LAPORAN PRAKTIKUM
ANODISASI Diajukan untuk memenuhi salah satu tugas dalam mata kuliah Teknik Pengendalian Pengendalian Korosi Program Studi D3 Teknik Kimia Dosen Pembimbing : Drs. Agustinus Ngatin, MT. Disusun Oleh : Kelompok 5 Nurul Aini Kesuma W
(101411047)
Nurul Anisa Hakim
(101411048)
Raihan Khairan
(101411049) Kelas : 3B
Tanggal Praktikum:
10 Desember 2012
Tanggal Pengumpulan Laporan:
17 Desember 2012
JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012
ANODISASI ALUMUNIUM BAB I PENDAHULUAN 1.1
Tujuan Praktikum
1. Menjelaskan prinsip proses anodisasi. 2. Membuat diagram proses tahapan proses anodisasi. 3. Menjelaskan gejala yang terjadi selama proses anodisasi baik di anoda maupun dikatoda. 4. Menyimpulkan hasil percobaan proses anodisasi Al berdasarkan percobaan yang telah dilakukan.
BAB II LANDASAN TEORI 2.1
Dasar Teori
Anodisasi adalah proses pembentukan lapisan tipis (film) oksida pada permukaan benda kerja dengan metode elektrolisis. Lapisan ini memberikan perlindungan terhadap logam aluminium dari reaksi korosi. Proses anodisasi ini merupakan benda kerja (alumunium sebagai benda kerja) ditempatkan sebagai anoda dan elektroda lain (katoda) adalah logam Al, Pb atau elektroda inert. Produk proses anodisasi ini mempunyai peranan penting dalam industri manufaktur, seperti industri pesawat terbang, industri mesin dan masih banyak lagi. Mekanisme pembentukan lapisan oksida di permukaan benda kerja belum diketahui dengan pasti, tetapi reaksi oksida alumunium adalah sebagai berikut : 4Al + 3O2
Al2O3
Kemungkinan tahapan proses anodisasi untuk pembentukan oksida adalah sebagai berikut :
Tahapan reaksi oksida elektrolitik yang mengubah logam alumunium menjadi ion.
Tahapan reaksi ion dengan oksigen yang dibawa dalam bentuk ion (OH
-
atau O2) pada antar muka sehingga membentuk alumunium oksida yang menempel pada permukaan anoda.
Tahapan terakhir merupakan peristiwa pelarutan kembali sebagian oksida tersebut oleh asam sehingga membentuk lapisan akhir yang terlapisi.
Proses anodisasi alumunium digunakan elektrolit yang melarutkan oksida logam, maka akan terbentuk suatu lapisan oksida yang hampir tidak berpori dan sangat tipis. Lapisan oksida seperti ini disebut lapisan penghalang arus. Larutan elektrolit untuk proses anodisasi dapat menggunakan larutan berikut ini :
Larutan kromat (untuk anodisasi pesawat terbang)
Larutan kromat-sulfat (CrO3, NaCl, asam sulfat)
Larutan asam kromat (CrO 3, 100 gr/l)
Larutan asam sulfat (H 2SO4 15-18 %)
Asam fosfat ( asam orthopospat 108,7 gr/l)
Lapisan oksida yang terbentuk di permukaan logam alumunium dapat dilakukan pengerasan dengan metoda berikut ini :
Pengerasan lapisan oksida pada alumunium yang telah mengalami proses anodisasi diberi air panas. Alumunium oksida akan bereaksi dengan air membentuk bochmat.
Pengerasan lapisan oksida dapat juga dilakukan dengan air panas, dengan cara ini terbentuk selaput bochmat pada lapisan oksidanya. Cara pengerasan lapisan oksida dengan uap air panas dapat menghindari terlarutnya kembali sebagian zat pewarna.
Pengerasan lapisan oksida dapat juga dilakukan dengan larutan elektrolit seperti natrium asetat, bikromat, silikat dan sebagainya.
Pewarnaan hasil proses anodisasi bertujuan untuk dekoratif sehingga permukaan logam menjadi lebih indah dan menarik. Zat warna dapat diserap ke dalam pori-pori lapisan oksida, hal ini dimaksudkan supaya lebih tahan lama dan tidak mudah hilang akibat sinar matahari. Zat warna yang digunakan dapat berupa zat warna organik dan anorganik.
BAB III METODOLOGI 3.1
Peralatan dan bahan yang digunakan
3.1.1
3.1.2
3.2
Peralatan :
Gelas kimia 250 ml 1 buah
Gelas kimia 1 liter 2 buah
Gelas kimia 500 ml 2 buah
Gelas kimia 100 ml 2 buah
Avometer
Kertas abrasif
Katoda Al
Bahan
Benda kerja
Larutan NaOH
Larutan HNO3
Larutan asam sulfat 15-18 %
Prosedur Kerja
3.1.1
Tahap persiapan logam dan pembuatan larutan Persiapan benda kerja 1.
Bersihkan benda kerja dari kotoean dengan cara mengampelas benda kerja dengan 320 grit sampai 100 grit.
2.
2
Tentukan luas permukaan benda kerja (0,25 dm ) yang akan dilapisi.
3.
Bersihkan benda kerja dari lemak dengan mencelupkan dalam larutan detergent ± 10 menit.
4.
Bilas benda kerja dengan air mengalir.
Persiapan pembuatan larutan 1.
Membuat larutan NaOH 50 g//l, larutan HNO 3 100 g/l, dan larutan proses asam sulfat 16% sebanyak 500 ml dalam gelas kimia.
2.
Masukkan benda kerja dalam larutan 50gpl NaOH pada temperatur 40°C selama 5 menit.
3.
Bilas benda kerja dalam larutan 100 gpl HNO 3 selama 5 menit pada temperatur kamar.
3.2.2
4.
Bilas benda kerja dengan air dan keringkan denga hair dryer.
5.
Timbang benda kerja dengan necaca analitis (A gram)
Tahapan proses anodisasi 1.
Tentukan rapat arud pada waktu proses anodisasi (sesuai 3
petunjuk pembimbing) atau1-3 A/dm . 2.
Catat temperatur dan tegangan pada periode waktu tertentu (misal 2 menit) selama proses modisasi pada rapat arus tetap.
3.
Bilas benda kerja dengan air pada pH 2-3 pada temperatur kamar, kemudian bilas lajur dengan air pada temperatur kamar dan keringkan.
4. 3.2.3
Timbang benda kerja yang telah dilapisi (B gram)
Tahap pewarnaan dan sealing 1.
Setelah proses anodisasi selesai, benda kerja dibilas dengan air pada pH 2-3 pada temperatur kamar, kemudian dibilas lagi dengan air, benda kerja langsung dicelupkan dalam zat warna yang disediakan pada temperatur ± 50 °C selama 5 menit.
2.
Bilas benda kerja dengan air, kemudian dilakukan proses sealing dengan mencelupkan benda kerja dalam air mendidih selama 15 menit (pH 5,5-6,5).
3.3
Diagram Proses
Secara sederhana proses anodisasi dapat ditunjukan seperti diagram sebagai berikut :
Pencucian Lemak (Degreasing)
Pembilasan (Rinsing)
Pengetsaan (Etching)
Pembilasan (Rinsing)
Brightener dip (Pembersihan secara kimia)
Pembilasan
Proses anodisasi
Pembilasan
Pewarnaan
Sealing
BAB IV DATA PENGAMATAN
No.
1
2
3
4
Proses
Gambar
Keterangan
Degreasing
Larutan NaOH menjadi berwarna putih dan terbentuk gas H2 saat logam Al dimasukkan ke dalam larutan.
Rinsing (1)
Logam Al berwarna putih sebelum dibilas, logam Al berwarna abu setelah dibilas dengan air.
Desmuting
Larutan HNO3 tidak berwarna, dan tidak terjadi perubahan saat logam dimasukkan ke dalam larutan.
Rinsing (2)
Logam Al berwarna abu sebelum dan setelah dibilas dengan air.
5
6
Anodisasi
Pada proses anodisasi diberikan arus sebesar 0.4 A, pada elektroda dan logam terbentuk gelembunggelembung gas.
Pembilasan
Air bilasan tidak berwarna setelah dan sebelum logam dimasukkan
7
Pewarnaan
Larutan pewarna berwarna biru gelap. Logam yang dimasukkan kedalam pewarna menjadi berwarna biru.
8
Sealing
Air panas tidak berwarna dan logam berwarna biru.
Gambar Logam Al sebelum
Gambar Logam Al setelah
anodisasi
anodisasi
BAB IV PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN 5.1
Pembahasan
Anodisasi adalah proses pembentukan lapisan tipis (film) oksida pada permukaan benda kerja dengan menggunakan metode elektrolisis. Terdapat 3 tahapan anodisasi secara umum yaitu tahap persiapan benda kerja, tahap proses anodisasi, dan yang terakhir adalah tahap pewarnaan dan sealing. Logam yang digunakan adalah logam Alumunium dan elektroda yang digunakan juga adalah logam Alumunium dimana benda kerja bertindak sebagai anoda dan elektrodanya bertindak sebagai katoda, dan larutan elektrolit yang digunakan adalah larutan asam sulfat. Tahap awal adalah tahap persiapan benda kerja yaitu proses degreasing dan etching. Proses degreasing adalah mencelupkan logam Al ke dalam larutan NaOH
yang bertujuan untuk menghilangkan lemak di permukaan logam Al. Saat dicelupkan ke dalam larutan NaOH terdapat gelembung-gelembung yang merupakan gelembung gas H 2 yang menandakan terjadinya proses oksidasi logam Al oleh NaOH sehingga lemak pada permukaan logam Al terbilas/ hilang. Setelah dicelupkan di dalam larutan NaOH kemudian dilakukan proses rinsing, yaitu proses pembilasan logam Al dari NaOH sebelum dilakukan proses selanjutnya. Tahap kedua dari persiapan benda kerja adalah proses etching dimana pada proses ini pori-pori benda kerja dibuat agar menjadi terbuka agar proses anodisasi dan pewarnaan lebih optimal. Larutan yang digunakan pada proses etching adalah larutan HNO3. Tahap kedua adalah tahapan proses anodisasi, yaitu pelapisan logam Al dengan larutan elektrolit asam sulfat yang membentuk lapisan Al 2O3. Proses anodisasi yang dilakukan praktikan menggunakan arus sebesar 8 mA. Pada elektroda yang berperan sebagai katoda terjadi reaksi oksidasi, yaitu : +
2H + 2e 2H2O + 2e + O 2
H2 -
4OH
Pada anoda, yaitu logam Al yang akan dilapisi terjadi reaksi sebagai berikut :
+
2H2O
O2 + 4H
3+
Al
Al
+ 4e + 3e
Reaksi pembentukan logam oksida pada logam Al adalah sebagai berikut : 3+
2 Al
-
+ 3OH
+
Al2O3 + 3H
Reaksi anodisasi yang terjadi secara keseluruhan adalah : 2 Al + O2 + H2O
Al2O3 + H2
Pada saat tahap ini terjadi pembentukan gelembung-gelembung gas di anoda maupun katoda, dari reaksi di atas dapat diketahui bahwa pada anoda menghasilkan gas O 2 sedangkan pada katoda dihasilkan gas H 2. Berdasarkan hasil di atas juga dapat diketahui reaksi pelapisan secara anodisasi menhasilkan lapisan Al2O3 pada permukaan benda kerja. Tahap akhir adalah tahap pewarnaan dan sealing. Tahap pewarnaan bertujuan untuk memperindah tampilan dari benda kerja, selain itu dalam hal praktikum ini pewarnaan juga dapat memperlihatkan bagian logam yang mengalami anodisasi karena logam yang tidak tercelup ke dalam larutan-larutan yang mendukung dalam proses anodisasi ini tidak berubah warnanya atau dalam kata lain logam tidak terlapisi dengan zat pewarna. Prose pewarnaan dilakukan selama 15-30 menit dan selama proses logam harus digerakkan/ diputar-putar menggunakan penjepit agar proses pewarnaannya menjadi lebih optimal. Setelah proses pewarnaan dilakukan sealing yaitu proses pencucian logam dengan menggunakan air panas yang bertujuan untuk menutup pori-pori benda kerja sehingga warna dan lapisan tipis yang terbentuk tidak akan memudar dan lebih melekat. Hasil pada proses pewarnaan yang terlihat tidak sebaik hasil pewarnaan pada kelompok lain, dikarenakan kualitas HNO 3 yang digunakan sudah menurun sehingga warna yang dihasilkan tidak sepekat warna pada benda logam yang menggunakan larutan HNO3 yang kualitasnya masih baik.
5.2
Kesimpulan
Anodisasi adalah proses pembentukan lapisan tipis (film) oksida pada permukaan benda kerja dengan menggunakan metode elektrolisis.
Tahapan anodisasi secara umum adalah tahapan persiapan benda kerja meliputi degreasing dan etching, tahapan proses anodisasi, dan tahapan pewarnaan dan sealing.
Pada anoda dihasilkan gas O 2 sedangkan di katoda dihasilkan gas H 2.
Berdasarkan percobaan yang dilakukan menunjukkan bahwa proses anodisasi berlangsung secara baik.
DAFTAR PUSTAKA
Ngatin, Agustinus. 2012. Buku Petunjuk Praktikum Teknik Pencegahan Korosi : Anodisasi Alumunium. Bandung : Politeknik Negeri Bandung.
