BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Elektroplating logam nikel berfungsi sebagai dekoratif untuk membuat permukaan logam menjadi rata dan mengkilat. Proses elektropalating nikel dapat dilakukan denganbebrapa cara yaitu menggunakan tembaga sebagi lapisan dasar selanjutnya dilapisi nikel. Cara kedua itu langsung dilapisi nikel dan cara ketiga adalah elektroplating dengan Cu-Ni-Cr. Elektroplating Cr bertujuan untuk mengurangi sifat yang terlalu mengkilat sebagai ciri khas dari lapisan nikel. Elektroplating nikel banyak diaplikasikan pada peralatan rumah tangga, automotif, dan interior diperkantoran dengan tujuan dekoratif dan mencgah korosi logam. Pelapisan menggunakan krom terdapat dua jenis yaitu soft chrom dan hard chrom. Soft chrom merupakan proses pelapisan logam lain terlebih dahulu selanjutnya dilapisi oleh chrom contohnya logam dilapisi oleh Cu atau Ni atau Zn setelah itu dilapisi oleh Cr, sedangkan hard chrom logam langsung dilapisi oleh chrom. 1.2 Tujuan Percobaan Mengetahui menu larutan yang tepat untuk elektroplating nikel
Mengetahui suhu elektroplating nikel
Mengamati elektoplating logam dengan nikel pada tembaga melalui proses lapis listrik dengan pengamatan visual
Mengetahui rentang waktu yang dibutuhkan untuk elektroplating nikel
Mengetahui rapat arus yang tepat digunakan pada proses elektroplating nikel
Mengetahui pH yang sesuai
BAB II LANDASAN TEORI Sejalan dengan perkembangan industri dan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, penggunaan logam tidak bisa dipisahkan dari kehidupan manusia. Dengan demikian logam harus tampil sesuai dengan kondisi yang dibutuhkan, misalnya untuk penggunaan logam untuk berbagai perhiasan, maka logam harus tampil indah dan menarik. Untuk peralatan rumah tangga harus kuat dan awet, dan seterusnya. Atas dasar tersebut,dibutuhkan suatu upaya untuk mempercantik maupun melindungi logam dari bahaya kerusakan atau korosi salah satunya adalah dengan proses elektroplating. Untuk melindungi logam dengan proses electroplating dibutuhkan listrik arus searah (DC), elektrolit yang disesuaikan dengan lapisan yang akan diinginkan, logam pelapis (anoda), dan benda kerja yang akan dilapis (katoda). Di dunia indutri ada beberapa macam logam pelapis yang sering digunakan dalam proses pelapisan secara elektroplating, yaitu tembaga (Cu), Nikel (Ni), dan krom (Cr). Pelapisan nikel pada besi banyak sekali dilaksanakan baik untuk tujuan pencegahan karat ataupun untuk menambah keindahan. Dengan hasil lapisannya yang mengkilap maka dari segi ini nikel adalah yang paling banyak diinginkan untuk melapis permukaan. Nikel memiliki kekuatan dan kekerasan yang cukup, keliatan yang baik, serta memiliki dayahantar listrik yang baik. Nikel berwarna putih keperak-perakan, berkristal halus, sehingga apabila dipoles akan tampak rupa yang indah dan mengkilap. Dalam pelapisan nikel selain dikenal lapisan mengkilap, terdapat juga jenis pelapisan yang buram hasilnya. Akan tetapi tampak permukaan yang buram inipun dapat juga digosok hingga halus dan mengkilap. Jenis lain dari pelapisan nikel adalah pelapisan yang berwarna hitam. Warna hitam inipun tampak menarik dan digunakan biasanya untuk melapis laras senapan dan lainnya. Proses pelapisan nikel dengan menggunakan arus listrik (electroplating) merupakan salah satu pelapisan yang paling banyak digunakan pada industri sebagai hasil akhir atau lapisan dasar untuk proses selanjutnya. Proses pelapisan nikel dapat diaplikasikan untuk produk seperti pada medali yang bertujuan untuk melindungi logam dasar (tembaga) dari korosi dan permukaannya mempunyai warna yang mengkilap selama masa pakainya. Tebal lapisan yang dihasilkan pada permukaan medali ini akan dipengaruhi oleh beberapa parameter proses pelapisan, diantaranya
rapat arus, temperatur dan waktu pelapisan. Nikel digunakan sebagai logam pelapis karena dapat memutus hubungan antara logam dengan lingkungan penyebab terjadinya korosi.
Gambar skema rangkaian proses elektroplating Nikel merupakan logam plating yang paling peka responnya atas aditif-aditif bak platingnya. Nikel terutama dilapiskan ke barang-barang besi,baja, perunggu, seng, plastik, juga alumunium sampai magnesium, baru sesudahnya dilapiskan krom tipis saja. (Rachmat Supardi, 1997 : 51). Pelapisan nikel mempunyai banyak pengembangan untuk lapisan dasar dari logam lainnya, karena pelapisan nikel tahan terhadap korosi, erosi dan abrasi. Nikel paling banyak digunakan sebagai pelapis dekoratif dengan ketebalan 5 – 40 mikro meter. Nikel mempunyai sifat-sifat yang berbeda dari logam lainnya diantara lain : 1. Warna putih mengkilap 2. Berat jenis 8,5 o
3. Titik cairnya 1450 C 4. Memiliki bagian luar yang tertutup selaput oksid yang rapat dan liat, tahan pengaruh udara sehingga bagian dalam sukar teroksidasi oleh oksigen 5. Lebih keras dari Cu, tetapi mempunyai kekuatan yang sama dengan Cu 6. Kerenggangan lebih kecil dari Cu.
DIAGRAM ALIR PROSES ELETROPLATING NIKEL logam Cu (benda kerja)
Pengamplasan
Pembersihan lemak (larutan NaOH 10 %, 10 menit)
Pembersihan karat (larutan HCl 10% 10 menit)
Membersihkan dan mengeringkan
Memasukkan kedalam larutan eletrolit (500C)
Menghubungkan anoda (logam nikel) dan katoda (logam Cu) pada rectifier
Mengatur arus 2,4 ampere
Pengamatn proses pelapisan 10 menit
Bersihkan dengan air dan keringkan
Logam Cu yang telah dilapisi nikel
BAB IV DATA PENGAMATAN
Gambar
Keterangan
Penyaringan Larutan Nikel
o
Pemanasan Larutan Nikel hingga suhu 50 C sambil dilakukan pengadukan
Memastikan suhu larutan Nikel berada pada 50 o C menggunakan thermometer.
Pembersihan logam Cu yang telah di amplas dengan menggunakan larutan NaOH 10 %
selama 10 menit
Pemebersihan logam dengan menggunakan larutan HCl 10 % selama 10 menit.
Mencelupkan logam Cu dengan logam Ni kedalam larutan Ni yang telah di panaskan
Menghubungkan logam tersebut dengan Rekrifier selama 10 menit dengan rapat arus 2,4 A
Logam Cu yang telah dilapisi Ni
BAB V PEMBAHASAN Nikel digunakan sebagai logam pelapis karena dapat melindungi logam. Jika suatu logam dilindungi oleh sesuatu maka akan terputus hubungan dengan lingkungan. Nikel memiliki bagian luar yang tertutup selaput oksid yang rapat dan liat, tahan pengaruh udara sehingga bagian dalam sukar teroksidasi oleh oksigen, oksigen berada dalam lingkungan yang dapat membentuk korosi pada logam. Logam yang digunakan adalah logam Cu, logam ini memiliki potensial yang lebih rendah dari nikel sehingga nikel dapat melindungi logam Cu. Sifat fisik permukaan yang dilapisi nikel anan menjadi kuat, halus, tahan goresan, akan tetapi kuran ulet. Pada proses electroplating terutama pada pelapisan nikel, untuk mendapatkan hasil pelapisan yang baik memerlukan kondisi yang sesuai seperti waktu proses pelapisan, besar arus yang digunakan ataupun penggunaan suatu lapisan dasar seperti logam Cu. Cacat yang dapat timbul pada hasil pelapisan antara lain permukaan berwarna, timbul bintik-bintik, dan permukaan kasar. Cacat yang ditimbulkan seperti bintik hitam dapat dikarenakan oleh adanya asam yang terkandung dalam larutan elektrolit. Asam tersebut berasal dari aquadest yang sudah tidak murni dan terkontaminasi zat lain. Dengan reaksi sebagi berikut: +
-
H2O H + OH +
-
2H + 2e
H2 (menimbulkan asam)
Bintik hitam pula dapat ditimbulkan oleh proses pengamplasan yang kurang merata. Dan hal tersebut dapat menyebabkan proses pelapisan yang kurang baik, dari data praktikum yang didapat ketebalan pelapisan dibagian seluruh logam menjadi tidak merata. Selain dari proses pengamplasan diperlukan proses lainnya agar logam pelapis dapat menempel sempurna. Proses penghilangan goresan-goresan sebaiknya digunakan gerinda dan kemudian dihaluskan dengan menggunakan buffing. Sedangkan pencucian dengan asam bertujuan untuk membersihkan permukaan benda kerja dari oksida atau karat secara kimia melalui perendaman. Larutan asam ini terbuat dari pencampuran air bersih dengan asam pekat yaitu asam klorida (HCL). Proses elektroplating terjadi apabila arus listrik searah (DC) dialirkan antara kedua elektroda anoda dan katoda dalam larutan elektrolit dengan waktu proses pelapisan yang telah ditentukan. Pada anoda yakni logam Nikel terjadi oksidasi sehingga akan terbentuk ion-ion positif, pada larutan elektrolit terjadi elektrolisis garam-garam logam. Logam Ni yang telah
mengalami oksidasi akan melepaskan elektron-elektron dan larut dalam larutan elektrolit. Logam Ni yang teroksidasi akan menggantikan ion logam dalam larutan elektrolit yangditarik oleh elektroda negatif (katoda) yaitu tembaga (Cu). Dengan adanya hal tersebut akan terbentuk endapan pada katoda yang berupa berat lapisan. Larutan elektrolit yang digunakan merupakan garam logam nikel sulfat (NiSO 4). Karena pada anoda dan katoda terjadi perbedaan potensial setelah dialiri listrik, maka logam nikel akan teroksidasi menjadi ion logam bermuatan positif 2+
2+
(Ni ), ion logam nikel (Ni ) dari anoda larut dalam larutan untuk menggantikan ion logam nikel 2+
(Ni ) dari garam logam NiSO 4 yang telah terelektrolisis menjadi Ni katoda untuk membentuk lapisan nikel.
Reaksi yang terjadi selama proses pelapisan berlangsung : 2+
Ni Ni
+ 2e (Oksidasi pada anoda) 2+
NiSO4 Ni 2+
+ SO4
2+
+ 2e Ni (Reduksi logam)
Ni Ni
2-
+ SO4 (Elektrolisis garam logam)
NiSO4 (Penggantian ion pada larutan)
2+
2-
dan SO4 dan tertarik ke
KESIMPULAN Logam Cu yang telah dilapisi oleh logam Ni menjadi mengkilat, tahan goresan, kuat dan memiliki kerenggangan yang lebih kecil dari Cu. Untuk menghasilkan lapisan yang baik diperlukan beberapa hal yang perlu di perhatikan yaitu:
Proses pembersihan awal seperti pembersihan lemak menggunakan larutan NaOH 10 % dan pembersihan karat menggunakan HCl 10%
Proses pengamplasan yang tepat dan rapih
Arus yang digunakan 2,4 ampere selama 10 menit
Suhu larutan elektrolit harus 50 C
o
DAFTAR PUSTAKA http://electrochem.cwru.edu/encycl/index.html http://puslit2.petra.ac.id/ejournal/index.php/mes/issue/view/2863 http://www.chem-is-try.org/kata_kunci/elektroplating http://www.finishing.com/home/about.html Jobsheet praktikum korosi modul elektroplating nikel Prayitno, Dwi.2005. laporan Skripsi” Perbedaan berat hasil pelapisan nikel Akibat penggunaan lapisan dasar cu dan Tanpa lapisan dasar cu dengan variasi waktuPada bahan baja karbon rendah”.Fakultas teknik Universitas Negeri semarang.
