PENGARUH PENAMBAHAN SURFAKTAN NATRIUM LAURIL SULFAT (NaLS ) TERHADAP ELEKTROPLATING Zn Ni PADA BESI

Skripsi Ditulis dan diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh gelar Sarjana Sains Jurusan Kimia

Oleh : SIDDIQ AJI WINASIS M0302041

JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2010

PENGARUH PENAMBAHAN SURFAKTAN NATRIUM LAURIL SULFAT (NaLS ) TERHADAP ELEKTROPLATING Zn Ni PADA BESI

Skripsi Ditulis dan diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh gelar Sarjana Sains Jurusan Kimia

Oleh : SIDDIQ AJI WINASIS M0302041

JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2010

HALAMAN PENGESAHAN

Skripsi ini dibimbing oleh :

Pembimbing I

Pembimbing II

Drs. Mudjijono, Ph.D NIP. 19540418 198601 1001

Candra Purnawan, M. Sc NIP. 19781228 200501 1001

Dipertahankan di depan Tim Penguji Skripsi pada : Hari Tanggal : Rabu : 28 April 2010

Anggota Tim Penguji : 1. I.F Nurcahyo, M. Si NIP. 19780617 200501 1001 2. Soerya Dewi Marliyana, M. Si NIP. 19690313 199702 2001 2. 1.....

Disahkan oleh Ketua Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta

Prof. Drs. Sentot Budi Rahardjo, Ph.D NIP. 19560507 1986 1001

PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa isi intelektual dari skripsi saya yang berjudul Pengaruh Penambahan Surfaktan Natrium Lauril Sulfat (NaLS) terhadap Elektroplating Zn Ni pada Besi adalah hasil karya, kerja, dan sepengetahuan saya. Skripsi ini tidak memuat materi baik yang telah dipublikasikan atau ditulis oleh orang lain maupun yang telah diajukan untuk mendapatkan gelar sarjana di Universitas Sebelas Maret ataupun di Perguruan Tinggi lainnya, kecuali yang telah dituliskan atau disebutkan dalam daftar pustaka sebagai acuan naskah ini.

Surakarta, Desember 2010

Penulis

ABSTRAK Siddiq Aji Winasis. PENGARUH PENAMBAHAN SURFAKTAN NATRIUM LAURIL SULFAT (NaLS) TERHADAP ELEKTROPLATING Zn-Ni PADA BESI. Skripsi. Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Surakarta 2010

Pelapisan seng nikel pada logam besi secara elektroplating telah dilakukan dengan penambahan surfaktan natrium lauril sulfat (NaLS). Natrium lauril sulfat (NaLS) dengan variasi konsentrasi 0, 1, 2, 3, 4 g/L ditambahkan ke dalam larutan plating. Elektrolisis dijalankan pada variasi rapat arus 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0 A/dm2 selama 30 menit dan jarak antar kedua elektroda 3 cm. Karakterisasi lapisan seng nikel dilakukan dengan menggunakan neraca analitik untuk uji berat lapisan seng nikel, alat uji kekerasan vickers untuk uji kekerasan lapisan, dan mikroskop optik disertai kamera digital untuk uji ukuran butiran deposit. Dari hasil penelitian, diperoleh hasil bahwa pada variasi konsentrasi NaLS, kenaikan konsentrasi NaLS meningkatkan berat deposit namun setelah konsentrasi 2 g/L berat deposit menjadi turun, kenaikan konsentrasi NaLS meningkatkan kekerasan deposit namun setelah konsentrasi 2 g/L tingkat kekerasan deposit menurun, kenaikan konsentrasi NaLS menyebabkan ukuran butiran deposit menjadi lebih kecil. Pada variasi rapat arus diperoleh hasil kenaikan rapat arus listrik meningkatkan berat deposit namun setelah rapat arus 0,6 A/dm2 berat deposit menjadi turun, kenaikan rapat arus meningkatkan kekerasan deposit namun setelah rapat arus 0,6 A/dm2 tingkat kekerasan deposit menurun, kenaikan rapat arus listrik menyebabkan ukuran butiran deposit menjadi lebih besar.

Kata kunci : Elektroplating, surfaktan NaLS, rapat arus listrik

ABSTRACT Siddiq Aji Winasis. EFFECT OF SODIUM LAURIL SULFAT (NaLS)

SURFACTANT ADDITION FOR Zn Ni ELECTROPLATING ON IRON, Thesis, Department of Chemistry, Faculty of Mathematics and Natural Sciences

Zinc nickel coating on iron metal by electroplating has been carried out with the addition of surfactant sodium lauryl sulfate (NaLS). Sodium lauryl sulfate (NaLS) with various concentration of 0, 1, 2, 3, 4 g/L was added into the plating solution. Electrolysis carried out on variations of current density 0.2; 0.4; 0.6, 0.8; 1.0 A/dm2 for 30 minutes and distance between the two electrodes 3 cm. Characterization of zinc nickel coating was done by using an analytical balance for nickel zinc coating weight test, Vickers hardness testing equipment for hardness testing layer, and an optical microscope with a digital camera to test the deposit grain size. The research results showed that the variation NaLS concentration, increasing concentrations of heavy deposit NaLS improve but after the concentration of 2 g /L of heavy deposits of a fall, an increase in the concentration NaLS increase deposit hardness but after the concentration of 2 g/L deposits decreased levels of violence, the increase in concentrationNaLS cause the deposit grain size becomes smaller. At the current density variation obtained electric current density increases deposit but increase the weight after 0.6 A/dm2 current deposit into fall, the increase in current density to increase deposit hardness but after the currsnt density 0.6 A/dm2 deposit decreased levels of violence, the increase electric current density causes the deposit grain size becomes larger.

Keywords: Electroplating, surfactant NaLS, electric current density

MOTTO

Sesungguhnya Allah tidak akan merubah suatu kaum sehingga mereka merubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri (Ar-Raad 11)

Janganlah takut pada masa depan, jangan pula menangis untuk masa lalu. Percy Bysshe Shelley (17921822)

Keraguan hanya bisa dihilangkan dengan tindakan. Johann Wolfgang von Goethe (17491832)

Seorang pesimis melihat kesulitan di setiap kesempatan; seorang optimistis melihat kesempatan dalam setiap kesulitan. Winston Churchil

PERSEMBAHAN

Kupersembahkan karya kecil ini Kepada Ayah dan Ibundaku tercinta Kedua adikku yang tersayang Almamaterku

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, taufiq dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi dengan judul PENGARUH PENAMBAHAN SURFAKTAN NATRIUM LAURIL SULFAT (NaLS) TERHADAP ELEKTROPLATING Zn Ni PADA BESI. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat kelulusan untuk mencapai gelar Sarjana Sains Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta. Terselesaikannya Skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, maka pada kesempatan ini penulis tidak lupa mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Prof. Drs. Sutarno, M.Sc. PhD. selaku dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret. 2. Bapak Drs. Mudjijono, Ph.D. selaku dosen pembimbing I dan Candra Purnawan, M.Sc. selaku dosen pembimbing II dalam penulisan Skripsi yang telah memberikan pengarahan dan bimbingan kepada penulis dengan sabar dalam menyelesaikan Skripsi ini. 3. Bapak Prof. Drs. Sentot Budi Rahardjo, Ph.D. selaku Ketua Jurusan Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta. 4. Ibu Dra. Tri Martini, M.Si. selaku Dosen Pembimbing Akademik yang telah memberikan waktu serta bimbinganya. 5. Bapak dan Ibu Dosen pengajar dan para staff jurusan Kimia FMIPA UNS atas ilmu yang telah diberikan. 6. Segenap pimpinan Laboratorium Pusat Sub. Lab Kimia UNS dan semua staff yang telah membantu dalam penyelesaian Skripsi ini. 7. Bapak dan Ibunda tercintaku untuk kasih sayang, keikhlasan, dukungan moril dan materiil, dan doa yang selalu menyertaiku. 8. Kedua adikku yang telah banyak membantu dan memberikan dukungan.

9. Teman-teman Kimia 2002 atas semua kebersamaan kita dalam menimba ilmu. 10. Tri Hadhi Nugroho dan M. Najmus Sakib, Tim Elektroplating yang telah berjuang bersama. 11. Semua warga Kimia atas semua suka duka yang telah kita lalui bersama. 12. Teman-teman Sak-sake Football Club, Chemist Touring, dan Referensi Room atas kekeluargaan kita untuk selamanya. 13. Rekan-rekan seperjuangan Jonny Sitanggang, Yudi, Wisnu, Bondan, Bayu mudah-mudahan tetep kompak meskipun sudah lulus. 14. Warga kos Akendaruna Residence, Mbahe, Geonk, Jepe, Sampek, Mamo, Koh Jang, Kewer, Azis, Mas Deddy dan istri, Randi, Cengir 15. Semua pihak-pihak yang secara langsung maupun tidak langsung membantu hingga terselesaikanya Skripsi ini. Dengan segala kerendahan hati, penulis menyadari bahwa dalam penulisan Skripsiir ini masih jauh dari sempurna karena keterbatasan kemampuan dan pengetahuan yang penulis miliki. Oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan untuk penelitian selanjutnya.

Surakarta,

Desember 2010

Penulis

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .......................................................................................... HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................... HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN ................................................... ABSTRAK .......................................................................................................... ABSTRACT ....................................................................................................... MOTTO .............................................................................................................. HALAMAN PERSEMBAHAN .......................................................................

i ii iii iv v vi vii

KATA PENGANTAR ....................................................................................... viii DAFTAR ISI ....................................................................................................... DAFTAR GAMBAR.......................................................................................... DAFTAR TABEL............................................................................................... DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... x xiii xiv xv

BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah ........................................................................... B. Perumusan Masalah 1. Identifikasi Masalah .............................................................................. 2. Batasan Masalah ..................................................................... 3. Rumusan Masalah .. ........................................................................ C. Tujuan Penelitian D. Manfaat Penelitian .. 1 3 3 4 5 6 6

BAB II . LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka.. ............................................................................. 7

1. Elektroplating . 7 a. Dasar-dasar Elektroplating ................................................................... 7

b. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Elektroplating ............................ 2. Pelapisan seng Nikel .............................................................................. a. Pelapisan Seng....................................................................................... b. Pelapisan Nikel ..................................................................................... 3. Surfaktan .. 4. Analisa . .....................................................

11 13 13 15 16 20

B. Kerangka Pemikiran 22 C. Hipotesis 23

BAB III . METODOLOGI PENELITIAN A. Metodologi Penelitian................................................................................. B. Tempat dan Waktu Penelitian .................................................................. C. Alat dan Bahan D. Prosedur Penelitian .................................................................................... 1. Persiapan plat besi sebelum elektroplating (treatment pra-plating) .... 2. Persiapan pembuatan larutan elektrolit 3. Proses elektroplating 4. Tahap karakterisasi .............................................................................. a. Karakterisasi kekerasan .................................................................. b. Karakterisasi diameter butiran deposit ........................................... E. Teknik Pengumpulan Data dan Analisa Data........................................ 1. Pengumpulan Data.................................................................................... 2. Analisa Data .............................................................................................. 24 24 24 25 25 26 26 27 27 29 30 30 31

BAB IV . HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil Penelitian ........................................................................................ 1. Berat Lapisan Seng Nikel pada Konsentrasi Natrium Lauril Sulfat dan Rapat Arus Listrik 32 35

2. Ukuran Butiran Deposit Permukaan Lapisan Seng Nikel pada Variasi Konsentrasi Surfaktan Natrium Lauril Sulfat (NaLS) dan Rapat Arus Listrik 3. Standarisasi Mikroskop ................................................................... 4. Ukuran butiran Deposit Lapisan Seng Nikel ................................... 5. Tingkat Kekerasan Lapisan Seng Nikel pada Variasi Konsentrasi Natrium Lauril Sulfat (NaLS) dan Rapat Arus Listrik c. Pembahasan ............................................................................................ 1. Variasi Konsentrasi Surfaktan Natrium Lauril Sulfat (NaLS) .. ........... a. Berat Lapisan Deposit pada Variasi Konsentrasi Surfaktan .......... Natrium Lauril Surfaktan b. Uji kekerasan pada variasi konsentrasi Surfaktan Natrium Lauril . Sulfat c. Ukuran Butiran Deposit pada Variasi Konsentrasi Surfaktan Natrium Lauril Sulfat 2. Variasi Rapat Arus Listrik ...................................................................... a. Berat Lapisan Deposit pada Variasi Rapat Arus Listrik ................. b. Uji Kekerasan pada Variasi Rapat Arus Listrik .............................. c. Ukuran Butiran Deposit pada Variasi Rapat Arus Listrik ..............

35

35 36 38

39 39 41

43

43

45 47 48 49

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN A. B. Kesimpulan ............................................................................................. Saran ....................................................................................................... 51 51

DAFTAR PUSTAKA......................................................................................... LAMPIRAN ......................................................................................................

52 54

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Skema elektroplating .. Gambar 2. Struktur NaLS . Gambar 3a. Alat Uji Vickers. Gambar 3b. Indentor piramid Vickers . Gambar 4. Jejak indentor piramid Vickers .. Gambar 5. Bentuk jejak indentor piramid Vickers .. Gambar 6. Seting alat elektroplating Gambar 7. Alat Mikrohardness Tester Vickers Gambar 8. Alat mikroskop dan sumber cahaya Gambar 9. Kurva standarisasi mikroskop Gambar 10. Grafik hubungan antara berat deposit, angka kekerasan (VHN), dan ukuran deposit dengan konsentrasi NaLS Gambar 11. Grafik hubungan antara berat deposit, angka kekerasan (VHN), dan ukuran deposit dengan rapat arus listrik

8 19 20 20 21 21 27 28 29 36 39 44

DAFTAR TABEL Tabel 1. Jenis Surfaktan ... Tabel 2. Komposisi larutan elektrolit .. Tabel 3. Teknik pengumpulan data . Tabel 4. Data hasil penelitian .. Tabel 5. Standarisasi mikroskop .. Tabel 6. Ukuran butiran deposit ... 19 26 30 33 36 37

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Diagram alir cara kerja Lampiran 2. Tabel berat deposit Zn-Ni pada variasi konsentrasi NaLS dan rapat arus listrik Lampiran 3. Tabel hasil standarisasi mikroskop optik Lampiran 4. Tabel ukuran butiran deposit permukaan lapisan seng nikel pada variasi konsentrasi surfaktan natrium lauril sulfat dan rapat arus listrik Lampiran 5. Tabel data hasil uji kekerasan . Lampiran 6. Tabel penampakan fisik permukaan lapisan deposit .. Lampiran 7. Tabel data pengukuran butiran deposit ...

54 55 56 57

60 64 66

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Seiring dengan perkembangan teknologi dewasa ini yang semakin pesat banyak barang yang diproduksi oleh manusia, baik untuk kebutuhan produksi maupun untuk tujuan kenyamanan hidup manusia itu sendiri, sebagian barang tersebut terbuat dari logam. Barang-barang dari logam ini memerlukan sentuhan akhir atau finishing agar dapat terlihat lebih menarik dan tahan lama (Ketut, 2008). Logam besi (Fe) merupakan logam yang banyak dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari misalnya sebagai konstruksi bangunan, elektronik, bidang kerajinan, dan alat rumah tangga. Namun logam besi (Fe) ini mudah teroksidasi dan mudah terkorosi. Oleh karena itu, logam besi (Fe) harus dilindungi dari zat korosif. Salah satu caranya dengan melapisi besi (Fe) dengan logam lain seperti perpaduan antara seng (Zn) dan nikel (Ni) (Hartono, 1992) Proses pelapisan besi dengan seng dan nikel tersebut dilakukan dengan metode elektrolisis yang dikenal sebagai elektroplating. Pemberian arus searah pada larutan elektrolit menyebabkan terjadinya peruraian ion-ion dan transfer elektron dalam sistem tersebut. Adanya transfer elektron akan menyebabkan ion seng dan nikel tereduksi pada logam besi sebagai katoda dan terjadi proses oksidasi pada logam platina sebagai anoda. Proses elektrolisis ini dipengaruhi beberapa faktor seperti jenis elektroda, tegangan listrik, densitas arus listrik, dan waktu elektrolisis (Hiskia, 1992) Adapun tekstur hasil pelapisan logam yang diperoleh dari proses elektrolisis dipengaruhi oleh orientasi pengendapan kristalnya dan adanya komponen lain yang terbentuk. Tekstur permukaan yang kasar dan mudah pecah dapat diperbaiki dengan penambahan bahan aditif tertentu dengan konsentrasi tertentu (Adamson, 1990)

Bahan aditif jenis surfaktan dapat digunakan untuk peningkatan kualitas hasil elektroplating karena surfaktan merupakan suatu zat aditif yang dapat berfungsi sebagai surface active interface yang mampu menata dan mengarahkan diri pada daerah batas antarmuka dua pemukaan serta dapat menurunkan tegangan permukaan larutan sehingga banyak digunakan sebagai pembasah (wetting agent), pemantap, pengemulasi, penyabunan. Surfaktan juga dapat melakukan pertukaran ion membentuk counter ion. Oleh karena itu, dengan penamabahan surfaktan ini diharapkan dapat memperbaiki kualitas lapisan seng dan nikel pada logam besi (Moroi, 1992 & Quina, 1979 ) Surfaktan sendiri terdiri dari beberapa jenis yaitu surfaktan anionik, kationik, dan non ionik. Berdasarkan sifatnya surfaktan merupakan zat yang dapat mengaktifkan permukaan karena cenderung untuk terkonsentrasi pada permukaan atau antarmuka. Surfaktan yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah jenis surfaktan anionik yaitu natrium lauril sulfat (NaLS). NaLS merupakan suatu senyawa yang biasa ditemukan pada detergen maupun shampoo. Dalam hal ini NaLS merupakan surfaktan yang berfungsi sebagai pembersih baik dalam detergen maupun shampoo (www.kimi@.net, 2009). Selain itu dalam dunia farmasi, NaLS berguna sebagai zat pembasah (wetting agent) yang ditambahkan pada formula suatu obat. Pada bidang farmasi ini NaLS berfungsi sebagai sistem dispersi padat pada kerja obat. Peranan NaLS sebagai dispersi padat pada proses ini adalah untuk memperkecil ukuran partikel obat, meningkatkan laju disolusi dan absorpsi obat yang tidak larut dalam air. Disolusi sistem dispersi padat dengan obat hidrofobik dapat ditingkatkan dengan meningkatkan kelarutan obat dalam pembawa. Dalam hal ini, penambahan surfaktan dapat meningkatkan laju disolusi obat yang sukar larut dalam air. Salah satu surfaktan yang biasa digunakan pada proses ini adalah NaLS (Alatas dkk., 2006). Penggunaan NaLS ini sendiri telah diteliti pada penelitian pelapisan logam menggunakan brightener (Ravindran, 2006) dan pada penelitian pelapisan seng pada

besi (Purnawan, 2003). Berdasarkan penelitian tersebut NaLS ditambahkan sebagai surfaktan tambahan pada proses pelapisan logam. Oleh karena NaLS juga dimungkinkan dapat mengatur/menentukan komposisi zat yang melapisi suatu logam. Tetapi sampai sekarang belum diketahui peranan NaLS dalam proses pelapisan logam terutama pada proses pelapisan menggunakan dua logam seperti pada pelapisan Zn Ni. Selain memiliki fungsi seperti tersebut diatas, surfaktan natrium lauril sulfat (NaLS) relatif murah. Oleh karena itu pada penelitian ini akan dikaji pengaruh surfaktan NaLS dalam proses pelapisan Zn-Ni pada logam besi. Dari komposisi tersebut dapat dilakukan pengujian lebih lanjut seperti penghitungan tingkat kekerasan logam, tekstur logam yang terplating, maupun tingkat korosi dari logam yang terdeposisi. Sehingga dapat diketahui hubungan komposisi logam Zn-Ni dengan kualitas lapisan hasil elektroplating.

B. Perumusan Masalah

1. Identifikasi Masalah Berdasarkan latar belakang di atas, maka ada beberapa permasalahan yang dapat timbul dalam penelitian ini, antara lain : a. Elektroplating merupakan salah satu cara pelapisan logam dengan menggunakan arus listrik melalui suatu elektrolit dengan menggunakan suatu elektroda logam. Namun komposisi larutan elektrolit yang berbeda-beda akan menyebabkan sifat hasil elektroplating yang berbeda-beda pula. b. Pada proses elektroplating terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi kualitas lapisan antara lain : suhu, kerapatan arus, konsentrasi, jarak elektroda, keasaman, waktu, pengadukan, dan zat aditif. Dalam proses tersebut hasil komposisi maupun mutu lapisan akan dapat ditentukan oleh faktor tersebut dan apabila kondisi elektroplating tidak dikontrol maka akan menyebabkan hasil elektroplating yang berbeda-beda.

c. Karakteristik logam meliputi banyak hal antara lain komposisi, sistem kristal, tekstur, warna, kekerasan, korosivitas, dan lain-lain. Sehingga perlu ditetapkan karakterisasi yang tepat untuk pengujian. d. Voltase kerja plating mempengaruhi hasil penelitian, hal ini menjadi masalah yang sangat penting untuk mendapat perhatian. Oleh karena itu pada penelitian ini haya ditentukan voltase kerja. e. pH dapat berpengaruh pada proses elektroplating, dengan terbentuknya gas H2. Tetapi pada beberapa penelitian pH tidak banyak dibahas karena pengurangan efek dan gelembung gas dapat dilakukn dengan pengaruh surfaktan.

2. Batasan Masalah Dari adanya identifikasi masalah di atas perlu kiranya adanya batasan batasan masalah dalam penelitian ini, antara lain: a. Penelitian berfokus pada pengaruh penambahn NaLS pada proses elektroplating Zn-Ni pada besi, sehingga parameter elektroplating dibuat tetap, mengacu pada penelitian yang telah dilakukan oleh Shivakumara et all, 2007, sebagai berikut : 1) Komposisi larutan elektrolit ZnSO 4 : 52,040 % NiSO4 : 2,624 % Na2SO4 : 28,632 % H3BO3 : 9,544 % EDTA : 7,158 %

2) Elektroplating yang dilakukan menggunakan sistem 2 elektroda yaitu : elektroda terdiri dari katoda dan anoda. Katoda yang dipakai adalah lempeng besi (Fe), merupakan logam yang akan dilapisi. Ukuran dimensi lempeng besi p x l (2,3cm x 3cm). Lempeng besi diperoleh dari Pasar Besi Kusumodilagan Surakarta. Sedangkan anoda yang dipakai adalah platina (Pt). Logam platina

dipilih sebagai anoda karena platina bersifat inert dan memiliki over potensial hidrogen dan oksigen yang kecil dibandingkan anoda inert yang lain seperti Au (emas) atau C (karbon) sehingga gas hidrogen dan oksigen yang timbul akan sedikit. 3) Jarak anoda dan katoda ditetapkan 3cm. 4) Kondisi elektroplating : suhu operasi plating pada suhu kamar 298 K atau 25C. b. Surfaktan yang dipakai adalah NaLS dengan konsentrasi penambahan 0; 1; 2; 3; 4 gL-1. c. Rapat arus yang digunakan adalah 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0 A/dm2 d. Karakterisasi deposit Zn-Ni hasil elektroplating dibatasi pada : 1) Uji berat dilakukan untuk mengetahui berat deposit yang menempel pada katoda. 2) Uji kekerasan dilakukan untuk mengetahui tingkat kekerasan material deposit Zn-Ni. Uji kekerasan ini dilakukan dengan alat Microhardness Tester Vickers, uji kekerasan sangat berhubungan dengan komposisi deposit Zn-Ni. 3) Uji tekstur permukaan untuk mengetahui efek penambahan NaLS terhadap tingkat kehalusan permukaan dari deposit Zn-Ni. Tingkat kehalusan permukaan berhubungan dengan ukuran butir deposit yang terbentuk. Uji tekstur permukaan lapisan deposit Zn-Ni menggunakan alat mikroskop yang dilengkapi kamera digital.

3. Rumusan Masalah Berdasarkan uraian di atas, maka rumusan masalah yang akan diungkapkan dalam penelitian ini adalah : a. Bagaimana pengaruh variasi konsentrasi natrium lauril sulfat (NaLS) terhadap berat, harga kekerasan (VHN), dan ukuran butiran deposit?

b. Bagaimana pengaruh variasi rapat arus listrik terhadap berat, harga kekerasan (VHN), dan ukuran butiran deposit?

C. Tujuan Penelitian Tujuan dan manfaat dari penyusunan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: 1) Mengetahui pengaruh variasi konsentrasi natrium lauril sulfat (NaLS) terhadap berat, harga kekerasan (VHN), dan ukuran butiran deposit logam elektroplating. 2) Mengetahui pengaruh variasi rapat arus listrik terhadap berat, harga kekerasan (VHN), dan ukuran butiran deposit logam elektroplating.

D. Manfaat Penelitian Dengan penelitian ini dapat memberikan manfaat kepada kita yaitu : 1. Mengetahui pengaruh konsentrasi penambahan NaLS dan rapat arus listrik terhadap hasil elektroplsating lapisan Zn-Ni. 2. Memberikan informasi tentang salah satu cara peningkatan kualitas elektroplating Zn-Ni yang dapat diterapkan pada bidang industri. 3. Memberikan sumbangan dalam pengembangan ilmu kimia yaitu mengenai penggunaan surfaktan sebagai wetting agent dalam elektroplating terutama untuk Zn-Ni.

BAB II LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka

1. Elektroplating A. Dasar-dasar Elektroplating Elektroplating merupakan proses pengendapan elektro lapisan logam pada elektroda yang bertujuan membentuk permukaan dengan sifat atau dimensi yang berbeda dengan logam dasarnya. Plating termasuk cara menanggulangi korosi pada logam dan juga berfungsi sebagai ketahanan bahan. Disamping itu plating juga memberi nilai estetika pada logam yang dilapisi, yaitu warna dan tekstur tertentu, serta untuk mengurangi tahanan kontak serta meningkatkan konduktivitas permukaan atau daya pantul. Sebelum dilakukan pelapisan pada bahan dasar, permukaan logam harus disiapkan untuk menerima adanya pelapisan. Persiapan ini bertujuan untuk meningkatkan daya ikat antara lapisan dengan bahan yang akan dilapisi. Permukaan yang ideal dari bahan dasar adalah permukaan yang seluruhnya mengandung atom bahan tersebut tanpa adanya bahan asing lainnya. Proses ini meliputi abrasi mekanik yang dilakukan untuk jenis inert yang kasar dan besar, pencucian untuk menghilangkan lemak, minyak dan debu agar lebih bersih, dapat digunakan larutan organik dan larutan alkali untuk menghilangkan oksidanya. Secara prinsip elektroplating meliputi empat hal, yaitu pembersihan, pembilasan, pelapisan, dan proteksi setelah pelapisan. Keempat hal ini dapat secara manual atau bisa juga menggunakan tingkat otomatisasi yang lebih tinggi lagi (Ketut, 2008). Elektroplating termasuk proses elektrolisa yang bisanya dilakukan dalam bejana sel elektrolisa dan berisi cairan elektrolit. Pada cairan tersebut tercelup dua elektroda. Masing-masing elektroda dihubungkan dengan arus listrik yang terbagi

menjadi kutub positif (anoda) dan kutub negatif (katoda) yang terdapat pada Gambar 1 di bawah ini. Di dalam proses elektrolisa terjadi proses oksidasi dan reduksi.

Gambar 1. Skema elektroplating (http://www.rustyiron.com/engines/electrolysis/index.html) Prinsip dasar dari pelapisan logam secara listrik ini adalah penempatan ionion logam yang ditambah elektron pada logam yang dilapisi, yang mana ion-ion logam tersebut didapat dari anoda dan elektrolit yang digunakan. Dengan adanya arus listrik yang mengalir dari sumber maka elektron dialirkan dari elektroda positif (anoda) menuju elektroda negatif (katoda) dan dengan adanya ion-ion logam yang terdapat dari elektrolit maka menghasilkan logam yang melapisi permukaan logam yang dilapisi. Arus searah yang mengalir melalui suatu larutan elektroda akan menimbulkan reaksi penguraian ion-ion. Ujung-ujung ke luar masuknya arus searah disebut elektroda. Pada elektrolisa bisa ada beda tegangan, ion-ion bergerak ke arah katoda dann ion negatif atau anion bergeerak ke arah anoda.

Hubungan antara konsentrasi ion dengan potensial sel dikemukakan oleh Weltern Nerst (1864-1941) yaitu : Esel = Esel 2,303 (RT / nF) log K ....................................................... (1) Esel = Esel 2,303 (RT / nF) log [oksidasi] / [reduksi] ....................... (2) Dalam keadaan standar T = 25C (298,15 K), P = 1atm, konsentrasi ion 1M dengan R = 8,314 Jmol-1K-1 dan F = 96500 maka : E sel = E sel = Ereduksi Eoksidasi = Ekatoda Eanoda ................................. (3) Jika terdapat persamaan rekski : aA + bB + ..... gG + hH + ... Maka potensial dari persamaan reaksi diatas adalah : Esel = Esel (2,303 RT / nF) log ((aG)g (aH)h .... / (aA)a (aB)b ...) .......... (4) Dalam persamaan di atas kita dapat membuat substitusi yang biasa untuk aktivitas a = 1 untuk keadaan padaat dan murni a= tekanan parsial (atm) untuk gas a = konsentrasi molar untuk komponen larutan encer . Hubungan antara aktivitas dengan konsentrasi molar larutan dinyatakan sebagai a = [C] dimana adalah koefisien aktivitas yang bergantung pada kekuatan ion atau ionic strength (). Harga ditentukan oleh persamaan : = 0,5 (M1Z12 + M2Z22 + M3Z32 + .....) ..............................................(5) Dimana M1, M2, dan M3 menunjukkan konsentrasi molar berbagi larutan ion yang terdapat dalam larutan dan Z1, Z2, Z3 adalah muatan ion sedangkan harga koefisien aktivitas dihitung menggunakan persamaan Debye- Huckel - log A = 0,509 ZA2 / (1+0,328A) .................................................(6) Jika mendekati nol (,0,01) maka persamaan Debye Huckel menjadi : - log A = 0,509 ZA2 ()1/2 .........................................................................(7) A adalah koefisien aktivitas ion A, A adalah garis tengah ion A, ZA adalah jumlah muatan ion A sehingga aA = A [CA], bila A = 1 maka aA = [CA] dalam larutan encer. Pada elektroplating dengan anoda aktif digunakan anoda logam yang mempunyai kemurnian tinggi. Arus mengalir dari anoda menuju katoda melalui elektrolit. Proses pelapisan pada benda kerja dilakukan pada suatu elektrolit yang

mengandung senyawa logam. Ion logam (M n+) dalam elektrolit yang bermuatan positif menuju benda kerja sebagai katoda yang bermuatan negatif sehingga ion logam Mn+ akan tereduksi menjadi logam M dan mengendap di katoda membentuk lapisan logam (deposit), menurut reaksi : Man+ + ne Ma0 Ion logam dalam elektrolit yang telah tereduksi dan menempel di katoda, posisinya akan digantikan oleh anoda logam yang teroksidasi dan larut dalam elektrolit atau dari penambahan larutan senyawa logam. Pada anoda terjadi oksidasi menurut reaksi: Mb0 Mbn+ + ne Apabila proses elektroplating berjalan seimbang maka konsentrasi elektrolit akan tetap, anoda makin lama berkurang dan terjadi pengendapan logam yang melapisi katoda sebagai benda kerja. Reaksi oksidasi-reduksi secara keseluruhan dapat dituliskan sebagai berikut : Katoda ( reduksi ) Anoda (oksidasi) : Man+ + : Mb0 Man+ + Mb0 ne Ma0 Mbn+ Ma0 + + ne Mbn+ +

Apabila plating menggunakan anoda inaktif maka logam yang menempel pada katoda hanya berasal dari larutan, sehingga konsentrasi larutan makin berkurang dan diperlukan kontrol yang ketat terhadap konsentrasi larutan elektroplating untuk menjaga efisiensi proses dan kualitas lapisan. Hubungan antara banyaknya zat yang dibebaskan pada elektroda dengan arus listrik yang dialirkan digunakan dalam proses elektroplating berdasarkan Hukum Faraday yaitu: 1) Pada elektrolit zat yang diendapkan berbanding lurus dengan waktu dan arus listrik. 2) Jumlah arus listrik yang sama akan membebaskan sejumlah zat pada elektroda

Hukum Faraday dirumuskan :W e .i .t n . F

Dimana: W = Berat logam yang diendapkan ( gr ) e = Banyaknya zat yang equivalent yaitu banyaknya gram zat yang dibebaskan pada elaktroda oleh 1 coulomb arus listrik i = Arus listrik ( Ampere / Ampp ) t = waktu elektrolisa ( detik ) n = elektron valensi logam F = Bilangan Faraday ( 96500)

B. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Elektroplating Beberapa faktor yang mempengaruhi proses elektroplating menurut Ketut, 2008 yaitu: a. Suhu Suhu sangat penting untuk menyeleksi cocoknya jalannya reaksi dan melindungi pelapisan. Keseimbangan suhu ditentukan oleh beberapa faktor atau ketahanan, jarak anoda dan katoda, serta arus yang digunakan. b. Kerapatan arus Kerapatan arus yang baik adalah arus yang tinggi pada saat arus diperkirakan masuk, bagaimanapun nilai kerapatan arus mempengaruhi waktu plating untuk mencapai ketebalan yang diperlukan. c. Konsentrasi Ion Merupakan faktor yang berpengaruh pada struktur deposit, dengan naiknya konsentrasi logam dapat menaikan seluruh kegiatan anion yang membantu mobilitas ion.

d. Agitasi Yaitu terdiri dari dua macam, yaitu jalannya katoda dan jalannya larutan. Agitasi yang besar mungkin akan merusak, dan agitasi seharusnya disalurkan dengan tujuan untuk menghindari bentuk, struktur, penampilan, dan ketebalan lapisan yang tidak seragam. e. Throwing Power Yaitu kemampuan larutan penyalur mengahasilkan larutan dengan ketebalan merata dan sejalan dengan terus berubahnya jarak antara anoda dan permukaan komponen selama proses pelapisan. f. Konduktivitas Konduktivitas larutan terrgantung pada konsentrasi ion yang besar atau konsentrasi molekul. g. Nilai pH Derajat keasaman (pH) merupakan faktor penting dalam mengontrol larutan elektroplating. h. Pasivitas Gejala ini sering ditemui pada logam yang mengalami korosi, dimana hasil korosi menjadi lapis dan pasif. Bila hal ini terjadi pada anoda, maka ion-ion pelapis akan terus menurun sehingga akan mengganggu proses. i. Waktu pelapisan Waktu pelapisan sangat berpengaruh pada ketebalan lapisan yang diharapkan. Variasi waktu yang digunakan dalam elektroplating menyebabkan perbedaan ketebalan lapisan. Semakin lama pencelupan maka ketebalan lapisan akan bertambah. j. Aditif Aditif merupakan bahan tambahan dengan jumlah kecil yang dimaksudkan untuk mengatur pertumbuhan kristal sehingga diperoleh hasil plating dengan kualitas yang baik meliputi kecerahan atau kekilapan (bright) dan kekerasan

(hard). Pemberian aditif dapat pula memperbaiki leveling. Aditif umumnya berupa senyawa organik yang bekerja pada rentang temperatur tertentu dan dapat rusak selama proses berlangsung. Oleh karena itu kontrol dan tambahan aditif diperlukan bila terjadi penurunan kualitas hasil plating, misalnya endapan tidak lagi cemerlang dan menjadi rapuh. 2. Pelapisan Seng Nikel A. Pelapisan Seng Kegunaan Tujuan pelapisan logam dengan seng diantaranya adalah untuk : a. Melindungi bahan dasar dari korosi ( protektif ) b. Memberikan suatu dasaran yang bagus untuk pengecatan c. Memberikan penampilan yang lebih bagus dari benda dasar (dekoratif ) Pelapisan seng dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu : 1. Proses pencelupan panas atau lebih dikenal galvanizing Pada proses ini benda kerja dicelupkan dalam lelehan logam seng (hot dipping), sehingga lapisan seng menempel pada benda kerja tersebut. Barang barang seperti atap rumah, ember logam, tangki, pagar jalan tol, pagar trails, tiang listrik dilapis seng melalui proses ini. 2. Proses pencelupan dingin atau dikenal dengan elektrogalvanizing atau zinc plating Benda kerja di masukkan dalam larutan elektrolit yang mengandung ionion seng dan alkali atau asam. Dengan bantuan arus searah ionion seng tersebut direduksi menjadi logam seng dan menempel pada benda kerja yang bertindak sebagai katoda. Cara ini lebih cocok untuk benda kerja yang

memerlukan ketelitian dimensional misal ketebalan yang seragam, dan bagianbagian kecil dari benda kerja yang tidak boleh mengalami perubahan bentuk. Barangbarang yang dibuat melalui proses plating misalnya mur-baut, paku, komponen sepeda motor, peralatan pertanian, klemklem untuk jaringan listrik dan lainlain.

Beberapa sifat fisika dan kimia dari seng (Zn) antara lain : 1) Sifat sifat Fisika seng : Logam warna putih kebiru-biruan dapat ditempa dan dibengkokkan penghantar listrik yang baik Berat atom Density Titik leleh Titik didih = 65,38 = 7,14 gr/cm3 = 419 C = 907 C

Daya hantar listrik pada 0 C = 0,1816 s/cm

2) Sifat sifat Kimia seng : Seng mudah teroksidasi oleh oksigen dari udara dan terbentuk lapisan tipis dari seng karbonat basa yang dapat melindungi seng dari proses korosi lebih lanjut. Zn + O2 + CO2 + H2O Zn(OH)2 + CO3 Seng bersifat amfoter, dapat bereaksi dengan asam maupun basa membebaskan gas hidrogen Zn + H2SO4 Zn + 2 NaOH ZnSO4 + H2

2 NaZnO + H2

Seng dapat bereaksi langsung dengan belerang dan halogen Zn + S Zn + Cl2 Zn 2+

ZnS ZnCl2

Zn + 2e

Sedangkan pada katoda terjadi reaksi pengendapan sebagai : Zn2+ + 2e Zn o Dan membentuk lapisan tipis pada benda kerja sebagai katoda. (Purwanto ; Syamsul Huda, 2005)

B. Pelapisan Nikel Nikel merupakan logam pelapis yang digunakan secara luas dalam industri plating, baik untuk aplikasi dekoratif maupun protektif. Kemampuan melapisi nikel dengan kekerasan sedang dan kecemerlangan tinggi, menjadikannya sebagai suatu pilihan terbaik untuk pelapisan dasar aplikasi dekoratif. Nikel diperlukakan terutama sebagai suatu lapisan bawah (undercoat) untuk pelapisan kromium dekoratif yang melapisi komponen-komponen yang terbuat dari baja, tembaga, plastik dan campuran alumunium dan magnesium. Nikel juga digunakan sebagai lapisan dasar plating kuningan (brass), perak, emas dan rhodium. pelapisan protektif terutama ditujukan untuk mengasilkan permukaan benda lebih keras dan tahan terhadap korosi. Beberapa sifat fisika dan kimia dari Nikel (Ni) antara lain : 1) Sifat fisika nikel Nikel murni berwarna putih cemerlang dan sedikit keabu-abuan. Nikel mempunyai berat jenis sedang dalam deretan logam berat dengan titik leleh dan titik didih agak tinggi, yaitu : berat jenis titik leleh titik didih : 8,9 gr/cm3 : 1.455 C : 2.900 C

Logam nikel bersifat keras, dapat ditempa dan dapat dibengkokkan.

2) Sifat Kimia Nikel Dengan HCl dan H2SO4 encer bereaksi sangat lambat dan membebaskan gas H2 menurut persamaan reaksi : Ni Ni + + 2 HCl H2SO4 NiCl2 + H2 H2

Ni SO4 +

Dengan asam nitrat reaksinya berlangsung lebih cepat dengan membebaskan gas NO menurut persamaan reaksi : 3 Ni + 8 HNO3 3 Ni(NO3)2 + 4 H2O + 2 NO

Pelapisan nikel meliputi pelarutan anoda dan pengendapan logam nikel pada katoda. Dengan menggunakan arus searah yang dihubungkan dengan anoda berkutub positif dan katoda berkutub negatif. Konduktivitas di antara kedua elektroda dipengaruhi oleh kadar garam garam nikel.

Sedangkan pada katoda terjadi reaksi pengendapan sebagai : Ni2+ + 2e Ni Dan membentuk lapisan tipis pada benda kerja sebagai katoda ( Purwanto, 2005).

3. Surfaktan a. Pengertian Surfaktan Surfaktan atau surface active Agent (zat aktif permukaan) merupakan zat yang mempunyai sifat unik pada permukaan dan antar muka. Surfaktan teradsorpsi pada daerah antarmuka kedua fasa, dan adsorpsi surfaktan menyebabkan penurunan tegangan permukaan kedua fasa. Surfaktan adalah senyawa organik yang mempunyai gugus polar dan nonpolar. Dengan naiknya konsentrasi, surfaktan akan membentuk misel. Dalam misel gugus polar berada pada permukaan sedangkan gugus nonpolarnya berada di dalam (Davis, et all., 1995). Surfaktan diklasifikasikan berdasarkan muatan yang dibawa oleh gugus polar, yaitu: surfaktan anionik, kationik, nonionik dan amphoterik. Dalam surfaktan anionik mengandung gugus polar bermuatan negatif misalnya dalam sabun C17H35CO2-Na+. Karboksilat, sulfat, sulfonat, fosfat merupakan gugus yang sering ditemukan dalam surfaktan anionik. Surfaktan kationik mengandung gugus polar bermuatan positif seperti pada (C18H37)2N+ (CH3)2Cl. Amina dan amonium merupakan gugus surfaktan kationik. Surfaktan non ionik mengandung gugus polar yang tak bermuatan seperti pada gugus ethylene oksida dan gugus hidroksil

contohnya pada C15H31O(CH2CH2O)7H. Surfaktan amfoterik mengandung gugus polar bermuatan positif dan negatif seperti pada C12H25N+ (CH3)2 CH2 CO2(Moroi, 1992). Surfaktan ionik berupa garam yang bila dilarutkan dalam air akan terdisosiasi menjadi ion surfaktan dan ion lawan (counter ion). Bertambahnya konsentrasi surfaktan menyebabkan meningkatnya kekuatan ionik yang dapat menurunkan gaya tolak menolak antar gugus kepala. Selain itu bertambahnya konsentrasi surfaktan tidak disukai oleh ekor hidrofobik yang tidak larut dalam air (wikipedia.com). b. Karakteristik surfaktan Surfaktan terdiri dari ujung polar dan ujung non-polar dimana kedua ujung tersebut merupakan bagian yang terpisah. Ujung polar bersifat hidrofobik disebut kepala sedang ujung non-polar bersifat hidrofobik disebut ekor. Sifat ini menyebabkan perbedaan afinitas pelarut. Molekul surfaktan cenderung teradsorpsi pada permukaan atau antar muka zat cair dalam bentuk monolayer yang terorientasi. Ujung polar menghadap ke fasa polar sedangkan ujung non-polar ke fasa non-polar (Fessenden, 1999 ; Morroi, 1992). Dalam larutan encer, surfaktan berperan sebagai elektrolit biasa. Pada konsentrasi tertentu dapat membentuk agregat yang disebut misel. Konsentrasi surfaktan membentuk misel disebut CMC ( Critical Micelle Consentration ). Struktur geometri misel umumnya berbentuk bola dengan membentuk gradien kepolaran dari permukaan misel ke poros misel ( Moroi,1992 ) Pada saat konsentrasi larutan surfaktan dibawah titik CMC, molekul molekul surfaktan dapat bergerak lebih bebas/cepat karena belum berikatan membentuk misel sehingga konduktivitasnya naik lebih cepat. Pada saat titik kritis CMC, molekul molekul surfaktan mulai berikatan membentuk misel dan bergerak lebih lambat sehingga konduktifitasnya menjadi lebih lambat. Sedangkan

pada saat diatas, jumlah misel bertambah dalam larutan menyebabkan sukar bergerak dan konduktivitasnya menurun (Buruwardi, 1997). c. Jenis Surfaktan Surfaktan dalam pemakaiannya harus dipertimbangkan dulu, harus disesuaikan dengan penggunaannya. Surfaktan dibagi bagi sesuai dengan fungsi, sumber, jenis sifat ionisasi ataupun kelarutannya. Pengelompokan yang disesuaikan dengan sifat dan ciri kelarutannya dapat dibedakan menjadi 2 bagian, yang pertama adalah lipofilik (suka minyak atau zat yang seperti minyak) dan yang kedua adalah hidrofilik (suka air). Ditinjau dari segi asalnya, menurut Clint dan Moroi, 1992, surfaktan dikelompokkan menjadi 2, yaitu : 1. Surfaktan alami lebih banyak dipakai sebagai emulgator dibandingkan sebagai bahan pembersih atau pembasah. Umumnya memiliki berat molekul besar sehingga kehadirannya menyebabkan peningkatan viskositas cukup besar. Contoh surfaktan alami adalah : a. Fosfolipid, terdapat dalam membran sel b. Asam lemak, terdapat dalam sebumentestines c. Garam empedu, terdapat pada gall-blader intestines 2. Surfaktan sintesis Secara umum surfaktan memiliki struktur molekul yang terdiri dari senyawa hidrokarbon yang bersifat hidrofobik ( non polar ) dan gugus fungsi yang bersifat hidrofilik (polar). Berdasarkan ragam gugus fungsi hidrofilik, maka surfaktan dapat diklasifikaskan menjadi surfaktan ionik (anionik dan kationik), non-ionik dan amfoter. Surfaktan anionik biasanya berasal dari sulfat dan sulfonat meskipun juga dapat berasal dari senyawa karboksil.

Beberapa jenis surfaktan dapat dilihat pada tabel dibawah ini. Tabel 1. Beberapa jenis surfaktan dan struktur molekulnya No . 1. Jenis Surfaktan Anionik a. Sodium Sulfat(SDS) Lauril Sulfat ( NaLS) , gambar 2 b. Alkil benzene sulfonat (ABS) 2. Kationik Cetil trimetyl ammonium CH3(CH2)11Na+(CH3)BrCH3(CH2)11C 6H4SO3-Na+ / dodesil CH3(CH2)11OSO3-Na+ Natrium Nama Surfaktan Rumus molekul

bromide (CTAB) 3. Nonanionik 4. Amfoter Polioksitelin(23)dodekano(br CH3(CH2)11(OC2H4)23OH ij-35) N-dodesil N,N dimetil CH3(CH2)11N+(CH3)2(CH3)2SO3 -

ammonium -3-propan

d. Surfaktan NaLS Natrium Lauril Sulfat (NaLS) merupakan salah satu surfaktan anionik yang memiliki rumus molekul CH3(CH2)11SO4Na, NaLS memiliki harga KKM (Konsentrasi Kritis Misel) sebesar 0,008 M pada suhu 25 C dan memiliki titik leleh 204 207 C, seperti yang terdapat pada Gambar 2.

Gambar 2. Struktur NaLS

4. Analisa Uji Kekerasan Kekerasan (hardness) adalah salah satu sifat mekanik dari suatu material. Ada 3 jenis pengukuran kekerasan tergantung pada cara pengukuran tersebut dilakukan, yaitu: 1. Cara gesekan (strach hardness) 2. Cara pantul (Rebound/ Dynamic Hardness) 3. Cara Indentasi /Penekanan Pada penelitian ini uji kekerasan material hasil elektroplating Zn-Ni menggunakan cara indentasi. Prinsip pengujian kekerasan dengan cara indentasi adalah penekanan dengan menggunakan indentor pada permukaan logam. Kekerasaan didefinisikan sebagai kemampuan suatu material untuk menahan beban indentasi atau penetrasi (penekanan). Uji kekerasan dengan cara indentasi terdapat beberapa metode yang sering digunakan yaitu : Metode Brinnel, Metode Rockwell dan Metode Vickers. Untuk mengetahui tingkat kekerasan permukaan hasil elektroplating Zn-Ni digunakan uji kekerasan Metode Vickers yang terdapat pada Gambar 3a dan Gambar 3b. Uji kekerasan Vickers menggunakan indentor berbentuk piramida dari bahan intan dengan sudut puncak piramida 136.

Gambar 3a. Alat uji kekerasan Vickers

Gambar 3b. Indentor pyramid Vickers

Harga kekerasan Vickers sebanding dengan berat beban indentor (p) dibagi luas permukaan bidang jejak yang diindentasi. Dirumuskan : VHN = 2p sin (/2) / d2 = 1,854 p / d 2 Dimana VHN = Vickers Hardness Number (angka kekerasan vickers ) p = beban indentor yang diberikan (g) d = panjang diagonal jejak indentor (mm) = sudut puncak piramida indentor (136) Jejak indentor Vickers terdapat pada Gambar 4 di bawah ini.

Gambar 4. Jejak indentor Vickers

Indentasi sempurna akan berbentuk bujur sangkar sempurna. Kelainan dapat juga terjadi yaitu bentuk bujur sangkar cekung kedalam, ditunjukkan pada Gambar 5. Hal ini terjadi karena penyusutan logam ke dalam permukaan datar dari piramid indentor dan mengakibatkan pengukuran diagonal Vickers dapat dilakukan pada logam dengan kekerasan yang lunak hingga logam yang paling keras yaitu pada 5 1500 VHN.

a

b

c

Gambar 5. Bentuk jejak indentor pyramid Vickers

B. Kerangka Pemikiran Elektroplating merupakan sel elektrolisis dimana energi listrik digunakan untuk berlangsungnya suatu reaksi kimia (Dogra, 1990). Dengan diberikannya aliran arus searah dalam larutan elektrolit akan terjadi transfer elektron yang mengakibatkan terjadinya reaksi redoks. Reaksi yang terjadi dalam penelitian ini adalah pada katoda terjadi reaksi reduksi yaitu : reduksi Zn2+ menjadi Zn, Ni2+ menjadi Ni dan H+ menjadi H2. Sedangkan pada anoda karena menggunakan anoda Pt yang bersifat inert, ion sisa asam SO42- tidak mengalami oksidasi tetapi yang teroksidasi adalah H2O. Dengan diberikanya arus searah dalam larutan elektrolit akan menimbulkan rekasi penguraian ion-ion. Selain itu juga akan terjadi transfer electron yang mengakibatkan terjadinya proses reduksi pada katoda dan oksidasi pada anoda. Reaksi yang terjadi dalam proses ini adalah: Pada anoda Pt Pada katoda Fe : 2H2O : Zn2+ + 2eNi2+ + 2e4H+ + 4e4H+ + O2(g) + 4eZn(s) Ni(s) 2H2(g)

Rapat arus sangat berpengaruh terhadap hasil lapisan elektroplating seng nikel. Rapat arus yang terlalu kecil menyebabkan pergerakan ion terlalu lambat sedangkan rapat arus terlalu tinggi menyebabkan pergerakan ion dan deposisi sangat cepat sehingga lapisan yang sehingga lapisan yang diperoleh kasar. Selain itu, pembentukan gas-gas akan semakin besar sehingga lapisan yang terbentuk menjadi berlubang-lubang dan tidak rata. Tekstur hasil pelapisan logam yang diperoleh dari proses elektrolisis dipengaruhi oleh orientasi pengendapan depositnya dan adanya komponen lain yang terbentuk. Tekstur permukaan yang kasar dan retak dapat diperbaiki dengan penambahan bahan aditif tertentu dengan konsentrasi tertentu. Bahan aditif sering ditambahkan pada pelapisan seng nikel untuk membuat lapisan permukaan yang lebih

tahan (tidak rapuh/retak), seragam, dan menghasilkan lapisan yang lebih baik dalam kaitan dengan perlindungan karatan. Penambahan surfaktan NaLS berfungsi sebagai surface active interface yang mampu menata dan mengarahkan diri pada daerah batas anatarmuka dua permukaan. Selain itu surfaktan juga sebagai pembasah (wetting agent) yang dapat menurunkan tegangan permukan. Pada konsentrasi rendah surfaktan bertindak sebagai elektrolit biasa yang dapat bergerak bebas sehingga dapat meningkatkan konduktivitas larutan elektrolit dan dapat mengatur deposisi kation pada katoda. Pada konsentrasi tinggi, NaLS dapat membentuk misel yang dapat mengganggu proses deposisi ion logam Zn-Ni dan dapat membentuk counter ion dengan ion Zn dan Ni sehingga menyebabkan ion Zn dan Ni yang terdeposisi pada katoda semakin berkurang. Konsentrasi surfaktan yang ditambahkan harus kurang dari konsentrasi kritik misel surfaktan NaLS. Konsentrasi kritik misel surfaktan NaLS adalah 8,2 x 10-3 M. Pada proses ini logam Fe akan dilapisi oleh perpaduan antara Zn-Ni yang akan menghasilkan kualitas material Fe yang bersifat lebih baik dibandingkan dengan pelapisan Fe hanya menggunakan logam Zn. Karena pada proses pelapisan Fe dengan Zn-Ni akan memberikan sifat yang lebih baik terhadap Fe yang dilapisinya. Karakterisasi dilakukan dengan instrumen Microhardness Tester Vickers dan Mikroskop yang dilengkapi kamera digital. Instrumen Microhardness Tester Vickers digunakan untuk uji kekerasan dari sampel hasil elektroplating. Mikroskop optik yang dilengkapi kamera digital digunakan untuk melihat morfologi lapisan deposit Zn-Ni. C. Hipotesis Berdasarkan uraian diatas dapat diambil hipotesis/dugaan awal yaitu : 1. Penambahan surfaktan NaLS meningkatkan berat deposit, meningkatkan kekerasan, dan memperkecil ukuran butiran deposit Zn-Ni pada besi. 2. Variasi rapat arus meningkatkan berat deposit, menurunkan tingkat kekerasan, dan memperbesar ukuran butiran deposit Zn-Ni pada besi.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

A. Metode Penelitian Metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimen. Penelitian mempelajari pengaruh penambahan surfaktan NaLS pada pelapisan campuran logam Zn Ni pada elektroda besi melalui proses elektroplating terhadap berat deposit ZnNi, tingkat kekerasan lapisan deposit Zn-Ni dan ukuran butir deposit Zn-Ni.

B. Tempat dan Waktu Pelaksanaan Penelitian dilakukan di Sub Lab. Kimia Laboratorium Pusat F MIPA UNS, Sub Lab. Fisika Laboratorium Pusat MIPA UNS dari bulan Juni 2009- April 2010.

C. Alat dan Bahan 1. Alat Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : a. 1 set alat elektrolisis b. Bak elektroplating ( gelas beker 100 ml ) c. Stirer Hot Plate d. Magnetik stirrer e. Neraca analitis f. Termometer g. Stopwatch h. Mickrometer sekrup i. Mikroskop yang dilengkapi kamera digital j. Mickrohardness Tester Vickers k. Alat alat gelas

2. Bahan a. Logam Besi ( Katoda) b. Logam platina ( anoda) c. ZnSO4.7H2O d. NiSO4.6H2O e. Na2SO4 f. H3BO3 g. NaLS h. EDTA i. Aquades j. Kertas abrasive 300-1500 k. Aseton teknik l. HCl

D. Prosedur Penelitian 1. Persiapan plat besi (katoda) sebelum elektroplating (Treatmen Pra-plating) a. Plat logam besi dipotong, dibuat ukuran 2,3 x 5 cm kemudian disebut sebagai sampel substrat. b. Sampel substrat digosok dengan kertas abrasif tingkat kekasaran 3001500. penggosokkan dengan kertas abrasif dilakukan untuk mendapatkan permukaan yang rata dan halus. c. Menghilangan lemak ( degreasing ) dengan dicelupkan dalam larutan aseton teknik. kemudian dikeringkan. d. Menghilangan karat pada suasana asam ( pickling ) dengan dicelupkan dalam larutan HCl encer dan kemudian dilap dengan kain bersih. e. Membilas ( rinsing ) dengan aquadest.

f. Menutupi lapisan sampel substrat dengan selotip hingga diperoleh ukuran 2,3 x 3 cm. g. Mengeringkan dan menimbang berat awal plat besi. Diagram alir prosedur kerja terdapat pada Lampiran 1.

2. Persiapan pembuatan larutan elektrolit a. Pembuatan larutan elektrolit elektroplating dimulai dengan menimbang bahan bahan yang dipakai, yaitu dalam Tabel 2. berikut : No. 1. 2. 3. 4. 5. Komposisi Bahan ZnSO4.7H2O NiSO4.6H2O Na2SO4 H3BO3 EDTA Konsentrasi ( gL-1 ) 15 1 6 2 1,5

b. Komposisi larutan diperoleh sebagai berikut : ZnSO4 NiSO4 : 10,905 g/L : 0,550 g/L

Na2SO4 : 6 g/L H3BO3 : 2 g/L EDTA : 1,5 g/L

c. Bahan tersebut dicampurkan dan dilarutkan dalam aquades menjadi 1 liter. kemudian dilakukan pengadukan dengan stirer agar larutan homogen.

3. Proses elektroplating a. Disiapkan rangkaian alat elektroplating.. b. Plat besi dipasang pada katoda (kutub negatif) dan kawat platina dipasang pada anoda (kutub positif). c. Disiapkan 100 mL larutan elektrolit dalam gelas beker.

d. Kedua elektroda dimasukkan dalam larutan elektrolit dan diukur jarak kedua elektroda + 3 cm dengan variasi rapat arus 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0 A/dm2 selama 30 menit. e. Siap dilakukan proses elektroplating. Susunan alat elektroplating tertera pada Gambar 6 di bawah ini.

Gambar 6. Setting alat elektroplating Keterangan : Rangkaian alat elektroplating tersusun atas : 1. Adaptor : untuk mengubah arus tegangan bolak-balik menjadi arus searah 2. Potensiometer : untuk mengatur arus listrik dan tegangan listrik yang digunakan dalam proses elektroplating 3. Multimeter : untuk mengetahui jumlah arus listrik dan tegangan yang digunakan dalam proses elektroplating 4. Rangkaian elektrolisis : terdiri atas anoda sebagai tempat platina dan katoda sebagai tempat substrat besi 5. Stopwatch : untuk mengamati waktu selama proses elektroplating

4. Tahap Karakterisasi a. Karakterisasi kekerasan Tujuan dari karaktrisasi ini adalah untuk mengetahui pengaruh variasi konsentrasi penambahan NaLS terhadaap tingkat kekerasan deposit Zn-Ni. Alat

yang digunakan untuk mengukur tingkat kekerasan sampel adalah Microhardness Vickers. Pengujian yang dilakukan menggunakan beban indentor 50 gram dengan selang pengindenan 10 detik. sedangkan indentor yang dipakai adalah piramida intan jenis Vickers sesuai Gambar 7.

Gambar 7. Alat Mikrohardness Tester Vickers Prosedur kerja dalam penggunaan alat ini adalah : a. Sampel diletakkan pada holder sampel yang dilengkapim penjepit sampel dan pengatur letak yang dapat digeser maju-mundur dan kiri kanan. b. Mesin Microhardness Tester dihidupkan. c. Alat disetting dengan beban indentor 50 gram dan aktu pengindenan 10 detik. d. Permukaan sampel dicari dan ditentukan daerah titik pengindenan, daerah yang dipilih haruslah daerah yang baik tekstur permukaannya. e. Lensa mikroskop diganti dengan indentor piramida jenis Vickers, kemudian dilakukan pengindenan. f. Tekstur permukaan sampel dicari kembali dan diletakkan 2 garis vertikal pada ujung-ujung jejak indentasi. g. Tombol read out ditekan untuk mendapatkan nilai kekerasan sampel. Angka kekerasan Vickers (VHN = Vickers Hardness Number) dihitung : VHN = 2p sin (/2) / d2 = 1,854 p / d 2 Dimana :

p = beban indentor yang diberikan (g) d = panjang diagonal jejak indentor (mm) = sudut puncak piramida indentor (136) b. Karakterisasi diameter butiran deposit Plat hasil elektroplating Zn-Ni dengan variasi konsentrasi penambahan NaLS 0, 1, 2, 3, 4 gL-1 diletakkan pada mikroskop, kemudian difoto dengan kamera yang telah dihubungkan dengan mikroskop optik dengan perbesaran 400 kali sesuai dengan Gambar 8.

Gambar 8. Alat Mikroskop dan sumber cahaya Kemudian dilakukan standarisasi mikroskop, standarisasi ini dilakukan untuk mengetahui ukuran yang sebenarnya dari suatu benda yang terukur oleh mikroskop. Langkah-langkah pada pengukuran dengan mikroskop ini adalah : 1. Meletakkan sampel pada meja sampel. 2. Menetapkan perbesaran lensa obyektif 40x dan lensa okuler 10x. 3. Mendekatkan sumber cahaya pada sampel sehingga sampel akan tampak jelas. 4. Memfokuskan objek. 5. Mengambil gambar tekstur sampel menggunakan kamera digital yang ditempatkan pada lensa okuler

3. Teknik Pengumpulan Data dan Analisa Data 1. Pengumpulan Data Dari penelitian ini akan diperoleh data sebagi berikut : 1. Berat lapisan paduan logam Zn Ni (gr). 2. Hasil Uji tekstur permukaan lapisan paduan logam Zn Ni dan hasil standarisasi mikroskop dan kamera digital dengan kemampuan perbesaran mikroskop 400x dan kamera digital 7x. 3. Diameter hasil uji kekerasan lapisan paduan logam Zn Ni. Eksperimen yang dilakukan adalah melibatkan dua variabel bebas (X) dan tiga variabel terikat (Y), pada tabel 3. dimana : Variabel bebas adalah : (Xa) = konsentrasi NaLS, (Xb) = variasi rapat arus Variabel terikat adalah : Ya = berat lapisan, Yb = tingkat kekerasan, Yc = ukuran deposit Tabel. 3. Teknik pengumpulan data No Set Variabel Xb Bebas variasi rapat arus Terikat Xa konsentrasi NaLS Ya berat lapisan Yb tingkat kekerasan Yc ukuran deposit

1. 2.

Kontrol

0

Eksperimen 1 2 3 4

Set kontrol adalah pada X = 0 (tanpa penambahan NaLS) Set eksperimen adalah (variasi penambahan NaLS) dengan Xa1 sampai dengan Xa4 berturut-turut 1; 2; 3; 4 gL-1 dan variasi rapat arus dengan Xb1 sampai dengan Xb5. 2. Analisa Data Untuk mengetahui pengaruh penambahan surfaktan dan rapat arus yang paling baik terhadap kualitas lapisan digunakan analisa kualitatif. Kedua variabel divariasi pada konsentrasi penambahan surfaktan 0, 1, 2, 3, 4 g/L dan rapat arus 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0 A/dm2. Kemudian hasilnya dilhat dari uji berat lapisan, tingkat kekerasan, dan tekstur permukaan. Hasil yang paling baik adalah lapisan yang paling berat, warna cerah, paling halus, dan diameter kekerasan kecil.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Penelitian Penelitian tentang pengaruh rapat arus dan penambahan surfaktan natrium lauril sulfat (NaLS) terhadap kualitas lapisan seng dan nikel pada substrat. Data yang dihasilkan dalam penelitian ini adalah berat, ukuran butiran deposit permukaan, dan diameter hasil tekanan lapisan seng nikel pada variasi rapat arus dan variasi konsentrasi surfaktan natrium lauril sulfat (NaLS). Variasi rapat arus yang digunakan adalah 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0 A/dm2 sedangkan variasi konsentrasi surfaktan natrium lauril sulfat (NaLS) yang digunakan adalah 0, 1, 2, 3, 4 g/L. Berat, ukuran butiran, dan diameter hasil tekanan lapisan seng nikel sebagai variabel terikat. Luas besi yang dilapisi adalah 2,3 x 3 cm dengan jarak elektroda adalah 3 cm. Elektroda yang digunakan adalah logam platina sebagai anoda dan besi sebagai katoda merupakan substrat pelapisan. Pada penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh dari penambahan surfaktan NaLS dan variasi rapat arus yang digunakan. Dari data-data yang diperoleh meliputi data berat lapisan deposit, data diameter hasil tekanan yang digunakan untuk menghitung nilai kekerasan logam (VHN), dan data ukuran butiran deposit pada substrat besi. Berat lapisan diperoleh dengan menimbang sampel sebelum dan sesudah proses elektroplating, tingkat kekerasan logam diperoleh dengan cara indentasi dengan alat uji kekerasan Vickers, dan ukuran butiran deposit diperoleh dengan pengamatan melalui mikroskop optik yang dilengkapi dengan kamera digital. Dari data yang diperoleh ini maka dibuat tabel dan grafik, sehingga dapat diamati pengaruh dari penambahan surfaktan NaLS dan variasi rapat arus yang digunakan dalam penelitian ini.

Tabel 3. Data Hasil Penelitian No Set [NaLS] (g/L) Ya1 1 2 Kontrol Eksperimen 0 1 2 3 4 155 14,14 190 113,13 205 14,14 155 14,14 145 14,14 Variasi rapat arus (A/dm2) 0,2 A/dm2 Yb1 Yc1 Ya2 205 14,14 220 56,56 245 14,14 230 28,28 220 28,28 188,254 22,57 104,2 27,8 147,337 20,86 64,1 15,9 137,46 14,23 55,1 14,1 144,312 6,76 69,8 20,0 170,972 22,31 63,3 23,5 0,4 A/dm2 Yb2 120,11 47,71 137,018 17,58 93,795 32,05 116,077 1,65 124,413 23,49 Yc2 71,2 2,49 70,7 30,1 62,6 16,3 60,4 16,9 60,3 16,7

Variasi rapat arus (A/dm2) No Set 1 2 Kontrol Eksperimen [NaLS] (g/L) 0 1 2 3 4 Ya3 255 70,71 270 28,28 265 42,42 330 113,13 260 56,56 0,6 A/dm2 Yb3 94,589 3,42 94,823 14,37 116,103 11,26 100,165 10,19 102,431 20,46 0,8 A/dm2 Yb4 157,128 62,63 180,24 38,57 232,659 34,66 221,835 28,8 192,609 40,87

Yc3 97,7 33,7 56,3 13,9 84,3 23,5 64,9 18,9 56,6 14,9

Ya4 295 14,14 190 0,00 155 98,99 140 28,28 110 56,56

Yc4 70,5 17,1 65,3 16,6 87,5 20,4 72 20,0 84,1 27,4

No

Set

[NaLS] (g/L)

Variasi rapat arus (A/dm2) 1,0 A/dm2 Ya5 220 84,85 115 14,14 170 169,70 85 42,42 60 56,56 Yb5 185,295 13,99 200,128 24,72 250,837 51,48 190,774 9,2 206,902 71,78 Yc5 73,1 22,1 73,2 18,2 81,5 25,5 100,4 26,4 80,0 31,1

1 2

Kontrol Eksperimen

0 1 2 3 4

Keterangan : Ya : berat deposit (10 -4 g) Yb: tingkat kekerasan (kg/mm2) Yc: ukuran butiran deposit (10 -4 mm)

1. Berat Lapisan Seng Nikel pada Konsentrasi Surfaktan Natrium Lauril Sulfat (NaLS) dan Rapat Arus Listrik Berat lapisan seng nikel diperoleh dari dua kali pengukuran tiap-tiap sampel. Berat lapisan merupakan berat katoda sesudah elektrolisis dikurangi berat katoda sebelum dielektrolisis. Pengukuran berat lapisan seng nikel dilakukan menggunakan neraca analitik Sartorius dengan ketelitian 1 x 10-4 g. Data rata-rata disajikan dalam Tabel 3. Format tabel mencakup nomor percobaan, variabel konsentrasi surfaktan natrium lauril sulfat (NaLS) dalam satuan g/L, rapat arus listrik dalam satuan A/dm2, dan berat rata-rata lapisan seng nikel dalam satuan 10 -4 miligram.

2. Ukuran Butiran Deposit Permukaan Lapisan Seng Nikel pada Variasi Konsentrasi Surfaktan Natrium Lauril sulfat (NaLS) dan Rapat Arus Listrik

a. Standarisasi Mikroskop Standarisasi mikroskop menggunakan alat ukur jangka sorong yang dilakukan pada serabut tembaga dengan ketelitian 10 -3 mm. Hasil standarisasi dapat dilihat pada Tabel 5. Tabel 5. Hasil standarisasi mikroskop No Standar Ukuran fisik standar (mm) (y) 1. 2. 3. Tembaga 1 Tembaga 2 Tembaga 3 0,093 0,150 0,233 Ukuran rata-rata mikroskop (mm) (x) 0,0597 0,0982 0,0149 59,700 98,293 149,570 Rata-rata (m)

Gambar. 9 Kurva standarisasi mikroskop Dari kurva standarisasi pada Gambar 9, maka dapat diketahui bahwa perbesaran mikroskop yang digunakan adalah 640 kali.

b. Ukuran Butiran Deposit Lapisan Seng Nikel Ukuran butiran deposit permukaan lapisan seng nikel diperoleh dengan menggunakan alat mikroskop yang dirangkai dengan kamera digital. Total perbesaran yang digunakan adalah 640 kali. Tekstur permukaan lapisan seng nikel dikategorikan dalam urutan A, B, C, D, E, dan F. Kategori tekstur lapisan seng nikel ini berdasarkan ukuran butiran atau kelompok butiran seng nikel yang menempel pada besi (dalam satuan mikrometer). Keterangan kriteria tekstur lapisan sebagai berikut: A : sangat halus ( 5,00 5,99 m) B : halus (6,00 6,99 m) C : agak halus (7,00 7,99 m) D : agak kasar (8,00 8,99 m) E : kasar (9,00 9,99 m) F : sangat kasar (10,00 10,99 m)

Tabel 6. Ukuran Butiran Deposit Permukaan Lapisan seng Nikel pada Variasi Konsentrasi Surfaktan Natrium Lauril Sulfat dan rapat Arus Listrik No [NaLS] (g/L) 0,0 Rapat Arus Listrik (A/dm2) 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Kriteria

1. 2. 3. 4. 5.

Sangat kasar Agak halus Kasar Agak halus Agak halus

6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25.

1,0

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

Halus Agak halus Sangat halus Halus Agak halus Sangat halus Halus Agak kasar Agak kasar Agak kasar Halus Halus Halus Agak halus Sangat kasar Halus Halus Sangat halus Agak kasar Agak kasar

2,0

3,0

4,0

3. Tingkat Kekerasan Lapisan seng Nikel pada Variasi Konsentrasi Natrium Lauril Sulfat (NaLS) dan Rapat Arus Listrik Tingkat kekerasan lapisan seng nikel diperoleh dengan menggunakan alat uji kekerasan Vickers dengan pembebanan 50 g dan waktu penekanan selama 10 detik dengan indentor berbentuk piramida. Penekanan lapisan seng nikel dilakukan pada bagian atas, tengah, dan bawah secara perlahan-lahan. Diameter hasil tekanan kemudian diukur menggunakan mikroskop yang terintegrasi dengan alat uji kekerasan vickers. Diameter dinyatakan dalam satuan mikrometer. Data diameter hasil kekerasan lapisan seng nikel akan menentukan harga tetapan kekerasan lapisan seng nikel sebagai Vickers Hardness Number (VHN) dengan rumus sebagai berikut :

p : beban indentor yang diberikan (g) d : panjang diagonal jejak indentor (m) : sudut puncak piramida (136)

PEMBAHASAN

1. Variasi Konsentrasi Surfaktan Natrium Lauril Sulfat (NaLS) Pada pembahasan ini akan dibahas mengenai pengaruh variasi konsentrasi surfaktan natrium lauril sulfat terhadap deposit hasil elektroplating, yang meliputi pengaruhnya terhadap berat deposit, tingkat kekerasan atau Vickers Hardrness Number (VHN), dan ukuran butiran deposit, yang ditunjukkan dengan Gambar 10 di bawah ini. Surfaktan natrium lauril sulfat divariasi pada konsentrasi 0, 1, 2, 3, 4 g/L.

Gambar 10. Grafik hubungan antara berat deposit, angka kekerasan (VHN), dan ukuran deposit dengan konsentrasi NaLS

a. Berat Lapisan Deposit pada Variasi Konsentrasi Surfaktan Natrium Lauril Sulfat Dari Gambar 10 diperoleh grafik hubungan antara konsentrasi surfaktan NaLS dengan berat lapisan seng nikel. Kecenderungan kurva dari berat lapisan seng nikel terhadap konsentrasi NaLS terlihat tidak sama pada rapat arus yang berbeda. Pada Gambar 10 menunjukkan terdapat 3 jenis kecenderungan polinomial yang berbeda yaitu masing-masing pada rapat arus 0,2 0,6 /dm2, 0,8 A/dm2, dan 1,0 A/dm2. 1). Pada rapat arus 0,2; 0,4; 0,6 A/dm2 Penambahan konsentrasi NaLS berpengaruh terhadap berat lapisan seng nikel dimana terjadi puncak optimum pada konsentrasi 2 g/L dan 3 g/L. 2). Pada rapat arus 0,8 A/dm2 Pada rapat arus ini, berat lapisan seng nikel semakin menurun. Pada proses ini tidak mempunyai puncak optimum dari pengaruh konsentrasi NaLS. 3). Pada rapat arus 1,0 A/dm2 Pada proses ini terjadi pola kurva yang tidak teratur dan berat lapisan seng nikel yang cenderung semakin turun. Berdasarkan dari tiga kejadian tersebut maka dapat diuraikan penjelasan dari masing-masing proses yang terjadi pada berat lapisan seng nikel terhadap konsentrasi NaLS pada tiap-tiap rapat arus. Kejadian pertama yaitu pada rapat arus 0,2; 0,4; 0,6 A/dm2 dimana terbentuk kurva parabola dengan puncak optimal terjadi pada konsentrasi 2 g/L pada rapat arus 0,2 dan 0,4 A/dm2 sedangkan rapat arus 0,6 A/dm2 terjadi puncak optimal berat pada konsentrasi NaLS 3 g/L. Dalam larutan encer/jumlah surfaktan sedikit, surfaktan dapat berfungsi sebagai elektrolit biasa sehingga molekul-molekul surfaktan dapat bergerak lebih bebas dan menyebabkan konduktivitas larutan lebih cepat. Selain itu, surfaktan dapat membentuk counter ion dengan ion hidrogen sehingga gas yang terdeposisi ke katoda semakin kecil. Berdasarkan pengamatan didapat bahwa pada penambahan surfaktan kecil, gas yang ditimbulkan lebih sedikit dibandingkan tanpa penambahan surfaktan. Kemudian setelah penambahan surfaktan 2 g/L dan 3 g/L NaLS, berat lapisan seng nikel

semakin menurun. Hal ini disebabkan karena benyaknya surfaktan dalam fasa ruah menyebabkan ion seng nikel menjadi counter ion dari surfaktan sehingga semakin banyak jumlah surfaktan dalam fasa ruah maka ion-ion seng nikel yang menjadi counter ion semakin besar. Selain itu, banyaknya surfaktan dalam larutan menyebabkan jalan pergerakan ion-ion menjadi semakin terhambat dan lambat. Dengan sempitnya jalan pergerakan ion-ion dan semakin banyaknya ion seng nikel yang menjadi counter ion surfaktan NaLS maka kemampuan untuk mendeposisikan ion-ion seng nikel ke katoda semakin berkurang. Oleh karena itu berat lapisan akan semakin menurun. Kejadian kedua yaitu berat lapisan seng nikel yang dihasilkan akan terus semakin kecil dan tidak mungkin bertambah besar. Pada rapat arus ini tidak ditemui adanya puncak berat optimum dan berat lapisan seng nikel cenderung semakin menurun. Hal ini terjadi karena pengaruh reduksi ion-ion yang semakin cepat. Pada rapat arus ini, semakin besar konsentrasi NaLS yang larut dalam fasa ruah medium menyebabkan berat lapisan yang terbentuk semakin menurun. Hal ini disebabkan karena semakin banyaknya ion-ion yang menjadi counter ion sehingga ion seng nikel yang terdeposisi pada katoda semakin berkurang. Selain itu, semakin besarnya konsentrasi surfaktan NaLS menyebabkan semakin banyaknya surfaktan yang terlarut dalam fasa ruah sehingga pergerakan ion menjadi semakin lambat dan sukar bergerak sehingga rapat arus tidak mampu mendorong dan mendeposisikan ion seng nikel ke katoda. Kejadian ketiga yaitu terjadi penurunan berat lapisan seng nikel tetapi pada saat konsentrasi 2 g/L berat lapisan justru bertambah tetapi setelah itu berat lapisan seng nikel kembali turun. Hal ini hampir sama dengan kejadian kedua, hanya pada kasus ini terjadi penyimpangan berat dimana ketika terjadi pola berat yang semakin turun terdapat kenaikan berat lapisan walaupun setelah itu kembali turun seperti pola awal. Hal ini juga dipengaruhi oleh pengaruh dari surfaktan sebagai counter ion yang menyebabkan sulitnya ion-ion seng nikel terdeposisi pada katoda, selain itu rapat arus yang sangat besar 1 A/dm2 menyebabkan laju pergerakan ion menjadi tidak teratur

sehingga penempelannya pun tidak tertata dengan baik yang mengakibatkan berat dari lapisan seng nikel inipun menjadi semakin turun. b. Uji Kekerasan pada Variasi Konsentrasi Surfaktan Natrium Lauril Sulfat Dari data Tabel 3 dan Gambar 10 maka dapat dijelaskan bahwa hubungan antara kekerasan lapisan seng nikel terhadap konsentrasi NaLS berbeda-beda. Pada Gambar 10 terdapat dua pola grafik yang berbeda yaitu : 1). Rapat arus 0,2 dan 0,4 A/dm2 Tingkat kekerasan semakin menurun tetapi setelah titik optimum kekerasan akan meningkat. Kejadian ini terjadi pada rapat arus 0,2 A/dm2 dimana tingkat kekerasan akan semakin turun, tetapi ketika konsentrasi 2 g/L kekerasan akan kembali meningkat. Hal yang serupa juga terjadi pada rapat arus 0,4 A/dm2 dimana tingkat kekerasan juga menurun, tetapi setelah konsentrasi 2 g/L akan kembali meningkat. Perbedaanya adalah pada rapat arus 0,4 A/dm2 terdapat kenaikan tingkat kekerasan yang tinggi saat konsentrasi 1 g/L ketika pola kekerasan menurun. 2). Rapat arus 0,6; 0,8; 1,0 A/dm2 Tingkat kekerasan meningkat tetapi setelah titik optimum kekerasan akan menurun. Pada kejadian ini titik optimum terjadi pada konsentrasi 2 g/L setelah itu tingkat kekerasan lapisan menjadi turun. Hubungan antara konsentrasi NaLS dan kekerasan lapisan menunjukkan bahwa semakin besar konsentrasi NaLS maka kekerasan lapisan akan semakin meningkat tetapi ketika konsentrasi NaLS sangat tinggi maka kekerasan akan semakin turun. Hal ini disebabkan karena pada konsentrasi rendah NaLS berfungsi sebagai surface active interface sehingga dapat menata dan mengarahkan penempatan ion-ion seng nikel pada besi sehingga besi terlapisi dengan rapat dan teratur. Sedangkan pada konsentrasi tinggi, NaLS menjadi counter ion yang menghalangi ion-ion seng nikel untuk menempel sehingga besi tidak terlapisi secara sempurna yang menimbulkan rongga yang belum terlapisi yang menyebabkan tingkat kekerasan turun.

c. Ukuran Butiran Deposit pada Variasi Konsentrasi Surfaktan Natrium Lauril Sulfat Data ukuran butiran deposit pada Gambar 10 diperoleh hubungan antara konsentrasi NaLS dengan ukuran butiran deposit sebagai berikut: 1). Rapat arus 0,2; 0,4; 0,6 A/dm2 Pada rapat arus ini menunjukkan bahwa ukuran butiran deposit akan semakin kecil seiring dengan bertambahnya konsentrasi NaLS. Hal ini terjadi karena kemampuan NaLS sebagai surface active interface untuk menata dan mengarahkan ion seng nikel pada besi. Sehingga penempatan depositnya menjadi teratur dan lapisan menjadi halus. 2). Rapat arus 0,8 dan 1,0 A/dm2 Pada rapat arus ini menunjukkan bahwa ukuran butiran deposit akan semakin besar seiring dengan bertambahnya konsentrasi NaLS. Hal ini dapat terjadi karena surfaktan NaLS telah menjadi counter ion yang mengakibatkan pergerakan ion seng nikel menjadi terganggu yang menyebabkan penempelannya pun menjadi tidak merata, sehingga deposit yang dihasilkan juga berukuran besar dan tidak rata. Pada konsentrasi tinggi NaLS dapat berubah menjadi bentuk misel dimana ketika membentuk misel itu yang menyebabkan kerja NaLS sebagai surface active agent menjadi tidak sempurna. Sehingga pada konsentrasi ini counter ion dari surfaktan NaLS menjadi penghalang pergerakan ion-ion menuju katoda. Penempelan deposit di katoda pun menjadi tidak beraturan dan kasar karena NaLS sudah tidak memiliki kemampuan untuk menata dan mengarahkan ion seng nikel secara maksimal. Karena penempelan yang tidak sempurna inilah menyebabkan ukuran butiran deposit seng nikel yang menempel di katoda berukuran besar dan kasar. Gambar 10 secara umum menunjukkan bahwa semakin besar konsentrasi surfaktan NaLS, tekstur lapisan seng nikel semakin halus. Hal ini disebabkan karena surfaktan natrium lauril sulfat (NaLS) berfungsi sebagai surface active interface yang mampu menata dan mengarahkan diri pada daerah antarmuka dua permukaan sehingga mampu menempatkan dan mengarahkan ion-ion seng nikel dengan teratur.

2. Variasi Rapat Arus Listrik Pada pembahasan ini akan dibahas mengenai pengaruh variasi rapat arus listrik terhadap deposit hasil elektroplating, yang meliputi pengaruhnya terhadap berat deposit, tingkat kekerasan atau Vickers Hardrness Number (VHN), dan ukuran butiran deposit yang ditunjukkan oleh Gambar 11 di bawah ini. Surfaktan natrium lauril sulfat divariasi pada konsentrasi 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0 A/dm2.

Gambar 11. Grafik hubungan antara berat deposit, angka kekerasan (VHN), dan ukuran deposit dengan rapat arus listrik.

a. Berat Lapisan Deposit pada Variasi Rapat Arus Listrik Pada Gambar 11 diperoleh bahwa pada variasi rapat arus yang semakin besar akan menghasilkan berat yang semakin besar pula, teteapi setelah optimum berat yang dihasilkan kembali menurun. Berat optimum yang dihasilkan pada tiap-tiap variasi rapat arus yaitu pada 0,6 A/dm2, setelah rapat arus tersebut maka berat lapisan seng nikel akan cenderung turun. Hal ini disebabkan karena semakin besar rapat arus listrik maka transfer dan pergerakan ion-ion dalam larutan semakin cepat seiring besarnya rapat arus listrik. Besarnya transfer dan pergerakan ion-ion menyebabkan proses reduksi seng nikel akan semakin besar dan cepat sehingga berat lapisan semakin besar. Tetapi dalam hal ini setelah optimum, terjadi penurunan berat lapisan seng nikel. Hal ini terjadi karena walaupun rapat arus cepat dan besar dan ion-ion yang tereduksi banyak tetapi tidak semua ion-ion seng nikel tertempel ke katoda besi. Sehingga banyak lapisan seng nikel yang gagal menempel ke katoda sehingga lapisannya rapuh dan rontok di dasar larutan. Fenomena yang terjadi, pada rapat arus listrik yang semakin besar maka gas H2 yang ditimbulkan akan semakin banyak. Hal ini disebabkan karena semakin besar rapat arus listrik maka reaksi redoks yang dihasilkan akan semakin besar sehingga gas yang ditimbulkan semakin besar. Pada rapat arus 0,8 A/dm2 dan 1,0 A/dm2 menghasilkan gas H2 yang sangat banyak. Semakin besar rapat arus listrik yang diberikan, maka kemungkinan logam seng dan nikel teroksidasi dalam bentuk oksidanya yaitu ZnO dan NiO. Semakin besar rapat arus listrik yang diberikan, maka pembentukan gas oksigen semakin besar sehingga seng nikel yang berada dalam bentuk oksidanya semakin besar. Fenomena ini dapat terlihat pada penampakan katoda yang terlihat berwarna hitam. Sehingga menyebabkan jumlah deposit seng nikel yang menempel sangat sedikit yang berpengaruh pada menurunnya berat lapisan seng nikel pada rapat arus listrik 0,8 A/dm2 dan 1,0 A/dm2.

b. Uji Kekerasan pada Variasi Rapat Arus Listrik Salah satu parameter yang dilakukan untuk uji kualitas lapisan adalah uji kekerasan. Pada penelitian ini dilakukan uji kekerasan menggunakan micro hardness tester dengan beban 50 g dengan waktu penekanan selama 10 detik. Dari data uji kekerasan diperoleh panjang diagonal jejak hasil penekanan dalam satuan m, setelah itu lalu dapat dihitung angka tetapan Vickers ( Vickers Hardness Number / VHN ). Vickers Hardness Number ini diperoleh dengan perhitungan sebagai berikut :

Keterangan : p : beban indentor yang diberikan (g) d : panjang diagonal jejak indentor (m) : sudut puncak piramida (136) Berdasarkan Gambar 11 diperoleh pola hubungan antara tingkat kekerasan lapisan seng nikel terhadap rapat arus. Tingkat kekerasan lapisan akan menurun seiring bertambahnya rapat arus tetapi setelah rapat arus optimum pada 0,4 A/dm2 maka tingkat kekerasan lapisan seng nikel akan kembali meningkat. Tingkat kekerasan lapisan seng nikel yang terbentuk pada katoda sangat dipengaruhi oleh rapat arus yang diberikan. Dari data yang diperoleh dihasilkan pola grafik dimana ketika pada rapat arus 0,2-0,6 A/dm2 terjadi penurunan tingkat kekerasan. Hal ini terjadi karena semakin besar rapat arus maka penempatan deposit seng nikel pada katoda menjadi acak yang disebabkan karena pergerakan ion-ion yang cepat menyebabkan deposit yang menempel menjadi tidak teratur dan rapuh. Ketidakteraturan dan kerapuhan deposit ini yang menyebabkan tingkat kekerasan menjadi menurun. Sedangkan pada data rapat arus 0,8-1 A/dm2 terjadi penyimpangan tingkat kekerasan dimana kekerasan yang terjadi menjadi naik sedangkan seharusnya semakin besar rapat arus maka kekerasan semakin turun. Hal ini terjadi karena pada rapat arus ini deposit yang dihasilkan sudah rusak karena pengaruh arus yang tinggi yang menyebabkan penempelan deposit tidak sempurna dan rapuh. Sehingga

kemungkinan ion seng nikel yang menempel pada besi sangat sedikit. Karena deposit seng nikel yang dihasilkan sangat sedikit maka kemungkinan dari hasil uji kekerasan yang diperoleh adalah tingkat kekerasan besi yang tidak terlapisi yang menyebabkan tingkat kekersannya menjadi tinggi. Pada grafik di atas secara garis besar terjadi pola grafik dimana terjadi penurunan tingkat kekerasan lapisan seng nikel hingga rapat arus 0,6 A/dm2. Setelah itu tingkat kekerasan menjadi meningkat sampai rapat arus 1,0 A/dm2. c. Ukuran Butiran Deposit pada Variasi Rapat Arus Listrik Dari Gambar 11 dapat diperoleh penjelasan bahwa terdapat hubungan rapat arus dengan ukuran butiran deposit. Pada proses ini disimpulkan bahwa pada konsentrasi NaLS sama, ukuran butiran seng nikel secara umum semakin besar dan kasar seiring dengan naiknya rapat arus listrik. Hal ini disebabkan karena pergerakan ion-ion dalam larutan khususnya ion seng nikel pada katoda semakin cepat dan tidak beraturan. Gambar 11 menunjukkan bahwa pada konsentrasi surfaktan natrium lauril sulfat (NaLS) sama, tekstur lapisan seng nikel secara umum semakin kasar seiring dengan naiknya rapat arus listrik. Hal ini disebabkan karena pergerakan ion-ion dalam larutan khususnya ion-ion seng nikel pada katoda semakin cepat dan tidak beraturan. Selain itu, fungsi surfaktan sebagai pembasah dan surface active interface yang mampu menata, mengarahkan diri pada antarmuka dua permukaan semakin berkurang dengan bertambah cepatnya pergerakan ion-ion. Berkurangnya fungsi surfaktan serta cepatnya transfer dan pergerakan ion-ion dalam larutan elektrolit menyebabkan penampatan deposit seng nikel pada katoda tidak memperhatikan tempat yang akan ditempati. Disamping itu, gas H2 yang ditimbulkan semakin besar sejalan bertambahnya rapat arus sehingga kemungkinan terdeposisi ke katoda makin besar. Adanya gas H2 yang terdeposisi ke katoda menyebabkan lapisan seng nikel menjadi kasar dan berlubang-lubang sehingga dimungkinkan akan semakin rapuh.

Saat sebagian katoda terlapisi seng nikel, maka ion-ion seng nikel pada rapat arus tinggi seharusnya menempati tempat yang belum terlapisi karena medan tersebut memiliki daya tarik yang lebih kuat dengan memiliki hambatan pada katoda yang lebih kecil untuk menarik ion seng nikel. Namun ketika rapat arus sudah jauh lebih besar dari hambatannya maka hambatan yang ada tidak berpengaruh sehingga pergerakan ion-ion dalam larutan sangat cepat dan menyebabkan ion-ion seng yang terdeposisi semakin tidak beraturan. Selain itu pada rapat arus yang tinggi juga menyebabkan katoda menjadi terbakar dan berwarna hitam.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan Dari data-data hasil penelitian di atas, disimpulkan bahwa penambahan surfaktan NaLS dan rapat arus mempengaruhi hasil elektroplating, sebagai berikut : 1. Pada penambahan konsentrasi surfaktan NaLS dapat disimpulkan sebagai berikut: a. kenaikan konsentrasi surfaktan NaLS meningkatkan berat deposit namun setelah konsentrasi 2 g/L berat deposit menjadi turun. b. kenaikan konsentrasi surfaktan NaLS meningkatkan tingkat kekerasan deposit namun setelah konsentrasi 2 g/L tingkat kekerasan deposit menjadi menurun. c. kenaikan konsentrasi surfaktan NaLS menyebabkan ukuran butiran deposit menjadi lebih kecil dan halus. 2. Pada variasi rapat arus dapat disimpulkan sebagai berikut: a. kenaikan rapat arus menyebabkan berat deposit menjadi bertambah namun setelah rapat arus 0,6 A/dm2 terjadi penurunan berat deposit. b. kenaikan rapat arus menyebabkan tingkat kekerasan deposit menurun dan setelah rapat arus 0,6 A/dm2 tingkat kekerasan deposit kembali naik. c. kenaikan rapat arus menyebabkan ukuran butiran deposit menjadi besar dan kasar.

B. Saran Untuk pemelitian pelapisan lebih lanjut, perlu kiranya untuk mengetahui variasi temperatur, pH, jarak elektroda, kecepatan pengadukan terhadap kualitas lapisan seng nikel dan pengaruh surfaktan lainnya.

DAFTAR PUSTAKA

Adamson, A.W, 1990, Physical Chemistry of Surface, Third edition, John Willey and Son Inc, New York p. 439 495 Alatas F, Nurono S, 2006, Pengaruh Konsentrasi PEG 4000 terhadap Laju Disolusi Ketoprofen dalam Sistem Dispersi Padat KetoprofenPEG 4000, Majalah Farmasi Indonesia, Bandung, Hal 57 -62 Baba Kunihito, Nakamaru Y, Misumi K, 1999, The Application Plating On Photoresist for MEMS Micro Sctructure, Faculty of Engineering Kanto Gakuin Tokyo, Japan Buruwardi Heny, 1997, Pengaruh Konsentrasi dan Jenis Surfaktan Anionik terhadap Laju Korosi Besi Cor A436 Akibat Aktivitas Bakteri Pereduksi Sulfat, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya p. 30 -35 Clint, J.H, 1992, Surfactant Aggregtion, Blackie and Son ltd, London, p. 2, 4-7, 8289, 105, 193, 200-202, 204, 217-218, 220-222 Dalil M, 1999, Pengaruh Perbedaan Waktu Penahan Suhu Stabil Terhadap Kekerasan Logam, Jurnal Natur Indonesia Fakultas Teknik Universitas Riau, Riau Davis, 1995, Superspreading of Water-Silicone Surfactant on Hydrophobic Surfaces, Colloids Surf A In Press, American Chemical Society Dogra S. K., dan Dogra, S, ab. Umar Mansyur, 1990, Kimia Fisik, Cetakan 1, UI Press, Jakarta Hartono, A.J, Kaneko, 1995, Pelapisan Logam, Edisi pertama, Andi offset, Halaman 1-38 Hiskia, A, 1992, Elektrokimia Dan Kinetika Kimia, Edisi pertama, PT. Citra Aditya Bakti, Bandung, hal. 46 103

Ketut S, 2008, Pengaruh Waktu Pelapisan Nikel Pada Tembaga Dalam Pelapisan Krom Dekoratif Terhadap Tingkat Ketebalan dan Kecerahan Lapisan, Jurnal Ilmiah Teknik Mesin CAKRAM Universitas Udayana, Bali Knote, Kruger, Selve S, 2006, Composite Layers through the Combination of Electroporetic Deposition and Galvanic Process, Biannual Report Technische Universitat, Ilmenau Moroi Y, 1992, Micelles: Theoritical and Applied Aspects, Plenum Press, New York and London, p. 1 12 Purnawan C, 2003, Pengaruh Potensial Dan Penambahan Surfaktan NaLS Terhadap Kualitas Lapisan Seng Hasil Elektroplating, Jurusan Kimia Universitas Sebelas Maret, Surakarta, hal 1-20 Purwanto & Huda, Syamsul, 2005, Teknologi Industri Elektroplating, Badan Penerbit Universitas Diponegoro, Semarang. Quina, F.H, Chamovich, H, 1979, Ion Exchange in Micellar Solutions Binding of Hydroxide Ion to Positive Micelles, J. Phys. Chem, 83, p. 1184 Ravindran V, Muralidharan V, 2005 Characterization of Zinc Nickel Alloy Electrodeposits Obtained From Sulphamate Bath Containing Subtituted Aldehydes, Central Electrochemical Research Institute Karaikudi, India Rochim S, 2000, Teknologi Pelapisan Untuk Perawatan, Proseding Seminar Nasional Spray Coating Untuk Maintenance Peralatan Industri, Divisi Metalurgi Jurusan Teknik Pertambangan ITB, Bandung Shivakumara, Manohar, 2007, Influence of Additives on Electrodeposition of Bright Zn-Ni Alloy on Mild Steel from Acid Sulphate Bath, Department of Chemistry Kuvempu University, Shankaraghatta, India Sudiro T, Kusnandar, Izzudin, Zaini Thosin, 2008, Analisis Struktur MikroLapisan Bond Coat NiAl Thermal Barrier Coating (TBC) Pada Paduan Logam Berbasis Co, Jurnal Ilmiah Teknik Mesin CAKRAM LIPI, Tangerang

Lampiran 1. Diagram alir cara kerja Elektroda

Katoda Fe

Anoda Pt Penghalusan dengan kertas abrasive 300-1500 dan ditimbang

Elektroda Degreasing dengan aseton teknik Elektroda

Elektroda Rinsing dengan aquades Elektroda

Pickling dengan HCl encer

100 mL larutan Basic Bath Penambahan surfaktan dan variasi rapat arus

elektroplating

Lar. Elektrolit

Hasil Lapisan

dikeringkan

Uji karakterisasi

Hasil lapisan

Analisa

Lampiran 2. Tabel berat deposit Zn -Ni pada variasi konsentrasi NaLS (g/L) dan rapat arus listrik (A/dm2) Rapat arus listrik (A/dm2)0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 2 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 3 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 4 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

No

[NaLS] (g/L)0

berat percobaan I (g)0.015 0.020 0.023 0.029 0.019 0.023 0.020 0.028 0.019 0.011 0.021 0.025 0.028 0.019 0.023 0.016 0.024 0.037 0.015 0.010 0.015 0.023 0.028 0.009 0.008

berat percobaan II (g)0.016 0.021 0.028 0.030 0.025 0.015 0.024 0.026 0.019 0.012 0.020 0.024 0.025 0.012 0.011 0.015 0.022 0.029 0.013 0.007 0.014 0.021 0.024 0.013 0.004

berat lapisan rata-rata (g)0.0155 0.0205 0.0255 0.0295 0.0220 0.0190 0.0220 0.0270 0.0190 0.0115 0.0205 0.0245 0.0265 0.0155 0.0170 0.0155 0.0230 0.0330 0.0140 0.0085 0.0145 0.0220 0.0260 0.0110 0.0060

berat lapisan rata-rata (mg)15.5 20.5 25.5 29.5 22.0 19.0 22.0 27.0 19.0 11.5 20.5 24.5 26.5 15.5 17.0 15.5 23.0 33.0 14.0 8.5 14.5 22.0 26.0 11.0 6.0

berat lapisan rata-rata (10 -4 g)155 14.14 205 14.14 255 70.71 295 14.14 220 84.85 190 113.13 220 56.56 270 28.28 190 0.00 115 14.14 205 14.14 245 14.14 265 42.42 155 98.99 170 169.70 155 14.14 230 28.28 330 113.13 140 28.28 85 42.42 145 14.14 220 28.28 260 56.56 110 56.56 60 56.56

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Lampiran 3. Tabel hasil standarisasi mikroskop optik

No

Standar

Ukuran fisik standar (mm) (y)

Ukuran rata-rata mikroskop (mm) (x) 0,0597 0,0982 0,0149

Rata-rata (m)

1. 2. 3.

Tembaga 1 Tembaga 2 Tembaga 3

0,093 0,150 0,233

59,700 98,293 149,570

Lampiran 4. Tabel Ukuran Butiran Deposit Permukaan Lapisan Seng Nikel pada Variasi Konsentrasi Surfaktan NaLS dan Rapat Arus Listrik

No

[NaLS] (g/L)

Rapat Arus Listrik (A/dm ) 0,2 0,4 0,6 0,8 1,02

Kriteria

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.

0,0

Sangat kasar Agak halus Kasar Agak halus Agak halus Halus Agak halus Sangat halus Halus Agak halus Sangat halus Halus Agak kasar Agak kasar Agak kasar Halus Halus Halus Agak halus Sangat kasar

1,0

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

2,0

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

3,0

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

No

[NaLS] (g/L)

Rapat Arus Listrik (A/dm ) 0,2 0,4 0,6 0,8 1,02

Kriteria

21. 22. 23. 24. 25.

4,0

Halus Halus Sangat halus Agak kasar Agak kasar

Keterangan kriteria tekstur lapisan sebagai berikut: A : sangat halus ( 5,00 5,99 m) B : halus (6,00 6,99 m) C : agak halus (7,00 7,99 m) D : agak kasar (8,00 8,99 m) E : kasar (9,00 9,99 m) F : sangat kasar (10,00 10,99 m)

Lampiran 5. Tabel data hasil uji kekerasan No Variasi . penambahan NaLS Variasi rapat arus ( A/dm2) pengukuran Diagonal jejak indentor ( m ) Nilai kekerasan VHN (Vickers Hardness Number) VHN = (1854 x p) / d2 201.195 183.111 180.455 147.375 103.069 109.885 95.966 92.541 95.260 193.282 139.589 138.512 178.324 192.315 185.246 188.254 VHN rata-rata VHN rata-rata total (kg/mm2)

d1 1. 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 gr/L 0.2 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 21.45 22.34 22.33 25.35 29.98 28.34 30.87 31.21 29.82 21.73 24.66 25.00 22.64 22.08 22.11

d2 21.48 22.66 23.00 24.81 30.00 29.75 31.29 32.09 32.57 22.07 26.88 26.74 22.96 21.83 22.63

d rata-rata 21.465 22.500 22.665 25.080 29.990 29.045 31.080 31.650 31.195 21.900 25.770 25.870 22.800 21.955 22.370

188.254 22.57

0.4

120.110

120.110 47.41

0.6

94.589

94.589 3.42

0.8

157.128

157.128 62.63

1

185.295

185.295 13.99

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

1 gr/L

0.2

0.4

0.6

0.8

1

2 gr/L

0.2

0.4

0.6

0.8

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1

24.97 25.74 23.87 24.63 26.06 26.37 32.56 30.13 30.70 22.79 21.77 23.65 21.04 21.60 22.14 25.3 25.54 26.37 34.58 29.91 30.01 28.21 27.41 28.69 19.76

25.11 26.35 24.65 25.57 27.08 26.51 32.42 30.11 31.95 22.29 21.47 24.50 21.15 23.06 20.27 25.72 25.81 27.18 35.59 30.3 29.76 28.06 27.91 29.36 20.37

25.040 26.045 24.260 25.100 26.570 26.440 32.490 30.120 31.325 22.540 21.620 24.075 21.095 22.330 21.205 25.510 25.675 26.775 35.085 30.105 29.885 28.135 27.660 29.025 20.065

147.847 136.657 157.506 147.141 131.310 132.604 87.817 102.181 94.471 182.462 198.321 159.936 208.315 185.910 206.159 142.449 140