1
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Suatu material rentan terhadap terhadap terjadinya terjadinya degradasi akibat lingkunga lingkungan n atau yang sering disebut dengan korosi. Sebelum didistribusikan ke pasaran, materialmaterial tersebut harus diproteksi terlebih dahulu untuk meningkatkan ketahanan terhadap terhadap pengaruh pengaruh dari lingkunga lingkungan n sekitar sekitar selama proses pemakaian. pemakaian. Salah satu cara melindungi atau memproteksi logam dari serangan korosi adalah dengan melapisi logam tersebut dengan logam lain melalui proses elektrokimia. elektrokimia. Salah satu cara melindungi atau memproteksi logam dari serangan korosi adalah adalah dengan dengan melapisi melapisi logam tersebu tersebutt
dengan dengan logam logam lain lain melalui melalui proses proses
elektrokim elektrokimia. ia. Sekitar Sekitar 25 juta ton aluminium aluminium di produksi produksi dari bauxit bauxitee dan scrap dan scrap setiap tahunnya, dan banyak produk aluminium yang di beri perlakuan khusus pada permukaannya seperti anodizing, chemical conversion coating, painting, dan metal plating. plating. Anodizing Anodizing adalah salah satu yang paling sering digunakan untuk aluminium aluminium dan performance untuk proteksi korosi sama bagusnya dengan jenis pelapisan lainnya4. Pada Pada percob percobaan aan ini menggu menggunak nakan an suatu suatu metode metode pelapi pelapisan san logam yang bernama anodizing . Anodizing adalah sebuah proses elektrokimia yang mengubah permukaan logam aluminium menjadi sebuah lapisan oksida. Lapisan ini akan meningkatkan ketaha ketahanan nan terhad terhadap ap aus wear resistance resistance!, !, corrosion-resistant , dan dapat juga digunakan digunakan sebagai dekorati" dekorati" dengan cara memperbaiki memperbaiki performance performance dari suatu logam melalui pembentukan #ama-#ama yang menarik. $imana kualitas dari #arna yang dihasilkan dari proses pe#amaan sangat tergantung pada ketebalan lapisan oksida yang terbentuk dan tekstur pori yang terjadi pada proses anodizing sebelu sebelumny mnya. a. %eteba %etebalan lan lapisan lapisan oksida oksida yang yang terben terbentuk tuk pada pada proses proses anodizing aluminium sangat dipengaruhi oleh konsentrasi larutan elektrolit, besarnya arus, suhu larutan elektrolit, dan #aktu pencelupan elektroda didalam larutan elektrolit. Anodizing akan melindungi aluminium dengan membuat permukaannya menjadi lebih keras daripada aluminium pada umumnya.
2
1.2
Tujuan Percobaan &ujuan dilakukannya praktikum ini yaitu untuk mengetahui pengaruh
konsentrasi dan tegangan terhadap proses anodizing . 1.3
Batasan Masala Percobaan anodizing ini menggunakan 'l sebagai anoda, Pb sebagai katoda
dan ()2S*4+ sebagai larutan elektrolitnya dengan mengubah tegangan listrik sehingga dapat diketahui bah#a ariabel ini berpengaruh dalam mempercepat atau memperlambat proses anodizing tersebut. Pada percobaan ini digunakan interal tegangan 1 olt dan 15 olt dengan konsentrasi () 2S*4+ ,5 dan ,/ selama 1 dan 15 menit. 1.!
"#ste$at#ka Penul#san Penulisan laporan ini dibagi menjadi lima bab, diantaranya 0ab berisikan
tentang pendahuluan yang didalamnya terdapat latar belakang, tujuan percobaan, batasan masalah, serta sistematika penulisan. 0ab menjelaskan tentang tinjauan pustaka, 0ab menjelaskan mengenai metode penelitian dimana didalamnya terdapat diagram alir, alat dan bahan yang digunakan serta prosedur percobaan. 0ab menjelaskan tentang data percobaan dan pembahasan, 0ab menjelaskan tentang kesimpulan yang didapat dari percobaan dan juga saran. %emudian pada bagian akhir terdapat da"tar pustaka, lampiran lampiran contoh perhitungan, gambar alat dan bahan, ja#aban pertanyaan dan tugas!, serta blanko percobaan.
BAB II TIN%AUAN PU"TA&A
2.1
De'#n#s# U$u$ Anodizing
'nodi3ing merupakan proses pelapisan dengan cara elektrolisis untuk melapisi permukaan logam dengan suatu material ataupun oksida yang bersi"at
melindungi dari lingkungan sekitar. ontoh lapisan oksida yang terbentuk pada permukaan alumunium yang dilakukan proses anodizing selain dapat melindungi alumunium dari proses korosi dan keausan, juga dapat membentuk porous, yang memungkinkan dilakukannya proses pe#arnaan untuk "ungsi dekorati" dan meningkatkan penampilan dari suatu produk. 0erbeda dengan proses pelapisan permukaan yang lain, anodizing membentuk lapisan pelindung dari logam dasarnya melalui sebuah proses elektrokimia, sehingga lapisan ini menjadi satu kesatuan dengan logam dan tidak dapat terkelupas. Selain itu, proses anodizing lebih ramah terhadap lingkungan, tidak berbahaya bagi kesehatan, dan lebih ekonomis baik ditinjau dari segi proses maupun pera#atannya. Pada proses anodizing ketebalan lapisan oksida adalah merupakan hampir dua kali tebal logam aluminium yang berubah menjadi lapisan oksida. Penggunaan konsentrasi asam yang berlebih pada proses anodizing akan menghasilkan pembentukan lapisan oksida yang lebih berpori serta memberikan absorbti"itas yang tinggi. Selain itu ada "aktor lain lagi yang dapat mempengaruh proses anodizing yaitu densitas arus yang digunakan pada proses anodizing dengan ketebalan lapisan oksida yang terbentuk. $imana penggunaan rapat arus rendah akan menghasilkan lapisan oksida yang lunak, ketebalan lapisan oksida yang terbentuk akan meningkat dengan meningkatnya densitas arus yang diterapkan. $ensitas arus yang digunakan mempunyai suatu besaran maksimum yaitu pada besaran tersebut akan pecah, sehingga aliran arus akan terlokalisasi, hal ini menyebabkan lapisan oksida yang terbentuk akan terbakar atau mengalami burning , hal ini yang menyebabkan lapisan oksida mengalami penurunan ketebalannya 1.
4
(a$bar 1. Pengaruh densitas arus terhadap ketebalan lapisan oksida pada
anodizing .
2.2
Mekan#s$e Anodizing
ekanisme proses dari anodizing menggunakan prinsip elektrolisis. Prinsip dasar elektrolisis adalah bagian dari sel elektrokimia, yaitu sebagai berikut6 1.
Proses elektrolisis, mengubah energi listrik menjadi energi kimia.
2.
7eaksi elektrolisis merupakan reaksi spontan, karena melibatkan energi
listrik dari luar. $alam proses Anodizing ini yang berperan sebagai anoda adalah alumunium 'l! sedangkan yang berperan sebagai anoda adalah &imbal Pb! dan yang melapisi adalah alumunium 'l!. 7eaksi elektrolisis anodizing 'l adalah sebagai berikut 6 %atoda
Pb! 6
Pb
Pb28 8 2e- ...........................1!
'noda
'l! 6
)2* 8 2e -
)2 8 *2-...............................2!
*2- anoda! .......................!
Pb28 katoda!
Pada proses anodizing aluminium reaksi yang terjadi di katoda, di antarmuka larutan oksida dan antarmuka oksida atau logam 'l bisa dijelaskan berikut16 7eaksi pada antar muka logam dan oksida 2'l 8 2-
'l2* 8 9e :::::::::::::::::.....4!
7eaksi pada antar muka oksida dan larutan 2'l 8 )2*
'l2* 8 9)8 :::::::..:::::::..::5!
5
7eaksi kelarutan logam 'l 2'l
2'l- 8 9e:::::::::..::::::::::::.9!
7eaksi pada katoda 9)8 8 9e
)2:::::::::::...::::::::::..;!
7eaksi %eseluruhan 2'l8)2*
'l2 8)2::::::..:::::...::..:::.../!
-
e
-
Katoda
Pb
'l 'noda
)2S*4 (a$bar 2. ekanisme sel elektrolisis pada anodizing.
$ari =ambar dapat dijelaskan mekanisme anodizing yaitu6 1.
>lektron bergerak dari kutub -! sumber arus ke katoda. Pada katoda
terjadi reaksi reduksi. 2.
$i anoda terjadi reaksi oksidasi dan elektron mengalir menuju ke
sumber arus listrik. .
on 8! bergerak menuju ke kutub -! dan ion -! bergerak menuju ke
kutub 8!, molekul pelarut, bebas tempatnya ada di anoda maupun katoda. 4.
Pada katoda timbal! akan terjadi pelarutan dan mengendap dilarutan,
sedangkan pada anoda alumunium! terjadi reaksi antara oksigen dengan alumunium membentuk 'l 2*. $ari mekanisme di atas dapat diketahui bah#a logam pelapisnya 'l! akan mengendap pada permukaan Pb yang terendam elektrolit, sehingga jika dibiarkan
9
maka reaksi tersebut akan terus berlangsung sebelum tegangan listrik dimatikan atau logam 'l pada anoda yang melapisi Pb habis. Setelah proses anodizing tersebut produk yang diperoleh adalah Pb yang dilapisi oleh 'l. 'lumunium tersebut yang nantinya dapat memproteksi atau melindungi timbal dari korosi. 0iasanya sesudah di anodizing logam Pb tersebut tidak langsung dipakai tetapi perlu adanya pelapisan lagi yang berupa cat yang dapat memproteksi logam Pb lebih baik lagi dan dapat tahan lama, selain itu gunanya pengecatan adalah juga untuk memperindah atau mempercantik logam tersebut sehingga mempunyai nilai estetika yang lebih tinggi karena lebih menarik.
2.3
&o$)onen Anodizing
Pada anodizing komponen yang terpenting adalah elektroda dan larutan elektrolit. $e"inisi elektroda secara umumnya adalah sebuah konduktor yang digunakan untuk bersentuhan dengan sebuah bagian non-logam dari sebuah sirkuit misal semikonduktor, sebuah elektrolit atau sebuah akum!. ?ntuk proses anodizing tentunya adalah logam yang melapisi dan logam yang akan dilapisi. %omponen yang tidak kalah pentingnya adalah larutan elektrolit. >lektrolit adalah suatu senya#a yang bila dilarutkan dalam pelarut akan menghasilkan larutan yang dapat menghantarkan arus listrik. >lektrolit biasanya digolongkan menjadi elekrolit kuat dan elektrolit lemah. Larutan elektrolit kuat contohnya adalah )l, )0r, ), ) 2S*4 dan )@* , selain elektrolit kuat ada juga alektrolit lemah contohnya ) **), 'l*)! , 'gl dan a* larutan-larutan tersebut hanya dapat menghantarkan sedikit arus listrik. Suatu larutan elektrolit dapat menghantarkan arus listrik karena jika dia dilarutkan dalam air akan terionisasi. (>rlina Austanti, 25+. ontohnya elektrolit ) 2S*4 yang larut dalam air akan terionisasi sebagai berikut 6 )2S*4 2 )8 8 S*42-.......................................................................B!
aka di dalam larutannya akan terbentuk ion positi" yaitu ) 8! dan ion negati" S*42-! karena terbentuk ion itulah di dalam larutan timbul beda potensial
;
tegangan listrik! yang terjadi pada larutan )2S*4 sehingga arus listrik dapat mengalir, oleh karena itu larutan tersebut dapat menghantarkan listrik. Cat-3at yang dalam larutannya dapat terionisasi adalah asam, basa dan garam. Selain dua komponen yang terpenting tadi masih ada komponen lain yang berpengaruh yaitu arus dan tegangan listrik yang dipakai juga harus sesuai.
2.!
Proses Sealing
%arena pada proses anodizing menghasilkan lapisan porous 'l2*, maka lapisan tersebut harus dilindungi dengan menutup porous tersebut serta menghilangkan pori-pori masuk antara aluminium dan udara. Proses sealing dilakukan pada temperatur B5 o 2 oD! dalam #aktu 15 menit. Proses sealing hanya dilakukan pada proses chromic anodizing dan sulfuric anodizing , sedangkan pada hard anodizing tidak dilakukan.
(a$bar 3. Struktur porous yang terbentuk pada aluminium di larutan asam.
Proses anodizing tanpa dilakukan sealling tidak akan tahan terhadap korosi karena ion agresi" lebih mudah masuk ke dalam porous. Selama sealing lapisan tipis oksida bereaksi dengan air panas. Eaktu yang dibutuhkan untuk sealing adalah 5-1 menit, itu sudah cukup untuk mengunci seluruh porous dengan air mendidih.
