tanggal Penyerahan : 01 Oktober 2013

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

Asisten Laboratorium : Dhaniar Rulandri W.

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2013

Page 2: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

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.

Prosedur percobaan ini dimulai dengan membersihkan lempengan besi dengan menggunakan

larutan HCl pekat. Menimbang lempengan besi dengan menggunakan neraca elektrik untuk

mengetahui berat mula-mulanya (Wo). Menuangkan larutan CuSO4 0,3 N pada suatu wadah.

Mencelupkan lempengan besi dan tembaga pada wadah yang telah berisi larutan CuSO4.

Menghubungkan lempengan besi dan tembaga ke amperemeter pada variabel kuat arus 100 mA,

300mA, 500 mA. Menghitung dengan stopwatch untuk reaksi selama 5 menit. Menimbang lempengan

besi dengan menggunakan neraca elektrik untuk mengetahui berat akhir (W). Mengulangi langkah-

langkah tersebut sesuai dengan variabel waktu yang telah ditentukan dan dengan larutan CuSO4

dengan konsentrasi yang berbeda..

Dari hasil percobaan yang telah dilakukan menyatakan bahwa proses elektroplating

menghasilkan peningkatan berat pada logam yang dilapisi atau yang kali ini digunakan adalah

logam besi. Kondisi optimum pelapisan logam besi terjadi pada arus 500mA pada menit ke 25

dengan berat 17,5 gram dan 300 mA pada menit ke 25 dengan berat 18,5 gram. Sedangkan kondisi

minimum terjadi pada penggunaan arus listrik 300 mA yaitu pada menit ke 5 dengan berat 16 gram.

Pertambahan berat logam pada kondisi optimum terjadi pada menit ke 25 dengan penambahan berat

logam yaitu 2 gram. Sedangkan pada kondisi minimum tidak terjadi penambahan berat yaitu pada

arus 300mA pada menit ke 5.

Kata kunci : pelapisan logam, reaksi redoks, elektroda

Page 3: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

ii

DAFTAR ISI

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

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

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

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

DAFTAR GRAFIK .......................................................................................................... v

BAB I PENDAHULUAN

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

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

I.3 Tujuan Percobaan ........................................................................................... I-2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

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

BAB III METODOLOGI PERCOBAAN

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

III.2 Bahan yang Digunakan ................................................................................ III-1

III.3 Alat yang Digunakan ................................................................................... III-1

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

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

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

BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil Percobaan ........................................................................................... IV-1

IV.2 Pembahasan ................................................................................................. IV-1

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

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................... vi

DAFTAR NOTASI .......................................................................................................... vii

APENDIKS ...................................................................................................................... viii

LAMPIRAN

- Laporan sementara

- Fotokopi Referensi

- Lembar revisi

Page 4: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

iii

DAFTAR GAMBAR

Gambar II.1 Proses Electroplating .................................................................................. . II-2

Gambar II.2 Skema Pelapisan Logam ............................................................................ . II-7

Gambar III.1 Gambar Alat Percobaan ............................................................................ . III-4

Page 5: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

iv

DAFTAR TABEL

Tabel IV.1 Pelapisan Logam 100 A (I) konsentrasi CuSO4 0,5 N .................................. . III-1

Tabel IV.2 Pelapisan Logam 300 A (I) konsentrasi CuSO4 0,5 N .................................. . III-2

Tabel IV.3 Pelapisan logam 100 A (I) konsenstrasi CusO4 0,3N .................................... . III-3

Tabel IV.4 Pelapisan logam 500 A (I) Konsentrasi CuSO4 0,5 N ................................... . III-4

Page 6: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

v

DAFTAR GRAFIK

Grafik IV.1 Pelapisan Logam 100 A (I) konsentrasi CuSO4 0,5 N ................................. . III-1

Grafik IV.2 Pelapisan Logam 300 A (I) konsentrasi CuSO4 0,5 N ................................. . III-2

Grafik IV.3 Pelapisan logam 100 A (I) konsenstrasi CusO4 0,3N................................... . III-3

Grafik IV.4 Pelapisan logam 500 A (I) Konsentrasi CuSO4 0,5 N .................................. . III-4

Page 7: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

vi

DAFTAR NOTASI

No Simbol Keterangan

1. WO Berat awal

2. Wt Berat akhir

3. N Netrallisasi

4. V1 Volume Awal

5. V2 Volume Akhir

6. M1 Molaritas Awal

7. M2 Molaritas Akhir

8. N Mol

9. M Massa

10 BM Berat Molekul

Page 8: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

vii

APENDIKS

Percobaan I

Tabel IV.1 Pelapisan Logam 100 A (I) konsentrasi CuSO4 0,5 N

NO t

(waktu)

Berat pada larutan CuSO4 0.5

N

∆W

wo wt

1 5 menit 16 gram 17,0 gram 17 – 16 = 1 gram

2 10 menit 16 gram 17,5 gram 17,5 – 16 = 1,5 gram

3 15 menit 16 gram 18,0 gram 18 – 16 = 2 gram

4 20 menit 16 gram 18,0 gram 18 – 66 = 2 gram

5 25 menit 16 gram 18,0 gram 18 – 16 = 2 gram

Percobaan II

Tabel IV.2 Pelapisan Logam 300 A (I) konsentrasi CuSO4 0,5 N

NO t

(waktu)

Berat pada larutan CuSO4 0.5 N ∆W

wo wt

1 5 menit 16 gram 16,0 gram 16 – 16 = 0 gram

2 10 menit 16 gram 16,5 gram 16,5 – 16 = 0,5 gram

3 15 menit 16 gram 17 gram 17 – 16 = 1 gram

4 20 menit 16 gram 17 gram 17 – 16 = 1 gram

5 25 menit 16 gram 18,5 gram 18,5 – 16 = 2,5 gram

Percobaan III

Tabel IV.3 Pelapisan logam 100 A (I) konsenstrasi CusO4 0,3N

NO t

(waktu)

Berat pada larutan CuSO4 0.3 N ∆W

wom wt

1 5 menit 16 gram 16,5 gram 16,5 – 16 = 0,5 gram

2 10 menit 16 gram 17 gram 17 – 16 = 1 gram

3 15 menit 16 gram 17 gram 17 – 16 = 1 gram

4 20 menit 16 gram 17,5 gram 17,5 – 16 = 1,5 gram

5 25 menit 16 gram 17,5 gram 17,5 – 16 = 1,5 gram

Page 9: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

viii

Percobaan IV

Tabel IV.4 Pelapisan logam 500 A (I) Konsentrasi CuSO4 0,5 N

NO t

(waktu)

Berat pada larutan CuSO4 0.5 N ∆W

wom wt

1 5 menit 15 gram 17 gram 17 – 15 = 2 gram

2 10 menit 15 gram 16,5 gram 16,5 – 15 = 1,5 gram

3 15 menit 15 gram 16,5 gram 16,5 – 15 = 1,5 gram

4 20 menit 15 gram 17 gram 17 – 15 = 2 gram

5 25 menit 15 gram 17,5 gram 17,5 – 15 = 2,5 gram

Page 10: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

I-1

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

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.

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. Dalam

praktikum ini, korosi menjadi titik yang penting untuk diadakannya pelapisan logam dimana

korosi merupakan proses degradasi, deteorisasi, pengerusakan material yang disebabkan oleh

pengaruh lingkungan sekelilingnya. Adapun prosesnya yakni merupakan reaksi redoks antara

suatu logam dengan berbagai zat disekelilingnya tersebut. Dalam bahasa sehari-hari korosi

disebut dengan perkaratan. Kata korosi berasal dari bahasa latin “corrodere” yang artinya

pengrusakan logam atau perkaratan. Jadi jelas korosi dikenal sangat merugikan. Korosi

merupakan sistem termodinamika logam dengan lingkungannya, yang berusaha untuk mencapai

kesetimbangan. Sistem ini dikatakan setimbang bila logam telah membentuk oksida atau senyawa

kimia lain yang lebih stabil. Pencegahan korosi merupakan salah satu masalah penting dalam

ilmu pengetahuan dan teknologi modern.

I.2 Rumusan Masalah

Bagaimana reaksi redoks yang terjadi pada elektroda?

I.3 Tujuan Percobaan

Mengamati reaksi redoks pada elektroda.

Page 11: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

II-1

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Dasar Teori

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 atau 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 tekannanya. Struktur mikro logam merupakan penggabungan dari satu atau lebih

struktur kristal. Dalam logam, kristal sering disebut sebagai butiran.Pada umumnya logam

terdiri dari banyak kristal (majemuk), walaupun ada diantaranya hanya terdiri dari satu kristal

saja (tunggal).

Konsep dasar dalam melindungi logam adalah upaya agar tidak terjadi pertukaran ion

antara logam dengan lingkungan.Pertukaran ion ini bisa terjadi saat proses perkaratan,dimana

terjadi proses oksidasi-reduksi yang membuat sebagian oksigen dari udara larut dalam tetesan

air,kemudian mengoksidasi Fe2+

menjadi Fe3+

. Fe3+

inilah yang membentuk karat besi.

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).

Page 12: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

II-2

BAB II Tinjauan Pustaka

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

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 (chamberlain, 1991:270). Dalam metode ini ada istilah

throwing power yang diartikan dengan kemampuan logam penyalut untuk

menghasilkan ketebalan merata sejalan dengan terus berubahnya panjang lintasan

antara anoda dan permukaan komponen selama pelapisan.

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 positip

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 anda jenis yang kedua adalah anoda yang tidak dapat larut, yang berarti

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

platina (Pt), imah hitam (Pb), dll.

Page 13: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

II-3

BAB II Tinjauan Pustaka

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

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

disususun 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

Semakin ke kiri posisi logam maka potensial elektodenya 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 elekroplating memiliki kelebihan dan kekurangan dalam

penggunannya. Kelebihannya adalah:

a. Temperatur proses rendah, 60°-70°C

b. Ketebalan lapisan mudah dikendalikan

c. Permukaan halus dan mengkilap

d. Laju pengendapan cepat

e. Porositas pada lapisan relatif rendah

Kekurangannya adalah:

a. Terbatas pada logam dan paduannya

b. Perlu perlakuan awal terhadap benda kerja

c. Terbatas pada benda kerja yang bersifat konduktur

Arus yang digunakan pada proses pelapisan listrik adalah arus searah (DC).

Arus ini didapat dari sumber arus seperti dari baterai kering, accumulator, dan DC

power supply. Ditinjau dari kestabilan arus yang paling baik adalah DC power supply

(catu daya arus searah).

Istilah-Istilah dalam Proses Lapis Listrik

Seperti pada proses-proses metal finishing lainnya, dalam pelapisan secara listrik

(electroplating) banyak istilah-istilah yang digunakan dan perlu diketahui, sehingga dalam

penerapannya atau prakteknya tidak akan menemui kesulitan, karena jelas perbedaan satu

sama lainnya. Istilah-istilah dalam lapis listrik antara lain :

Electroda

Suatu terminal dalam larutan elektrolit yang mana aliran listriknya mengalir ke dan dari nya.

Anoda

Elektroda negatif yang padanya terjadi pelepasan ion negatif dan membentuk ion negatif

(reaksi oksidasi).

Page 14: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

II-4

BAB II Tinjauan Pustaka

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

Katoda

Elektorda negatif yang padanya terjadi pelepasan ion Negatif dan membentuk ion negatif

(reaksi reduksi).

Elektrolit

Zat-zat yang molekul-molekulnya dapat larut dalam air dan terurai menjadi zat-zat (atom-

atom) yang bermuatan negatif dan negatif.

Ion

Zat-zat yang terurai yang mana atom atau molekul-molekulnya bermuatan listrik negatif dan

negatif. Zat yang bermatan negatif disebutanion (ion negatif) dan yang bermuatan Negatif

disebut kation (ion negatif).

Lumpur anoda

Sisa zat yang tidak larut dihasilkan dianoda dan mengotorinya.

Lepuh (blister)

Pembengkakan pada bagian tertentu dari hasil pelapisan karena daya lekat (adhesif) lapisan

yang kurang baik.

pH

Derajat keasaman suatu asam dalam larutan yang merupakan logaritma dari konsentrasi asam

dengan tanda negatif.

Inhibitor

Bahan yang dapat mengurangi pemakanan atau pengrusakan oleh asam pada benda kerja.

Cuci asam (Pickling)

Suatu cara menghilangkan karat (korosi) pada benda kerja dengan larutan asam.

Cuci lemak (Degreasing)

Pembersihan permukaan logam dari lemak, minyak atau zat organik lainnya dengan larutan

alkalin.

Rapat arus (Current Density)

Jumlah arus yang mengalir perluas unit elektroda.

Efisiensi arus (Current Efficiency)

Perbandingan antara jumlah teoritis arus listrik yang akan terpakai dengan jumlah arus listrik

yang sebenarnya terpakai.

Kerapuhan hidrogen (Hydrogen Embritlement)

Page 15: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

II-5

BAB II Tinjauan Pustaka

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

Suatu kegetasan pada benda kerja akibat penyerapan gas hidrogen padaproses pencucian dan

pelapisan.

Stop of material

Suatu bahan yang berfungsi menutupi hasil pelapisan.

Bahan pengkilat (Brightener)

Zat tambahan yang bersifat membentuk lapisan agar lebih mengkilapatau yang memperbaiki

kecemerlangan diatas endapan/lapisan.

Pengaktifan (Activation)

Pembersihan dari keadaan pasif, pada permukaan logam agar menjadilebih aktif.

Polarisasi anodic (Anodic Polarization)

Penggeseran potensial elektroda katodik akibat adanya aliran listrik.

Polarisasi katodik (Cathodic Polarization)

Penggeseran potensial elektroda kearah anodic akibat adanya aliranlistrik.

Proses elektroles (Electroless Plating)

Pengendapan lapisan logam secara reaksi reduksi tanpa listrik, bertujuanuntu merubah bahan

menjadi konduktif.

Zat aktif permukaan (Surface active agent/Surfactant)

Zat kimia yang dimasukkan kedalam larutan sebagai zat pengaktip permukaan.

Pembilasan (Rinsing)

Suatu busaha pencucian atau penetralan permukaan benda kerja dariasam atau alkali dengan

air bersih.

Free cyanide

Banyak cyanide yang melebihi dari pada kebutuhan diperlukan untuk mengubah larutan

pelapis menjadi seperti logam yang termasuk garam cyanide kompleks.

Covering power

Kemampuan suatu elektrolit untuk mengendapkan logam keseluruhpermukaan katoda yang

bagimanapun bentuknya. Covering powertergantung pada proses persiapan permukaan dan

kondisi dari proseslapis listriknya sendiri.

Throwing power

Kemampuan elektrolit untuk menghasilkan lapisan yang sama tebalnyapada benda kerja yang

rumit atau biasa.

Macro throwing power

Page 16: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

II-6

BAB II Tinjauan Pustaka

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

Kemampuan elektrolit untuk menghasilkan endapan yang kurang lebihsama tebalnya pada

benda kerja yang tidak beraturan bentuknya. Faktoryang mempengaruhi macro throwing

power adalah distribusi arus, kondisioperasi, efisiensi arus dan konduktivtas.

Micro throwing power

Kemampuan elektrolit untuk menghasilkan endapan/lapisan yang samatebalnya pada setiap

titik permukaan benda kerja. Difusi ion logammerupakan hal yang terpenting bagi micro

throwing power.

Levelling

Kemampuan untuk menghasilkan lapisan yang lebih tebal pada lekukandari pada permukaan

yang rata.

Chromat process (Chromating)

Teknik pengerjaan lapis lindung yang dilakuka secra kimia denganmencelupkan benda kerja

yang sudah dilapisi seng kedalam larutanencer yang terdiri dari chromat atau bichromat

sebagai bahan utama.

Solvent cleaning

Suatu cara pembersihan gemuk, lemak dengan menggunakan bahanorganik (pelarut organik).

Skema Proses Pelapisan Logam

Perpindahan ion logam dengan bantuan arus listrik melalui larutan elektrolit

sehingga ion logam mengendap pada benda padat yang akan dilapisi, ion logam

diperoleh dari elektrolit maupun berasal dari pelarut anoda logam di dalam elektrolit.

Pengendapan terjadi pada benda kerja yang berlaku sebagai katoda.

Gambar II.2 Skema Pelapisan Logam

Page 17: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

II-7

BAB II Tinjauan Pustaka

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

Reaksi kimia yang terjadi pada proses elektroplating dapat dijelaskan sebagai

berikut:

1) Pembentukan lapisan nikel (Ni)

Ni2+

(aq) + 2e Ni(s)

2) Pembentkan gas hidrogen (H)

2H+

(aq) + 2e H2 (g)

3) Reduksi oksigen terlarut

½O2 (aq) + 2H+

(g) H2O (g)

Mekanisme terjadinya pelapisan adalah dimulai dari dikelilinginya ion-ion logam oleh

molekul-molekul pelarut yang mengalami polarisasi. Didekat permukaan katoda, terbentuk

daerah Electrical Double Layer (EDL) yang bertindak seperti lapisan dielektrik. Adanya

lapisan EDL memberi beban tambahan bagi ion-ion untuk menembusnya. Dengan gaya

dorong beda potensial listrik dan dibantu oleh reaksi-reaksi kimia, ion-ion logam akan menuju

permukaan katoda dan menangkap elektron dari sambil mendeposisikan diri dipermukaan

katoda. Dalam kondisi equilibrium, setelah ion-ion mengalami discharge menjadi atom-atom

kemudian akan menempatkan diri pada permukaan katoda dengan mula-mula menyesuaikan

mengikuti susunan atom dari material katoda.

Salah satu tujuan plating/pelapisan ialah upaya mencegah korosi. Peristiwa korosi

disebabkan oleh reaksi logam dari lingkungannya.

1. Lingkungan berwujud gas, udara dengan rentang temperatur -10°C hingga +30°C.

Beberapa metode yang digunakan untuk mengurangi laju korosi udara bebas adalah:

a. Menurunkan kelembaban relatif

b. Menghilangkan komponen mudah menguap yang dihasilkan oleh bahan-bahan

disekitar.

c. Mengubah temperatur

d. Menghilangkan kotoran, endapan yang akan membentuk katoda dan ion-ion agresif

2. Bahan terendam di air bebas yang cukup mengandung ion untuk menjadikannya sebuah

elektrolit.

a. Menurunkan konduktivitas ionik

b. Mengubah pH

c. Secara homogen mengurangi kandungan oksigen

d. Mengubah temperatur

Page 18: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

II-8

BAB II Tinjauan Pustaka

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

Anode

Anode adalah elektrode, bisa berupa logam maupun penghantar listrik lain, pada sel

elektrokimia yang terpolarisasi jika arus listrik mengalir ke dalamnya. Arus listrik mengalir

berlawanan dengan arah pergerakan elektron. Pada proses elektrokimia, baik sel galvanik

(baterai) maupun sel elektrolisis, anode mengalami oksidasi (Wikipedia, Halaman Baca, 2006).

Perlu diperhatikan bahwa tidak selalu anion (ion yang bermuatan negatif) bergerak

menuju anode, ataupun tidak selalu kation (ion bermuatan positif) akan bergerak menjauhi

anode. Pergerakan anion maupun kation menuju atau menjauh dari anode tergantung dari

jenis sel elektrokimianya (Wikipedia, Halaman Baca, 2006).

Pada sel galvanik atau pembangkit listrik (baterai), anode adalah kutub negatif.

Elektroda akan melepaskan elektron menuju ke sirkuit dan karenanya arus listrik

mengalir ke dalam elektrode ini dan menjadikannya anode dan berkutub negatif.

Dalam sel galvanik, reaksi oksidasi terjadi secara spontan. Karena terus menerus

melepaskan elektron anode cenderung menjadi bermuatan positif dan menarik anion

dari larutan (elektrolit) serta menjauhkan kation. Dalam contoh gambar diagram anode

seng (Zn) di kanan, anion adalah SO4-2

, kation adalah Zn2+

dan ZnSO4 elektrolit.

Pada sel elektrolisis, anode adalah elektrode positif. Arus listrik dari kutub positif

sumber tegangan listrik luar (GGL) dialirkan ke elektrode sehingga memaksa

elektrode teroksidasi dan melepaskan elektron.

(Wikipedia, Halaman Baca, 2006)

Pada proses pelapisan secara listrik, peranan anoda sangat penting dalam

menghasilkan kualitas lapisan. Pengaruh kemurnian atau kebersihan anoda terhadap elektrolit

dan penentuan optimalisasi ukuran serta bentuk anoda perlu dipikirkan atau diperhatikan.

Dengan perhitungan atau pertimbangan yang cermat dalam menentukan anoda pada proses

pelapisan dapat memberikan keuntungan yaitu meningkatkan distribusi endapan, mengurangi

kontaminasi larutan, menurunkan biaya bahan kimia yang dipakai, meningkatkan efisiensi

produksi dan mengurangi timbulnya masalah-masalah dalam proses pelapisan. Adanya arus

listrik yang mengalir melalui larutan elektrolit diantara kedua elektroda, maka pada anoda

akan terjadi pelepasan ion logam dan oksigen (reduksi), selanjutnya ion logam tersebut dan

gas hidrogen diendapkan pada elerktroda katoda. Peristiwa ini dikenal sebagai proses

pelapisan dengan anoda terlarut (soluble anoda), tetapi bila anoda tersebut hanya dipakai

sebagai penghantar arus saja (conductor of current), anoda ini disebut anoda tak larut

(unsoluble anoda). Dari anoda terlarut akan terbentuk ion logam sewaktu atom logam

Page 19: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

II-9

BAB II Tinjauan Pustaka

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

dioksidasi dan melepaskan elektron-elektron yang sebanding dengan elektron-elektron dari

katoda. Ion logam direduksi kembali secara kontinyu dalam atom logam, selanjutnya

diendapkan pada katoda. Anoda tidak larut adalah paduan dari bahan-bahan baja nikel,

paduan timbal-tin, karbon, platina-titanium dan lain sebaginya. Anoda ini diutamakan selain

sebagai penghantar yang baik juga tidak mudah terkikis oleh larutan dengan atau tanpa aliran

listrik. Tujuan dipakainya anoda tidak larut adalah untuk:

Mencegah terbentuknya logam yang berlebihan dalam larutan

Mengurangi nilai investasi peralatan

Menghindari dari kehilangan

Kerugian penggunaan anoda tidak larut adalah cenderung teroksidasinya unsur-unsur

tertentu dari anoda tersebut kedalam larutan. Oleh karena itu anoda jenis ini tidak bisa

digunakan dfalam larutan yang mengandung bahan-bahan organik (organic agent) atau

cyanid. Garam logam sering ditambahkan dalam larutan bertujuan untuk menjagakestabilan

komposisi larutan dari pengaruh unsur-unsur yang larut dari anoda tidak larut. Bagi industri

pelapisan, anoda tidak larut kurang begitu disenangi, mereka lebih menyukai memakai anoda

terlarut. Hal ini dikarenakan harga anoda terlarut 2-4 kali lebih murah dibandingkan harga

jumlah logam equivalen yang diserap atau diambil dari larutan garam logam. Beberapa

kriteria yang perlu diperhatikan dalam memilih anoda terlarutantara lain adalah:

Effisiensi anoda yang akan dipakai

Jenis larutan elektrolit

Kemurnian bahan anoda

Bentuk anoda

Rapat dan kapasitas arus yang disuplay

Cara pembuatan anoda

Effisiensi anoda akan turun atau berkurang akibat adanya logam pengotor (metallic

impurities) dan kekasaran butiran yang terdapat dalam larutan. Pengotordalam anoda juga

dapat menyebabkan terjadi pasivasi dan mengurangi effisiensi anoda secara drastis.

Kemurnian anoda terlarut dapat meningkatkan effisiensi anoda, tetapirapat arus yang tinggi

pada saat pelapisan berlangsung akan menyebabkan pasivasi pada anoda, sehingga perlu

diperhitungkan besarnya rapat arus terhadap luas permukaan anoda. Pada proses lapis listrik

yang umum dipakai perbandingan anida dengan katoda adalah 2 : 1, karena kontaminasi

Page 20: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

II-10

BAB II Tinjauan Pustaka

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

anoda adalah penyebab atau sumber utama pengotor, maka usahakan penggunaan anoda yang

semurni mungkin.

Tergantung pada sifat-sifat elektrolit yang diinginkan. Sebagai contoh pelapisan

tembaga, larutn yang dipakai dibuat dari garam logam cupper sulfat (CuSO4) dan H2O yang

akan terurai seperti berikut :

CuSO4 ↔ Cu2+

+ SO42-

H2O ↔ H+

+ OH-

Oleh karena larutan elektrolit selalu mengandung garam dari logam yangakan dilapis.

Garam-garam tersebut sebaiknya dipilih yang mudah larut, tetapianionnya tidak mudah

tereduksi.Walau anion tidak ikut langsung dalam proses terbentuknya lapisan, tapi jika

menempel pada permukaan katoda akan menimbulkan gangguan bagiterbentuknya

microstructur lapisan. Kemampuan atau aktivitas dari ion logam ditentukan oleh konsentrasi

dari garam logamnya, derajat disosiasi dan konsentrasi unsur-unsur lain yang ada di dalam

larutan. Bila konsentrasi logamnya tidak mencukupi untuk diendapkan, akan terjadi endapan

atau lapisan yang terbakar pada rapat arus yang relatip rendah. Selain itu, larutan elektrolit

harus mempunyai sifat-sifat seperti ”Covering power, throwing power dan levelling” yang

baik. Adanya ion klorida dalam larutan yang bersifat asam berfungsi :

Mempercepat terkorosi atau terkikisnya anoda atau mencegah pasipasianoda.

Menaikkan koefisien difusi dari ion logamnya atau menaikkan batasrapat arus

(limiting current density).

Sedangkan larutan yang bersifat basa (alkali) yang banyak digunakan padaproses lapis

listrik adalah garam komplek cyanida, karena cyanid komplek terekomposisi oleh asam.

Fungsi natrium hidroksida dan kalsium hidroksida pada larutan yangbrsifat basa adalah untu

memperbaiki konduktivitas dan mencegah leberasi dariasam hydrocyanat oleh karbon

dioksida (CO2) yang masuk ke dalam larutan dari udara. Beberapa bahan atau zat kimia

sengaja dimasukkan atau ditambahkan kedalam larutan elektrolit bertujuan untuk

mendapatkan sifat-sifat lapisan tertentu. Sifat-Sifat tersebut antara lain tampak rupa

(appearance), kegetasan lapisan (brittlness), keuletan (ductility), kekerasan (hardness) dan

struktur mikro lapisanyang terjadi (microstructur).Untuk mengatur pH, maka ditambah atau

dimasukkan unsur yang berfungsi sebagai penyangga (buffer atau pengatur pH), misalnya

pada larutan nikel digunakan asam borat dan sodium hidroksida pada larutan yang bersifat

basa.

Metode-metode Pelapisan dengan Logam

Page 21: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

II-11

BAB II Tinjauan Pustaka

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

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

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

Page 22: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

II-12

BAB II Tinjauan Pustaka

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

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.

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

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

Page 23: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

II-13

BAB II Tinjauan Pustaka

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

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

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)

Page 24: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

II-14

BAB II Tinjauan Pustaka

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

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)

Page 25: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

III-1

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

III.1 Variabel Percobaan

III.1.1 Variabel Bebas :

Waktu : 5 menit ; 10 menit ;15 menit ; 20 menit ; 25 menit

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

III.1.2 Variabel Kontrol :

Konsentrasi CuSO4 (0,3 N dan 0,5 N)

Volume CuSO4

III.1.3 Variabel Terikat :

Berat besi (Fe)

Kekerasan permukaan besi (Fe)

III. Alat dan Bahan

Alat:

1. Gelas Beaker 1000 ml

2. PipetTetes

3. Spatula

4. Beaker Glass 200 ml

5. LabuErlemeyer 250 ml

6. GelasUkur 500 ml

7. Amperemeter

8. LempenganBesi

9. LempenganTembaga

Bahan:

1. HCl

2. CuSO4

3. Air

III.3 Prosedur Percobaan

1. Persiapkan alat dan bahan sesuai yang dibutuhkan pada proses pelapisan logam.

2. Timbang massa awal lempengan besi (Fe) menggunakan neraca

3. Buat larutan CuSO4 1 N dengan cara menimbang sebesar 161.6 gram CuSO4 padat

kemudian dilarutkan dengan air 1 liter.

Page 26: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

III-2

BAB III Metodologi Percobaan

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

4. Setelah itu, buatlah larutan CuSO4 0.5 N dengan cara mengencerkan CuSO4 1N

dengan 100 ml air.

5. Ulangi hal yang sama untuk pembuatan larutan CuSO4 0.3 N

6. Kemudian setelah larutan siap, tuangkan larutan CuSO4 0.5 N terlebih dahulu ke

dalam wadah lalu rendam lempengan besi serta tembaga didalamnya yang kemudian

sambungkan lempengan besi dan lempengan tembaga dengan kutub anoda dan katoda

pada amperemeter, nyalakan sekaligus hitung untuk perubahan waktu 5 menit, 10

menit, 15 menit, 20 menit, dan 25 menit.

7. Setelah itu timbang berat lempengan besi yang sudah dilakukan proses elekroplating

dengan larutan CuSO4. Catat perubahan yang terjadi.

8. Ulangi hal yang sama untuk larutan 0.3 N.

Page 27: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

III-3

BAB III Metodologi Percobaan

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

III.5 Diagram Alir

Persiapkan alat dan bahan sesuai yang dibutuhkan pada proses

pelapisan logam

MULAI

Timbang massa awal lempengan besi (Fe) menggunakan neraca

Buat larutan CuSO4 1 N dengan cara menimbang sebesar 161.6

gram CuSO4 padat kemudian dilarutkan dengan air 1 liter

Setelah itu, buatlah larutan CuSO4 0.5 N dengan cara mengencerkan

CuSO4 1N dengan 100 ml air

Ulangi hal yang sama untuk pembuatan larutan CuSO4 0.3 N

Kemudian setelah larutan siap, tuangkan larutan CuSO4 0.5 N terlebih

dahulu ke dalam wadah lalu rendam lempengan besi serta tembaga

didalamnya yang kemudian sambungkan lempengan besi dan

lempengan tembaga dengan kutub anoda dan katoda pada voltmeter,

nyalakan sekaligus hitung untuk perubahan waktu 5 menit, 10 menit,

15 menit, 20 menit, dan 25 menit

Setelah itu timbang berat lempengan besi yang sudah dilakukan proses

elekroplating dengan larutan CuSO4. Catat perubahan yang terjadi.

Ulangi hal yang sama untuk larutan 0.3 N

SELESAI

Page 28: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

III-4

BAB III Metodologi Percobaan

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI-ITS

III.6 Gambar Alat

Gelas Beaker

Pipet Tetes

Spatula

Erlenmenyer

Gelas Ukur

Amperemeter

Skala ampere

Terminal positif (+)

Terminal negative (-)

Page 29: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

IV-1

BAB IV

HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil percobaan dan pembahasan

Hasil percobaan

Percobaan I

Tabel IV.1 Pelapisan Logam 100 A (I) konsentrasi CuSO4 0,5 N

NO t

(waktu)

Berat pada larutan CuSO4 0.5 N ∆W

wo wt

1 5 menit 16 gram 17,0 gram 1 gram

2 10 menit 16 gram 17,5 gram 1,5 gram

3 15 menit 16 gram 18,0 gram 2 gram

4 20 menit 16 gram 18,0 gram 2 gram

5 25 menit 16 gram 18,0 gram 2 gram

Grafik IV.1 HubunganantaraWaktudanBeratAkhirsetelahElektroplating

Pada percobaan menggunakan arus 100 A dan konsentrasi CuSO40,5 N menunjukan pada

variabel waktu 5 menit berat akhirnya 17 gram, pada waktu 10 menit memiliki berat akhir

17,5 gram, pada waktu 15 menit memiliki berat akhir 18,0, gram, pada waktu 20 menit

memiliki berat akhir 18 gram, dan pada waktu 25 menit memiliki berat akhir 18 gram. Terjadi

kenaikan berat lempengan besi sebelum dan sesudah dilakukanya percobaan elktroplating,

namun pada variabel waktu 15 menit, 20 menit, dan 25 menit memiliki berat akhir yang sama,

hal ini dikarenakan kurang teliti dalam melakukan percobaan serta neraca yang tersedia

16

16,5

17

17,5

18

18,5

5 10 15 20 25

Wt

(gram)

Waktu (menit)

Page 30: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

IV-2

BAB IVHasil Percobaan dan Pembahasan

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI

memiliki ketelitian 0,5 gram sehingga perubahan yang terjadi tidak dapat terbaca secara

akurat, kesalahan saat menimbang tidak menutup pintu saat proses penimbangan juga

mempengaruhi harga yang muncul dalam neraca juga tidak dapat dikatakan akurat.

Penggunaan kertas saat membawa hasil elektroplating untuk dilakukanya proses penimbangan

juga mempengaruhi berat hasil karena lapisan tembaga yang terbentuk mengelupas dan

menempel pada kertas.

Percobaan II

Tabel IV.2 Pelapisan Logam 300 A (I) konsentrasi CuSO4 0,5 N

NO t

(waktu)

Berat pada larutan CuSO4 0.5 N ∆W

wo wt

1 5 menit 16 gram 16,0 gram 0 gram

2 10 menit 16 gram 16,5 gram 0,5 gram

3 15 menit 16 gram 17 gram 1 gram

4 20 menit 16 gram 17 gram 1 gram

5 25 menit 16 gram 18,5 gram 2,5 gram

Gravik IV.2 HubunganantaraWaktudanBeratAkhirsetelahElektroplating

Pada percobaan pelapisan Logam 300 A (I) konsentrasi CuSO4 0,5 Ndiatas

menunjukan pada variabel waktu 5 menit berat akhirnya 16 gram, pada waktu 10 menit

memiliki berat akhir 16 gram, pada waktu 15 menit memiliki berat akhir 17,0 gram, pada

waktu 20 menit memiliki berat akhir 17 gram, dan pada waktu 25 menit memiliki berat akhir

18 gram. Terjadi kenaikan berat lempengan besi sebelum dan sesudah dilakukanya percobaan

elktroplating, namun terulang kembali terjadinya kesamaan berat akhir pada percobaan kedua

16

16,5

17

17,5

18

5 10 15 20 25

Wt

(gram)

Waktu (menit)

Page 31: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

IV-3

BAB IVHasil Percobaan dan Pembahasan

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI

ini yaitu pada variabel waktu 15 menit dan 20 menit, dan pada variabel 5 menit lempengan

besi tidak menunjukkan perubahan berat akhir setelah dilakukanya proses elektroplating jadi

berat awal lempengan sebelum dan sesudah dilakukanya percobaan menunjukan berat yang

sama. Hal ini dikarenakan kurang teliti dalam melakukan percobaan serta neraca yang tersedia

memiliki ketelitian 0,5 gram sehingga perubahan yang terjadi tidak dapat terbaca secara

akurat, kesalahan saat menimbang tidak menutup pintu saat proses penimbangan juga

mempengaruhi harga yang muncul dalam neraca juga tidak dapat dikatakan akurat.

Penggunaan kertas saat membawa hasil elektroplating untuk dilakukanya proses penimbangan

juga mempengaruhi berat hasil karena lapisan tembaga yang terbentuk mengelupas dan

menempel pada kertas.

Percobaan III

Tabel IV.3 Pelapisan logam 100 A (I) konsenstrasi CusO4 0,3N

NO t

(waktu)

Berat pada larutan CuSO4 0.3 N ∆W

wom wt

1 5 menit 16 gram 16,5 gram 0,5 gram

2 10 menit 16 gram 17 gram 1 gram

3 15 menit 16 gram 17 gram 1 gram

4 20 menit 16 gram 17,5 gram 1,5 gram

5 25 menit 16 gram 17,5 gram 1,5 gram

Grafik IV.3 HubunganantaraWaktudanBeratAkhirsetelahElektroplating

16

16,5

17

17,5

18

5 10 15 20 25

Wt

(gram)

Waktu (menit)

Page 32: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

IV-4

BAB IVHasil Percobaan dan Pembahasan

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI

Pada percobaan pelapisan logam 100 A (I) konsenstrasi CusO4 0,3N diatas menunjukan

pada variabel waktu 5 menit berat akhirnya 16,5 gram, pada waktu 10 menit memiliki berat

akhir 17,0 gram, pada waktu 15 menit memiliki berat akhir 17,0 gram, pada waktu 20 menit

memiliki berat akhir 18 gram, dan pada waktu 25 menit memiliki berat akhir 18 gram. Terjadi

kenaikan berat lempengan besi sebelum dan sesudah dilakukanya percobaan elktroplating.

Pada percobaan ketiga ini pada variabel waktu tertentu memiliki berat akhir yang sama

setelah dilakukanya proses elektroplating yaitu pada variabel waktu 10 menit dan 15 menit

yang menujukan hasil yang sama yaitu 17 gram serta pada variabel waktu 20 menit dan 25

menit menunjukan berat akhir yang sama 18 gram. Sama halnya dengan percobaan

sebelumnya, faktor yang mempengaruhi hasil yang tidak akurat dikarenakan kurang teliti

dalam melakukan percobaan serta neraca yang tersedia memiliki ketelitian 0,5 gram sehingga

perubahan yang terjadi tidak dapat terbaca secara akurat, kesalahan saat menimbang tidak

menutup pintu saat proses penimbangan juga mempengaruhi harga yang muncul dalam neraca

juga tidak dapat dikatakan akurat. Penggunaan kertas saat membawa hasil elektroplating

untuk dilakukanya proses penimbangan juga mempengaruhi berat hasil karena lapisan

tembaga yang terbentuk mengelupas dan menempel pada kertas. Pada percobaan dengan

menggunakan larutan CusO4yang lebih encer menunjukan hasil berat akhri yang lebih besar

dari pada menggunakan larutan CusO40,5 N. Hal ini dikarenakan kurang teliti dalam

menimbang padatan CuSO4 yang digunakan dalam pembuatan larutan, sehingga konsentrasi

larutan yang dihasilkan juga tidak akrurat untuk nilai normalitasnya,

Percobaan IV

Tabel IV.4 Pelapisan logam 500 A (I) Konsentrasi CuSO4 0,5 N

NO t

(waktu)

Berat pada larutan CuSO4 0.5 N ∆W

wom wt

1 5 menit 15 gram 17 gram 2 gram

2 10 menit 15 gram 16,5 gram 1,5 gram

3 15 menit 15 gram 16,5 gram 1,5 gram

4 20 menit 15 gram 17 gram 2 gram

5 25 menit 15 gram 17,5 gram 2,5 gram

Page 33: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

IV-5

BAB IVHasil Percobaan dan Pembahasan

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI

Grafik IV.4 HubunganantaraWaktudanBeratAkhirsetelah Elektroplating

Pada percobaan pelapisan Logam 500 A (I) konsentrasi CuSO4 0,5 N diatas

menunjukan pada variabel waktu 5 menit berat akhirnya 17 gram, pada waktu 10 menit

memiliki berat akhir 16,5 gram, pada waktu 15 menit memiliki berat akhir 16,5 gram, pada

waktu 20 menit memiliki berat akhir 17 gram, dan pada waktu 25 menit memiliki berat akhir

17,5 gram. Terjadi kenaikan berat lempengan besi sebelum dan sesudah dilakukanya

percobaan elktroplating dengan perubahan yang besar, namun terjadi kesalahan dalam

percobaan yang ke empat ini karena juga terjadi penurunan berat akhir pada variabel waktu 10

menit dan 15 menit dan pada kedua variabel waktu tersebut juga memiliki berat yang sama.

Hal ini dikarenakan kurang teliti dalam melakukan percobaan serta neraca yang tersedia

memiliki ketelitian 0,5 gram sehingga perubahan yang terjadi tidak dapat terbaca secara

akurat, kesalahan saat menimbang tidak menutup pintu saat proses penimbangan juga

mempengaruhi harga yang muncul dalam neraca juga tidak dapat dikatakan akurat.

Penggunaan kertas saat membawa hasil elektroplating untuk dilakukanya proses penimbangan

juga mempengaruhi berat hasil karena lapisan tembaga yang terbentuk mengelupas dan

menempel pada kertas.

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

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

15

15,5

16

16,5

17

17,5

18

5 10 15 20 25

Wt

(gram)

Waktu (menit)

Page 34: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

IV-6

BAB IVHasil Percobaan dan Pembahasan

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI

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.

Hasil pelapisan yang kita lakukan memiliki permukaan yang kasar dan mudah sekali

terlepas. Warna yang tebentuk adalah warna tembaga karena pelapisnya yang kita gunakan

adalah tembaga. Sementara itu, hasil yang kita peroleh sangat tergantung pada beberapa factor

yaitu arus yang mengalir, pH, dan konsentrasi larutan, serta logam dasar itu sendiri.

Permukaan lapisan yang kasar disebabkan karena kondisi-kondisi tersebut tidak

sesuai. Dimana rapat arus yang tinggi akan mempercepat pembentukan lapisan akan tetapi

hasilnya kasar, selain itu juga kemungkinan disebabkan karena konsentrasi larutan yang

terlalu tinggi sehingga berdampak pada lapisan hasil yang kasar. Akan tetapi jika dikarenakan

konsentrasi yang tinggi maka lapisan yang didapatkan sangat kuat. Sementara pada percobaan

ini lpisan sangat rapuh dan mudah terkelupas. Hal ini menunjukan bahwa yang lebih utama

menyebabkan hasil yang kasar adalah rapat arus yang tinggi. Selain itu juga permukaan logam

yang kurang halus menambah resiko munculnya hasil yang kasar.

Page 35: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

IV-7

BAB IVHasil Percobaan dan Pembahasan

Laboratorium Kimia Fisika

Program Studi D3 Teknik Kimia

FTI

Lapisan logam yang mudah terlepas bisa disebabkan karena penampang logam yang

dilapisi masih banyak mengandung kotoran seperti lemak dan minyak, ataupun masih banyak

mengandung karat. Karena besi sangat rentan terserang korosi ketika sedikit kontak dengan

udara.

Selain itu satu hal penting yang perlu kita perhatikan adalah arus yang mengalir.

Ketika amperemeter belum dihubungkan dengan larutan, arus yang terbaca memang 1 A.

Tetapi ketika logam kerja dicelupkan, ternyata arus yang terbaca menurun tidak mencapai 1

Ampere. Padahal dalam system terdapat larutan dan elektroda yang sebenarnya memiliki nilai

hambatan. Sehingga perlu diperhitungkan ketika kita ingin mendapatkan arus yang sesuai

dengan keinginan.

Page 36: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

V-1

BAB V

KESIMPULAN

Dari percobaan yang kami lakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Massa zat (m) yang timbulpadaelektrodaberbandinglurusdenganjumlaharuslistrik (I) yang

mengalir. Hali inisesuaidenganHukum Faraday I.

2. Semakin lama waktupelapisanmakanilai ∆W semakinbesar. Hal

inidikarenakansesuaidenganHukum Faraday I denganbunyi “Massa zat yang

terbentukpadamasing-masingelektrodasebandingdengankuatarusatauaruslistrik yang

mengalirpadaelektrolisis tersebut”

3. Kondisi optimum pelapisanlogambesiterjadipadaarus 500mA padamenitke 25 sebesar

17,5 gram dan 300 mA padamenit 25 sebesar 18,5 gram. Sedangkankondisi minimum

terjadipadapenggunaanaruslistrik 300mA yaitupadamenitke 5 sebesar 16 gram.

4. Pelapisanlogambesiterjadipadaarus 500mA dan 300 mA padamenitke 25

denganpenambahanberatlogamyaitu 2 gram.Sedangkanpenambahanberatlogamkondisi

minimum padaarus 300mA sebesar 0 gram.

Page 37: Pelapisan Logam Kelompok Iiia

DAFTAR PUSTAKA

Aditama, r. (2011, desember -). kimia analitik. Retrieved oktober 03, 2013, from majalah kimia:

http://majalahkimia.blogspot.com/2011/12/elektroforesis.html

Akbar. (2012, june 19). -. Retrieved November 2, 2013, from blogspot:

http://akbarcules46.blogspot.com/2012/06/makalah-destilasi-vakum.html

Daniels, f. (1949). ezperimental physical chemistry. Tokyo: McGraw Hill Kogakusha.

Devi, F. (2013, mei -). home. Retrieved oktober 03, 2013, from ilmu kimia:

http://www.ilmukimia.org/2013/05/destilasi.html

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

Kurniati, n. (2011, februari -). blog archive. Retrieved oktober 03, 2013, from al chemist:

http://alchemistviolet.blogspot.com/2011/02/ekstraksi.html

Lando, S. H. (1944). Fundamentals of Physical Chemistry. New York: Macmillan Publishing Co. Inc.

Lando, S. H. (1944). Fundamentals of Physical Chemistry. New York: Macmillan Publishing Co. Inc.

Putri, T. P. (2012, November 20). home. Retrieved November 2, 2013, from wordpress:

http://theprincess9208.wordpress.com/2012/11/20/destilasi-refluks/

Setyowati, S. (2009, 08 29). Beranda. Retrieved oktober 03, 2013, from chem-is=try:

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-industri/teknologi-proses/absorbsi/

Sinaga, G. (2010, Desember 5). home. Retrieved November 2, 2013, from blogspot:

http://lifechemicals.blogspot.com/2010/12/destilasi-uap.html

Tya. (2012, november 20). home. Retrieved oktober 03, 2013, from the princess:

http://theprincess9208.wordpress.com/2012/11/20/destilasi-bertingkat-fraksionasi/

USU. (2013). minyak atsiri. medan: usu.

Wikipedia. (2006, Nopember 28). Halaman Baca. Retrieved Nopember 19, 2013, from Halaman

Baca: http://id.wikipedia.org/wiki/Anode

Wikipedia. (2013, april 06). halaman baca. Retrieved oktober 03, 2013, from wikipedia:

http://id.wikipedia.org/wiki/Elektrolisis

Wikipedia. (2013, juli 25). home. Retrieved oktober 3, 2013, from wikipedia:

http://id.wikipedia.org/wiki/Adsorpsi

Zulfikar. (2011, januari 03). beranda. Retrieved oktober 03, 2013, from chem-is-try:

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-kesehatan/pemisahan-kimia-dan-

analisis/kristalisasi/

Page 38: Pelapisan Logam Kelompok Iiia