BAB
I
PENDAHULUAN
I.I Latar
belakang.
Jutaan dolar hilang setiap tahunnya
karena korosi, sebagian dari kerugian ini disebabkan oleh korosi besi dan baja,
meskipun logam lainnya dapat menimbulkan korosi juga, korosi adalah poses
oksidasi sebuah logam akibat percampuran suatu bahan elektrolit dengan udara,
dimana udara atau elektrolit akan mengalami reduksi, sehingga terjadinya karat
pada logam.
Korosi dapat terjadi oleh,air yang
mengandung garam dan logam akan bereaksi secara elektrokimia dalam larutan
garam (elektrolit) proses elektrokimia akan terbentuk anoda dan katoda pada
sebatang logam.
Untuk
mencegah terjadinya korosi, beberapa atau cara yang sering dilakukan yaitu:
Ø Mengecat
permukaan logam
Ø Galvanisasi
(perlindungan katoda)
Ø Elektroplating
Ø dan
lain-lain.
Cara
yang akan dibahas pada laporan ini yaitu elektroplating ,elektroplating adalah
pelapisan logam yang lain secara elektrolisa, logam pelapisannya adalah logam
yang kadar korosinya sangat kecil yaitu tembaga, nikel, dan chrom. Proses
elektroplating ini berguna untuk menjaga bahan terhadap gesekan.
1.2 Tujuan
Elektroplating:
Adapun
tujuan dari elektroplating, yaitu:
a.
Untuk mencegah korosi.
b.
Untuk memperindah permukaan logam dasar.
c.
Untuk meningkatkan ketahanan dari pada permukaan logam (ketahanan
terhadap gesekan).
d.
Meningkatkan
daya hantar listrik.
BAB II
TEORI DASAR
2.1 Teori dasar Elektroplating.
Dalam
dunia logam ada beberapa teknik pelapisan terhadap logam, diantaranya yaitu
lapis seng / zink, galfanis, perak, emas, brass, tembaga, nickel,chrome/ krom.
Nikel atau elektroplating nikel adalah salah satu teknik pelapisan logam yang bertujuan untuk melapisi logam agar tahan terhadap karat dan juga untuk menambah keindahan logam yang di lapis. Proses elektroplating dilaksanakan dalam sebuah bak yang berisi larutan elektrolit dicelupkan dua buah elektroda (Anoda) dan sebuah benda kerja (Katoda) dimana kedua anoda dan katoda dihubungkan power supply (Rectifier) arus yang mengalir dari kedua elektroda ke power supply adalah arus searah (DC) sedangkan arus dari power supply ke sumber arus adalah arus bolak-balik (AC) larutan elektroda yang digunakan harusm sesuai dengan logam pelapis, yang bertindak sebagai anoda berupa katup positif dan yang bertindak sebagai katoda berupa katup negatif..
Nikel atau elektroplating nikel adalah salah satu teknik pelapisan logam yang bertujuan untuk melapisi logam agar tahan terhadap karat dan juga untuk menambah keindahan logam yang di lapis. Proses elektroplating dilaksanakan dalam sebuah bak yang berisi larutan elektrolit dicelupkan dua buah elektroda (Anoda) dan sebuah benda kerja (Katoda) dimana kedua anoda dan katoda dihubungkan power supply (Rectifier) arus yang mengalir dari kedua elektroda ke power supply adalah arus searah (DC) sedangkan arus dari power supply ke sumber arus adalah arus bolak-balik (AC) larutan elektroda yang digunakan harusm sesuai dengan logam pelapis, yang bertindak sebagai anoda berupa katup positif dan yang bertindak sebagai katoda berupa katup negatif..
Yang terjadi pada
anoda merupakan reaksi reduksi, sedangkan pada katoda merupakan reaksi oxydasi
pada anoda mekanisme berfungsi untuk penggantian ion logam yang menempel pada
katoda, pada katoda reaksi berubah ion logam menjadi logam yang kemudian
menempel pada permukaan elektroda.
Gambar
1. Prinsip dasar proses elektroplating.
Perhitungan
pada elektroplating (tembaga, Nikel, Chrom ) dengan menggunakan Hukum faraday.
“Hukum faraday merupakan salah satu hukum yang berhibungan dengan proses
elektroplating yang menyatakan bahwa dengan adanya arus yang mengalir dalam
larutan elektrolit, maka terjadilah gerakan ion dan penetralan ion” hubungan
antara arus listrik yang mengalir dengan jumlah logam yang dibebaskan kedalam
larutan tersebut dinyatakan oleh faraday.
·
Jumlah logam yang
terbentuk pada elektroda suatu sel sebanding dengan arus yang mengalir.
·
Jumlah logam yang
diuraikan oleh arus listrik yang sama dalam sel yang berbeda sebanding dengan
berat okivalen logam tersebut.
·
Bila evisiensi arus
100% maka berat logam yang diendapkan adalah sebanding lurus dengan arus yang
mengalir melalui larutan dan sebanding dengan berat ekivalen logam waktu
elektrplating.
Ø Nilai
ketentuan
·
Tembaga
Densiti
= 8933kg/m3
Valensi
= 2
Berat
atom =63,54 kg/m3
·
Nikel
Densiti
= 8907kg/m3
Valensi
= 2
Berat
atom =58,71kg/m3
·
Croom
Densiti
= 7194kg/m3
Valensi
= 3
Berat
atom =58,71 kg/m3
Ø Rumus
mendapatkan luas permukaan.
L= 2 { ( P.L)
+ (L . t) + (P . t) }
Dimana:
L = Luas permukaan.
P = Panjang.
L = lebar
Ø Rumus
untuk mendapatkan berat logam yang diendapkan.
Dimana:
W
= Berat logam yang diendapkan.
I =
kuat arus.
T= Waktu pelapisan.
A=Besar atom logam.
Z = Valensi logam.
F =
Bilangan (farade terapan) 96500 Coulom.
Ø Rumus
perhitungan tebal lapisan.
T=tebal lapisan.
i
= Rapat arus.
A=Besar
atom logam.
Z = Valensi logam.
F =
Tetapan parade.
Ø
Rumus perhitungan waktu pelapisan.
Dimana
:
T = Waktu pelapisan.
# =
tebal lapisan.
i= rapat arus.
A=Besar atom logam.
Z = Valensi logam.
F = Bilangan (farade terapan) 96500 Coulom.
2.2 Mekanisme proses elektroplating.
2.2.1 Mekanisme pelapisan nikel
Dalam proses elektrolisa
nikel terjadi reaksi pada katoda, yaitu proses-proses reduksi dari ion-ion
nikel bantuan electron-elektron yang berasal dari sumber arus searah
Reaksinya
adalah :
Ni 2+ + 2e - → Ni o
2H+ +2e
→ H2
Sedangkan
pada anoda terjadi reaksi oxidasi, reaksinya adalah :
Ni → Ni
2+ + 2 e –
4OH
→ O2 + 2 H2O + 4 e –
Gambar
2. Mekanisme Pelapis
2.2.2 Mekanisme Pelapisan Chrom.
Dalam
pelapisan Chrom, mekanisme perpindahan ion-ion dan proses terjadinya
pembentukan senyawa chromyang bervalensi tiga, terjadi perpindahan. Ion
darilarutan ke katoda tidaklah mudah, karena chrom yang ada dalam
larutanmerupakan senyawa asam komplek, dalam hal ini dapat digambarkan secara
sederhana :
Gambar
3. Proses Pelapisan Chrom
Pada mulanya reaksi terjadi dikatoda
, dan anoda paduan Pb terjadi penguraian oksigen beserta mengirimkan
elektron-elektron ke katoda terjadi perekdusian garam komplek Chrom menjadi
logam Chrom yang menempel dikatoda.
Dengan adanya anoda paduan Pb dan
uraianya oksigen dipermukaan anoda, maka dapat menetralkan kandungan ion-ion
Hodroksida, sehingga dapat mencegah terbentuknya garam tersebut. Oleh sebab itu
konsentrasi Chrom adalah larutan asam berkurang, denga adanya komponen-komponen
tersebut diatas, rendaman diharapkan mempunyai kemampuan untuk mendapatkan
kualitas baik. Rendaman harus memiliki covering power dan levelling power.
2.3 Faktor Yang Harus Diperhatikan Agar
Proses Elektroplating Menghasilkan
Lapisan Yang Baik.
2.3.1 Tahap Preseatment.
Tahap
ini merupakan tahap yang paling penting dan mempemgaruhi keberhasilan dalam
proses elektroplating, Oleh karena itu tahap Preseatment harus dilaksanakan dengan baik agar tidak
menimbulkan kegagalan.
Adapun
tahap preseatment sebagai berikut:
1.
Pembersihan dengan cara
mekanis, yaitu dengan menggunakan kertas amplas agar permukaan tidak mengandung
korosi.
2.
Tahap rinse(pencucian
dengan aquades).
3.
Alkaline klianing
(dengan larutan NhoH)
4.
Tahap rinse(pencucian
dengan aquades).
5.
Pichling(proses
pembersihan logam dasar dengan asam agar tidak terjadi penempelan lemak-lemak
pada permukaan logam dasar, larutan yang digunakan adalah asam klorida).
6.
Tahap rinse(pencucian
dengan aquades).
7.
Memulai proses
elektroplating.
Ada beberapa
faktor lain yang harus diperhatikan sebagai berikut:
1.
Cairan.
o
Cairan yang digunakan
yaitu cairan yang mudah menghantarkan arus listrik dan sesuai dengan logam
pelapis.
o
Cairan harus
betul-betul bersih dari kotoran, agar lapisan yang dihasilkan menempel dengan
sempurna.
2.
Suhu larutan , Rapat
arus.
o Suhu
larutan harus sesuai yang telah dicamtumkan, agar larutan dapat bereaksi dengan
optimal.
o Rapat
arus harus sesuai dengan ketebalan yang diinginkan, rapat arus yang lama akan
membentuk kehitaman pada logam ( terbakar ).
BAB III
PERALATAN YANG DI GUNAKAN
3.1 Alat- alat yang digunakan.
o Pemanas
listrik.
o Pengaduk
larutan.
o Penyaringan.
o Termometer.
o Kawat
pengikat.
o Timbangan.
o Beker
glass.
o Gelas
ukur.
3.2 Bahan
Yang Digunakan.
o Baja
ST 37.
o Kertas
amplas.
o Aquades..
o Asam
klorida.
o CuSO4
. 5H2O.
o H2SO4.
o Zat
adektif.
·
Pelapisan Tembaga
-
CuSO4 . 5H20
-
H2SO4
-
Zaat Aditive
·
Nikel.
-
NiSO4 . 6H20
-
NiCL2 . 6H20
-
H3BO4
-
Zaat Aditive
·
Chrom.
-
CrO3
-
H2SO4
3.3 Cara Kerja.
Adapun
cara kerja pembuatan elektroplating.
1. Persiapkan
benda kerja dengan ukuran 5 x 5 cm, dan amplas permukaan untuk menghilangkan
korosi.
2. Bilas
dalam air aquadest selama 1-2 menit.
3. Bersihkan
dengan larutan Alkaline Cleaning dengan suhu 800 selama 5 menit.
4. Bilas
dalam air aquadest selama 1-2 menit.
5. Bersihkan
benda kerja dengan menggunakan asam klorida ( HCL ).
6. Bilas
dalam air aquadest selama 1-2 menit.
7. Proses
pelapisan dengan Tembaga.
8. Bilas
dalam air aquadest selama 1-2 menit.
9. Proses
pelapisan Nikel.
10. Bilas
dalam air aquadest selama 1-2 menit.
11. Proses
pelapisan Chrom.
12. Setelah
proses pelapisan Chrom, maka benda kerja dikeringkan.
3.4 Bagan Alir Proses Pelapisan Tembaga,Nikel,
Dan Chrom
 | |||||||||||||
BAB IV
DATA DAN PENGOLAHAN DATA
4.1 Data dari benda kerja
 |
|||||||
Keterangan:
L= lebar benda kerja(mm)
P=
panjang benda kerja (mm)
T=
tebal benda kerja (mm)
4.2
Pengolahan data
4.2.1
Menghitung luas benda kerja
Dik : P = 5 cm
L
= 3 cm
t = 1mm = 0,1cm
dit
: L (luas).......?
Penyelesaian:
L =
2 { ( P.L) + (L . t) + (P . t) }
= 2 { (5 .3) + (3 .0,1) + (5 . 0,1)
}
= 2 { (15) + (0,30) + (0,50) }
= 2 (15,8)
= 31,6 cm2
= 0,316 dm2
4.2.2 Pelapisan Tembaga
· Menghitung arus
I = Luas x i
= 0,316 dm2 x 4 ampere/dm2
I = 1,264 Ampere.
· Menghitung
Waktu Pelapisan.
Jadi waktu yang di perlukan untuk
melapisi tembaga dengan tebal 3
micrometer yaitu 10 menit
4.2.3 Pelapisan Nikel
· Menghitung arus
I = Luas x i
= 0,316 dm2 x 5 ampere/dm2
I = 1,58 Ampere.
· Menghitung
Waktu Pelapisan.
Jadi waktu yang di perlukan untuk
melapisi nikel dengan tebal 3 micrometer yaitu 9 menit
4.2.4 Pelapisan Chrom
· Menghitung arus
I = Luas x i
= 0,316 dm2 x 27ampere/dm2
I = 8,532 Ampere.
· Menghitung
Waktu Pelapisan.
Jadi waktu yang di perlukan untuk
melapisi Chrom dengan tebaal 3 micrometer yaitu 2 menit
