PENDAHULUAN A. Pelapisan (Coating) Pelapisan (Coating) adalah proses untuk melapisi suatu bahan dasar (substrate) yang bertujuan untuk melindungi material dari korosi dan memberi perlindungan pada material tersebut. Selain itu, coating juga memberikan gaya apung negatif (negative buoyancy force), memberikan
fungsi
anti
slip
pada
permukaan
substrat
dan
beberapa
fungsi
lainnya.(Holmberg, K. dan Matthews, A. 2010). Seperti yang kita ketahui bahwa korosi terjadi akibat dari : Adanya beda potensial diantara material sejenis atau dengan material yang berbeda. Adanya lingkungan yang bertindak sebagai media elektrolitik.
Bahan Penyusun Coating Sifat-sifat suatu coating ditentukan dari komposisi coating itu sendiri. Umumnya coating mengandung empat bahan dasar, yaitu pengikat (binder), zat pewarna (pigmen), solven dan aditif. 1. Pengikat (Binder) Binder berfungsi sebagai pengikat antar komponen coating dan juga bertanggung jawab terhadap gaya adhesi coating terhadap substrat. Gaya adhesi adalah gaya tarik menarik antara partikel zat yang tidak sejenis. Gaya adhesi antar molekul air dengan molekul kaca berbeda dibandingkan gaya adhesi antara molekul air dengan molekul daun talas. Demikian pula gaya kohesi antar molekul air lebih kecil daripada gaya adhesi antara molekul air dengan molekul kaca. Itulah sebabnya air membasahi kaca berbentuk melebar. Namun, air tidak membasahi daun talas melainkan tetes air berbentuk bulat-bulat menggelinding di permukaan karena gaya kohesi antar molekul air lebih besar daripada gaya adhesi antara molekul air dan molekul daun talas. Gaya kohesi maupun gaya adhesi mempengaruhi bentuk permukaan zat cair dalam wadahnya. Terdapat banyak binder yang telah dikenal, diantaranya alkyd, vinyl, resin alam, epoxy dan urethane. Hal yang harus dipahami dari binder adalah viskositas. Karena merupakan komponen utama dalam coating, viskositas binder sangat menentukan viskositas coating. Coating harus mempunyai viskositas cukup rendah untuk bisa digunakan dengan peralatan pengecatan sederhana (brush, roller atau spray) serta memiliki viskositas cukup tinggi sehingga tidak menetes.
Faktor utama yang menentukan viskositas binder adalah berat molekularnya. Polimer yang mempunyai berat molekul tinggi akan lebih viskous daripada dengan berat molekul rendah. Ada dua cara untuk mengontrol viskositas suatu coating, yaitu dengan memvariasi berat molekul binder atau dengan menambahkan sejumlah solven. 2. Zat Pewarna (Pigmen) Zat pewarna (Pigmen) merupakan pemberi warna dari coating. Selain berfungsi dalam hal estetika, zat pewarna (pigmen) juga mempengaruhi ketahanan korosi dan sifat fisika dari coating itu sendiri. Zat pewarna (pigmen) dapat dikelompokkan menjadi pigmen organik dan anorganik. Pigmen anorganik contohnya adalah besi oksida. Besi oksida merupakan pigmen merah yang digunakan untuk pelapisan awal (coating primer) ataupun topcoat. Terdapat juga extender pigmen yang memberikan sedikit pengaruh terhadap warna dan ketahanan korosi namun banyak mempengaruhi sifat-sifat coating seperti kekentalan (densitas), aliran, kekerasan (hardness) dan permeabilitas. Contohnya adalah kalsium karbonat, kaolin, talc dan barium sulfat (barytes). 3. Solven Kebanyakan coating memerlukan solven untuk melarutkan pengikat (binder) dan memodifikasi viskositas. Hal penting yang harus diperhatikan dalam penentuan solven adalah kemampuannya dalam melarutkan binder dan komponen coating yang lain. Prinsip kelarutan sangatlah sederhana, yaitu like dissolves like, artinya solven polar akan melarutkan senyawa yang polar juga. Selain itu laju penguapan solven juga perlu diperhatikan. Solven yang mempunyai tekanan uap tinggi sehingga menguap dengan cepat disebut fast atau hot solvent, sedangkan yang lambat disebut slow solvent. Laju penguapan mempengaruhi sifat-sifat coating dan beberapa cacat dapat disebabkan karena ketidak cocokan dalam pemilihan solven. Jika solven menguap terlalu cepat, coating tidak cukup waktu untuk membentuk lapisan halus dan kontinu. 4. Aditif Aditif adalah senyawa-senyawa kimia yang biasanya ditambahkan dalam jumlah sedikit, namun sangat mempengaruhi sifat-sifat pelapisan. Bahan-bahan yang termasuk aditif adalah surfaktan, alat anti endapan (anti-settling agent), alat pencampur (coalescing agents), alat tahan pengulitan (anti-skinning agents), katalis, defoamers, penyerapan cahaya ultraviolet (ultraviolet light absorbers), alat dispersi, bahan pengawet (preservatives), pengering (driers) dan plastisizers.
Lingkungan yang dalam keadaan basah atau lembab merupakan media yang agresif. Oleh karena itu, perlu adanya cara untuk membuat lapisan pemisah antara logam dengan lingkungan. Lapisan itu sendiri dapat diklasifikasikan sebagai berikut: a. Pelelehan (Celup Panas/Hot Dip) b. Endap Vakum c. Sherardizing d. Rich Coating e. Listrik (Electroplating) Adapun tujuan dan fungsi dari lapisan tersebut adalah:
Memperbaiki tampak rupa (Decorative). Contoh: Lapis Emas, Perak, Kuningan, Perunggu.
Melindungi logam dari korosi. Contoh: Lapis Zinc, Cadnium pada baja.
Meningkatkan ketahanan permukaan logam dasar. Contoh: Hard Chromium.
Memperbaiki kehalusan permukaan. Contoh: Lapis Nickel, Chromium.
Tujuan Pelapisan (Coating):
Meningkatkan ketahanan terhadap korosi.
Meningkatkan ketahanan aus.
Meningkatkan tampak rupa.
Pengertian Proses Lapis Listrik (Electroplating) Dalam teknologi pengerjaan logam, proses electroplating dikategorikan sebagai proses pengerjaan akhir (metal finishing). Lapis listrik (electroplating) adalah proses pelapisan logam, dengan menggunakan bantuan arus listrik dan senyawa kimia tertentu guna memindahkan partikel logam pelapis ke material yang hendak dilapis (elektrolisa). Lapis listrik (electroplating) adalah suatu proses pengendapan zat (ion-ion logam) pada elektroda (katoda) dengan cara elektrolisa. Terjadinya sutau endapan pada proses ini adalah karena adanya ion-ion bermuatan listrik berpindah dari suatu elektroda melelui elektrolit yang mana hasil dari elektrolisa tersebut akan mengendap pada elektroda lain (katoda). Endapan yang terjadi bersifat adhesive terhadap logam dasar.
Selama proses pengendapan/deposit berlangsung terjadi reaksi kimia pada elektroda dan elektrolit baik reaksi reduksi maupun reaksi oksidasi dan diharapkan berlangsung terus menerus menuju arah tertentu secara tetap. Untuk itu diperlukan/digunakan arus listrik searah (direct current) dan tegangan yang konstan/tetap. Prinsip dasar dari proses lapis listrik adalah berpedoman atau berdasarkan HUKUM FARADAY yang menyatakan :
Jumlah zat-zat (unsur-unsur) yang terbentuk dan terbebas pada elektroda selama elektrolisa sebanding dengan jumlah arus listrik yang mengalir dalam larutan elektrolit.
Jumlah zat-zat (unsur-unsur) yang dihasilkan oleh arus listrik yang sama selama elektrolisa adalah sebanding dengan berat ekivalen masing-masing zat tersebut.
Pernyataan tersebut diatas dapat ditulis dengan rumus sebagai berikut :
Keterangan : B
= Berat zat yang terbentuk (gram)
I
= Jumlah arus yang mengalir (Ampere)
t
= Waktu (detik)
e
= Berat ekivalen zat yang dibebaskan (berat atom suatu unsur dibagi valensi unsur tersebut)
F
= Jumlah arus yang diperlukan untuk membebaskan sejumlah gram ekivalen suatu zat.
1 F = 96.500 Coloumb yaitu jumlah arus listrik yang diperlukan untuk membebaskan 1 grek suatu zat. Hukum Faraday sangat erat kaitannya dengan efisiensi arus yang terjadi pada proses pelapisan secara listrik. Effisiensi arus adalah perbandingan berat endapan yang terjadi dengan berat endapan secara teoritis dan dinyatakan dalam persen (%). Bila diatas dijelaskan bahwa tegangan/arus dalam proses lapis listrik diinginkan dalam kondisi yang konstan, maksud dari pernyataan tersebut adalah tegangan tidak akan berubah/terpengaruh oleh besar kecilnya Ampere.
Keterangan : I
= Banyaknya arus (Ampere)
V
= Tegangan (Volt)
R
= Tahanan (Ohm)
Sehingga untuk memvariabelkan ampere, maka yang divariabelkan hanyalah tahanannya saja, sedangakan voltagenya tetap.
Kelebihan Elektroplating adalah
Temperatur proses, rendah.
Kondisi proses, pada lingkungan atmosfir biasa.
Peralatan, relatif murah.
Komposisi larutan, luas.
Laju pengendapan, cepat.
Porositas pada lapisan, relatif rendah.
Dapat menghasilkan beberapa lapisan.
Kekurangan Elektroplating adalah
Terbatas pada logam dan paduannya.
Perlu perlakuan awal terhadap benda kerja.
Terbatas pada benda kerja yg bersifat konduktor.
Berikut adalah skema proses electroplating : Benda Kerja
PREPA RASI Preparasi Material MATERI AL Proses Electroplating Cu
HARD CHROME
ZINC
Rinse
Rinse
NIKEL
ANODIZE
Colouring
Hard-Cr
Colouring
Rinse
Rinse
Cr-decoratif
Sealing
Rinse
Finishing / QC
Package
Skema proses Preparasi Material adalah Persiapan Permukaan
Alkaline Cleaner
Rinse
Pickling
Rinse
Aktivasi
Rinse
Istilah dalam proses lapis listrik (Electroplating) antara lain :
Elektroda Suatu terminal dalam larutan elektrolit yang mana aliran listriknya mengalir ke dan darinya.
Anoda Elektroda negatif yang padanya terjadi pelepasan ion positif dan membentuk ion negatif (reaksi oksidasi).
Katoda Elektorda positif yang padanya terjadi pelepasan ion negatif dan membentuk ion positif (reaksi reduksi).
Elektrolit
Zat yang molekulnya dapat larut dalam air dan terurai manjadi atom yang bermuatan positif dan negatif.
Ion Zat yang terurai dimana atom dan molekulnya bermuatan positif (Kation) dan negatif (anion).
Pickling Penghilangan karat pada benda kerja dengan menggunakan larutan asam.
Degreasing Pembersihan permukaan benda kerja dari lemak, minyak menggunakan larutan alkalin.
Rinsing Pencucian permukaan benda kerja dari asam dan alkali menggunakan air bersih.
Pengaktifan (Activation) Pembersihan dari keadaan pasif, pada permukaan logam agar menjadi lebih aktif.
Prinsip Kerja Lapis Listrik Pada prinsipnya pelapisan logam dengan cara lapis listrik adalah merupakan rangkaian dari : arus listrik, anoda, larutan elektrolit dan katoda (benda kerja). Keempat gugusan ini disusun sedemikian rupa, sehingga membentuk suatu sistim lapis listrik dengan rangkaian sebagai berikut : o Anoda dihubungkan dengan kutub positip dari sumber listrik. o Katoda dihubungkan pada kutub negatif dari sumber listrik. o Anoda dan Katoda direndamkan dalam larutan elektrolit.
Bila arus listrik (potensial) searah dialirkan antara kedua elektroda anoda dan katoda dalam larutan elektrolit, maka muatan ion negatif ditarik oleh elektoda katoda. Sementara ion bermuatan negatif berpindah kearah elektroda bermuatan negatif. Ion-ion tersebut dinetralisir oleh kedua elektroda dan larutan elektrolit yang hasilnya diendapkan pada elektroda katoda. Hasil yang terbentuk/terjadi adalah lapisan logam dan gas hidrogen. Untuk lebih jelasnya rangkaian dan prinsip kerja proses lapis listrik dapat dilihat pada gambar 1 dan 2 berikut ini:
Gambar 1 Rangkaian Proses Lapis Listrik
Larutan Elektrolit Larutan elektrolit merupakan media proses berlangsungnya lapis listrik. Larutan elektrolit terbuat dari larutan asam, basa dan garam-garam yang dapat membentuk muatan ion positif dan negatif. Tiap jenis larutan dapat berbeda tergantungdari sifat electrolit yang diinginkan. Larutan elektrolit harus mempunyai sifat: a. Covering Power Kemampuan suatu elektrolit untuk mengendapkan logam keseluruh permukaan katoda yang bagimanapun bentuknya. Covering power tergantung pada proses persiapan permukaan dan kondisi dari proses lapis listriknya sendiri. b. Throwing Power Kemampuan elektrolit untuk menghasilkan lapisan yang sama tebalnya pada benda kerja yang rumit atau biasa. c. Levelling yang baik Kemampuan untuk menghasilkan lapisan yang lebih tebal pada lekukan dari pada permukaan yang rata. Beberapa zat kimia sengaja ditambahkan ke dalam larutan yang bertujuan untuk:
Tampak rupa (Appearance)
Kegetasan Lapisan (Brittleness)
Keuletan (Ductility)
Kekerasan (Hardness)
Satuan Kristal (Microstructur)
Untuk mengatur pH, maka ditambah/dimasukkan unsur yang berfungsi sebagai penyangga (buffer/pengatur pH), misalnya pada larutan nickel digunakan asam borat dan sodium hydroksida pada larutan yang bersifat basa.
Anoda Pada proses pelapisan secara listrik, peranan anoda sangat penting dalam menghasilkan kualitas lapisan. Pengaruh kemurnian/kebersihan anoda terhadap elektrolit dan penentuan optimalisasi ukuran serta bentuk anoda perlu dipikirkan/diperhatikan. Dengan perhitungan/pertimbangan yang cermat dalam menentukan anoda pada proses pelapisan dapat memberikan keuntungan yaitu meningkatkan distribusi endapan, mengurangi kontaminasi laruitan, 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 hydrogen 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 dioksidasi dan melepaskan elektron-elektron yang sebanding dengan elektronelektron dari katoda. Ion logam direduksi kembali secara kontinyu dalam atom logam, selanjutnya diendapkan pada katoda. Anoda tidak larut adalah paduan dari bahan-bahan baja nickel, 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: o Mencegah terbentuknya logam yang berlebihan dalam larutan. o Mengurangi nilai investasi peralatan. o 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 menjaga kestabilan komposisi larutan dari pengaruh unsur-unsur yang larut dari anoda tidak larut. Bagi industri pelapisan, anoda tidak larut kurang bagitu 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/diambil dari larutan garam logam. Beberapa kriteria yang perlu diperhatikan dalam memilih anoda terlarut antara lain adalah: o Effisiensi anoda yang akan dipakai o Jenis larutan elektrolit o Kemurnian bahan anoda o Bentuk anoda o Rapat dan kapasitas arus yang disuplay o Cara pembuatan anoda Effisiensi anoda akan turun/berkurang akibat adanya logam pengotor (metallic impurities) dan kekasaran butiran yang terdapat dalam larutan. Pengotor dalam anoda juga dapat menyebabkan terjadi pasivasi dan mengurangi effisiensi anoda secara drastis. Kemurnian anoda terlarut dapat meningkatkan effisiensi anoda, tetapi rapat 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 anoda adalah penyebab/sumber utama pengotor, maka usahakan penggunaan anoda yang semurni mungkin. Spesifikasi kemurnian anoda yang disarankan dapat dilihat pada tabel berikut ini:
Tabel 1 Spesifikasi anoda terlarut
Sedapat mungkin menggunakan anoda sesuai bentuk yang akan di lapis. Jarak dan luas permukaan anoda di atur sedemikian rupa, sehingga dapat mengasilkan lapisan yang seragam dan rata. Rapat arus anoda usahakan dalam range yang dikehendaki agar mudah di kendalikan. Anoda dan gantunganya dapat menyupley arus dengan sempurna tanpa menimbulkan panas yang berlebihan. Bentuk-bentuk anoda terdiri dari beberapa macam, ada yang berbentuk balok,bulat,palet lempengan dan kubus, sedangkan ukiuran sesuai dengan bentuk anoda tersebut. Untuk bentuk bulat, kubus dan palet biasanya digunakan dengan memakai keranjang yang berfungsi sebagai tempat penampung anoda. Bentuk-bentuk anoda dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 2 Bentuk - Bentuk Anoda.
Air Pada industri pelapisan secara listrik, air merupakan salah satu unsur pokok yang selalu harus tersedia. Biasanya penggunaan air pada proses lapis listrik di kelompokan dalam empat macam yaitu :
air untuk pembuatan larutan elektrolit
air untuk menambah larutan elektrolit yang menguapair untuk pembilasan dan
air untuk proses pendingin
Dari fungsi air tersebut dapat ditentukan kualitas air yang dibutuhkan untuk suatu proses. Air ledeng/kota di pakai untuk proses pembilasan, pencucian, proses etsa (etching) dan pendingin. Sedangkan air bebas mineral (aquadest DM) di pakai khusus ubtuk pembuatan larutan, analisa larutan dan pembuatan larutan penambah. Air suling (aquadest) dengan ukuran spesifikasi konduktifitasnya tidak melebihi dari 50 microhos, bisa di pakai pengganti aqua DM. Pada proses pelapisan air yang digunakan harus berkualitas baik. Air ledeng/kota yang masih mengandung anion dan kation, jika tercampur dengan ion-ion dalam larutan akan menyebabkan turunya efisiensi endapan/lapisan. Unsur-unsur yang tidak diinginkan dalam larutan adalah unsur kalsium dan magnesium, karena mudah bereaksi dengan cadnium cyanid, cupper cyanid, siler cyanid dan senyawa-senyawa lainya, sehingga akan mempercepat kejenuhan larutan. Umumnya unsur-unsur yang terdapat dalam air adalah kandungan dari garam-garam seperti
bicarbonat,
sulfat,
chlorid
dan
nitrat.
Unsur-unsur
garam
lokal
alkali
(sodium/potasium) tidak begitu mempengaruhi konsentrasi larutan sewaktu operasi pelapisan berlangsung. Kecuali pada larutan lapis nikel. Karena akan menaikan arus listrik (throwing power). Tetapi akan menghasilkan lapisan lapisan yang getas (brittle). Adanya logam-logam berat seperti besi dan mangan sebagai pengotor menimbulkan cacat-cacat antara lainkekasaran ( roughness), porous, gores (streakness), noda-noda hitam (staining), warna yang suram (iridensceat) atau mengkristal, modular dan keropos. Untuk itu maka diperlukan air murni (reagent water) untuk membuat larutan dan menggantikan larutan yang menguap.
Proses Lapis Listrik Secara garis besarnya proses lapis listrik dapat di kelompokan dalam tiga tahap pengerjaan yaitu: 1. Proses pengerjaan persiapan/tahap pendahuluan (pre treatment) Sebelum lapis listrik dilakukan, permukaan benda kerja yang akan di lapis harus dalam kondisi benar-benar bersih, bebas dari bermacam-macam pengotor. Hal ini mutlak agar bisa di dapat hasil lapisan dengan cara listrik yang baik. Untuk mendapatkan kondisi seperti tersebut perlu di lakukan pengerjaan pendahuluan dengan tujuan: Menghilangkan semua pengotor yang ada di permukaan benda kerja seperti pengotor organik, anorganik / oksida dan lain-lainya. Mendapatkan kondisi fisik permukaan yang lebih baik dan lebih aktif. Teknik pengerjaan pendahuluan ini tergantung dari pengotoran, tetapi secara umum dapat diklasifikasikan sebagai berikut: a. Pembersihan secara mekanik Pekerjaan ini betujuan untuk menghaluskan permukaan dan menghilangkan goresan-goresan serta geram-geram yang masih melekat pada benda kerja. Biasanya untuk menghilangkan goresan-goresan dan geram-geram tersebut dilakukan dengan mesin gerindra, sedangkan untuk menghaluskan permukaannya dilakukan dengan proses buffing. Prinsipnya sama seperti proses gerindra, tetapi roda/wheel polesnya yang berbeda yaitu terbuat dari bahan katun, kulit, laken dan sebagainya. Selain dari pengerjaan seperti tersebut diatas, kadangkadang diperlukan proses lain misalnya brushing, brigthening dan lain sebagainya. b. Pembersihan/pencucian dengan pelarut (solvent) Proses ini bertujuan untuk membersihkan lemak, minyak, garam dan kotoran-kotoran lainnya dengan pelarut organik. Pembersihan dilakukan dengan cara:
Vapour degreasing yaitu proses pembersihan dengan pelarut yang tidak mudah terbakar. Prinsipnya benda kerja diuapkan dengan pelarut tersebut dalam keadaan panas, kemudian kotoran akan mengembun/menguap karena adanya reaksi dari bahan pelarut.
Proses pembersihan pada temperatur kamar yaitu dengan menggunakan pelarut organik, tetapi dilakukan pada temperatur kamar dengan cara diusap/dipoles.
2. Pembersihan/pencucian dengan alkalin (Degreasing) Pekerjaan ini bertujuan untuk membersihkan benda kerja dari lemak atau minyak-minyak yang menempel. Pembersihan ini perlu sekali, karena lemak maupun minyak tersebut akan mengganggu pada proses pelapisan, karena mengurangi kontak antara lapisan dengan logam dasar/benda kerja. Pencucian dengan alkalin digolongkan dalam dua cara yaitu dengan cara biasa (alkalin degreasing) dan dengan cara electro (electrolitic degreasing). Pembersihan secara biasa hádala meredamkan benda kerja dalam larutan alkalin dalam keadaan panas selama 5-10 menit. Lamanya perendaman harus disesuaikan dengan kondisi permukaan benda kerja. Seandainya lemak atau minyak yang menempel lebih banyak, maka dianjurkan lamanya perendaman ditambah hinga permukaan bersih dari noda-noda tersebut. Pembersihan secara electro bertujuan selain akan didapatkan hasil pembersihan yang lebih bersih juga meningkatkan kecepatan pencucian. Prinsip kerjanya dengan menggunakan arus listrik dan katoda dipakai dengan lempengan carbon. Bila benda kerja yang akan dibersihkan ditempatkan pada arus listrik negatif, maka prosesnya disebut anoda cleaning/degreasing, begitu pula sebaliknya. 3. Pencucian dengan asam (pickling) Pencucian dengan asam bertujuan untuk membersihkan permukaan benda kerja dari oksida atau karat dan sejenisnya secara kimia melalui perendaman. Larutan asam ini terbuat dari pencampuran air bersih dengan asam antara lain:
Asam chlorid (HCl)
Asam sulfat (H2SO4)
Asam sulfat dan asam fluorid ( HF)
Reaksi proses pickling sebetulnya adalah proses electro kimia dalam sel galvanis antara logam dasar (anoda) dan oksida (katoda). Gas H2 yang timbul dapat mereduksi ferri oksida yang mudah larut. Dalam reaksi ini biasanya diberikan inhibitor agar reaksi tidak terlalu cepat dan menghasilkan pembersihan yang merata. Ada dua jenis bahan inhibitor yang dikenal yaitu:
Bahan organik alam (natural organic) yaitu glatine, lumpur minyak, asfaltum, sulfonate, coaltar, Woodtar dan sebagainya.
Bahan organik sintetis (synthetic organic) yaitu thio aldehyd, pyridine, quinidine, aldehyde dan sebagainya.
Adapun keuntungan menggunakan larutan asam chlorid adalah :
Menghasilkan keseragaman permukaan benda kerja
Mudah dibilas
Terjadinya over pickling lebih kecil
Operasinya lebih mudah
Keuntungan menggunakan asam sulfat yaitu:
Ongkos lebih rendah
Pencemar bau rendah/kecil
Untuk barang/benda kerja dari besi/baja cor yang maíz mengandung sisasisa pasir dapat digunakan larutan campuran dari asam sulfat dan asam fluorid, sebab larutan tersebut dapat berfungsi selain untuk menghilangkan oksida/serpih juga dapat membersihkan sisa-sisa pasir yang menempel pada benda kerja.
Proses lapis listrik Setelah benda kerja betul-betul bebas dari pengotor, maka benda kerjabtersebut sudah siap untuk dilapis. Rangkaian sistem pelapisan dapat dilihat seperti yang digambarkan pada gambar berikut.
Gambar 3 Skematis Rangkaian Proses Pelapisan.
Dalam operasi pelapisan, kondisi operasi perlu/penting sekali untuk diperhatikan. Karena kondisi tersebut menentukan berhasil atau tidaknya proses pelapisan serta mutu pelapisan yang dihasilkan. Kondisi operasi yang perlu diperhatikan tersebut antara lain: a. Rapat arus (current density) Rapat arus adalah bilangan yang menyatakan jumlah arus listrik yang mengalir perluas unit elektroda.Terbagi dalam 2 macam yaitu rapat arus yang di perhitungkan ialah rapat arus katoda yaitu banyakna arus listrik yang di perlukan untuk mendapatkan atom-atom logam pada tiap satuan luas benda yang akan di lapis. Rapat arus dapat di atur , makin tinggi raat arus, makin meningkat kecepatan pelapisan dan dapat memperkecil ukuran/bentuk kristal.Tetapi bila rapat arus terlalu tinggi akan mengekibatkan lapisan kasar, bersisik dan akan terbakar/hitam. Satuan arus dinyatakan dalam Amp/dm2 atau Amp/ft2 atau Amp/in2. b. Tegangan arus (Voltage) Seperti di jelaskan sebelumnya bahwa pada proses lapis listrik, tegangan yang digunakan harus konstan sehingga yang di variablekan hanyalah ampere saja. Maksudnya adalah bila Luas Permukaan benda kerja bervariasi, maka rapat aruslah yang di variasikan sesuai dengan ketentuan,sedangkan voltagenya tetap. Sebagai contoh pada pelapisan tembaga, rapat arus ditentukan 3,6 A/dm2, voltage 6 volt, sedangkan luas benda yang akan dilapisi 10 dm2 maka rapat arus adalah 36 A/dm2, tetapi tegangan tetap 6 volt.Biasanya tegangan yang digunakan pada operasi lapis listrik adalah 6-12 volt. c. Temperatur/Suhu larutan Temperatur larutan dapat mempengaruhi hasil lapisan. Kenaikan temperatur larutan menyebabkan bertambahnya ukuran kristal. Pada temperature yang tingi, daya larut bertambah besar dan terjadi: penguraian garam loga yang menjadikan tingginya konduktifitas serta menambah mobilitas ion logam, tetapi viscositas jadi berkurang, sehingga endapan ion logam pada katoda akan lebih cepat sirkulasinya. Sebagai contoh dari pengaruh temperatur terhadap lapisan dapat dijelaskan sebagai berikut. Bila temperatur larutan pada pelapisan chromium decorative lebih rendah dari 45 ºC rapat arus sama (20 A/Dm2), tetapi hasil lapisan tampak suram juga. Hal ini dikarenakan lapisan terbakar. d. pH Larutan pH di pakai untuk menentukan derajat keasaman suatu larutan elektrolit dan dalam operasi lapis listrik, pH berarti juga pOH-. pH larutan dapat diatur /diukur dengan alat ukur pH meter atau colorimeter.Tujuan menentukan derajat keasaman ini adalah untuk melihat atau mengecek kemampuan dari larutan dalam menghasilkan lapisan yang lebih baik. Umumnya untuk larutan yang bersifat basa/alkali.derajat keasaman (pH) nya berkisar antara 11-14,
sedangkan untuk larutan asam, pH-nya berkisar 4,5-5,6. Untuk mengatur nilai pH sesuai dengan yang diinginkan, digunakan sodium atau potassium hydroksida dan atau asam sulfat untuk larutan yang bersifat asam. e. Proses pengerjaan akhir ( Post Treatment) Benda kerja yang telah dilakukan proses lapis listrik biasanya di bilas dan di keringkan. Tetapi kadang-kadang perlu juga dilakukan pengerjaan lanjut seperti misalnya dipasipkan atau di beri lapis pelindung chromat (chromatting) atau lapis lindung transparan yaitu dengan Iaquar. Proses ini dilakukan dengan cara dipping biasa, tetapi untuk apis lindung dengan lacquar biasa secara electro dan dipping.
Peralatan Proses Elektroplating 1. Peralatan Utama Peralatan utama yang diperlukan pada proses lapis listrik (elektroplating) yaitu: a. Rectifier Merupakan salah satu peralatan utama dalam proses elektroplating, peralatan ini berfungsi sebagai sumber arus searah (DC). Output tegangan yang keluar: 6, 9, 12 volt dan jumlah arus (ampere) relatif rendah yaitu sampai 3000 ampere. Untuk mengurangi panas yang berlebihan, maka rectifier perlu dilengkapi dengan pendingin berupa:
Konveksi udara biasa
Konveksi udara dengan menggunakan tenaga blower
Menggunakan sirkulasi oli
Menggunakan sirkulasi air
Menggunakan air dan udara
Dalam hal operasi dan pemeliharaannya perlu diperhatikan antara lain:
Rectifier dapat dioperasikan terus menerus pada kapasitas yang maksimal bila panas yang terjadi tidak berlebihan, karena rusaknya rectifier ini bukan disebabkan oleh arus listrik yang terjadi, tetapi oleh adanya panas yang berlebihan.
Faktor yang dapat merusakkan rectifier antara lain korosi dan macetnya komponen listriknya (korsluiting, putus dan lain sebagainya).
Gambar 4 Rectifier Untuk Proses Elektroplating
b. Bak Larutan Bak larutan merupakan salah satu peralatan utama yang berfungsi untuk menampung larutan elektrolit, larutan pencuci, dan air pembilas. Bahan bak tergantung dari jenis dan kondisi larutan yang ditampungnya dengan persyaratan sebagai berikut:
Tahan terhadap korosi yang ditimbulkan oleh larutan.
Tahan terhadap suhu/temperatur larutan.
Tidak mencemari larutan yang ditampungnya.
Untuk memenuhi persyaratan tersebut diatas, terkadang bak tersebut harus dilapis. Jenis bahan bak dan pelapisnya untuk setiap jenis larutan yang akan ditampung dapat dilihat pada tabel dibawah ini. Selain memperhatikan bahan bak, maka dalam merancang suatu bak (Gambar), perlu diperhatikan konsrtuksi bak yang dikaitkan dengan bentuk dan ukuran benda kerja yang akan dilapis. Setelah ditentukan jenis bahan bak dan pelapis serta bentuk dan ukurannya, maka hal lain yang juga diperhatikan adalah dudukan bak, bibir bak, penguat dan dasar bak. Dudukan bak diperlukan agar bak terdukung lebih kuat dan tidak adanya kontak langsung dengan lantai, sehingga kemungkinan kerusakkan sebagai akibat basahnya lantai dapat dikurangi.
Gambar 5 Bak Larutan.
Tabel 2 Jenis Bahan Dan Pelapis Bak Larutan.
Bibir bak diperlukan untuk menguatkan bak sehingga bagian sisi bak akan lebih kaku dan sebagai tempat dudukan batang penggantu anoda dan katoda (rak atau benda kerja). Penguat diperlukan untuk menjaga agar bak tidak bengkak (swelling) akibat tekanan larutan, penguat bak biasanya dipasang pada bagian pinggang bak dengan bibir bak. Dasar bak sebaiknya direncanakan sedemikian rupa, sehingga memudahkan pengerjaan proses pembersihan atau pengeringan larutan, biasanya dasar bak direncanakan miring atau bercelah. Pada bagian yang terendah biasanya dibuat lubang pipa yang dilengkapi denga kran untuk jalan keluar larutan.
2. Peralatan Tambahan Rak Benda kerja Rak benda kerja merupakan salah satu peralatan tambahan yang berfungsi sebagai tempat mengantungkan barang (benda kerja) yang akan dilapis dan sebagai penghantar arus listrik yang diperlukan oleh barang yang akan dilapis. Untuk menentukan rapat arus yang akan dialirkan, bentuk dan ukuran serta jenis bahan rak perlu diketahui/dirancang sedemikia rupa, sehingga cukup kuat untuk menahan berat benda kerja serta tidak menimbulkan panas yang berlebihan baik pada benda kerja maupun pada rak itu sendiri. Ukuran dan jumlah titik kontak antara barang dan rak diusahakan sekecil mungkin, karena apabila terlalu besar, maka pada barang akan tampak bekas gantungan, hal ini akan menurunan kualitas lapisan. Benda kerja pada rak, diusahakan agar tidak menimbulkan gas sekitar bagian yang terbuka, arus terdistribusi dengan baik dan dapat mencegah penumpukkan udara/gas. Rak (Gambar 6) harus mudah diangkat dari dan ke dalam bak, setiap sebelum dan setelah selesainya operasi: pembersihan, pembilasan dan proses pelapisannya. Panjang rak setelah ditempati benda kerja tidak melebihi 15 cm dari dasar bak, 12,5 cm dari sisi bak dan harus terendam sekurangkurangnya 5- 8 cm dari permukaan atas larutan. Setelah bahan rak, pelindung rak hal lain yang perlu diperhatikan adalah sistem kaitan gantungan rak pada batang gantungan katoda dan anoda. Bentuk kaitan tersebut perlu didesain sedemikian rupa agar kontak listrik sebaik mungkin, sehingga tidak menimbulkan panas yang berlebihan. Seabagai contoh pada gambar 6 diperlihatkan bentuk kaitan dan hubungan antara rak dan bendakerja serta pada gambar 7 ditunjukkan rak jenis keranjang.
Gambar 6 Beberapa Jenis Rak Untuk Gantungan Benda Kerja.
Gambar 7 Bentuk Rak Keranjang (Basket). Barrel Barrel berfungsi selain sebagai tempat menampung barang akan dilapis, juga sebagai agitasi larutan dalam usaha menghindari penumpukkan logam pelapis. Putaran barrel menyebabkan sirkulasi larutan berjalan dengan sempurna, sehingga dapat mencegah terjadinya penimbunan udara pada daerah benda kerja. Kontak arus listrik didalam barrel, timbul sebagai akibat adanya kontak antara benda kerja dengan poros barrel yang fleksibel dan antar benda kerja itu sendiri. Barrel seperti yang ditunjukkan pada gambar 8, biasanya digunakan untuk proses pelapisan dari barang atau produk-produk yang berukuran kecil misalnya mur, baut, dan lainlain. Bentuk dan ukuran barrel telah mempunyaistandar tertentu sesuai kapasitas dan ukuran produk (benda kerja) yang akan dilapis.
Gambar 8 Jenis Dan Bentuk Barrel Untuk Proses Pelapisan. Barrel dapat diklasifikasikan sebagai berikut : 1) Horizontal Barrel, yaitu sebagian dari barrel atau seluruhnya direndamkan dalam bak yang berisi larutan, dengan ketentuan: a) Dinding silinder yang berlubang dan mempunyai pintu yang dapat dilepaskan, dan anoda terletak diluar barrel tersebut b) Dinding yang berlubang dan dilengkapi dengan pintu dan anoda berada pada bagian dalam silinder barrel. 2) Oblique Barrel a) Oblique barrel yang berbentuk tabung silinder dengan posisi 45o, larutan dan anodanya berada dibagian luar barrel. b) Bagian oblique barrel terendam dalam bak dan mempunyai dinding yang berlubang-lubang dengan diameter: 3-5 mm, sedangkan anodanya berada pada bagian luar barrel. Pemanas (Heater) Dalam proses lapis listrik atau elektroplating, pemanasan atau pendinginan larutan elektrolit adalah berfungsi untuk mencapai kondisi operasi yang dipersyaratkan, untuk mencapai hasil lapisan yang diinginkan. Sistem pemanasan dan pendinginan dapat dilakukan dengan dua cara yaitu dari dalam bak atau dari luar bak. Pemanasan atau pendinginan dari dalam bak (gambar 9) dapat dilakukan dengan pemanas celup (immersion heater) dan akan efektif bila luas permukaan heater ± 4 cm2, sedangkan sistim pemanasan dan pendiginan dari luar bak dapat dilakukan dan tidak tergantung pada luas permukaan bak. Media yang biasa digunakan untuk mengalirkan pemanas, yaitu uap air, air panas dan listrik, sedangkan media pendingin
yang biasa digunakan adalah gas atau air. Jumlah pemanasan atau pendingan yang dibutuhkan, tergantung pada volume dan jenis larutan.
Gambar 9 Pemanas Listrik (Heater). Agitator Selama proses pelapisan berlangsung, larutan sekitar katoda menjadi kurang pekat (encer), karena sebagian ion logam terendapkan pada benda kerja sehingga menyebabkan arus listrik akan bergerak ke bagian atas larutan. Kejadian ini disebut konveksi natural dan akan menyebabkan ketebalan lapisan menjadi berkurang dan rapat arus menjadi bertambah. Oleh karena itu untuk mendapatkan hasil lapisan yang tebal dan merata,perlu dilakukan sistem agitasi dengan tujuan sebagai berikut: 1) Pengisian kembali ion-ion logam yang berkurang didekat katoda atau bendakerja. 2) Mencegah terjadinya gelembung udara pada permukaan benda kerja. 3) Menghindari penumpukkan ion-ion logam dalam larutan. Sistim agitasi dapat dilakukan dengan cara disemprot udara atau dengan cara sirkulasi larutan dengan menggunakan pompa ataupun secara mekanik dengan menggunakan propeller. Saringan (Filter) Penyaringan adalah suatu proses pemisahan pengotor padat dalam larutan dengan cara memasukkan bahan kimia melalui suatu media yang dapat menahan lajunya pengotor padat tersebut. Teknik penyaringan ini dapat dilakukan dengan cara langsung, menggunakan alat penyaring (gambar 10) atau dengan cara menggunakan bak penyaring atau bak pembantu. Kriteria yang diperlukan untuk menentukan sistim penyeringan adalah sebagai berikut:
1) Jenis dan jumlah tingkat kontaminasi yang hendak dibersihkan. 2) Laju aatau kecepatan penggantian larutan akibat kantaminan. 3) Frekwensi penyaringan yang diperlukan dalam menjaga kondisi larutan. Sumber utama terjadinya kontaminasi dalam larutan adalah berasal dari anoda, debu, udara kotor, pengotor kimia atau logam serta dari udara agitasi.
Gambar 10 Peralatan Penyaring (Filter).
Pelapisan Krom (Chrome Plating) a) Pengertian Kromium Kromium adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Cr dan nomor atom 24. Kromium trivalen (Cr(III), atau Cr3+) diperlukan dalam jumlah kecil dalam metabolisme gula pada manusia. Kekurangan kromium trivalen dapat menyebabkan penyakit yang disebut penyakit kekurangan kromium (chromium deficiency). Kromium merupakan logam tahan korosi (tahan karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat. Dengan sifat ini, kromium (krom) banyak digunakan sebagai pelapis pada ornamen-ornamen bangunan maupun pada komponen kendaraan, seperti knalpot pada sepeda motor. Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat.
Sifat – Sifat Kromium Karakteristik
24Cr
Massa atom relative
51,996
Jari-jari atom (nm)
0,117
Keelektronegatifan
1,6
Energi ionisasi (IE) kJ/mol-1
659
Kelimpahan (ppm)
122
Densitas (g cm-3)
7,14
Titik leleh
1900 C
Titik didih
2690 C
Merupakan logam pasif berwarna putih perak dan lembek jika dalam keadaan murninya. Tahan terhadap korosi karena reaksi dengan udara menghasilkan Cr2O3 yang bersifat nonpori. Warna oksidanya berbeda – beda tergantung jenis dan jumlah atom yang diikatnya. Mempunyai tingkat oksidasi +3, +2, +6 CrO2 bersifat konduktor dan magnetic Tahan terhadap panas
Tabel 3 Karakteristik Beberapa Oksida Kromium Tingkat oksidasi +2
Oksida (a) CrO
Hidroksida
Sifat
Ion
Cr(OH)2
Basa
Cr2+ (b)
+3
Cr2O3 (hijau)
Cr(OH)3(c)
amfoterik
Cr2+ [Cr(H2O)6]3+
+6
Cr2O3 (merah tua)
CrO2(OH)2 Cr2O5(OH)2
Asam
CrO42Cr2O72-
Nama Kromo kromium (II) atau Kromi atau kromium (III) Kromat dokroma t
Warna Biru muda Violet hijau
Kuning oranye
(Sumber: Sugiyarto dan Sugiyani, 2010) Kromium trioksida bersifat sangat asam dan bereaksi dengan basa menghasilkan kromat, CrO4-. Penurunan pH, dengan penambahan asam ke dalam larutan kromat pada mulanya mengakibatkan kondensasi unit-unit tetahedron CrO4 menjadi ion dikromat Cr2O72-, dan kondensasi lebih lanjut menghasilkan endapan CrO3 (Sugiyarto dan Suyani, 2010). b) Reaksi dan Persenyawaan Reaksi dan persenyaawan kromium meliputi kromium dengan bilangan oksidasi +2, +3, dan +6 (Hiskia, 2001). 1. Kromium +2 Logam kromium dapat larut dalam larutan asam klorida atau asam sulfat membentuk larutan [Cr(H2O)6]2+, berwarna biru langit, Cr(s) + 2H+(aq)
Cr2+(aq) + H2(aq)
Ion kromium(II), Cr2+, dapat juga terbertuk jika larutan kromium(VI) (misalnya kromat atau dikromat) atau ion kromium(III) direduksi oleh seng dan asam klorida. Pembentukan dari dikromat(VI) disertai perubahan warna yang menarik. Di dalam larutan ion kromium(II) adalah reduktor kuat dan mudah dioksidasi di udara menjadi senyawa kromium(III). Cr3+(aq) + e
Cr2+(aq)
Oleh karena itu ion ini mudah dioksidasi oleh udara,
Eɵ = -0,41 V
2Cr2+(aq) + 4H+(aq) + O2(g)
2Cr3+(aq) + H2O(l)
Ion Cr2+(aq) dapat juga bereaksi dengan H+(aq) dan juga dengan air apabila trdapat katalis berupa serbuk logam, 2Cr2+(aq) + H2O(l) 2Cr2+ + 2H+(aq)
2Cr3+(aq) + 2OH-(aq) + H2(g) 2Cr3+(aq) + H2(g)
2. Kromium +3 Ion kromium(III) adalah ion yang paling stabil diantara kation logam dan transisi yang mempunyai bilangan oksidasi +3. Dalam larutan, ion ini terdapat sebagai [Cr(H2O)6]3+ dengan warna ungu. Jika H2O diganti dengan ion klorida maka akan terjadi perubahan warna. Misalnya: ion [Cr(H2O)5]2+ berwarna hijau muda, sedangkan ion [Cr(H2O)4Cl2] + berwarna hijau tua.
Dengan basa membentuk suatu gel Cr2O3.xH2O berwarna hijau muda. Persamaan reaksinya adalah:
Dalam basa berlebih terjadi pembentukan [Cr(OH)6]3- menurut persamaan reaksi berikut:
3. Kromium +6 Kromium(VI) oksida, CrO3, bersifat asam sehingga dapat bereaksi dengan basa membentuk ion kromat(VI),
CrO3(s) + 2OH(aq)
Cr2O4(aq) + H2O(l)
Kromium(III) hidroksida dioksidasi dengan Na2O2 menghasilkan ion kromat yang berwarna kuning,
2Cr(OH)3 + 3 Na2O2 + 2H+(aq)
2CrO42- (aq) + 6Na+(aq) + 4H2O (l)
Dalam larutan asam, ion kromat ataupun ion dikromat bersifat oksidator kuat. Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e
2Cr3+(aq) + 7H2O(l)
Eɵ = +1,33 V
sedangkan reaksi yang terjadi dalam larutan bersifat basa, CrO42-(aq) + 4H2O(l) + 3e
Cr(OH)4-(aq) + 4OH-(aq)
Eɵ = -0,13 V
Etanol, C2H5OH, dapat mereduksi ion kromat yang berwarna jingga menjadi ion kromium(III) yang berwarna hijau. Tahapan perubahan reaksi ditandai dengan perubahan warna coklat campuran antara warna hijau dan jingga, 2Cr2O72-(aq) + 3C2H5OH(g) + 16H+(aq)
4Cr3+(aq) + 3CH3COOH(aq) + 11H2O(l)
c) Pelapisan krom Penggunaan kromium yang sangat terkenal adalah penyepuhan kromium (chromium plating). Efek penting dalam penyepuhan ini adalah dekoratif dan sifat kekerasan. Pelapisan krom adalah suatu perlakuan akhir menggunakan elektroplating oleh kromium. Pelapisan dengan krom dapat dilakukan pada berbagai jenis logam seperti besi, baja, atau tembaga. Pelapisan krom juga dapat dilakukan pada plastik atau jenis benda lain yang bukan logam, dengan persyaratan bahwa benda tersebut harus dicat dengan cat yang mengandung logam sehingga dapat mengalirkan listrik. Pelapisan Krom Keras (Hard Chrome Plating)
Gambar 11 Hard Chrome Plating pada Shaft Lapisan hard chrome merupakan sebutan untuk lapisan khrom yang memiliki sifat mekanis sangat keras (hard). Sebutan lain untuk lapisan hard chrome adalah functional chrome plating. Disebut demikian karena lapisan hard chrome lebih banyak dimanfaatkan untuk keperluan engineering.
Sifat-sifat yang dimiliki oleh lapisan hard chrome adalah : o Tidak membutuhkan undercoat berupa lapisan nikel. o Mempunyai tingkat kekerasan yang tinggi yaitu sekitar 55-60 HRc (skala Rockwell C). o Tingkat ketebalan lapisannya tergolong cukup tinggi yaitu sekitar 1-1000 μm. o Lapisannya memiliki microcrack. o Tahan terhadap gesekan dan aus. o Tahan terhadap korosi. Beberapa produk yang dapat ditemui telah memanfaatkan penggunaan lapisan hard chrome diantaranya adalah : o Pump Shafts & Rotors. o Hydraulic Rams & Cylinders. o Print Rollers. o Gear Shafts. o Motorcycle Forks. o Cutting Tools. o Mold & Dies. o Textile Guide. o Ball Valve. o Plunger. o Gage. o etc.
Standarisasi Lapisan Hard Chrome Standarisasi lapisan hard chrome pada suatu produk ditentukan melalui tebal lapisan khrom beserta kekerasan lapisannya.
Senyawa-senyawa kromium mempunyai cukup banyak manfaat. Sepuhan kromium banyak digunakan (chrome plating) banyak digunakan pada peralatan sehari-hari, pada mobil dan sebagainya, karena lapisan kromium ini sangat indah, keras, dan tahan korosi. Selain itu, lapisan kromium juga menghasilkan warna yang mengkilat sehingga logam ini memberikan manfaat tambahan sebagai alat dekoratif (Sugiyarto dan Suyanti, 2010 ).
Pada pelapisan kromium dengan proses electro chromium plating dipakai kromium (III) oksida, Cr2O3, yang dilarutkan dalam H2SO4 sebagai elektrolit. Ion Cr3+ akan tereduksi menjadi logam kromium yang akan melapisi logam lain yang dipasang sebagai katoda, jika suatu logam langsung dilapisi dengan kromium, biasanya hasil lapisan ini mudah retak. Untuk memperoleh lapisan yang baik, kuat dan tidak retak-retak, logam yang akan dilapisi dengan kromium harus terlebih dahulu dilapisi dengan tembaga atau nikel.
Proses penyepuhan juga dapat digunakan kromium (VI) oksida, CrO3. Larutan elektrolit dibuat dengan melarutkan kromium (VI) oksida, CrO3 dalam air sehingga membentuk asam dikromat H2Cr2O7. Dalam penyepuhan ini dapat ditambahkan sedikit H2SO4 sebagai katalis agar mempercepat pelapisan kromium (Hiskia, 2001). Proses penyepuhan ini berbeda dengan penyepuhan lainnya. Sebagai anoda tidak digunakan logam kromium, karena logam ini mudah melarutdalam larutan asam. Anoda yang digunakan adalah aliasi Pb-Sn, yang tidak larut dalam asam kromat. Reaksi yang terjadi pada elektroda adalah O2(g) + 4H+(aq) + 4e
Anoda
: 2H2O (l)
Katoda
: Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) 12e
2Cr(s) + 7H2O(l)
Perlu diingat, kedalam wadah elektrolisis selalu ditambahkan CrO3 untuk mrnjaga konsentrasi kromium agar selalu tetap. Kromium juga penting dalam paduan logam dan digunakan dalam “stainles steel”. Senyawa kromium mempunyai warna yang sangat menarik dan digunakan sebagai pigmen seperti kuning krom (timbal (II) kromat) dan hijau krom (kromium (III) oksida). Suatu senyawa yang indah sekali adalah jamrud (emerald). Batu permata ini terbentuk jika sebagian ion aluminium dalam mineral beril, Be3Al2 (Si6O18) diganti oleh ion kromium (III). Selain itu, kromium dioksida, CrO2, yang berwarna coklat gelap, bersifat magnetik dan konduktor listrik yang tinggi, benyak digunakan sebagai bahan pita rekaman. Kromium (III) oksida, Cr2O3, dan kromat, PbCrO4, dapat digunakan sebagai bahan pewarna cat dan gelas. Dikromat, Na2CrO7, dapat digunakan sebagai oksidan dalam industri kimia. Dalam proses penyamakan, kulit yang akan disamak dibasahi dengan larutan dikromat, kemudian direduksi dengan gas SO2 sehingga terbentuk kromi sulfat basa, Cr(OH)SO4. Kolagen merupakan jenis
protein utama dalam kulit, akan bereaksi membentuk senyawa kompleks kromi, dan senyawa ini mengakibatkan kulit menjadi bersifat liat, lentur, dan tahan terhadap kerusakan biologis. Larutan dikromat juga digunakan dalam proses “analisa nafas”, yaitu cara untuk menentukan kadar etanol dalam darah. Dalam hal ini, uap alkohol dalam nafas dialirkan melalui larutan dikromat, dan konsentrasi alkohol dapat diperkirakan dari perubahan warna ion dikromat (Hiskia, 2001). Reaksi yang berlangsung dalam proses tersebut adalah reaksi redoks.
Pada pelapisan krom keras, krom diendapkan pada logam dasar secara langsung tanpa melalui pelapisan perantara. Biasanya lapisan ini lebih tebal dari lapisan krom dekoratif. Berbeda dengan lapisan tembaga dan nikel dimana logam yang berfungsi sebagai anoda yaitu tembaga dan nikel. Untuk pelapisan krom, logam krom tidak akan berfungsi dengan baik sebagai anoda, sehingga dalam pelapisan krom digunakan anoda yang tidak larut yaitu lead (Pb).
Pelapisan chrome menggunakan bahan dasar asam chromeat, dan asam sulfat sebagai bahan pemicu arus, dengan perbandingan campuran yang tertentu. Perbandingan yang umum bisa 100 : 1 sampai 400 : 1. Jika perbandingannya menyimpang dari ketentuan biasanya akan menghasilkan lapisan yang tidak sesuai dengan yang diharapkan. Faktor lain yang sangat berpengaruh pada proses pelapisan chrome ini adalah temperatur cairan dan besar arus listrik yang mengalir sewaktu melakukan pelapisan. Temperatur pelapisan bervariasi antara 35 °C sampai 60 °C dengan besar perbandingan besar arus 18 A/dm2 sampai 27 A/dm2.
Elektroda yang digunakan pada pelapisan chrome ini adalah timbal (Pb) sebagai anoda (kutub positif) dan benda yang akan dilapis sebagai katoda (kutub negatif). Jarak antara elektroda tersebut antara 9 cm sampai 29 cm. Sumber listrik yang digunakan adalah arus searah antara 10 – 25 Volt, atau bisa juga menggunakan aki mobil.
