Bab 4 P1.docx

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengaruh Waktu Kontak Terhadap Kinerja Elektroplating 1.4 1.2

∆W Zn (gr)

1

0.8 0.6 0.4 0.2

0 4

8

12

16

20

t (menit)

Grafik 4.1 Pengaruh waktu kontak terhadap kinerja elektroplating Berdasarkan data pada tabel 4.1 dapat diamati bahwa terjadi penambahan berat anoda seng (Zn) dari waktu ke waktu. Pada praktikum ini perubahan berat elektroda diamati setiap 4 menit hingga menit ke 20, serta menggunakan larutan CuSO4 sebagai elektrolit pada praktikum ini dengan konsentrasi elektrolit sebesar 1,9 gr/L dan kuat arus sebesar 0,12A. Sebelum proses elektroplating dilakukan pengukuran berat elektroda seng (Zn) sebagai anoda adalah 5,522 gram. Setelah proses elektroplating dilakukan, berat Zn mengalami penambahan seiring berjalannya waktupada menit ke empat beratnya 5,602 dengan efisiensi 851,0638% , pada menit ke delapan beratnya 5,699 dengan efisiensi 936,5079%, pada menit ke 12 beratnya 5,906 dengan efisiensi 1352,113%, pada menit ke 16 beratnya 6,268 dengan efisiensi 1968,338%, lalu pada menit ke 20 beratnya 6,760 dengan efisiensi 2617,336%. Selain fenomena tersebut berat tembaga (Cu) mengalami penurunan, berat awal sebesar 4,525 gram setelah elektroplating hingga menit ke 20 berat katoda menjadi 4,475 gram. Pertambahan berat anoda (Zn) disebabkan karena pelapisan logam Cu yang terlepas dari katoda, sehingga berat katoda (Cu) mengalami penurunan. Hal ini sesuai dengan persamaan reaksi sebagai berikut 2H2O(l) → O2(g) 4H+ + 4e- (Anoda) Cu2+ + 2e- → Cu(s)

(Katoda)

13

Ion Cu2+ yang teroksidasi akan mengambil elektron dan menjadi logam tembaga yang menempel pada elektroda Zn. Lama kelamaan berat elektroda tembaga menjadi berkurang dan elektroda Zn akan terlapisi oleh tembaga. Bila proses semakin lama maka pelapisannya semakin tebal (Riyanto, 2013 dalam Rahmat, 2014). Hal ini sesuai dengan hukum Faraday I, yang berbunyi bahwa Massa zat yang dihasilkan pada suatu elektroda selama proses elektrolisis berbanding lurus dengan waktu dan muatan listrik yang digunakan. 𝑊=

eit 96500

Sehingga semakin lama proses elektroplating yang dilakukan maka semakin besar pula dan semakin optimal pula proses elektroplating tersebut. Akibatnya logam yang akan melapisi akan semakin banyak dan tebal (Topayung, 2011).

4.2 Pengaruh Kuat Arus terhadap Kinerja Reaksi Elektroplating 1.8 1.6

∆W Zn (gr)

1.4 1.2 1

0,06A

0.8

0,12A

0.6

0,18A

0.4 0.2 0 4

8

12

16

20

t (menit)

Gambar 4.2 Pengaruh kuat arus terhadap kinerja reaksi elektroplating Untuk menentukan kuat arus optimum proses elektroplating dilakukan menggunakan larutan elektrolit CuSO4 1,9 gr/liter selama 20 menit dan variabel kuat arus yang digunakan adalah 0,06; 0,12; 0,18 A. Dapat dilihat pada gambar berat Zn bertambah seiring dengan bertambahnya waktu. Dari percobaan yang dilakukan terjadi peningkatan berat pada anoda Zn saat kuat arus yang digunakan lebih besar. Pada kuat arus 0,06A berat awal Zn 5,650gr dan Cu 5,091gr lalu setelah t=20 berat Zn menjadi 6,158gr dan Cu 5,074gr, diperoleh ∑efisiensi sebesar 8380,717%. Pada kuat arus 0,12A berat awal Zn 5,522gr dan Cu 4,525gr lalu setelah t=20 berat Zn menjadi 6,76gr dan Cu 4,475gr, diperoleh ∑efisiensi sebesar 7725,36%. Pada kuat arus 0,18A berat awal Zn 5,491gr dan Cu 5,072gr

14

lalu setelah t=20 berat Zn menjadi 7,195gr dan Cu 5,042gr, diperoleh ∑efisiensi sebesar 11443,43%. Sehingga diperoleh arus optimum 0,18A. Semakin besar arus mengalir maka semakin banyak elektron mengalir akibatnya semakin banyak elektron yang berpindah dari katoda menuju anoda. Hal ini sesuai dengan hukum I Faraday yang menyatakan Massa zat yang terjadi akibat reaksi kimia pada elektroda berbanding lurus dengan jumlah muatan listrik yang mengalir pada larutan elektrolit selama elektrolisis (Sukarjo,1985 dalam Topayung, 2011) W=

𝐸 𝑥 𝐼. 𝑥 𝑡 𝐹

𝐵𝐴 𝑥 𝐼 𝑥 𝑡

W=

𝑛𝑥𝐹

Keterangan : W = massa zat (gram);

E = berat eqivalen (gram);

F = Bilangan Faraday (96500)

I = kuat arus listrik (Ampere);

t = Waktu (detik);

BA = Berat atom unsur;

n = Jumlah mol zat. Hal ini berarti pada waktu yang sama, besar arus yang digunakan berbanding lurus dengan berat lapisan logam yang terlapis (Sutomo, dkk. 2012). Hal ini sudah sesuai dengan data hasil percobaan, dimana arus yang paling besar 0,18 A memiliki Δ W Zn yang paling besar diantara kuat arus lainnya. Karena massa zat yang terjadi akibat reaksi kimia pada elektroda berbanding lurus dengan jumlah muatan listrik yang mengalir pada larutan elektrolit selama elektrolisis.

4.3 Pengaruh Konsentrasi Kontak Terhadap Kinerja Elektroplating 1.8 1.6

∆W Zn (gr)

1.4 1.2 1

1,4gr/l

0.8

1,9gr/l

0.6

2,4gr/l

0.4 0.2 0 4

8

12

16

20

t (menit)

Gambar 4.3 Pengaruh konsentrasi kontak terhadap kinerja elektroplating

15

Dapat dilihat pada gambar 4.3 proses elektroplating dilakukan menggunakan larutan elektrolit CuSO4 1,4 gr/liter, 1,9 gr/liter, 2,4 gr/liter selama 20 menit dan Dapat dilihat bahwa perlakuan perbedaan konsentrasi menghasilkan hasil yang berbeda-beda pula. Pada ketiga variabel kenaikan waktu berbanding lurus pada kenaikan berat Zn. Pada konsentrasi 1,4gr/l berat awal Zn 5,655gr dan Cu 5,099gr lalu setelah t=20menit bert Zn menjadi 7,148gr dan Cu menjadi 5,027gr dengan efisiensi total sebesar 11081,69%. Pada konsentrasi 1,9gr/l berat awal Zn 5,491gr dan Cu 5,072gr lalu setelah t=20menit berat Zn menjadi 7,195gr dan Cu menjadi 5,042gr dengan efisiensi total sebesar 11443,43%. Pada konsentrasi 2,4gr/l berat awal Zn 5,642gr dan Cu 5,091gr lalu setelah t=20menit berat Zn menjadi 7,320gr dan Cu menjadi 5,000gr dengan efisiensi total sebesar 14059,389%. Menurut teori, semakin besar konsentrasi ion Cu2+ maka semakin banyak Cu/Zn yang tersedia dalam elektrolit, sehingga kesempatan Cu/Zn tersebut menempel pada spesimen tersebut akan semakin tinggi. Semakin positif nilai potensial elektroda yang digunakan sehingga semakin banyak tembaga yang mengendap di katoda (Direktorat Pembinaan SMK Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia 2017). Konsentrasi optimum pada percobaan ini adalah 1,9 gr/l. Berdasarkan praktikum yang kami lakukan tidak sesuai dengan teori. Pada konsentrasi 2,4gr/l berat Zn lebih kecil jika dibandingkan dengan konsentrasi 1,9gr/l. Hal ini disebabkan oleh konsentrasi logam yang terlalu tinggi akan menghasilkan permukaan yang tidak rata serta menurunkan kekilapan lapisan permukaan tersebut (Noviyana, R, 2017). Selain itu juga disebabkan sifat jenuh ion-ion yang menempel pada permukaan Zn yang mulai timbul pada waktu tertentu dalam proses electroplating, dimana dapat mengurangi ikatan lapisan sehingga dapat menurunkan kekerasan lapisan. Sehingga berat Zn menjadi menurun (Afriany dkk, 2012).

16

4.4 Pengaruh Konstanta Laju Reaksi pada Proses Elektroplating 1.8 y = 0.3293x

1.6

∆W Zn (gr)

1.4 1.2

0,06A

1

0,12A

y = 0.1956x

0,18A

0.8

Linear (0,06A)

0.6

y = 0.1017x

0.4

Linear (0,12A)

0.2

Linear (0,18A)

0 4

8

12

16

20

t (menit)

Gambar 4.4 Pengaruh konstanta laju reaksi pada proses elektroplating Pada gambar 4.4 dapat dilihat bahwa diperoleh konstanta laju reaksi tertinggi pada kuat arus 0,18A sebesar 0,329 lalu pada kuat arus 0,12A sebesar 0,1956 sedangkan paling rendah pada kuat arus 0,06A sebesar 0,1017. Berdasarkan fenomena semakin tinggi arus listrik yang dialirkan akan menyebabkan pergerakan antar molekul di elektrolit semakin cepat. Pergerakan yang semakin cepat akan menimbulkan ion Cu2+ pada elektrolit bergerak menempel lebih cepat pada katoda Cu dikarenakan energi listrik akan menyebabkan aktifnya ion dalam larutan. Berdasarkan rumus berikut k = A e –Ea/RT

(Levenspiel, 1972)

Semakin besar tumbukan atau pergerakan ion atom molekul maka nilai konstanta laju reaksi (k) juga semakin besar. Maka semakin tinggi arus maka nilai konstanta laju reaksi semakin besar. Berdasarkan percobaan didapatkan hasil yang sesuai dengan fenomena yaitu apabila kuat arus yang digunakan besar maka konstanta laju reaksinya juga besar. Pada kuat arus 0,18A didapatkan konstanta laju reaksi paling besar yaitu 0,329.

17