Anodizing

1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Balakang Masalah Indonesia termasuk negara maritim, yang secara geografis negara ini dikelilingi oleh samudera yang begitu luas. Karena pengaruh tekanan di atmosfer dan air laut merupakan problem utama penyebab korosi. Secara terus-menerus setiap individu dihadapkan pada masalah korosi yang dapat menimbulkan kerugian yang cukup besar. Menurut definisinya korosi adalah kerusakan material padat (logam) karena pengaruh dari lingkungannya. Korosi juga merupakan suatu proses alam yang tidak bisa dicegah akan tetapi dapat dikendalikan agar umur logam bertambah. Korosi adalah salah satu permasalahan material yang dapat mengakibatkan kerusakan. Dengan terjadinya kerusakan ini, maka pada sektor industri sering merasakan dampak dari korosi. Berupa kerusakan yang harus diperbaiki dengan segera jika tidak dapat mengakibatkan terhentinya proses produksi sehingga menimbulkan kerugian yang lebih besar serta turunnya tingkat keamanan (safety). Alumunium

merupakan

material

nonferro

yang

sangat

banyak

manfaatnya, kelebihan logam alumunium dibandingkan dengan logam nonferro lainnya yaitu ringan, memiliki sifat konduktifitas yang baik dan memiki ketahanan karat yang tinggi. Namun seiring dengan kemajuan teknologi, kebutuhan akan material yang tahan lama dan tahan korosi yang tinggi menjadi suatu prioritas utama dalam merancang dan memproduksi produk, untuk itu walaupun

sifat

ketahanan

korosinya

tinggi,

logam

alumunium

dapat

dimaksimalkan proteksi terhadap korosinya. Salah satu cara melindungi atau memproteksi logam dari serangan korosi adalah dengan melapisi logam tersebut

dengan logam lain melalui proses

elektrokimia. Anodizing merupakan salah satu cara pelapisan oksidasi pada

1

2

alumunium yang dilakukan dengan oksidasi anodik pada suhu kamar (room temperature) dengan bantuan arus listrik agar terjadi reaksi kimia sehingga dihasilkan suatu lapisan yang dapat melindungi logam tersebut. Anodizing adalah proses pelapisan secara elektrolisis dengan melapisi suatu permukaan logam dengan suatu oksidasi yang melapisi dan bersifat melindungi logam dari pengaruh korosi. Teknik proteksi korosi ini tidak memerlukan biaya yang cukup tinggi namun amat efektif dalam melindungi permukaan logam dari serangan korosi. Mekanisme elektrolisis yaitu menghasilkan reaksi kimia dengan menggunakan energi listrik. Anodizing terjadi disebabkan oleh adanya pertukaran ion logam antara katoda dan anoda dimana pada percobaan ini, logam Al sebagai anoda dan logam Pb sebagai katoda, dan material yang akan terkena korosi pertama kali adalah Pb. 1.2 Tujuan Percobaan Dalam praktikum Anodizing Al kali ini bertujuan untuk menunjukan salah satu cara proteksi korosi dengan proses Anodizing. 1.3 Batasan Masalah. Dalam percobaan anodizing Al kali ini yang menggunakan logam Pb sebagai katodanya, dengan H2SO4 sebagai larutan elektrolitnya dan mengunakan prinsip elektrolisis. Dengan mengubah nilai tegangan kita dapat mengetahui variabel ini berpengaruh dalam mempercepat atau memperlambat proses anodizing tersebut. Pada percobaan kali ini digunakan interval tegangan dari 7-15 volt dengan konsentrasi H2SO4 2M dan proses elektrolisis selama 15 menit. 1.4 Sistematika Penulisan Adapun sistematika penulisan dalam laporan ini adalah sebagai berikut : Bab I pendahuluan yang berisi tentang latar belakang pengadaaan praktikum anodizing ini, tujuan dari praktikum ini, batasan masalah pada praktikum ini dan sistematika menulis laporannya. Bab II tinjauan pustaka yang berisi tentang teori-

3

teori yang menunjang materi ini. Bab III metode percobaan berisi tentang diagram alir prosedur percobaan, alat dan bahan yang digunakan pada saat melakukan percobaan dan prosedur yang dilakukan saat melakukan percobaan. Bab IV data percobaan yang berisi tentang data-data hasil yang didapat setelah menjalankan percobaan. Bab V pembahasan yang berisi tentang bahasan dari percobaan dan hasil-hasil percobaan serta pembahasan gambar atau grafik yang ada. Selanjutnya bab VI kesimpulan yang menerangkan hasil yang didapat dari percobaan. daftar pustaka terdapat lampiran yang memuat contoh perhitungan, jawaban pertanyaan dan tugas, gambar alat dan bahan serta blangko percobaan.

4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Elektrolit Komponen penting yang lainnya yaitu larutan elektrolit. Elektrolit adalah

suatu senyawa yang bila dilarutkan dalam pelarut akan menghasilkan larutan yang dapat menghantarkan arus listrik. Zat cair dipandang dari sudut hantaran listriknya, dapat dibagi dalam tiga golongan yaitu: [Erlina Yustanti, 2005] 1.

Zat cair isolator seperti air murni dan minyak

2.

Larutan yang mengandung ion-ion seperti larutan asam,

basa, dan garam- garam di dalam air. Larutan ini dapat dilalui arus listrik dengan ion-ion sebagai penghantarnya dan disertai dengan perubahanperubahan kimia. 3.

Air raksa, logam-logam cair dapat dilalui arus listrik tanpa

ada perubahan kimia di dalamnya. Elektrolit serng kali diklasifikasikan berdasarkan kemampuannya dalam menghantarkan arus listrik. Elektrolit yang dapat menghantarkan dengan baik digolongkan kedalam elektrolit kuat, contohnya yaitu HCl, HBr, HI, H2SO4 dan HNO3 yang bersifat asam dan LiOH, NaOH, KOH, RbOH, Ca(OH)2, Sr(OH)2, dan Ba(OH)2 yang bersifat basa, selain elektrolit kuat dan elektrolit basa kuat, ada pula golongan elektrolit lemah seperti CH3COOH, Al(OH)3, AgCl dan CaCO3. Larutan-larutan tersebut hanya dapat menghantarkan sedikit arus listrik. Suatu larutan elektrolit dapat menghantarkan arus listrik karena dalam suatu larutan semisal NaCl. Zat NaCl yang larut dalam air akan terionisasi sebagai berikut: NaCl

Na+ + Cl-

Di dalam larutan terdapat ion positif ( Na+ ) dan ion negative (Cl-). Adanya ion positif dan ion negatif dalam larutan menimbulkan beda potensial listrik (tegangan listrik) dalam larutan NaCl karena dalam larutan ada beda potensial listrik, arus listrik dapat mengalir sehingga larutan dapat menghantarkan listrik.

4

5

Zat-zat yang dalam larutannya dapat terionisasi (zat-zat elektrolit) adalah asam, basa dan garam. Zat-zat selain asam, basa, dan garam termasuk zat nonelektrolit karena dalam larutannya tidak terionisasi menjadi ion positif dan ion negatif. Perbedaan dari larutan elektrolit kuat dan lemah terletak pada jumlah pertikel ion (mol ion) dari tiap 1 mol zat. Jika 1 mol zat tersebut dilarutkan ke dalam air ternyata semuanya terionisasi. Hal tersebut disebut zat elektrolit kuat dan zat elektrolit lemah jika dilarutkan ke dalam air tidak semuanya 1 mol zat terionisasi. Untuk menunjukan perbedaan elektrolit kuat dengan zat elektrolit lemah dinyatakan dengan derajat ionisasi ( α ), yaitu perbandingan mol zat yang terionisasi dengan mol zat mula-mula.

α=

mol zat yang terionisas mol zat mula −mula

i

Untuk zat elektrolit kuat mempunyai derajat ionisasi = 1 dan zat elektrolit lemah mempunyai derajat ionisasi 0< α <1. 2.2

Elektroda Elektroda adalah sebuah konduktor yang digunakan untuk bersentuhan

dengan sebuah bagian non-logam dari sebuah sirkuit (misal semikonduktor, sebuah elektrolit atau sebuah vakum). Kata ini diutamakan oleh ilmuwan Michael Faraday dari bahasa Yunani elektron (berarti amber, dan hodos sebuah cara). Pada percobaan anodizing ini, digunakan elektroda alumunium sebagai anoda dan katodanya adalah logam timbal. Sebuah elektroda dalam sebuah sel elektrolisis ditunjuk sebagai sebuah anoda atau sebuah katoda, kata-kata yang juga diutamakan oleh Faraday. Anoda ini didefinisikan sebagai elektroda di mana elektron datang dari sel dan oksidasi terjadi, dan katoda didefinisikan sebagai elektroda di mana elektron memasuki sel dan reduksi terjadi. Setiap elektroda dapat menjadi sebuah anoda atau katoda tergantung dari voltase yang diberikan ke sel. Sebuah elektroda bipolar adalah sebuah elektroda yang berfungsi sebagai anoda dari sebuah dan katoda bagi sel lainnya. Berikut ini adalah jenis elektroda: [Michael Faraday, 1834]

6

1. Elektroda untuk kegunaan medis, seperti EEG, EKG, ECT, defibrillator 2. Elektroda untuk teknik Electrophysiology dalam riset biomedikal 3. Elektroda untuk eksekusi oleh kursi listrik 4. Elektroda untuk electroplating 5. Elektroda untuk arc welding 6. Elektroda untuk cathodic protection 7. Elektroda inert untuk hidrolisis (terbuat dari platinum) 2.3

Elektrolisa Elektrolisis adalah peristiwa berlangsungnya reaksi kimia oleh arus listrik.

Alat elektrolisis terdiri atas sel elektrolitik yang berisi elektrolit (larutan atau leburan), dan dua elektroda, yaitu anoda dan katoda. Pada anoda terjadi reaksi oksida sedangkan pada elektroda katoda terjadi reaksi reduksi. Pada suatu percobaan elektrolisis reaksi yang terjadi pada katoda bergantung pada kecenderungan terjadinya reaksi reduksi. Elektrolisis NaCl pada berbagai keadaan menunjukkan pentingnya suasana sistem yang dielektrolisis. Jika larutan NaCl yang sangat encer dielektrolisis menggunakan elektroda platina maka reaksi pada kedua elektroda sebagai berikut:[Boyer Haward E, 1986] anoda : 2 H2O → O2 + 4H+ + 4 e.............................(2.1) katoda : 2 H2O + 2e → H2 + 2 OH-.....................................(2.2) Jika larutan cukup pekat, reaksi-reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut: anoda: 2 Cl- → Cl2 + 2 e........................................... (2.3) katoda: 2 H2O + 2e → H2 + 2 OH-............................(2.4) Jika leburan NaCl dielektrolisis maka reaksi pada elektroda adalah sebagai berikut: anoda: 2 Cl- → Cl2 + 2 e..............................................(2.5) karoda: Na+ + e → Na..................................................(2.6) Natrium yang berbentuk melarut dalam raksa membentuk amalgam.

7

Pada tahun 1833, M. Faraday menunjukkan bahwa jumlah zat yang bereaksi pada elektroda-elektroda sel elektrolisis berbanding lurus dengan jumlah arus yang melalui sel tersebut. Selain dari pada itu ia membuktikan bahwa jika sejumlah arus tertentu mengalir melalui beberapa sel elektrolisis, maka akan dihasilkan jumah ekivalen masing-masing zat. Hukum Faraday ini dapat disimpulkan sebagai berikut: M =Q

dimana :

AL ..........................................................(2.7) nF

M = jumlah zat Q = jumlah listrik dalam Coulomb A = massa atom F = tetapan Faraday (1 Faraday 96 500 Coulomb)

2.4

Pengertian Anodizing Menurut definisinya anodizing adalah merupakan proses pelapisan dengan

cara elektrolisis untuk melapisi permukaan logam dengan suatu material ataupun oksida yang bersifat melindungi dari lingkungan sekitar. Dari definisi tersebut dapat diketahui bahwa prinsip dasar proses anodizing adalah elekrolisis. Proses elektrokimia yang merupakan proses kimia yang mengubah energi listrik menjadi energi kimia. Pada proses ini komponen yang terpenting dari proses elektrolisis ini adalah elektroda dan elektrolit. Pada elektrolisis, katoda merupakan kutub negatif dan anoda merupakan kutub positif. [Boyer Haward E, 1986] Pada dasarnya, proses anodizing merupakan proses rekayasa permukaan yang bertujuan untuk memproteksi logam dari korosi. Proses anodizing juga dapat digunakan untuk memperindah tampilan logam. Beberapa contoh benda hasil proses anodizing dapat dilihat pada gambar 2.1. [Michael Faraday, 1834]

8

Gambar 2.1 Logam sebelum dilakukan anodizing (kiri), produk anodizing (kanan) [http://groups.yahoo.com/group/Anodizing101/] 2.5

Macam-Macam Proses Anodizing Reaksi dasar dari proses anodizing adalah merubah permukaan alumunium

menjadi alumunium oksida dengan menekan bagian logam sebagai anoda di dalam sel elektrolisis. Proses anodizing terbagi menjadi tiga yaitu Chromic Anodize, Sulfuric Anodize, Hard Anodize. [Boyer Haward E, 1986] 2.5.1

Chromic Anodize Larutan ini mengandung 3 – 10% berat CrO3 larutan dibuat dengan

mengisi tangki setengah dengan air dan melarutkan asam ini ke dalamnya kemudian menambahkan air sesuai dengan level operasi yang diinginkan. Larutan anodizing asam kromik digunakan pada: 1. pH antara 0,5 – 1 2. Konsentrasi klorida (sebagai natrium klorida) kurang dari 0,02%

9

3. Konsentrasi sulfat (H2SO4) kurang dari 0,05% Total kandungan asam krom sebanding dengan pH dan baume reading, kurang dari 10%. Jika konsentrasinya berlebih bagian logam dicelupkan dan diganti dengan larutan baru. Parameter untuk proses chromic anodize adalah: 1. Konsentrasi elektrolit 50-100 gr/L CrO3 2. Temperatur 37 ± 5 oC (100 ± 9 oF) 3. Time in Bath 40 – 60 menit 4. Tegangan yang digunakan meningkat dari 0 – 40 Volt dalam 10 menit 5. Penahanan pada tegangan 40 V untuk waktu keseimbangan 6. Kerapatan arus 0,15 – 0,30 A/dm2 (1,4 – 4,3 A/ft2) Keuntungan dari proses chromic anodize antara lain CrO3 lebih sedikit agresif dibandingkan dengan aluminium dan H2SO4, pada proses ini membentuk 0,7 mη dengan pengulangan tang tetap. Warna yang dihasilkan proses chromic anodize dapat berubah jika ditambahkan komposisi paduan yang berbeda serta perlakuan panas yang berbeda. 2.5.2

Sulfuric Anodize Prinsip dasar operasi ini sama dengan proses asam kromik. Konsentrasi

asam sulfur (1,84 sp gr) dalam larutan anodizing adalah 12 sampai 20% berat larutan mengandung 36 liter (9,5 gal) H2SO4 per 380 liter atau (100 gal) dari larutan dapat menjadi lapisan anodik ketika di-seal pada didihan larutan dikromat. Larutan anodizing asam sulfur jangan digunakan kecuali: 1.

Konsentrasi klorida (sebagai natrium klorida) kurang dari

2.

Konsentrasi alumunium kurang dari 20 gr/lt (2,7 ons/gal)

0,02% Parameter untuk proses sulfuric anodize adalah: 1. Konsentrasi elektrolit 15 % H2SO4 2. Temperatur 21 ± 1 oC (70 ± 2 oF) 3. Time in Bath 30 – 60 menit 4. Tegangan 15 – 22 Volt, tergantung dari paduannya. 5. Rapat arus yang digunakan 1 – 2 A/dm2 (9,3 – 18,6 A/ft2)

10

2.5.3

Hard Anodize Perbedaan pertama antara proses asam sulfur dan hard anodizing adalah

temperatur operasi dan kerapatan arus. Lapisan

yang dihasilkan oleh hard

anodizing lebih tebal dari pada anodizing konvensional dengan waktu yang sama. Proses hard anodizing menggunakan tangki asam sulfur anodizing berisi 10 sampai 15% berat asam, dengan atau tanpa tambahan. Temperatur operasi dari 0 sampai 10 0C (32 sampai 50 0F) dan kerapatan arus antara 2 dan 3,6 A/dm2 (20 dan 36 A/ft2). Temperatur yang tinggi menyebabkan struktur yang halus dan pori yang banyak pada lapisan terluar dari lapisan anodik. Perubahan dari karakteristik lapisan ini akan mengurangi ketahanan aus secara signifikan dan menuju ke batas ketebalan lapisan. Temperatur operasi yang besar menyebabkan lapisan tidak dapat larut dan dapat membakar dan merusak kerja. 2.6

Komponen Anodizing Pada anodizing komponen yang terpenting adalah elektroda dan larutan

elektrolit. Definisi elektroda secara umumnya adalah sebuah konduktor yang digunakan untuk bersentuhan dengan sebuah bagian non-logam dari sebuah sirkuit (misal semikonduktor, sebuah elektrolit atau sebuah vakum). Untuk proses anodizing tentunya adalah logam yang melapisi dan logam yang akan dilapisi. Komponen yang tidak kalah pentingnya adalah larutan elektrolit. Elektrolit adalah suatu senyawa yang bila dilarutkan dalam pelarut akan menghasilkan larutan yang dapat menghantarkan arus listrik. Elektrolit biasanya digolongkan menjadi elekrolit kuat dan elektrolit lemah. Larutan elektrolit kuat contohnya adalah HCl, HBr, HI, H2SO4 dan HNO3, selain elektrolit kuat ada juga alektrolit lemah contohnya CH3COOH, Al(OH)3, AgCl dan CaCO3 larutan-larutan tersebut hanya dapat menghantarkan sedikit arus listrik. Suatu larutan elektrolit dapat menghantarkan arus listrik karena jika dia dilarutkan dalam air akan terionisasi. Contohnya elektrolit H2SO4 yang larut dalam air akan terionisasi sebagai berikut: H2SO4  2 H+ + SO42-.........................................(2.8)

11

Maka di dalam larutannya akan terbentuk ion positif yaitu (H+) dan ion negatif (SO42-) karena terbentuk ion itulah di dalam larutan timbul beda potensial (tegangan listrik) yang terjadi pada larutan H2SO4 sehingga arus listrik dapat mengalir, oleh karena itu larutan tersebut dapat menghantarkan listrik. Zat-zat yang dalam larutannya dapat terionisasi adalah asam, basa dan garam. Selain dua komponen yang terpenting tadi masih ada komponen lain yang berpengaruh yaitu arus dan tegangan listrik yang dipakai juga harus sesuai. [Boyer Haward E, 1986] 2.7

Pengujian Pelapisan Anodizing Kualitas produk pelapisan secara anodizing biasanya diketahui dengan

beberapa cara pengujian antara lain: pengamatan secara visual, uji ketahanan korosi, wear resistance, ketahanan adhesi, pengujian ketebalan pelapisan dan banyaknya pelapisan. Pengamatan secara visual dilakukan dengan cara mengamati hasil keseluruhan permukaan pelapisan. Lapisan anodic film harus seragam serta bebas dari retak, pecah serta tidak adanya daerah penyerbukan. Sifat ketahanan korosi dari produk anodizing dapat diketahui dengan cara salt spray, yaitu dengan cara membiarkan bagian yang telah dilapisi ke dalam larutan garam lalu mendiamkannya dalam beberapa waktu (336 jam) kemudian diamati korosi yang terjadi. [Boyer Haward E, 1986] 2.8

Mekanisme Anodizing Mekanisme proses dari Anodizing menggunakan prinsip elektrolisis.

Prinsip dasar elektrolisis adalah bagian dari sel elektrokimia dan berlawanan dengan prinsip dasar sel volta, yaitu sebagai berikut: [Boyer Haward E, 1986] 1.

Proses elektrolisis, mengubah energi listrik menjadi energi

2.

Reaksi elektrolisis merupakan reaksi spontan, karena

kimia. melibatkan energi listrik dari luar. Dalam proses Anodizing ini yang berperan sebagai anoda adalah alumunium sedangkan yang berperan sebagai katoda adalah Timbal

12

dan yang melapisi adalah alumunium . Reaksi elektrolisis Anodizing Al adalah sebagai berikut:

H2SO4  2 H+ + SO42Katoda (Pb)

: Pb2+ + 2 e-  Pb

Anoda (Al)

: Al 

Al2+ + 2e-

Al (anoda)  Pb (katoda) Jika digambarkan proses anodizing adalah sebagai berikut:

e-

Anoda

eAl

Pb Katoda H2SO4

Gambar 2.2 Mekanisme Sel Elektrolisis pada Anodizing Keterangan : 1. Elektron bergerak dari kutub (-) sumber arus ke katode; pada katode terjadi reaksi reduksi. 2. Di anoda terjadi reaksi oksidasi dan elektron mengalir menuju ke sumber arus listrik. 3. Ion (+) bergerak menuju ke kutub (-) dan ion (-) bergerak menuju ke kutub (+), molekul pelarut, bebas tempatnya ada di anoda maupun katoda. 4. Pada katoda akan terjadi endapan Alumunium (Al) dan Al pada anoda akan terus menerus larut dan menempel pada katoda. Dari mekanisme diatas kita dapat mengetahui bahwa logam pelapisnya (Al) akan mengendap pada permukaan Pb yang terendam elektrolit, sehingga jika

13

dibiarkan maka reaksi tersebut akan terus berlangsung sebelum tegangan listrik dimatikan atau logam Al pada anoda yang melapisi Pb habis. Setelah proses anodizing tersebut produk yang diperoleh adalah Pb yang dilapisi oleh Al. Alumunium tersebut yang nantinya dapat memproteksi atau melindungi timbal dari korosi. Biasanya sesudah di anodizing logam Pb tersebut tidak langsung dipakai tetapi perlu adanya pelapisan lagi yang berupa cat yang dapat memproteksi logam Pb lebih baik lagi dan dapat tahan lama, selain itu gunanya pengecatan adalah juga untuk memperindah atau mempercantik logam tersebut sehingga mempunyai nilai estetika yang lebih tinggi karena lebih menarik. 2.9

Proses Sealing Karena pada proses anodizing menghasilkan lapisan porous Al2O3, maka

lapisan tersebut harus dilindungi dengan menutup porous tersebut serta menghilangkan pori-pori masuk antara aluminium dan udara. Proses sealing dilakukan pada temperatur 95 oC (200 oF) dalam waktu 15 menit. Proses sealing hanya dilakukan pada proses chromic anodizing dan sulfuric anodizing, sedangkan pada hard anodizing tidak dilakukan. [Boyer Haward E, 1986]

14

BAB III METODE PERCOBAAN

3.1

Diagram Alir Percobaan Preparasi logam Al dan Pb

Penimbangan berat awal elektroda Al dan Pb Pembuatan Larutan H2SO4 2M sebanyak 50 ml

Melakukan proses anodizing

Mengeringkan dengan hair dryer

Pengukuran berat akhir elektroda Al dan Pb

Data Percobaan

Analisa dan Pembahasan Kesimpulan

Literatur

15

Gambar 3.1. Diagram Alir Proses Anodizing

3.2

Alat dan Bahan

3.2.1

Alat-Alat yang Digunakan 1. Timbangan

14

2. Gelas ukur 3. Hair dryer 4. Power suplay 5. Stopwacth 3.2.2

Bahan-Bahan yang Digunakan 1. Anoda Al, Katoda Pb 2. Larutan H2SO4

3.3

Prosedur Percobaan 1. Melakukan preparasi logam Al dan Pb dengan cara penghalusan permukaan (amplas), pembersihan permukaan dengan larutan alkali (NaOH) dan bilas dengan aquades. 2. Keringkan logam Al dengan hairdryer dan timbang berat awal anoda Al. 3. Susun rangkaian percobaan seperti pada gambar 4. Lakukan proses anodizing dengan kondisi percobaan yang akan diberikan oleh asisten 5. Lakukan proses sealing pada anoda Al 6. Keringkan anoda Al hasil sealing dengan hairdryer Timbang berat akhir anoda Al

16

BAB IV DATA PERCOBAAN

4.1

Data Percobaan Dari hasil percobaan yang telah dilakukan maka didapatkan data

percobaan sebagai berikut: Tabel 4.1 Data Percobaan Proses Anodizing H2SO4 2M

Tegangan (Volt) 7

Berat Awal (gr) Pb=3,461

Berat Akhir (gr) Pb=3,456

2M

11

Al=1,037 Pb=3,172

Al=1,035 Pb=3,169

15

Al=0,922 Pb=1,857

Al=0,925 Pb=1,856

Al=0,976

Al=0,979

2M

17

BAB V PEMBAHASAN 16 Dari hasil percobaan dapat kita amati beberapa hal yaitu : Anodizing merupakan proses elektrolisis yang penempatan katoda dan anodanya berdasarkan reaksi volta. Secara visual pada saat proses Anodizing timbul gelembung-gelembung udara pada logam Al dan pada logam Pb terdapat lapisan berwarna coklat. Gelembung-gelembung udara tersebut terjadi karena adanya arus yang ditimbulkan dari sel percobaan. Pada dasarnya prinsip Anodizing hampir menyerupai proses electroplating yaitu penempatan ion logam ditambah elektron pada logam yang akan dilapisi, dimana ion tersebut didapat dari katoda, logam yang melapisi berperan sebagai katoda sedangkan logam yang dilapisi sebagai anoda. Dari data hasil percobaan dapat kita buat grafik hubungan antara tegangan dengan selisih berat alumunium awal dengan akhir dan tegangan 7-15 volt:

0.0035 Berat Al (gram)

0.003 0.0025 0.002 0.0015 0.001 0.0005 0 0

5

10

15

20

Tegangan (Volt)

Gambar 5.1 Grafik hubungan antara tegangan dengan selisih berat alumunium

17

Berat Pb (gram)

18

0.0045 0.004 0.0035 0.003 0.0025 0.002 0.0015 0.001 0.0005 0 0

5

10

15

20

Tegangan (Volt)

Gambar 5.2 Grafik hubungan antara tegangan dengan selisih berat Timbal Berdasarkan garfik di atas dapat kita simpulkan bahwa dengan proses anodizing akan didapatkan berat logam aluminium yang makin besar dan berat logam Pb yang semakin kecil. Ini disebabkan karena logam Pb akan lebih cepat terkorosi dibandingkan dengan Al melalui rekayasa permukaan logam.

19

BAB VI KESIMPULAN

Dari data hasil percobaan, pengamatan hasil percobaan dan juga pembahasan dapat disimpulkan adalah sebagai berikut : 1. Anodizing Al adalah merupakan proses pelapisan dengan cara elektrolisis untuk melapisi permukaan logam dengan suatu material ataupun oksida yang bersifat melindungi dari lingkungan sekitar. 2. Prinsip dari anodizing Al hampir sama dengan elektrolisis yaitu merupakan proses kimia yang mengubah energi listrik menjadi energi kimia tetapi penempatan katoda dan anodanya berdasarkan prinsip sel volta. 3. Anodizing lebih banyak digunakan sebagai rekayasa permukaan logam karena lebih ekonomis dibandingkan dengan coating. 4. Pada percobaan anodizing ini variabel yang diubah hanya tegangan dan konsentrasi H2SO4, kesimpulannya sebagai berikut : a.

Jika tegangan dinaikan maka akan semakin berkurang berat

logam Al. b.

Jika tegangan diperbesar maka akan semakin kecil

penurunan berat logam Pb. c.

Jika konsentrasi H2SO4 dinaikan maka akan mempercepat

reaksi pada anoda dan katoda sehingga mempercepat proses anodizing Al.

20

DAFTAR PUSTAKA 19

1. Faraday Michael.,1834. "On Electrical Decomposition", Philosophical Transactions of the Royal Society, 2. Yustanti, Erlina, (2005). “DIKTAT KULIAH KIMIA FISIK II”, Fakultas Teknik Untirta. 3. Haward E. Boyer,”Metal Hand Book”, Desk Edition American Society for Metal, Metal Park, Ohio. 4.

Asisten Laboratorium Metalurgi. 2006. Panduan Praktikum Laboratorium Metalurgi II. Cilegon : F.T Untirta.

5. http://groups.yahoo.com/group/Anodizing101/

21

20

LAMPIRAN

22

Lampiran 1. Contoh Perhitungan Perhitungan pengenceran konsentrasi H2SO4 Rumus : M1.V1 = M2. V2 Diketahui : M1 = 2 M V1 = 15 ml V2 = 500 ml Mencari M2 ? M1.V1 = M2. V2 M 1.V1 M2= V2

M2=

2M x 15 ml 500 ml

M2= 0,06 M

23

Lampiran 2. Jawaban Pertanyaan dan Tugas 1. Apa yang dimaksud dengan proteksi korosi dengan anodizing? Jawaban : suatu proses yang menghasilkan lapisan oksida dari logam dan campurannya dengan cara reaksi elektrolisa dan menggunakan elektrolit sebagai penghantar ionnya. 2. yang bertidak sebagai katoda dan anoda Jawaban : katoda : Pb , anoda : Al Reaksinya : Anoda : Al2(SO4)3+

Al3+ + SO42-

Katoda : Pb2+ + 2e

Pb

3. Sebutkan kegunaan dari larutan H2SO4 dalam percobaan ini? Jawaban : Kegunaan H2SO4 adalah sebagai larutan yang dapat menghantarkan arus listrik yang memiliki sifat elektrolit yang kuat sehingga dapat terjadi pergerakan ion ketika diberikan tegangan listrik. 4. jenis-jenis Anodizing Jawab : 1. Chromic acid anodizing Larutan ini mengandung 3 – 10% berat CrO3 larutan dibuat dengan mengisi tangki setengah dengan air dan melarutkan asam ini ke dalamnya kemudian menambahkan air sesuai dengan level operasi yang diinginkan. Larutan anodizing asam kromik digunakan pada : •

pH antara 0,5 – 1

•

konsentrasi

•

konsentrasi sulfat (H2SO4) kurang dari 0,05%

klorida (sebagai natrium klorida) kurang dari

0,02%

24

Total kandungan asam krom sebanding dengan pH dan baume reading, kurang dari 10%. Jika konsentrasinya berlebih bagian logam dicelupkan dan diganti dengan larutan baru. Pada awal proses anodizing tegangan dinaikkan dari 0 sampai 40volt dalam waktu 5 sampai 8 menit tegangan menghasilkan kerapatan arus tidak kurang dari 0,1 A/dm2 (1,0 A/feet2) dan anodizing berlanjut hingga waktu yang ditentukan (biasanya 30 sampai 40 menit) akhir proses harus berkurang hingga habis dan bagi logam dipindahkan dari tangki selama 15 detik dibilas dan di-seal. Berat lapisan setelah di-seal minimal 200mg/m2 (19 mg/ft2). 2. Proses asam sulfur Prinsip dasar operasi ini sama dengan proses asam kromik. Konsentrasi asam sulfur (1,84 sp gr) dalam larutan anodizing adalah 12 sampai 20% berat larutan menggandung 36 liter (9,5 gal) H2SO4 per 380 liter atau (100 gal) dari larutan dapat menjadi lapisan anodik ketika di-seal pada didihan larutan dikromat. Larutan anodizing asam sulfur jangan digunakan kecuali : • konsentrasi klorida (sebagai natrium klorida) kurang dari 0,02% • konsentrasi alumunium kurang dari 20 gr/lt (2,7 ons/gal) Asam sulfur mengandung antara 165 sampai 200gr/lt (22-27 ons/gal), pada awal operasi anodizing tegangan dialirkan sehingga menghasilkan kerapatan arus dari 0,9 sampai 1,2 A/dm2 (9 hingga 12 A/ft2). Tegangan meningkat seiring dengan kandungan alumunium dalam tangki bertambah. Berbagai pendekatan tegangan yang diperlukan pada berbagai jenis paduan alumunium dalam tangki asam sulfur pada 1,2 A/dm2 (12 A/ft2). 3. Hard anodizing Perbedaan pertama antara proses asam sulfur dan hard anodizing adalah temperatur operasi dan kerapatan arus. Lapisan yang dihasilkan oleh hard anodizing lebih tebal dari pada anodizing konfensional dengan waktu yang sama. Proses hard anodizing menggunakan tangki asam sulfur anodizing berisi 10 sampai 15% berat asam, dengan atau tanpa tambahan. Temperatur operasi dari 0 sampai 10 0C (32 sampai 50 0F) dan kerapatan arus antara 2 dan 3,6 A/dm2 (20 dan 36 A/ft2). Temperatur yang tinggi menyebabkan

25

setruktur yang halus dan pori yang banyak pada lapisan terluar dari lapisan anodik. Perubahan dari karakteristik lapisan ini akan mengurangi ketahanan aus secara signifikan dan menuju ke batas ketebalan lapisan. Temperatur operasi yang besar menyebabkan lapisan tidak dapat larut dan dapat membakar dan merusak kerja.

26

Lampiran 3. Gambar Alat dan Bahan