I.
Pendahuluan
1.1 Latar Belakang Sebagaimana diketahui bahwa korosi adalah sebuah proses kerusakan material yang disebabkan karena adanya interaksi dengan lingkungan. Untuk menghindari akibat serangan berbagai jenis korosi yang sangat merugikan tersebut diperlukan langkah-langkah pengendalian korosi diantaranya adalah pelapisan logam dengan metoda elektroplating (pelapisan listrik). Pelapisan tembaga (Cu) merupakan lapisan dasar sebelum logam dilapisi dengan logam lain yang lebih menarik dan tahan terhadap gesekan, lapisan dasar karena lapisan Cu mempunyai sifat daya rekat kuat tetapi penampilan kurang menarik atau mudah berubah warna. 1.2 Tujuan Percobaan 1. Menjelaskan mekanisme pelapisan logam besi dengan pelapis dasar tembaga 2. Menghitung efisiensi arus pelapisan tembaga pada 2 logam kerja dengan variasi waktu. II.
Landasan Teori
Pelapisan logam atau elektroplating adalah suatu proses pengendapan atau deposisi logam pada permukaan logam lain yang akan dilindungi, dengan cara elektrolisis. Elektrolisa dilakukan pada suatu bejana dikenal sebagai sel elektrolisa yang berisi larutan elektrolit dan dua jenis elektroda masing-masing dihubungkan dengan arus listrik, dimana kutub positif berfungsi sebagai anoda dan kutub negatif berfungsi sebagai katoda. Sebelum proses pelapisan berlangsung akan terjadi reaksi kimia pada antar muka elektrolit-elektroda, yaitu reaksi reduksi pada katoda dan reaksi oksidasi pada anoda. Pelapisan logam bertujuan melindungi logam dasar dari korosi, meningkatkan sifat mekanis permukaan benda kerja, memperbaiki sifat dekoratif, dan lain-lain. lain-lain. Pada proses pelapisan tembaga pada umumnya digunakan larutan asam dan sianida, larutan asam (asam tembaga) untuk pelapisan listrik logam sangat bertentangan dengan larutan laruta n tembaga. Perbandingan karakteristik kara kteristik secara umum dari dua jenis larutan ini dapat dilihat pada tabel di bawah ini :
K arakteristik
Asam Temnbaga
Tembaga Sianida
Plating rate
Tidak terbatas
Terbatas
Electrode efficient
Hampir 100%
Variabel
Controlling
Mudah
Rumit
Throwing power
K urang
Baik
Covering power
K urang
Baik
Avability of metal
Tinggi
Rendah
Perbedaan utama antara kedua jenis larutan di atas adalah larutan asam tembaga berisi ion-ion yang sederhana, sedangkan larutan sianida berisi ion-ion kompleks. Mekanisme reaksi : 2+
CuSO4
Cu
+ SO4
2-
Reaksi di anoda +
2H2 O
O2 + 4H + 4e Cu2+
Cu
Reaksi di katoda 2+
Cu
+ 2e
Cu -
H2 O + 2e
H2 + 2OH
Reaksi lain Reaksi lain yang terjadi di anoda : Cl-
Cl2 + 2e
H2SO4 SO4
22-
SO4 + H2O Cu + 1/2O2
+
2-
2H + SO4
SO3 + 1/2 O2 + 2e H2SO4.xH2 O CuO
CuO + H 2SO4.xH2 O
CuSO4 + H2O
III.
Percobaan
3.1 Alat dan Bahan yang Digunakan Alat yang Digunakan
Bahan yang Digunakan
Gelas kimia 600 mL
Larutan NaOH 10%
Gelas ukur 1000 mL
Larutan HCl 10%
Termometer 100 oC
Zonax Copper 50 gram
Hot plate
Brightener A 5 mL
Multimeter
Brightener B 5 mL
Logam Cu (katoda)
Aquadest
Logam Fe
3.2 Prosedur K erja 1. Tahap persiapan specimen
Ampelas benda kerja
Ukur luas dan berat benda kerja
Bilas benda kerja dengan air mengalir
Degreasing dengan larutan NaOH 10%, 10 menit
Pickling dengan larutan HCl 10%, 10 menit
Cuci dengan air mengalir, kemudian keringkan.
2. Tahap persiapan larutan
50 ¢
gra Zo ax o er lar tka ala 1 liter air £
¥
Ta ahka righte er a asi g- asi g 5
¡
¤
£
§
¡
§
¦
¡
¦
Pa aska lar ta sa ai 50o
¡
¨
©
¦
¡
¡
l
¦
¡
¦
3. Tahap Pelapisan (plating)
Ra gkai eralata
Te t ka ¡
¤
¡
lati g
esar ra at ar s ela isa
§
£
£
¤
£
¤
t k ¤
¡
¡
Setelah roses ela isa a gkat e a kerja, ersihka e ga air £
§
¡
£
£
§
©
Keri gka
¡
¡
©
e a kerja ke ti a g
¥
¡
¡
¦
¡
¥
ia
§
¡
3.3 Pengambilan Data Parameter
Logam A
Logam B
Luas permukaan (cm2)
10,56
10,45
Berat awal (gram)
7,98
8.10
Berat akhir (gram)
7.37
7.47
Arus (A)
2,4
2,4
Waktu pelapisan (detik)
10
10
Selisih berat (gram)
0,12
0,1
¤
¡
Gambar proses pelapisan tembaga yang dilakukan a. Tahap perangkaian anoda dan katoda di dalam larutan elektrolit
b. Proses elektroplating sedang berlangsung
c. Proses elektroplating telah selesai
d. Hasil logam Fe yang telah dilapisi tembaga
IV. y
Pengolahan Data Perhitungan berat menurut hukum faraday
W=
W1 (10 menit) = y
= 0,237 gr
Perhitungan efisiensi arus
Effisiensi dihitung berdasarkan data berat Cu menurut perhitungan hukum faraday berbanding dengan perhitungan selisih berat logam kerja (akhir-awal).
V.
Efisiensi untuk proses 10 menit logam 1 =
Efisiensi untuk proses 10 menit logam 2=
x 100% = 50,63%
x 100% = 42,19%
Pembahasan Syaadah Syamsiyah (08401029)
Pada praktikum pelapisan tembaga ini, bertujuan untuk dapat melapisi logam dengan tembaga agar menjadi lebih tahan korosi. Pada praktikum ini benda kerja yang akan dilapisi adalah logam yang mempunyai potensial lebih negatif dari tembaga, salah satunya adalah Fe. Dengan adanya lapisan logam Cu pada permukaan logam Fe akan membuat logam tersebut menjadi lebih tahan korosi karena kontak antara logam Fe terhalang oleh logam Cu yang lebih positif dan lebih tahan korosi daripada Fe. Proses pelapisan tembaga ini dilakukan secara elektrolisis, yaitu proses tranfer elektron dari anoda ke katoda yang berlangsung dalam larutan elektrolit dengan adanya arus listrik yang dialirkan. Sebelum proses pelapisan dilakukan, benda kerja yaitu logam Fe diampelas terlebih dahulu untuk menghilangkan karat pada permukaan logam, kemudian dicelupkan ke dalam NaOH untuk menghilangkan lemak yang menempel, dan ke dalam larutan HCl untuk menghilangkan karatkarat sisa yang menempel pada benda kerja. Larutan elektrolit yang digunakan adalah Zonax Copper 5%. Proses elektroplating berlangsung selama 10 menit dengan besar arus yang digunakan.......Benda kerja ditempatkan di katoda sedangkan tembaga sebagai anoda.
Pada saat proses elektroplating berlangsung, terlihat adanya pembentukan gasgas yang menyebabkan larutan elektrolit terlihat keruh. Hal ini terjadi karena adanya reaksi lain pada anoda, yaitu adanya pembentukan gas Cl2 dan SO3 serta adanya pembentukan CuO yang akan bereaksi dengan H 2SO4 menghasilkan CuSO4 yang menempel pada permukaan anoda yang menyebabkan bercak-bercak warna pada anoda setelah elektroplating berlangsung. Pada saat proses elektroplating berlangsung, ion Cu
2+
yang menempel pada
benda kerja merupakan ion yang berasal dari larutan elektrolit zonax copper, sedangkan logam Cu berfungsi sebagai throwing power. Oleh karena itu, logam Cu ini tidak akan habis. Susan Yulianti (08401028)
Pada praktikum pelapisan tembaga ini dilakukan proses pelapisan logam kerja dalam praktikum ini adalah logam besi (Fe) oleh tembaga (Cu) melalui proses elektroplating menggunakan prinsip elektrolisis. Tembaga atau Cuprum (Cu) merupakan logam yang banyak sekali digunakan, karena mempunyai sifat hantaran arus dan panas yang baik serta lebih tahan terhadap serangan korosi. Tujuan dari pelapisan dengan tembaga ini agar logam Fe lebih tahan terhadap serangan korosi. Pelapisan dilakukan melalui proses elektrolisis, dalam praktikum logam Cu berfungsi sebagai anoda, sedangkan besi berfungsi sebagai katoda/logam kerja, larutan elektrolit (larutan Zonnax Cupper dan brightener) berfungsi sebagai penghantar listrik dan media pelarutan ion logam, rectifier sebagai sumber arus searah (DC), dan kabel sebagai penghantar arus. Anoda dihubungkan dengan kutub positif rectifier. Dengan adanya arus listrik tersebut anoda bisa larut ke dalam larutan elektrolit. Ion logam dalam larutan berubah menjadi logam dan melapisi benda kerja. Dari hasil pengamatan terlihat bahwa ketika proses berlangsung di anoda timbul gas hal ini dikarenakan pada anoda adanya ion Cl- yang berubah menjadi gas chlor atau Cl2 dan SO3 serta adanya pembentukan CuO yang akan bereaksi dengan H2SO4 menghasilkan CuSO4 yang menempel pada permukaan anoda ditunjukkan dengan adanya bercak pada anoda setelah electroplating. Dari hasil perhitungan didapat pada waktu pelapisan 10 menit logam pertama effisiensi arus bernilai 50,63% sedangkan untuk waktu 10 menit logam kedua
effisiensi arus sebesar 42,19% dengan pemakaian arus sebesar 1,2 A, pemasangan paralel untuk itu pada rectifier diset pemasangan arus 2,4 A dengan masingmasing mendapat arus 1,2 A. Logam besi yang dihasilkan setelah proses pelapisan menjadi seperti logam Cu keemasan dan berwarna mengkilat, terjadi perubahan dari sebelumnya berwarna silver.
Sriwinarti Pujilestari (08401027)
Praktikum kali ini bertujuan untuk melapisi logam kerja yaitu logam besi (Fe) serta mengetahui efisiensi arus yang digunakan saat pelapisan. Logam kerja ini akan dilapisi oleh tembaga (Cu) dengan proses electroplating menggunakan prinsip elektrolisis. Pelapisan dilakukan agar logam Fe lebih tahan terhadap serangan korosi. Logam tang biasa digunakan sebagai pelapis adalah t embaga atau chuprum (Cu) karena tembaga mempunyai sifat hambatan arus dan panas yang baik serta lebih tahan terhadap serangan korosi. Dalam proses elektrolisis, logam Cu berfungsi sebagai anoda sedangkan besi berfungsi sebagai katoda/logam kerja serta terdapat larutan elektrolit (larutan Zonnax Cupper dan brightener) berfungsi sebagai penghantar listrik dan media pelarutan ion logam, rectifier sebagai sumber arus searah (DC), dan kabel sebagai penghantar arus. Anoda dihubungkan dengan kutub positif rectifier. Dengan adanya arus listrik tersebut anoda bisa larut ke dalam larutan elektrolit. Ion logam dalam larutan berubah menjadi logam dan melapisi benda kerja. Hasil pengamatan menunjukan proses yang berlangsung di anoda timbul gas. Hal ini dikarenakan pada anoda adanya ion Cl- yang berubah menjadi gas chlor atau Cl2 dan SO3 serta adanya pembentukan CuO yang akan bereaksi dengan H2SO4 menghasilkan CuSO4 yang menempel pada permukaan anoda ditunjukkan dengan adanya bercak pada anoda setelah proses electroplating. Untuk mengetahui efisiensi arus yang digunakan dilakukan perhitungan dan yang menunjukan pada waktu pelapisan 10 menit logam pertama effisiensi arus bernilai 50,63% sedangkan untuk waktu 10 menit logam kedua effisiensi arus sebesar 42,19% dengan pemakaian arus sebesar 1,2 A, pemasangan paralel untuk itu pada rectifier diset pemasangan arus 2,4 A dengan masing-masing mendapat arus 1,2 A.
Hasil dari pelapisan, logam besi ya ng menjadi seperti logam Cu keemasan dan berwarna mengkilat, terjadi perubahan dari sebelumnya berwarna silver.
Laporan Praktikum Teknik Pencegahan Korosi
Pelapisan Tembaga
Dosen Pembimbing : Dra. Mentik Hulupi Msi Disusun oleh : Sriwinarti Pujilestari (08401027) Susan Yulianti (08401028) Syaadah Syamsiyah (08401029)
Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Bandung 2011
