commit to user Nilai d spasing tidak dapat digunakan untuk menentukan jarak interatom
dari suatu molekul, namun dapat digunakan untuk merefleksikan jarak interplanar atau jarak interlayer antar kisi-kisi atom dalam suatu material. Pengaturan atom-
atom tersebut dapat diinterpretasikan melalui analisa d spasing dari data diffraksi sinar X. Selain nilai d spasing, observasi tingkat kristalinitas bahan dan perubahan
struktur dapat pula diketahui melalui data diffraksi sinar X. Puncak yang melebar menunjukkan kristalinitas rendah amorf, sedangkan puncak yang meruncing
menunjukkan kristalinitas yang lebih baik Takeuci, 2006. Identifikasi senyawa yang terdapat dalam sampel dilakukan dengan cara
membandingkan puncak – puncak difraksi sampel dengan puncak difraksi standar hasil konversi dari data JCPDS Joint Committe on Powder Diffraction Standars.
B. Kerangka Pemikiran
Elektroplating Zn-Ni merupakan sel elektrolisis dimana energi listrik digunakan untuk berlangsungnya suatu reaksi kimia Dogra, 1990. Dengan
diberikannya aliran arus searah dengan potensial voltase luar yang melebihi potensial deposisi E
deposisi
dari ion Zn dan Ni dalam larutan elektrolit, maka akan terjadi transfer elektron yang mengakibatkan terjadinya reaksi redoks.
Reaksi reduksi pada terjadi katoda dan reaksi oksidasi terjadi pada anoda. Reaksi yang terjadi dalam elektroplating Zn-Ni adalah:
Katoda reduksi : Zn
2+
aq + 4e
-
→ 2 Zn s Ni
2+
aq + 4e
-
→ 2 Ni s 2 H
+
aq + 4e
-
→ H
2
g Anoda Oksidasi: 2 H
2
O l → 4 H
+
aq + O
2
g + 4 e
-
Hubungan arus listrik i dan berat endapan elektrolisis W dirumuskan oleh Faraday yaitu:
W=eitF
Untuk waktu elektrolisis yang sama ditetapkan, berat endapan elektrolisis W berbanding linier terhadap arus listrik i. Semakin besar arus listrik maka berat
endapan elektrolisis akan semakin besar. Pada penelitian ini, rapat arus J 24
commit to user sebanding dengan arus listrik i karena luas bidang pelapisan A sama, sehingga
semakin besar rapat arus J maka berat endapan elektrolisis W akan semakin besar.
Rapat arus berhubungan dengan laju deposisi ion Zn
2+
dan Ni
2+
dan transfer elektron. Laju deposisi berpengaruh pada proses deposisi dan deposit
yang terbentuk. Rapat arus yang terlalu kecil menyebabkan transfer elektron sedikit dan laju deposisi ion lambat, mengakibatkan pertumbuhan deposit belum
sempurna melapisi seluruh luas bidang pelapisan. Sedangkan untuk rapat arus yang terlalu tinggi menyebabkan transfer electron banyak dan laju deposisi sangat
cepat. Transfer elektron yang besar menyebabkan ion logam yang terdeposisi semakin banyak. Laju deposisi yang cepat menyebabkan deposit tidak mampu
menatamengarahkan diri ke posisi yang stabil sehingga pertumbuhan depositnya menghasilkan susunan yang tidak teratur, tidak penuh non-packed dan berupa
deposit dengan butiran besar bergerombol. Rapat arus yang tinggi juga mengakibatkan terbentuknya gas H
2
hasil reaksi reduksi ion H
+
semakin banyak. Apabila Gas H
2
teradsorp pada permukaan lapisan elektroplating Zn-Ni maka akan menghasilkan pori lubang
dan menyebabkan lapisan tidak rata. Adanya pori tersebut menghasilkan lapisan yang rapuh. Fenomena ini disebut sebagai kerapuhan hidrogen hydrogen
embritlemen Purnawan, 2003. Rapat arus tinggi juga dapat menyebabkan timbulnya panas dan mengakibatkan deposit menjadi kusam dengan ditandai
warna yang menghitam Purwanto dan Huda, 2005. Kaitannya dalam penelitian ini, Pengaruh rapat arus terhadap kualitas
lapisan elektroplating Zn-Ni ditinjau dari aspek karakter berat, nilai kekerasan dan tekstur lapisan elektroplating Zn-Ni adalah sebagai berikut:
a Semakin besar rapat arus menghasilkan berat lapisan elektroplating Zn-Ni yang semakin besar. Akan tetapi, pada rapat arus yang besar lapisan yang
dihasilkan kemungkinan rapuh dan ikatan antar deposit kurang kuat sehingga dimungkinkan pada rapat arus yang tinggi akan terjadi penurunan berat
lapisan elektroplating Zn-Ni. 25
commit to user b Kekerasan suatu material berhubungan dengan keteraturan penataan atom dan
jenis atom penyusunnya. Dalam proses deposisi, susunan deposit yang teratur dan penuh close-paked akan menghasilkan lapisan yang keras. Semakin
cepat penyusunan suatu sistem akan menghasilkan sesuatu yang tidak teratur. Semakin besar rapat arus menghasilkan susunan deposit yang tidak teratur
dan tidak penuh non-packed. Hal ini akan mengakibatkan semakin menurunnya tingkat kekerasan lapisan elektroplating Zn-Ni. Rapat arus yang
menghasilkan lapisan elektroplating Zn-Ni dengan nilai kekerasan tertinggi di duga adalah pada rapat arus rendah.
c Tekstur permukaan berhubungan dengan orientasi penataan deposit dan ukuran deposit. Semakin besar rapat arus maka laju deposisi semakin besar,
menghasilkan pertumbuhan deposit yang tidak teratur dan berupa deposit dengan butiran besar bergerombol. Semakin tinggi rapat arus akan
mengakibatkan tekstur menjadi kasar. Rapat arus yang menghasilkan tekstur lapisan elektroplating Zn-Ni paling halus di duga adalah pada rapat arus
rendah. Variasi rapat arus pada proses elektroplating Zn-Ni akan memberikan
pengaruh terhadap berat, tekstur dan nilai kekerasan dimana pada rapat arus tertentu, akan diperoleh berat, tekstur dan nilai kekerasan optimum. Berdasarkan
penelitian sebelumnya, rapat arus optimum pada 0,4 Adm
2
karena pada rapat arus yang lebih besar terbentuk lapisan yang kusam dan rapuh Shivakumara et al.,
2004. Lapisan elektroplating Zn-Ni dengan kualitas yang baik adalah lapisan yang telah melapisi seluruh area substrat, dengan tekstur yang halus dan tingkat
kekerasan yang tinggi. Salah satu upaya meningkatkan kualitas lapisan elektroplating Zn-Ni
adalah dengan menambahkan p-vanilin sebagai brightener dalam larutan elektroplating Zn-Ni. Aditif brightener berfungsi untuk mengatur pertumbuhan
deposit Zn dan Ni. Mekanisme aditif brightener dalam mengatur pertumbuhan deposit pada proses elektroplating Zn-Ni adalah dengan menghambat laju deposisi
ion Zn
2+
dan Ni
2+
. 26
commit to user p-Vanilin memiliki atom donor yang memiliki pasangan elektron bebas.
Ketika p-vanilin ditambahkan dalam larutan elektrolit elektroplating Zn-Ni, dengan adanya atom donor elektron memungkinkan vanilin berinteraksi dengan
ion Zn
2+
danatau Ni
2+
membentuk ikatan koordinasi menghasilkan senyawa kompleks Zn-vanilin danatau Ni-vanilin. Dengan terbentuknya kompleks tersebut
diduga dapat menurunkan laju deposisi ion Zn
2+
dan Ni
2+
. Hal ini dapat terjadi karena:
1. Deposisi ion Zn
2+
dan Ni
2+
menuju katoda substrat mendapatkan rintanganhalangan sterik dari kompleks vanillin. Sehingga laju deposisi ion Zn
2+
dan Ni
2+
menjadi terhambat. 2. Kompleks vanilin dapat mengalami reaksi reduksiterdeposisi ke katoda.
Kompleks vanilin secara struktural lebih besar dari ion Zn
2+
dan Ni
2+
, sehingga laju deposisi kompleks vanilin lebih lambat daripada laju deposisi ion Zn
2+
dan Ni
2+
. Ketika pergerakan deposisi Zn
2+
dan Ni
2+
menjadi lambat tidak terlalu cepat, maka deposit memiliki waktu rileks untuk menatamengarahkan diri ke
titik-titik pertumbuhan posisi yang nyaman pada permukaan katoda sehingga akan menghasilkan pertumbuhan deposit yang teratur, berukuran kecil fine grain
dan menghasilkan susunan yang penuh close packed. Dengan kata lain menghasilkan lapisan terlihat lebih cerah.
Konsentrasi aditif yang ditambahkan adalah sangat sedikit antara 100 µM sampai 10 mM Kim et al., 2004. Konsentrasi aditif p-vanillin yang ditambahkan
akan mempengaruhi laju deposisi ion Zn
2+
dan Ni
2+
ke katoda. Semakin besar konsentrasi p-vanilin yang ditambahkan maka dimungkinkan laju deposisi ion
Zn
2+
dan Ni
2+
akan semakin dihambatmenurun. Tetapi diduga, p-vanilin akan terjebakterdeposis pada lapisan elektroplating Zn-Ni karena terbawa arus deposisi
ion dan juga kompleks-vanilin mengalami reduksi. Adanya p-vanilin pada lapisan elektroplating Zn-Ni akan berpengaruh menurunkan kualitas lapisan elektro-
plating Zn-Ni yaitu: menurunkan nilai kekerasan dan memperbesar ukuran butiran deposit kasar.
27
commit to user Berdasarkan penelitian sebelumnya, konsentrasi o-vanillin yang efektif
menghambat laju deposisi dalam elektroplating Zn adalah pada konsentrasi 165µM 0,025 gL dengan hasil tekstur permukaan lapisan lebih halus, ukuran
butiran deposit lebih kecil dan spektrum reflektansi tinggi Kim et al., 2004
C. Hipotesa
