tugas kelompok penyepuhan logam

8/18/2019 Tugas Kelompok Penyepuhan Logam

1/8

Tugas Kelompok Penyepuhan Logam

Pelapisan Logam (Elektroplating)

Dasar Teori Elektroplating

Elektroplating dibuat dengan jalan mengalirkan arus listrik melalui larutan antara logam atau

material lain yang konduktif. Dua buah plat logam merupakan anoda dan katoda

dihubungkan pada kutub positif dan negatif terminal sumber arus searah (DC). Logam yang

terhubung dengan kutub positif disebut anoda dan yang terhubung dengan kutub negatif

disebut katoda. Ketika sumber tegangan digunakan pada elektrolit, maka kutub positif

mengeluarkan ion bergerak dalam larutan menuju katoda dan disebut sebagai kation. Kutub

negatif juga mengeluarkan ion, bergerak menuju anoda

dan disebut sebagai anion. Larutannya disebut elektrolit.

Hubungan antara oltase dalam elektrolit dan kekuatan arus listrik yang mengalir ditunjukkan

oleh hukum !hm yaitu "

#esarnya listrik yang mengalir yang dinyatakan dengan Coulomb adalah sama dengan arus

listrik dikalikan dengan $aktu. Dalam pemakaian se%ara umum atau dalam pemakaian

elektroplating satuannya adalah ampere&jam ('mpere&hour) yang besarnya ** %oulomb,

yaitu sama dengan listrik yang mengalir ketika arus listrik sebesar + ampere mengalir selama

+ jam.

i%hael -araday pada tahun + menetapkan hubungan antara kelistrikan dan ilmu kimia

pada semua reaksi elektrokimia. Dua hukum -araday ini adalah "

+. Hukum / " 0umlah dari tiap elemen atau grup dari elemen&elemen yang dibebaskan pada

kedua anoda dan katoda selama elektrolisa sebanding dengan jumlah listrik yang mengalir

dalam larutan.1. Hukum // " 0umlah dari arus listrik bebas sama dengan jumlah ion atau jumlah substansi

ion yang dibebaskan dengan memberikan sejumlah arus listrik adalah sebanding dengan berat

ekialennya.

Hukum / membuktikan terdapat hubungan antara reaksi kimia dan jumlah total listrik yang

melalui elektrolit. enurut -araday, arus + 'mpere mengalir selama 2.32 detik ( 1, jam)

membebaskan +,** gram hidrogen dan 4,35 gram khlor dari larutan asam khlorida en%er.

6eperti hasil yang ditunjukkan bah$a 2.32 %oulomb arus listrik membebaskan satu satuan

berat ekialen ion positif dan negatif. !leh sebab itu 2.32 %oulomb atau kira&kira 2.4**

%oulomb yang disebut + -araday sebanding dengan berat + elektrokimia. 7ntuk menentukan

logam yang terdeposisi dengan arus dan $aktu dapat ditentukan "

Langkah selanjutnya adalah mengalikan bilangan -araday dengan bilangan gram yang

diendapkan oleh + -araday (gram ekialen), maka persamaannya menjadi"

7ntuk menentukan tebal pelapisan yang terjadi perlu diketahui berat jenis dari logam yang

terlapis pada katoda. Hubungan berat jenis dengan harga&harga yang lainnya adalah sebagai

berikut "

Efisiensi plating pada umumnya dinyatakan sebagai efisiensi arus anoda maupun katoda.

Efisiensi katoda yaitu arus yang digunakan untuk pengendapan logam pada katoda

dibandingkan dengan total arus masuk. 'rus yang tidak dipakai untuk pengendapan

digunakan untuk penguraian air membentuk gas hidrogen, hilang menjadi panas atau pengendapan logam&logam lain sebagai impuritas yang tak diinginkan. Efisiensi anoda yaitu


2/8

perbandingan antara jumlah logam yang terlarut dalam elektrolit dibanding dengan jumlah

teoritis yang dapat larut menurut Hukum -araday.Kondisi plating yang baik bila diperoleh

efisiensi katoda sama dengan efisiensi anoda, sehingga konsentrasi larutan bila menggunakan

anoda aktif akan selalu tetap.

Efisiensi arus katoda sering dipakai sebagai pedoman menilai apakah semua arus yang masuk digunakan untuk mengendapkan ion logam pada katoda sehingga didapat efisisensi plating

sebesar +** 8 ataukah lebih ke%il. 'danya kebo%oran arus listrik, larutan yang tidak

homogen dan elektrolisis air merupakan beberapa penyebab rendahnya efisiensi.

Elektrolisis air merupakan reaksi samping yang menghasilkan gas hidrogen pada katoda dan

gas oksigen pada anoda.9eaksi elektrolisis air dapat dituliskan sebagai berikut "

6e%ara praktis efisiensi plating dinyatakan sebagai perbandingan berat nyata terhadap berat

teoritis endapan pada katoda.

'pabila logam dimasukkan pada larutan yang mengandung ionnya sendiri akan menimbulkan

beda potensial antara logam tersebut dengan larutan. #eda potensial ini disebabkan karena

atom dari logam untuk menjadikan satu atau lebih muatan negatif dan lepas ke dalam larutandalam bentuk ion.

:ada saat yang bersamaan terjadi reaksi kebalikan dalam larutan. Dua reaksi yang

berla$anan tersebut berlangsung pada ke%epatan yang tidak sama, maka potensial ini akan

diatur oleh permukaan logam dan elekrolit yang berhubungan dengan permukaan logam.

'khirnya kondisi setimbang ter%apai dimana ionisasi dan pelepasan berlangsung tepat pada

ke%epatan yang sama. Kesetimbangan ini disebut dengan potensial kesetimbangan atau

potensial bolak&balik pada partikel logam pada laruan yang dipergunakan.

:otensial elektroda standar berdasarkan skala hidrogen, dimana semua logam&logam sebelum

hidrogen pada skala hidrogen mampu menggantikan hidrogen dari larutan yang mengandung

ion hidrogen, dan logam&logam setelah hidrogen pada skala hidrogen biasanya tidak dapat

menggantikan hidrogen se%ara langsung. #erikut ini adalah skala hidrogen "

Logam seng, timah hitam dan timah putih dinamakan logam dasar karena mudah larut di

dalam asam dan ditunjukkan oleh tanda potensial negatif, sedangkan kebalikan dari ketiga

logam diatas adalah logam mulia seperi tembaga, perak dan emas ditunjukkan oleh tanda

potensial positif.

:EL':/6';


3/8

PELAPISAN SENG

6eng sudah lama dikenal sebagai pelapis besi yang tahan korosi, murah harganya, dan

mempunyai tampak permukaan yang %ukup baik. :elapisan senga pada besi dilaksanakan

dengan beberapa %ara seperti galani?ing, sherardi?ing, atau metal spraying. ;amun

pelapisan se%ara listrik (elektroplating) lebih disukai karena mempunyai beberapakeuntungan bila dibandingkan dengan %ara&%ara pelapisan yang lain, diantaranya "

a. Lapisan lebih merata

b. Daya rekat lapisan lebih baik

%.


4/8

Logam&logam pelapis yang termasuk dalam golongan ini adalah logam&logam yang lebih

anodik dari logam yang dilindungi, sehingga logam pelindung ini akan rusak lebih dahulu,

%ontoh"seng.

7ntuk mendapatkan perlindungan yang baik, pemilihan jenis pelapis perlu dilakukan se%ara

hati&hati. Hal&hal penting yang perlu di jadikan dasar pertimbangam adalah "


5/8


6/8

baik dari benda asalnya, dan aplikasi teknologi, sifat ini misalnya untuk mendapatkan

ketahanan korosinya, mampu solder, kekerasan, sifat listrik dan lain sebagainya.Keberhasilan

proses pengolahan a$al ini sangat menentukan kualitas hasil pelapisan logam, baik dengan

%ara listrik, kimia maupu dengan %ara mekanis lainnya.

:roses pengolahan a$al yang akan mengalami proses pelapisan logam pada umumnya

meliputi proses&proses pembersihan dari segala ma%am pengotor (%leaning proses) dan jugatermasuk proses&proses pada olah permukaan seperti poleshing, buffing,dan proses persiapan

permukaan yang lainnya.7ntuk mendapatkan daya lekat pelapisan logam (adhesi) dan fisik

permukaan benda kerja yang baik dari suatu lapisan logam, maka perlu diperhatikan %ara olah

permukaan dan proses pembersihan permukaan. Ketidaksempurnaan kedua hal tersebut di

atas dapat menyebabkan adanya garisan&garisan pada benda kerja dan pengelupasan hasil

pelapisan logam.

:elapisan Logam di /ndustri

6etiap tahun, korosi yang terjadi diberbagai lingkungan menyebabkan kerusakan yang

memakan biaya %ukup besar. 7ntuk menanggulangi bahaya korosi, yang berarti jugamemperke%il kerugian, perlu di%ari %ara&%ara untuk melindungi logam yang mudah

terkorosi.6alah satu %ara perlindungan yang patut diketengahkan adalah memberikan suatu

lapisan logam tertentu sebagai lapis pelindung.'da berma%am&ma%am %ara untuk

memberikan logam pelapis pada logam yang akan dilindungi. 6alah satu diantaranya adalah

proses lapis listrik (ele%troplating).

Lapis listrik mena$arkan jasanya untuk memberikan suatu perlindungan dengan

menggunakan logam&logam tertentu sebagai lapis pelindung, misalnya " nikel, khrom, seng,

timah dan lain&lain.#anyak orang yang tidak terjun langsung dalam industri lapis listrik

mengira bah$a lapis listrik hanya untuk menbuat benda&benda tampak lebih menarik. :ada

kenyataannya peranan lapis listrik jauh lebih luas lagi. :eranan utamanya adalah melindungi

logam yang dilapisi dari bahaya korosi. Disamping itu peranan penting lainnya ialah dapat

menambah daya tahan terhadap gesekan, memperbaiki sifat konduktiitas, memudahkan

penyolderan, menambah kekerasan dan lain&lain. 6ehingga memungkinkan para peran%ang

dan ahli teknik untuk mendapatkan kombinasi sifat&sifat dari permukaan benda yang dilapisi

dan logam pelapisnya.

Konsep Dasar

Lapis listrik adalah suatu proses pengendapan>deposisi suatu logam pelindung yang

dikehendaki diatas logam lain dengan %ara elektrolisa. #iasanya elektrolisa dilakukan dalam

suatu bejana yang disebut sel elektrolisa yang berisi %airan elektrolit>rendaman (bath). :ada

rendaman ini ter%elup paling tidak dua elektroda.asing&masing elektroda dihubungkandengan arus listrik, terbagi menjadi kutub positif (B) dan negatif (&) dikenal sebagai anoda (B)

dan katoda (&).

6elama proses lapis listrik berlangsung terjadi reaksi kimia pada daerah elektroda>elektrolitF

baik reaksi reduksi maupun oksidasi.Karena pada proses lapis listrik reaksi diharapkan

berjalan terus menerus menuju arah tertentu se%ara tetap, maka hal yang paling penting dalam

proses ini adalah mengoperasikan proses ini dengan menggunakan arus searah.Dari uraian

terdahulu dapat dikatakan bah$a ada 3 bagian yang utama (penting) dari suatu sistem lapis

listrik. Keempat bagian yang harus ada didalam suatu unit lapis listrik adalah "

a.Larutan elektrolit (rendaman)

b.'noda%.Katoda (benda kerja)


7/8

d.6irkuit luar

9endaman>Larutan Elektrolit

6etiap larutan elektrolit yang dijadakan rendaman tempat proses lapis listrik berlangsung

harus mengandung bahan&bahan terlarut yang sekurang&kurangnya memiliki satu dari fungsi

berikut ini "

a. enyediakan sumber logam yang akan diendapkan b. embentuk kompleks dengan ion logam yang akan diendapkan

%. Konduktif

d. Dapat menstabilkan larutan dari hidrolisa

e. #ertindak sebagai buffer

f. emodifikasi atau mengatur bentuk fisik dari endapan

g. embantu pelarutan anoda.'dapun rendaman yang digunakan dalam proses lapis listrik

dapat bersifat asam maupun basa.

9endaman 'sam Dengan =aram 6ederhana

#iasanya rendaman selalu rengandung garam dari logam yang akan diendapkan>dilapiskan.

6ebaiknya dipilih garamgaram yang mudah larut namun anion dari garam tersebut tidak

mudah tereduksi. @alaupun anion tidak ikut se%ara langsung dalam proses terjadinya pelapisan, tetapi jika menempel pada permukaan katoda akan merupakan gangguan bagi

struktur endapan.'ktiitas dari ion logam ditentukan oleh konsentrasi dari garam logamnya,

derajat disosiasi dan konsentrasi komponen lain yang ada di dalam rendaman. 0ika

konsentrasi logamnya tidak men%ukupi untuk diendapkan, akan terbentuk endapan yang

terbakar pada rapat arus yang relatie rendah.

'danya ion khlorida di dalam rendaman yang bersifat asam mempunyai dua (1) fungsi

utama, pertama akan memudahkan terkorosinya anoda atau men%egah pasiasi anoda dan

yang kedua akan menaikkan koefisien difusi dari ion logamnya berarti menaikkan batas rapat

arus (limiting %urrent density).

9endaman yang engandung =aram Kompleks

=aram kompleks yang sering digunakan dalam proses lapis listrik adalah 6ianida. Karena

siano kompleks terdekomposisi oleh asam, maka rendaman harus bersifat alkali

(basa).'danya natrium atau kalium hidroksida akan memperbaiki konduktiitas dan

men%egah liberasi dari asam hidrosianat oleh C!1 yang masuk ke dalam rendaman dari

udara.

#uffer (penyangga) dan komponen lainnya

Disamping garam logamnya sebagai komponen utama,rendaman juga mengandung

komponen lain, misalnya komponen yang berfungsi sebagai penyangga (mengatur pH)Fmisal

untuk rendaman nikel digunakan asam borat sebagai buffer.4 6edangkan penambahan asam

sulfat pada rendaman tertentu akan menaikkan konduktiitas dan men%egah hidrolisa.#ahan /mbuh ('ddition 'gent)

7ntuk mendapatkan hasil pelapisan yang baik (mengkilap,rata) diperlukan adanya

komponen&komponen lain yang ditambahkan kedalam rendaman. Diantaranya adalah

@etting agent,leellers dan bahan pengkilap (brightener).

'noda

'noda yang digunakan dalam proses lapis listrik harus dapat mengalirkan arus listrik dari

luar kedalam larutan>rendaman dan juga harus berfungsi sebagai pengisi kekurangan logam

didalam larutan karena mengendap pada permukaan katoda.'noda dapat berbentuk

lempengan logam yang masif atau dapat juga berbentuk bola atau potongan&potongan ke%il.

'da dua jenis anoda, yaitu anoda yang terbuat dari logam yang akan diendapkan,dikenal

dengan nama anoda terlarut dan satu lagi adalah anoda yang terbuat dari logam lain yangtidak larut dalam rendaman, dikenal dengan nama anoda inert.'da keuntungan dan


8/8

kerugiannya masing&masing bila menggunakan jenis anoda tersebut.

Keuntungan bila kita menggunakan anoda terlarut antara lain adalah larutan>rendaman dapat

dikatakan memiliki kandungan 5 logam yang konstan, penambahan garam logamnya tidak

perlu dilakukan. 6edangkan ke rugiannya menggunakan anoda terlarut adalah seringkali ada

pengotor yang ikut terlarut dan kadangkadang juga ada bahan&bahan yang tidak larut yang

akan mengotori rendaman, disamping itu perlu dilakukan kontrol apakah anoda tetap aktifdan tidak membentuk film tipis yang akan menyebabkan anoda menjadi pasif.

Keuntungan menggunakan anoda inert adalah tidak perlu mengganti anoda (karena tidak

akan habis) jadi sekali dipasang dapat digunakan selamanyaF namun demikian ada juga

kerugiannya yaitu, logam didalam rendaman lama kelamaan akan habis mengendap diba$a,

sehingga analisa larutan dan penambahan bahan kimia kedalam larutan harus kerapkali

dilakukan.

Katoda

Katoda atau benda kerja dapat memiliki berma%am bentuk dan dapat terbuat dari beraneka

logam yang penting katoda harus bersifat konduktor sehingga proses lapis listrik dapat

berlangsung dan logam

dapat menempel pada katoda (benda kerja).#ila benda kerja tidak bersifat konduktor, dapatdilakukan pengerjaan a$al yang membuat benda kerja siap menjadi katoda dalam proses

lapis listrik.

6irkuit Luar

6irkuit (rangkaian) listrik di luar sistem lapis listrik biasanya terdiri dari sumber arus dan

peralatan lain yang dapat menyearahkan arus bila sumber arus memberikan arus bolak&balik.

tugas kelompok penyepuhan logam

Documents