53922_bab 2 Konsentrasi.doc

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Korosi 2.1.1 Definisi Korosi Korosi adalah proses degradasi atau deteorisasi atau perusakan material yang disebabkan oleh pengaruh lingkungan dan sekitarnya (Budi, 2009). Korosi adalah problem teknologi yang disebabkan oleh lingkungan alam dengan ditandai oleh perubahan energi dan mengakibatkan kerugian material sebagai bahan konstruksi. Lingkungan alam suatu benda merupakan media yang cenderung untuk berinteraksi dengan benda tersebut dalam hal pertukaran energi. Energi ini diturunkan dari energi tersimpan akibat ikatan kimia dari zat-zat pembentuk benda tersebut, biasa disebut internal energy. Pertukaran energi akan terjadi antara internal energy dengan energi yang tersedia disekeliling benda yang lazim disebut free energy atau eksternal energy. Dalam proses korosi logam berlaku sebagai subyek reaksi, maka dengan sendirinya mempelajari karakteristik dari logam baik secara makro maupun mikro sangatlah penting supaya mendapatkan jenis logam yang cenderung tahan terhadap lingkungan tertentu. Logam dan paduannya terbentuk dari berbagai kristal atom. Kristal-kristal atom logam tersusun dalam suatu bentuk yang teratur dengan ikatan yang sangat kuat. Ketika suatu logam mengalami pembekuan dan pendinginan kristal-kristal atom secara acak terdistribusi di dalam logam cair dan nantinya akan terbentuk butiran-butiran, pada saat itu juga ada daerah yang mempunyai tingkat energi yang lebih tinggi dan lebih reaktif dibandingkan daerah butiran yang lain. Oleh sebab itu daerah batas butir akan mengalami kerusakan yang lebih cepat pada saat terjadinya proses korosi (Fedriansyah, 2012). Bahan-bahan korosif (yang dapat menyebabkan korosi) terdiri atas asam, basa serta garam, baik dalam bentuk senyawa maupun anorganik. Penguapan dan pelepasan bahan-bahan korosif ke udara dapat mempercepat proses korosi. Udara dalam ruangan yang terlalu asam atau basa dapat mepercepat proses korosi peralatan elektronik yang ada dalam ruangan tersebut. Flour, hidrogen fluorida beserta senyawaan-senyawaannya dikenal sebagai bahan korosif. Dalam industri, bahan ini umumnya dipakai untuk sintesa bahan-bahan organik. Amoniak (NH3) merupakan bahan kimia yang cukup banyak digunakan dalam kegiatan industri. Pada suhu dan tekanan normal, bahan ini berada dalam bentuk gas dan sangat mudah terlepas ke udara (Purba, 2007).

2-1

BAB 2 LANDASAN TEORI

2.1.2

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Korosi

Menurut Siddiq (2013), umumnya problem korosi disebabkan oleh air, tetapi ada beberapa faktor selain air yang mempengaruhi laju korosi, diantaranya: 1. Faktor gas terlarut Oksigen (O2), adanya oksigen yang terlarut akan menyebabkan korosi pada metal seperti laju korosi pada mild stell alloys akan bertambah dengan meningkatnya kandungan oksigen. Reaksi korosi secara umum pada besi karena adanya kelarutan oksigen adalah sebagai berikut : Reaksi Anoda : Fe Fe2……………………………………………………(1) Reaksi katoda : O2 + 2H2O ………………………………….(2)

+ +

4e

2e 4



OH

Karbondioksida (CO2), jika karbon dioksida dilarutkan dalam air maka akan terbentuk asam karbonat (H2CO3) yang dapat menurunkan pH air dan meningkatkan korosifitas, biasanya bentuk korosinya berupa pitting yang secara umum reaksinya adalah: CO2 + H2O  H2CO3 ...............................................................................(3) Fe + H2CO3  FeCO3 + H2 …………………………………………………………….(4) 2. Faktor Temperatur Penambahan temperatur umumnya menambah laju korosi walaupun kenyataannya kelarutan oksigen berkurang dengan meningkatnya temperatur. Apabila metal pada temperatur yang tidak uniform, maka akan besar kemungkinan terbentuk korosi. 3. Faktor pH pH netral adalah 7, sedangkan ph < 7 bersifat asam dan korosif, sedangkan untuk pH > 7 bersifat basa juga korosif. Tetapi untuk besi, laju korosi rendah pada pH antara 7 sampai 13. Laju korosi akan meningkat pada pH < 7 dan pada pH > 13. 4. Faktor Bakteri Pereduksi atau Sulfat Reducing Bacteria (SRB) Adanya bakteri pereduksi sulfat akan mereduksi ion sulfat menjadi gas H2S, yang mana jika gas tersebut kontak dengan besi akan menyebabkan terjadinya korosi. 5. Faktor Padatan Terlarut

LABORATORIUM DIAGRAM ALIR DAN PEMILIHAN BAHAN TEKNIK KIMIA INDUSTRI FV-ITS

2-2

BAB 2 LANDASAN TEORI Klorida (Cl), klorida menyerang lapisan mild steel dan lapisan stainless steel. Padatan ini menyebabkan terjadinya pitting, crevice corrosion, dan juga menyebabkan pecahnya alloys. Karbonat (CO3), kalsium karbonat sering digunakan sebagai pengontrol korosi dimana film karbonat diendapkan sebagai lapisan pelindung permukaan metal, tetapi dalam produksi minyak hal ini cenderung menimbulkan masalah scale. Sulfat (SO4), ion sulfat ini biasanya terdapat dalam minyak. Dalam air, ion sulfat juga ditemukan dalam konsentrasi yang cukup tinggi dan bersifat kontaminan, dan oleh bakteri SRB sulfat diubah menjadi sulfida yang korosif.

2.1.3

Pengendalian Korosi

Menurut Sidiq (2013), Usaha-usaha untuk pencegahan terbentuknya korosi dapat dilakukan sebagai berikut : 1. Pengubahan Media Korosi merupakan interaksi antara logam dengan media sekitarnya, maka pengubahan media sekitarnya akan dapat mengubah laju korosi. Ada tiga situasi yang dapat terjadi yaitu: media sekitar atau lingkungan berupa gas, media sekitar berupa larutan dengan ion-ion tertentu, dan logam terbenam dalam tanah. 2. Seleksi Material Metode umum yang sering digunakan dalam pencegahan korosi yaitu pemilihan logam atau paduan dalam suatu lingkungan korosif tertentu untuk mengurangi resiko terjadinya korosi. 3. Proteksi Katodik (Cathodic Protection) Proteksi katodik adalah jenis perlindungan korosi dengan menghubungkan logam yang mempunyai potensial lebih tinggi ke struktur logam sehingga tercipta suatu sel elektrokimia dengan logam berpotensial rendah bersifat katodik dan terproteksi. Macam-macam proteksi katodik yaitu: Impressed Current, Galvanic Sacrificial Anode, Galvanic Zinc Application, Zinc Metallizing, Zinc-Rich Paints, dan Hot-Dip Galvanizing. 4. Proteksi Anodik (Anodic Protection) Adanya arus anodik akan meningkatkan laju ketidak-larutan logam dan menurunkan laju pembentukan hidrogen. Hal ini bisa terjadi untuk logam-logam active-passive seperti Ni, Fe, Cr, Ti dan paduannya. Jika arus yang lewat logam dikontrol seksama (dengan potentiostat) maka logam akan bersifat pasif dan pembentukan logam-logam tak terlarut akan berkurang. 5. Inhibitor Korosi LABORATORIUM DIAGRAM ALIR DAN PEMILIHAN BAHAN TEKNIK KIMIA INDUSTRI FV-ITS

2-3

BAB 2 LANDASAN Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk TEORI mencegah terjadinya korosi adalah dengan penggunaan inhibitor korosi. Inhibitor korosi merupakan suatu zat kimia yang bila ditambahkan ke dalam suatu lingkungan dapat menurunkan laju serangan korosi terhadap suatu logam. 6. Pelapisan (Coatings) Prinsip umum dari pelapisan yaitu melapiskan logam induk dengan suatu bahan atau material pelindung. Jenis - jenis coating seperti: metallic coatings, Paint atau organic coatings, chemical conversion coatings, miscellaneous coatings (enamel, thermoplastics).

2.1.4

Perhitungan Laju Korosi

Menurut Suprihatin (2016), hampir semua korosi merupakan reaksi elektrokimia. Sehingga semua yang memengaruhi kecepatan suatu reaksi kimia atau jumlah arus yang mengalir akan memengaruhi laju korosi. Hukum Ohm dapat diterapkan untuk bagian elektrik dari sel korosi. Laju korosi berbanding lurus dengan sejumlah arus yang mengalir pada sel korosi elektrokimia. Jika arus dapat diukur, suatu perhitungan yang tepat dari kehilangan logam akibat korosi dapat ditentukan. Ini berarti bahwa suatu pengukuran dalam ampere atau milliampere secara matematis dihitung dalam kilogram (pound) per tahun. Suatu Amp tahun adalah satu Ampere yang mengalir selama periode satu tahun. Logam yang berbeda memiliki laju korosi yang berbeda. Kerusakan material akibat korosi biasanya ditunjukkan dengan laju penetrasi yang ditunjukkan oleh tabel berikut ini. Tabel 2.1 Ketahanan Relatif

Relative Corrosion Resistanc e Outstandi ng Excellent Good Fair Poor Unaccepta ble

mpy

mm/yr

µm/yr

nm/h

pm/s

<1

< 0,02

< 25

<2

<1

1-5 5-20 20-50

0,02-0,1 0,1-0,5 0,5-1

2-10 10-50 50-150

1-5 5-20 20-50

50-200

1-5

150-500

50-200

200+

5+

25-100 100-500 5001000 10005000 5000+

500+

200+

(Sumber: Modul Pelatihan Guru Mata Pelajaran Kimia)

LABORATORIUM DIAGRAM ALIR DAN PEMILIHAN BAHAN TEKNIK KIMIA INDUSTRI FV-ITS

2-4

BAB 2 LANDASAN TEORI Laju korosi merupakan suatu besaran yang menyatakan cepat atau lambat suatu material bereaksi dengan lingkungannya dan mengalami korosi. Sebagaimana diketahui, korosi sangat dipengaruhi oleh lingkungan misalnya temperatur pH, oksigen, kecepatan fluida, dan zat-zat oksidator. Laju korosi juga bergantung pada, konsentrasi reaktan, jumlah mula-mula partikel (massa) logam, dan faktor mekanik seperti tegangan. Untuk menghitung laju korosi, terdapat dua metode yang dapat digunakan antara lain metode kehilangan berat atau weight gain loss (WGL) dan metode elektrokimia. Metode kehilangan berat secara umum dianggap identik dengan kehilangan massa (mass loss). Metode kehilangan massa (mass loss) ini didasarkan pada selisih massa awal sebelum pengujian korosi dengan massa akhir setelah pengujian korosi (Suprihatin, 2016). Menurut Manurung (2011), untuk mengetahui seberapa besar laju korosi yang terjadi pada logam, kita dapat mencarinya dengan menggunakan rumus laju korosi sebagai berikut : Mpy =

534W DAT

………………………………………………(5) Dimana : Mpy = Mils per year 534 = Konstanta bila laju korosi dinyatakan dengan mpy W = Pengurangan berat (mg) = W0 – W1 (berat awal – berat akhir) ρ = Density specimen (gr/cm3) A = Luas permukaan ( in2) T = Waktu (jam) (Manurung, 2011)

2.2 Elektroplating 2.2.1 Definisi Elektroplating Elektroplating didefinisikan sebagai perpindahan ion logam dengan bantuan arus listrik melalui elektrolit sehingga ion logam mengendap pada benda padat konduktif membentuk lapisan logam. Ion logam diperoleh dari elektrolit maupun berasal dari pelarutan anoda logam ke dalam elektrolit. Pengendapan terjadi pada benda kerja yang berlaku sebagai katoda. Lapisan logam yang mengendap disebut juga sebagai deposit. Dalam pembahasan selanjutnya digunakan istilah plating atau lapis listrik atau pelapisan logam yang maksudnya adalah elektroplating. Elektroplating atau pelapisan listrik atau penyepuhan merupakan salah satu proses pelapisan bahan padat dengan lapisan LABORATORIUM DIAGRAM ALIR DAN PEMILIHAN BAHAN TEKNIK KIMIA INDUSTRI FV-ITS

2-5

BAB 2 LANDASAN TEORI logam menggunakan bantuan arus listrik melalui suatu elektrolit. Benda yang dilakukan pelapisan harus merupakan konduktor atau dapat menghantarkan arus listrik. Elektroplating ditujukan untuk berbagai keperluan mulai dari perlindungan terhadap karat seperti pada pelapisan seng pada besi baja yang digunakan untuk berbagai keperluan bahan bangunan dan konstruksi. Pelapisan logam merupakan bidang yang amat luas dan dalam serta menjadi salah satu penerapan teknologi elektrokimia. Kaitannya sangat erat dengan iptek bahan, kimia permukaan, kimia fisik sampai keteknikannya. Aneka logam dapat diplating dan untuk menyederhanakan rangkuman, berbagai logam tersebut dikelompokkan atas beberapa golongan: coating tumbal, coating dekoratif-protektif, coating logam rekayasa, logam-logam jarang pakai serta berbagai jenis alloy. Semua itu masing-masing mempunyai ciri khas, baik keunggulan maupun kelemahan (Sutomo, 2012). Elektroplating merupakan proses pelapisan suatu benda dengan logam lain yang memanfaatkan aliran listrik dalam suatu larutan elektrolit. Elektroplating merupakan salah satu metode pelapisan logam yang didasarkan pada reaksi reduksi dan oksidasi. Pemberian arus searah kedalam larutan menyebabkan terjadi proses reduksi pada katoda dan anoda. Alasan penggunaan metode elektroplating dikarenakan metode ini tidak memerlukan suhu tinggi, hasil pelapisannya sangat efektif dan tahan lama dibandingkan dengan metode lainnya (Subekti, 2015). Pelapisan logam merupakan bagian akhir dari proses produksi dari suatu produk. Proses tersebut dilakukan setelah benda kerja mencapai bentuk akhir atau setelah 6 proses pengerjaan mesin serta penghalusan terhadap permukaan benda kerja yang dilakukan (Sudana, 2014).

2.2.2

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Elektroplating

Menurut Suprihatin (2016), faktor-faktor yang mempengaruhi elektroplating yaitu: 1. Temperatur Temperatur sangat penting untuk menyeleksi kesesuaian jalan reaksi dan melindungi lapisan. Keseimbangan temperatur ditentukan oleh beberapa faktor seperti ketahanan, jarak anoda dengan katoda, serta besarnya arus yang digunakan. Kenaikan temperatur akan menyebabkan meningkatnya laju korosi dan difusi ion-ion ke katoda. Hal ini mencegah terjadinya pelapisan yang tidak merata yang di sebabkan adanya kekosongan ion-ion pada katoda. Secara umum, temperatur yang sesuai cenderung meningkatkan kualitas pelapisan. 2. Kerapatan Arus

LABORATORIUM DIAGRAM ALIR DAN PEMILIHAN BAHAN TEKNIK KIMIA INDUSTRI FV-ITS

2-6

BAB 2 LANDASAN TEORI Proses plating yang kerapatan arusnya rendah menyebabkan laju pelapisan ion-ion menjadi lambat, sehingga laju pertumbukan dasar kristal akan melewati laju pembentukan ion-ion baru. Hal ini membuktikan bahwa semakin besar kuat arus yang di berikan pada saat pelapisan maka semakin besar pula laju pelapisannya. Hal ini sesuai dengan Hukum faraday yang menyatakan massa zat tertentu yang dihasilkan atau dipakai pada suatu elektroda berbanding lurus dengan jumlah muatan listrik yang melalui sel. 3. Konsentrasi Ion Pengaruh konsentrasi elektrolit dengan arus saling berhubungan erat. Konsentrasi ion akan berpengaruh pada stuktur deposit, dengan naiknya konsentrasi logam dapat menaikkan seluruh kegiatan anion yang membantu mobilitas ion. Kenaikan konsentrasi larutan akan mencegah kekosongan ionion didekat katoda sehingga terbentuk pelapisan yang lebih baik. Larutan dengan konsentrasi yang lebih tinggi mengandung partikelpartikel yang lebih rapat. Kerapatan ini menyebabkan partikel mudah bertumbukan sehingga semakin banyak elektron yang berpindah dari anoda ke katoda. Dengan demikian semakin tinggi konsentrasi larutan elektrolit, maka semakin besar laju pelapisannya. 4. Konduktivitas Konduktivitas larutan tergantung kepada konsentrasi ion yang besar atau konsentrasi molekul. Makin besar konsentrasi ion makin besar konduktivitasnya sehingga meningkatkan laju elektroplating. 5. Nilai pH Nilai pH merupakan faktor penting dalam menjaga kestabilan proses pelapisan. Setiap elektrolit memiliki pH optimum yang berbeda-beda. Oleh karena itu untuk memperoleh hasil yang diinginkan perlu menjaga kestabilan pH pada kondisi optimum sesuai dengan elektrolit yang digunakan dalam elektroplating. 6. Pasivitas Gejala pasivitas sering ditemui pada logam yang mengalami korosi, karena itu elektroda harus benar-benar bersih dan bebas dari korosi. Elektroda yang kurang bersih akan meningkatkan pasivitas sehingga dapat menurunkan laju elektroplating. 7. Waktu Pelapisan Waktu pelapisan sangat berperngaruh kepada ketebalan lapisan yang diharapkan, semakin lama waktu pelapisan maka semakin tebal lapisan yang diperoleh walaupun suatu saat akan tercapai juga masa jenuh, yaitu dimana ketebalan tidak lagi bertambah walaupun waktu pelapisan terus diperpanjang. LABORATORIUM DIAGRAM ALIR DAN PEMILIHAN BAHAN TEKNIK KIMIA INDUSTRI FV-ITS

2-7

BAB 2 LANDASAN TEORI

2.2.3

Mekanisme Elektroplating

Prinsip dasar elektroplating adalah penempatan ion-ion logam pelapis diatas substrat yang akan dilapisi melalui metode elektrolisis yakni menguraikan senyawa kimia dalam larutan elektrolit dengan mengalirkan arus searah. Arus listrik yang mengalir dalam larutan menyebabkan terjadinya reaksi kimia, yaitu reaksi peruraian ion-ion dalam larutan. Ion-ion positif akan bergerak ke katoda dan ion-ion negatif akan bergerak menuju anoda sehingga terjadi pelapisan pada substrat. Anoda merupakan elektroda yang menghasilkan elektron sedangkan katoda adalah elektroda yang menerima elektron yang merupakan tempat pengendapan saat proses elektroplating (Istiyono, 2008).

Gambar 2.1 Rangkaian Elektroplating (Sumber: Jurnal Pengaruh Kuat Arus Terhadap Ketebalan Lapisan Dan Laju Korosi (Mpy) Hasil Elektroplating Baja Karbon Rendah Dengan Pelapis Nikel)

Elektroda yang dialiri arus bermuatan positif dikenal sebagai anoda dan elektroda yang dialiri arus bermuatan negatif dikenal sebagai katoda. Karena adanya perbedaan potensial antara anoda dan katoda, maka ketika arus dialirkan, elektron bergerak dari sumber arus (DC power) menuju katoda. Selanjutnya ion-ion bermuatan negatif di dalam elektrolit bergerak menuju anoda sedangkan ion-ion bermuatan positif akan begerak menuju katoda. Ion-ion positif ini kemudian membentuk endapan di permukaan katoda. Elektron selanjutnya mengalir menuju anoda dan kembali ke sumber arus. Komponen–komponen pada proses pelapisan yaitu : arus listrik, anoda, larutan elektrolit dan katoda (Yuliani, 2016).

Sebelum dilakukan pelapisan pada bahan dasar, permukaan logam harus disiapkan untuk menerima adanya lapisan. Persiapan ini bertujuan untuk meningkatkan daya ikat antara lapisan dengan bahan yang 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 LABORATORIUM DIAGRAM ALIR DAN PEMILIHAN BAHAN TEKNIK KIMIA INDUSTRI FV-ITS

2-8

BAB 2 LANDASAN untuk jenis inert yang kasar dan besar, pencucian TEORI untuk menghilangkan lemak, minyak dan debu agar lebih bersih, dapat digunakan larutan organik dan larutan alkali untuk menghilangkan oksidanya. Secara prinsip proses elektroplating mencakup empat hal, yaitu pembersihan, pembilasan, pelapisan, dan proteksi setelah pelapisan. Keempat hal ini dapat dilakukan secara manual atau bisa juga menggunakan tingkat otomasi yang lebih tinggi lagi (Suarsana, 2008). Proses elektroplating dilakukan dalam bejana yang disebut sel elektrolisa berisi cairan elektrolit/rendaman. Pada rendaman ini tercelup paling tidak dua elektroda yang masing-masing dihubungkan dengan arus listrik, terbagi menjadi kutub positif (+) dan negatif (-) dikenal sebagai anoda (+) dan katoda (-). Anoda dalam larutan elektrolit ada yang larut dan ada yang tidak larut. Anoda yang tidak larut berfungsi sebagai penghantar arus listrik saja sedangkan anoda yang larut berfungsi selain penghantar arus listrik juga sebagai bahan baku pelapis. Katoda diartikan sebagai benda kerja yang dilapisi, dihubungkan kutub negatif sumber arus listrik. Elektrolit berupa larutan yang molekulnya dapat larut dalam air dan terurai menjadi partikelpartikel bermuatan positif atau negatif. Bila arus listrik dialirkan di antara kedua elektroda (anoda dan katoda ) di dalam larutan elektrolit, maka muatan ion positif akan ditarik oleh katoda, sedangkan ion bermuatan negatif berpindah ke arah elektroda bermuatan positif (anoda). Ion-ion tersebut dinetralisir oleh kedua elektroda dan larutan elekrolit yang hasilnya diendapkan pada katoda (benda kerja) (Basmal, 2012).

2.3

Logam Cu

Tembaga (Cu) merupakan logam transisi golongan IB yang memiliki nomor atom 29 dan berat atom 63,55 g/mol. Tembaga dalam bentuk logam memiliki warna kemerah-merahan, namun lebih sering ditemukan dalam bentuk berikatan dengan ion-ion lain seperti sulfat sehingga memiliki warna yang berbeda dari logam tembaga murni. Tembaga sulfat pentahidrat (CuSO4.5H2O) merupakan salah satu bentuk persenyawaan Cu yang sering ditemukan. Senyawa tersebut biasa digunakan dalam bidang industri, misalnya untuk pewarnaan tekstil, untuk penyepuhan, pelapisan, dan pembilasan pada industri perak. Selain itu, tembaga sulfat pentahidrat juga marak digunakan dalam bidang pertanian dan peternakan, yaitu sebagai fungisida, algasida, pupuk Cu, dan sebagai zat pengatur pertumbuhan untuk babi (Alloway, 1995).

Penggunaan Cu yang semakin meluas akan meningkatan kadar Cu di lingkungan. Proses produksi seperti pewarnaan, penyepuhan, dan pembilasan yang menggunakan logam Cu akan menghasilkan limbah LABORATORIUM DIAGRAM ALIR DAN PEMILIHAN BAHAN TEKNIK KIMIA INDUSTRI FV-ITS

2-9

BAB 2 LANDASAN yang mengandung Cu kadar tinggi, misalnya sajaTEORI limbah padat proses deinking industri kertas. Limbah padat tersebut mengandung Cu sebesar 110 ppm sedangkan ambang batas Cu dalam limbah sesuai peraturan Bapedal (Kep.04/Bapedal/09/1995) hanya sebesar 100 mg/kg. Kadar Cu yang tinggi dapat memberikan dampak negatif terhadap lingkungan biotik maupun abiotik. Hal ini karena Cu termasuk dalam golongan logam berat. Logam berat merupakan unsur yang stabil dan tidak mudah rusak, sehingga Cu yang masuk ke tanah akan cenderung terakumulasi dan kandungannya akan meningkat secara terus menerus. Peningkatan kadar Cu yang terlalu tinggi dapat memberikan dampak negatif bagi hewan dan manusia karena sifatnya yang karsinogenik dan terakumulasi dalam jaringan tubuh (Hardiani, 2009). Salah satu material pelapis yang dapat digunakan dalam proses pelapisan dengan metode elektroplating adalah tembaga. Pelapisan elektroplating tembaga dapat diaplikasikan guna mencapai kondisi permukaan yang dikehendaki, baik dari segi kepentingan dekoratif maupun yang berkenaan dangan elektrifikasi. Secara teoritis, pelapisan dengan cara elektroplating tembaga asam dapat dilakukan pada range rapat arus 2–5 A/dm2 dan temperatur elektrolit 30–50C (Suprihatin, 2016).

Tembaga mempunyai sifat lunak dan ulet, tidak terlalu teroksidasi oleh udara. Karena sifatnya pula yang elektropositif (mulia), tembaga mudah diendapkan oleh logam yang deret daya gerak listriknya lebih tinggi semisal besi. Plating tembaga mudah dilakukan demikian pula dengan larutannya yang mudah dikontrol.Tembaga bagus digunakan sebagai lapisan dasar sebelum plating berikutnya. Pada proses elektroplating terhadap baja karbon rendah yang akan dilapisi tembaga, maka elektrolit yang digunakan adalah elektrolit tembaga (CuSO4) dengan anoda tembaga (Cu). Saat proses elektroplating, pada anoda dan katoda terjadi perubahan potensial akibat adanya aliran arus listrik searah, sehingga anoda tembaga akan terurai ke dalam media larutan elektrolit yang mengandung ion-ion tembaga, yang akhirnya bergerak ke katoda dan menempel kuat. Sebagai penjelasannya adalah reaksi pada katoda yaitu ion Cu2+ bergerak ke katoda menjadi Cu, logam ini menempel pada katoda. Sedangkan reaksi pada anoda yaitu ion SO4 2bergerak ke anoda menjadi SO4 dan melepaskan elektronnya.Karena Cu reaktif maka bereaksi dengan SO4 membentuk CuSO4 kembali. Jadi berat anoda berkurang dan pengurangan beratnya sama dengan berat Cu yang mengendap pada katoda. Dapat disimpulkan, konsentrasi Cu2+ dan SO4 2- dalam larutan tetap selama masih ada anoda.Jadi seolaholah Cu pada anoda pindah ke katoda (Basmal, 2012). Tabel 2.2 Sifat fisika dan kimia Cu

LABORATORIUM DIAGRAM ALIR DAN PEMILIHAN BAHAN TEKNIK KIMIA INDUSTRI FV-ITS

2-10

Lambang

BAB 2 LANDASAN TEORI tembaga (Cu)

No atom

29

Golongan, periode

14, 4

Penampilan

Kemerah-merahan

Masa atom

63,543 g/mol

Konfigurasi electron

Ar 3d104s1

Fase

Padat

Masa jenis

8,94 g/cm 3

Titik lebur

1084,62 oC

Titik didih

2562 oC

Kapasitas kalor

24,44 J·mol−1K−1

(Sumber: Jurnal laporan resmi Polsri)

2.4

Logam Fe

Logam Fe merupakan logam essensial yang keberadaannya dalam jumlah tertentu sangat dibutuhkan oleh organisme hidup, namun dalam jumlah berlebih dapat menimbulkan efek racun. Tingginya kandungan logam Fe akan berdampak terhadap kesehatan manusia diantaranya bisa menyebabkan keracunan (muntah), kerusakan usus, penuaan dini hingga kematian mendadak, radang sendi, cacat lahir, gusi berdarah, kanker, sirosis ginjal, sembelit, diabetes, diare, pusing, mudah lelah, hepatitis, hipertensi, insomnia (Supriyantini, 2015). Besi yang murni adalah logam berwarna putih-perak, yang kukuh dan liat. Besi melebur pada 1535°C. Jarang terdapat besi komersial yang murni, biasanya besi mengandung sejumlah kecil karbida, silisida, fosfida, dan sulfida dari besi serta sedikit grafit. Zat-zat pencemar ini memainkan peranan penting dalam kekuatan struktur besi (Vogel, 1990:257).

Besi (Fe) secara alami elemen yang melimpah di alam, Fe bersifat resisten korosif, padat dan memiliki titik lebur yang rendah. Apabila terakumulasi di dalam tubuh Fe dapat menyebabkan beberapa gangguan kesehatan, misalnya pada manusia menyebabakan iritasi pada kulit dan mata, mengganggu pernafasan dan menyebabkan kanker dalam jangka panjang (Nurhaini, 2016). LABORATORIUM DIAGRAM ALIR DAN PEMILIHAN BAHAN TEKNIK KIMIA INDUSTRI FV-ITS

2-11

BAB 2 LANDASAN Besi merupakan komponen kerak bumi, TEORI yang persentasenya sekitar 5%, di alam besi tidak ditemukan dalam bentuk murni tetapi dalam bentuk senyawa dengan unsur lain, seperti hematit (Fe 2O3), magnetit (Fe3O4), dan pyrit (FeS2) (Ardilla, 2013). Tabel 2.2 Sifat fisika dan kimia Fe

Lambang

Besi (Fe)

No atom

26

Golongan, periode

8, 4

Penampilan Masa atom

Metalik mengkilap keabuabuan 55,854 g/mol

Konfigurasi electron

Ar 3d64s2

Fase

Padat

Masa jenis

7,86 g/cm 3

Titik lebur

1358oC

Titik didih

2861 oC

Kapasitas kalor

25,10 J·mol−1K−1

(Sumber: Jurnal laporan resmi Polsri)

LABORATORIUM DIAGRAM ALIR DAN PEMILIHAN BAHAN TEKNIK KIMIA INDUSTRI FV-ITS

2-12

BAB 2 LANDASAN TEORI

LABORATORIUM DIAGRAM ALIR DAN PEMILIHAN BAHAN TEKNIK KIMIA INDUSTRI FV-ITS

2-13