Pengaruh Keasaman (pH), Waktu Terhadap Tebal Lapisan Dan Kecerahan Permukaan Pada Pelapisan Emas Terhadap Tembaga

(1)

PENGARUH KEASAMAN (pH), WAKTU TERHADAP

TEBAL LAPISAN DAN KECERAHAN PERMUKAAN PADA

PELAPISAN EMAS TERHADAP TEMBAGA

TESIS

Oleh

FRIDAYUNI LESTARI SIREGAR

087026028/ FIS

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2010

(2)

PENGARUH KEASAMAN, WAKTU TERHADAP

TEBAL LAPISAN DAN KECERAHAN PERMUKAAN PADA

PELAPISAN EMAS TERHADAP TEMBAGA

TESIS

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh

gelar Magister Sains dalam Program Studi

Magister Ilmu Fisika pada Program Pascasarjana

Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara

Oleh

FRIDAYUNI LESTARI SIREGAR

087026028/FIS

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

M E D A N

2010

(3)

PENGESAHAN TESIS

Judul Tesis : PENGARUH KEASAMAN, WAKTU TERHADAP TEBAL LAPISAN DAN KECERAHAN PERMUKAAN PADA PELAPISAN EMAS TERHADAP TEMBAGA

Nama Mahasiswa : FRIDAYUNI LESTARI SIREGAR Nomor Induk Mahasiswa : 087026028

Program studi : Magister Fisika

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Menyetujui Komisi Pembimbing

Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D

Ketua Anggota

Ketua Program Studi, Dekan, Magister Ilmu Fisika

(4)

PERNYATAAN ORISINALITAS

PENGARUH KEASAMAN, WAKTU TERHADAP

TEBAL LAPISAN DAN KECERAHAN PERMUKAAN PADA

PELAPISAN EMAS TERHADAP TEMBAGA

T E S I S

Dengan ini saya nyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar.

Medan, Juni 2010

FRIDAYUNI LESTARI SIREGAR NIM. 087026028

(5)

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan dibawah ini :

N a m a : FRIDAYUNI LESTARI SIREGAR

N I M : 087026028

Program Studi : Magister Fisika Jenis Karya Ilmiah : Tesis

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non–Eksklusif (Non Exclusive Royalty Free Right) atas Tesis saya yang berjudul :

PENGARUH KEASAMAN, WAKTU TERHADAP TEBAL LAPISAN DAN KECERAHAN PERMUKAAN PADA

PELAPISAN EMAS TERHADAP TEMBAGA

Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif ini. Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin dari saya sealam tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.

Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.

Medan, Juni 2010

(6)

RIWAYAT

HIDUP

DATA PRIBADI

Nama lengkap berikut gelar : FRIDAYUNI LESTARI SIREGAR, S.Pd Tempat dan tanggal lahir : Medan, 05 Juni 1981

Alamat Rumah : Jl. Kiwi xxv No. 555 Perumnas Mandala Medan No. Hp : 081367503439

e–mail : fridayuni81@gmail.com

Instansi Tempat Bekerja : SMA UISU Medan

Alamat Kantor : Jl. H. Bahrum Jamil, SH. Gg. UISU No. 2 Medan

Telepon : 061-7867984

DATA PENDIDIKAN

SD : SD Negeri No. 060786 Medan Tamat : 1993 SMP : SMP Negeri 10 Medan Tamat : 1996 SMA : SMA UISU Medan Tamat : 1999 Strata-1 : FMIPA UNIMED Medan Tamat : 2005 Strata-2 : PSMF PPs FMIPA USU Tamat : 2010

(7)

Telah diuji pada Tanggal : 22 Juni 2010

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc

Anggota : 1. Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D 2. Prof. Drs. Muhammad Syukur, M.S 3. Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc 4. Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc

(8)

KATA PENGANTAR

Pertama-tama penulis panjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan.

Penulis ucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada Pemerintah Republik Indonesia c.q. Pemerintah Provinsi Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan dana sehingga kami dapat melaksanakan Program Magister Sains pada Program Studi Magister Imu Fisika Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara.

Dengan selesainya tesis ini, perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc (CTM),Sp.A(K) atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister Sains.

Dekan Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. Eddy Marlianto,M.Sc atas kesempatan menjadi mahasiswa Program Magister Sains pada Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara.

Ketua Program Studi Magister Fisika, Prof. Dr. Eddy Marlianto,M.Sc Sekretaris Program Studi Fisika, Drs. Nasir Saleh, M. Eng. Sc beserta seluruh Staf Pengajar pada Program Studi Magister Fisika Program Pascasarjana Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara.

Terimakasih yang tak terhingga dan penghargaan setinggi-setingginya penulis ucapkan kepada Prof. Dr. Eddy Marlianto,M.Sc selaku Pembimbing Utama yang dengan penuh perhatian dan telah memberikan dorongan, bimbingan dan arahan, demikian juga kepada Prof. Basuki Wirjosentono,MS. Ph.D selaku Pembimbing Lapangan yang dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing penulis hingga selesainya penelitian ini.

Kepada Ayah H. Herman L Siregar,BSc,M.Pd dan Bunda Dra. Tati Rostiati Nst (Almh) dan juga Ibunda Hj. Wan Fatimah, SH serta suami tersayang M. Alekson Siahaan dan anak-anakku tercinta Rahmad Angga Nugraha Siahaan dan Raiqah Salsabila Siahaan. Kepada orang-orang yang penulis sayangi Dwi Harwita Sari Siregar,S.Pd (Adinda), Sertu Darmawansyah Putra Siregar (Adinda), Salman Paris Altobelli Siregar (Sepupu). Terima kasih atas segala pengorbanan kalian baik berupa moril maupun materil, dan ucapan terimakasih yang tulus penulis sampaikan kepada rekan-rekan Mahasiswa Sekolah Pasca Sarjana Program Studi Magister Ilmu Fisika Universitas Sumatera Utara angkatan 2008-2009 yang telah memberikan semangat dan dukungan kepada penulis selama dalam pendidikan dan penulisan tesis ini budi baik ini tidak dapat dibalas hanya diserahkan kepada Allah SWT.

(9)

PENGARUH KEASAMAN, WAKTU TERHADAP

TEBAL LAPISAN DAN KECERAHAN PERMUKAAN PADA

PELAPISAN EMAS TERHADAP TEMBAGA

ABSTRAK

Elektroplating merupakan suatu proses pelapisan logam pada elektroda yang bertujuan membentuk permukaan yang memiliki sifat yang berbeda dengan sifat logam dasarnya, logam yang dilapisi adalah logam tembaga karena mudah dibentuk menjadi perhiasan, alat-alat untuk keperluan industri dan alat-alat dekoratif lainnya. Logam pelapis yang digunakan pada penelitian ini adalah emas. Dalam pelapisan ini digunakan tegangan dan arus konstan serta waktu yang tetap dengan perubahan pada pH larutan mulai dari pH 4,5 sampai dengan ph 6,5, karena pelapisan yang terjadi adalah pada suasana larutan asam moderat. Hasil penelitian menunjukkan hasil paling baik diperoleh pada keasaman larutan pH sekitar 5,6 dan pH 5,7, sementara pada nilai pH yang lainnya memberikan hasil yang tidak optimum.

(10)

TIME AND pH INFLUENCE ON SURFACE BRIGHTNESS

AND THICKNESS ON COPPER GOLD ELECTROPLATING

ABSTRACT

Electroplating is a metal coat electrodeposition on electrode which aim to form a new surface with a new characteristics that totally different to its original metal. The metal at this experiment was copper because this metal can be easily to be formed to be coming an ornament, jewelry, or for industrial appliance purposes, etc. The metal coater at this work was gold. At this electroplating a constant voltage and current at a certain time is used with a variance in pH solution with vary from pH 4,5 to pH 6,5, this is done because the plating should be done in moderate acid in order to established a good coating. This work to a result that the optimum surface was achieved when the pH of the solution is about pH5,6 to pH 5,7, while others shows a lack perfomances.

(11)

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR i

ABSTRAK ii ABSTRACT iii

DAFTAR ISI iv

DAFTAR TABEL vi

DAFTAR GAMBAR vii

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Perumusan Masalah 4

1.3 Tujuan Penelitian 5

1.4 Manfaat Penelitian 5

1.5 Batasan Masalah 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 7

2.1 Proses Elektroplating 7

2.1.1 Elektroplating Pada Tembaga 8

2.2 Elektrolit 12

2.3 Anoda 12

2.4 Katoda 13

2.5 Korosi 13

2.6 Faktor Faktor Yang Mempengaruhi Elektroplating 14

(12)

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 16

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian 16

3.2 Bahan dan Alat Penelitian 16

3.2.1 Bahan Penelitian 16

3.2.2 Alat Penelitian 16

3.3 Proses Elektroplating 18

3.4 Cara Kerja Pada Pelapisan 19

3.5 Diagram Alir 22

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 23

4.1 Ruang Pelapisan 23

4.2 Peralatan Secara Keseluruhan 24

4.3 Prosedur Pengoperasian 25

4.4 Pemeriksaan Parameter Untuk Larutan 26

4.5 Pengaturan Pada Instrument 30

4.6 Data dan Hasil Pengukuran 33

4.7 Cara Pengukuran Ketebalan Lapisan 37

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 45

5.1 Kesimpulan 45

5.2 Saran 45

(13)

DAFTAR TABEL

Nomor

Tabel J u d u l Halaman

1. Larutan Emas Untuk Keperluan Elektroplating 4

2. Pengelompokan Umum Pelapisan Emas 4

4.1 Hasil Pengukuran Pada pH 5,7 33

4.2 Hasil Pengukuran Pada pH 4,7 35

(14)

DAFTAR GAMBAR

Nomor

Gambar J u d u l Halaman

1.1 Skema Dasar Elektroplating 5

2.1 Skema Dasar Pelapisan Logam 8

3.1 Sketsa Dasar Proses Elektroplating 18

4.1 Ruang Pelapisan dan Kaca Pelindung 23

4.2 Peralatan Pendukung Secara Keseluruhan 24

4.3 Instrumen Pengatur Elemen Pemanas 25

4.4 Instrumen Pengatur Temperatur 25

4.5 Pengaturan Tinggi Larutan Dalam Bak Pelapisan 26 4.6 Termometer Internal Untuk Menampilkan Temperatur Larutan 26 4.7 Pengukuran pH Sebelum Pelapisan Dimulai 27

4.8 Katoda 27

4.9 Katoda Dengan Penjepit Bahan 28

4.10 Proses Pemasangan Sumber Arus Listrik 28

4.11 Penyambungan Elektroda Katoda 29

4.12 Penyambungan Kabel-Kabel Luar Ke Instrumentasi Sumber Arus

4.13 Pemasangan Arus Dengan Penjepit Ke Elektroda 29

4.14 Instrumen Pengatur Arus Dan Tegangan 30

4.15 Ketelitian Perubahan Arus Dan Tegangan Adalah 1 millivolt 30

4.16 Pengaturan Pulsa 31

4.17 Pengaturan Arus dan Waktu 31

(15)

viii

4.19 Ruang Pencucian Bahan yang Sudah Dilapis 32

4.20 Grafik Data Optimum 34

4.21 Cara Menentukan Tebal Lapisan 37

4.22 Waktu Pelapisan 5 menit 38

4.23 Waktu Pelapisan 10 menit 39

4.24 Waktu Pelapisan 15 menit 40

4.25 Waktu Pelapisan 20 menit 41

4.26 Waktu Pelapisan 25 menit 42

(16)

PENGARUH KEASAMAN, WAKTU TERHADAP

TEBAL LAPISAN DAN KECERAHAN PERMUKAAN PADA

PELAPISAN EMAS TERHADAP TEMBAGA

ABSTRAK

(17)

TIME AND pH INFLUENCE ON SURFACE BRIGHTNESS

AND THICKNESS ON COPPER GOLD ELECTROPLATING

ABSTRACT

(18)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Sekitar abad ke 19 pelapisan tembaga dengan emas banyak dilakukan orang, baik secara manual maupun secara listrik terhadap benda-benda logam. Pelapisan logam dapat berupa lapis seng (zinc), galvanis, perak, emas, brass, tembaga, nikel dan krom. Penggunaan lapisan tersebut disesuaikan dengan kebutuhan dan kegunaan masing-masing material. Perbedaan utama dari pelapisan tersebut selain anoda yang digunakan, adalah larutan elektrolisisnya. Proses electroplating mengubah sifat fisis, mekanik, dan sifat teknologi suatu material. Salah satu contoh perubahan fisik ketika material dilapis dengan nikel adalah bertambahnya daya tahan material tersebut terhadap korosi, serta bertambahnya kapasitas konduktifitasnya. Adapun dalam sifat mekanik, terjadi perubahan kekuatan tarik maupun tekan dari suatu material sesudah mengalami pelapisan dibandingkan sebelumnya. Karena itu, tujuan pelapisan logam tidak luput dari tiga hal, yaitu untuk meningkatkan sifat teknis/mekanis dari suatu logam, yang kedua melindungi logam dari korosi, dan ketiga memperindah tampilan (decorative). (Hunt, 1973, 1991; Weisberg, 1974, 1993, 1997).

Berdasarkan sifat tembaga yang mudah dibentuk baik dengan panas maupun dingin maka peneliti mengadakan penelitian tentang proses pelapisan tembaga dengan emas secara elektroplating.

Proses pelapisan tembaga dengan emas memerlukan waktu keasaman zat sehingga ketebalan pelapisan dan kecerahan permukaan emas dapat diperhitungkan. Pelapisan tembaga dengan emas mempunyai kelemahan yaitu cepat teroksidasi dan

(19)

meninggalkan noda hijau atau hitam dikulit. Karena tembaga sebagai logam penghantar arus dan panas yang baik cocok dijadikan perhiasan (Foulke, 1974; Weisberg, 1997; Okinaka, 2000).

Untuk memperoleh hasil pelapisan emas pada tembaga yang baik dan tahan lama memerlukan waktu kurang lebih 25 menit dan sifat keasaman sekitar pH 6, kuat arus yang dibutuhkan kurang lebih 150 mA s.d 500 mA.

Pelapisan tembaga dengan emas mempergunakan waktu lama lebih besar dari 25 menit tingkat kecerahan lapisan kurang baik (agak kehitaman) dan pH yang diperlukan pada proses pelapisan berkisar 6 < pH < 6 hasil iluminasi cahaya tidak cerah. (Lowenheim, 1978).

Metode perlindungan anti korosi ini memiliki potensi aplikasi yang sangat luas. Semua komponen (polielektrolit dan inhibitor) dapat disesuaikan untuk berbagai permukaan aplikasi. Sistem pelapisan baru ini dapat diaplikasikan dalam dirgantara, otomotif, industri maritim dan bidang lainnya yang rentan terhadap kerusakan akibat korosi, seperti pipa gas dan minyak. Dalam teknologi pengerjaan logam, proses electroplating dikategorikan sebagai proses pengerjaan akhir (metal finishing). Secara sederhana, electroplating dapat diartikan sebagai proses pelapisan logam, dengan menggunakan bantuan arus listrik dan senyawa kimia tertentu guna memindahkan partikel logam pelapis ke material yang hendak dilapis.

Pada proses pelapisan tersebut pH larutan sangat menentukan terjadinya pelapisan yang baik, juga waktu pelapisan yang secara tiori akan makin tebal jika waktu pelapisan lebih lama, tetapi tebal jenuh akan tercapai walaupun waktu pelapisan tetap ditambah, sementara itu kecerahan tidak bergantung kepada tebal lapisan tetapi pada umumnya tergantung kepada rapat arus yang diberikan pada saat pelapisan semakin kecil rapat arus maka hasil yang diperoleh akan semakin cemerlang tetapi dari segi produktifitas akan mengakibatkan kerugian karena jumlah produksi akan turun, sehingga untuk keperluan komersil diusakanlah waktu yang optimum dengan

(20)

pengaturan rapat arus dan temperature larutan yang moderate, akan diperoleh jumlah produksi yang memadai dan menguntungkan. (Nosal Pratama, 2009).

Secara sederhana, elektroplating dapat diartikan sebagai proses pelapisan logam, dengan menggunakan bantuan arus listrik dan senyawa kimia tertentu guna memindahkan partikel logam pelapis ke material yang hendak dilapis.

(21)

1.2.Perumusan Masalah

Bagaimana pengaruh pH pada larutan untuk mengerjakan pelapisan emas baik alloy emas untuk keperluan perhiasan maupun untuk keperluan benda-benda seni, termasuk cara kontak listrik maupun pemilihan elektroda dan konektornya. Secara umum pelapisan emas dapat dibagi empat bagian seperti pada tabel 1. Larutan emas untuk keperluan pelapisan emas juga terbagi atas empat bagian utama seperti pada tabel 1. (Weisberg, 1993) berikut ini:

Tabel 1. Larutan emas untuk keperluan elektroplating

Group Larutan

Group 1 Emas Sianida basa dengan pH > 10, untuk Class A, B, C, dan D Group 2 Emas Sianida netral dengan pH 6 s/d 9, untuk Class D dan G Group 3 Emas Sianida asam dengan pH 3,5 s/d 5, untuk alloy emas Group 4 Emas Non Sianida untuk pelapisan perhiasan emas

Tabel 2 berikut ini adalah keterangan tambahan untuk tabel 1 diatas. Tabel 2. Pengelompokan umum pelapisan emas (Weisberg, 1993).

Class A Pelapisan emas untuk keindahan 24k Class B Pelapisan emas alloy untuk keindahan

Class C Pelapisan emas alloy dengan warna C-1 dan C-2

Class D Untuk keperluan industri elektronika dengan emas lunak kemurnian tinggi

Class E Untuk keperluan industri elektronika dengan emas keras dengan kemurnian 99.5 %

Class F Untuk keperluan industri elektronika dengan emas alloy Class G Untuk keperluan perbaikan dan keperluan umum

(22)

1.3.Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan teknik pelapisan emas sederhana dengan larutan dasar yang ramah lingkungan dengan hasil pelapisan emas yang berkilau dan tahan untuk keperluan perhiasan berkualitas dan murah. Larutan elektrolit tidak perlu dibuang, hanya perlu penambahan asam untuk mengatur pH jika diperlukan, sehingga tidak menimbulkan banyak limbah.

1.4.Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan memberikan manfaat untuk menghasilkan suatu teknik elektroplating yang sederhana dengan kualitas yang baik untuk dapat digunakan pada masyarakat umum dengan resiko rendah dan aman terhadap lingkungan.

1.5.Batasan Masalah

Pelapisan emas secara elektroplating dilakukan dalam larutan kimia dengan pengaturan pH. Variasi dilakukan dengan nilai pH 4,5 sampai dengan 6,5 untuk menghasilkan pelapisan emas yang diperlukan, karena pelapisan dikerjakan dalam suasana asam yang moderate.

a _b

(23)

Larutan akan tetap berada dalam keadaan setimbang, karena larutan hanya bekerja sebagai penghantar selama bahan anoda berpindah ke katoda pada saat elektroplating dikerjakan. Sementara bahan larutan yang beredar secara komersil akan kehabisan ion emas pada larutannya pada saat elektroplating dikerjakan, sehingga setiap kali elektroplating dikerjakan diperlukan larutan pengganti.

(24)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Pelapisan logam tidak mulia dengan logam tidak mulia merupakan dasar praktek dalam melakukan pelapisan logam dengan emas pada industri pelapisan, merupakan dasar dalam pelapisan secara elektro_kimia. Pelapisan dari bentuk dasar uap sampai kepada pelapisan dalam bentuk dasar larutan, kedua-duanya membutuhkan perpindahan logam emas secara ion untuk sampai ke permukaan untuk membentuk lapisan tipis ataupun kristalisasi. Plating dari logam dalam larutan logam juga dikenal sebagai elektro_kristalisasi (Lyons Jr. 1974; Bard dan Faulkner, 1980; Ritchie et al. 1999). Ada tiga bentuk proses elektrokima yang dikenal yaitu electro_plating, immersion_plating, dan elektroless_plating.

2.1. Proses Elektroplating

Kemajuan pelapisan emas dengan menggunakan larutan pada umumnya menggunakan Au(I) complex dalam larutan basa Cyanida dengan pH sekitar 12.2 akan menghasilkan Au(CN)-2 dengan bentuk menengah (MacArthur, 1972). Proses secara elektro kimia yang terjadi pada elektroda dapat dijelaskan sebagai berikut:

Pada katoda

Au(CN)-2 → [Au(CN)-2] ads [Au(CN)-2] ads + e- → Au + 2 CN-

Pada Anoda

Au + 2 CN- → [Au(CN)-2] ads + e -[Au(CN)-2] ads + CN- → Au(CN)

(25)

-Gambar 2.1. Skema dasar pelapisan logam

Emas teroksidasi menjadi [Au(CN)-2] ads pada tegangan listrik kurang dari -0.6 volt (Cathro dan Koch, 1964), dan menjadi pasif pada -0.3 volt. Elektro_plating disimpulkan sebagai pelapisan emas dengan pengaruh utama adalah atas dasar tegangan dan arus listrik dengan bantuan larutan secara kimia, sementara elektro_kimia adalah pelapisan emas secara kimia dengan bantuan arus listrik. Secara sederhana elektroplating adalah pelapisan tipis pada permukaan suatu logam dengan hasil mengubah sifat-sifat permukaan tersebut, dengan tujuan untuk mencapai suatu ketahanan terhadap gesekan, karat, maupun kehantaran listrik dari logam tersebut.

2.1.1. Elektroplating Pada Tembaga

Elektroplating dibuat dengan jalan mengalirkan arus listrik melalui larutan antara logam atau material lain yang konduktif. Dua buah plat logam merupakan anoda dan katoda dihubungkan pada kutub positif dan negatif terminal sumber arus searah (DC). Logam yang terhubung dengan kutub positif disebut anoda dan yang terhubung dengan kutub negatif disebut katoda. Ketika sumber tegangan digunakan pada elektrolit, maka kutub positif mengeluarkan ion bergerak dalam larutan menuju katoda dan disebut

(26)

sebagai kation. Kutub negatif juga mengeluarkan ion, bergerak menuju anoda dan disebut sebagai anion. Larutannya disebut elektrolit.

Hubungan antara voltase dalam elektrolit dan kekuatan arus listrik yang mengalir ditunjukkan oleh hukum Ohm yaitu :

I = V/ R

Dimana I = arus listrik (ampere) V = tegangan listrik (volt) R = Hambatan (ohm)

Besarnya listrik yang mengalir yang dinyatakan dengan Coulomb adalah sama dengan arus listrik dikalikan dengan waktu. Dalam pemakaian secara umum atau dalam pemakaian elektroplating satuannya adalah ampere-jam (Ampere-hour) yang besarnya 3600 coulomb, yaitu sama dengan listrik yang mengalir ketika arus listrik sebesar 1 ampere mengalir selama 1 jam.

Michael Faraday pada tahun 1833 menetapkan hubungan antara kelistrikan dan ilmu kimia pada semua reaksi elektrokimia. Dua hukum Faraday ini adalah :

1. Hukum I : Jumlah dari tiap elemen atau grup dari elemen-elemen yang dibebaskan pada kedua anoda dan katoda selama elektrolisa sebanding dengan jumlah listrik yang mengalir dalam larutan. 2. Hukum II : Jumlah dari arus listrik bebas sama dengan jumlah ion atau jumlah

substansi ion yang dibebaskan dengan memberikan sejumlah arus listrik adalah sebanding dengan berat ekivalennya.

Hukum I membuktikan terdapat hubungan antara reaksi kimia dan jumlah total listrik yang melalui elektrolit. Menurut Faraday, arus 1 Ampere mengalir selama 96.496 detik ( 26,8 jam) membebaskan 1,008 gram hidrogen dan 35,437 gram khlor dari larutan asam khlorida encer. Seperti hasil yang ditunjukkan bahwa 96.496 coulomb arus listrik membebaskan satu satuan berat ekivalen ion positif dan negatif. Oleh sebab itu 96.496 coulomb atau kira-kira 96.500 coulomb yang disebut 1 Faraday sebanding

(27)

dengan berat 1 elektrokimia. Untuk menentukan logam yang terdeposisi dengan arus dan waktu dapat ditentukan :

1 Faraday = ampere detik/ 96500

Langkah selanjutnya adalah mengalihkan bilangan Faraday dengan bilangan gram yang diendapkan oleh arus listrik sebesar 1 Faraday yaitu:

G = (I x t)/96500 x (Ar/Mr) / Valensi G = berat logam yang terdeposisi (gram) I = rapat arus (ampere)

T = waktu (detik)

Ar/Mr = massa atom / molekul relatif

Untuk menentukan tebal pelapisan yang terjadi perlu diketahui berat jenis dari logam yang terlapis pada katoda. Hubungan berat jenis dengan harga-harga yang lainnya adalah sebagai berikut :

Volume (cc) = berat endapan (gram) / berat jenis

Efisiensi plating pada umumnya dinyatakan sebagai efisiensi arus anoda maupun katoda. Efisiensi katoda yaitu arus yang digunakan untuk pengendapan logam pada katoda dibandingkan dengan total arus masuk. Arus yang tidak dipakai untuk pengendapan digunakan untuk penguraian air membentuk gas hidrogen, hilang menjadi panas atau pengendapan logam-logam lain sebagai impuritas yang tak diinginkan. Efisiensi anoda yaitu perbandingan antara jumlah logam yang terlarut dalam elektrolit dibanding dengan jumlah teoritis yang dapat larut menurut Hukum Faraday.Kondisi plating yang baik bila diperoleh efisiensi katoda sama dengan efisiensi anoda, sehingga konsentrasi larutan bila menggunakan anoda aktif akan selalu tetap.

Efisiensi arus katoda sering dipakai sebagai pedoman menilai apakah semua arus yang masuk digunakan untuk mengendapkan ion logam pada katoda sehingga didapat efisisensi plating sebesar 100 % ataukah lebih kecil. Adanya kebocoran arus

(28)

listrik, larutan yang tidak homogen dan elektrolisis air merupakan beberapa penyebab rendahnya efisiensi.

Elektrolisis air merupakan reaksi samping yang menghasilkan gas hidrogen pada katoda dan gas oksigen pada anoda.Reaksi elektrolisis air dapat dituliskan sebagai berikut :

Anoda (+) : 2H+ + 2e → H2

Katoda (-) : 4OH- → 2H2O + O2 + 4e

: 4H+ + 4OH - → 2H2O + H2 + O2

Secara praktis efisiensi plating dinyatakan sebagai perbandingan berat nyata terhadap berat teoritis endapan pada katoda.

Apabila logam dimasukkan pada larutan yang mengandung ionnya sendiri akan menimbulkan beda potensial antara logam tersebut dengan larutan. Beda potensial ini disebabkan karena atom dari logam untuk menjadikan satu atau lebih muatan negatif dan lepas ke dalam larutan dalam bentuk ion.

Pada saat yang bersamaan terjadi reaksi kebalikan dalam larutan. Dua reaksi yang berlawanan tersebut berlangsung pada kecepatan yang tidak sama, maka potensial ini akan diatur oleh permukaan logam dan elekrolit yang berhubungan dengan permukaan logam. Akhirnya kondisi setimbang tercapai dimana ionisasi dan pelepasan berlangsung tepat pada kecepatan yang sama. Kesetimbangan ini disebut dengan potensial kesetimbangan atau potensial bolak-balik pada partikel logam pada laruan yang dipergunakan.

Potensial elektroda standar berdasarkan skala hidrogen, dimana semua logam-logam sebelum hidrogen pada skala hidrogen mampu menggantikan hidrogen dari larutan yang mengandung ion hidrogen, dan logam-logam setelah hidrogen pada skala hidrogen biasanya tidak dapat menggantikan hidrogen secara langsung.

Logam seng, timah hitam dan timah putih dinamakan logam dasar karena mudah larut di dalam asam dan ditunjukkan oleh tanda potensial negatif, sedangkan

(29)

kebalikan dari ketiga logam diatas adalah logam mulia seperi tembaga, perak dan emas ditunjukkan oleh tanda potensial positif.

2.2. Elektrolit

Elektrolit adalah suatu zat yang larut atau terurai ke dalam bentuk ion-ion dan selanjutnya larutan, larutan adalah campuran homogen yang terdiri dari dua atau lebih zat. Zat yang jumlahnya lebih sedikit di dalam larutan disebut (zat) terlarut atau solut, sedangkan zat yang jumlahnya lebih banyak daripada zat-zat lain dalam larutan disebut pelarut atau solven. Komposisi zat terlarut dan pelarut dalam larutan dinyatakan dalam konsentrasi larutan, sedangkan proses pencampuran zat terlarut dan pelarut membentuk larutan disebut pelarutan atau solvasi. menjadi konduktor elektrik, konduktor elektrik adalah material yang dapat menghantarkan arus listrik dengan mudah. ion-ion merupakan atom-atom bermuatan elektrik. Elektrolit bisa berupa air, asam, basa atau berupa senyawa kimia lainnya. Elektrolit umumnya berbentuk asam, basa atau garam. Beberapa gas tertentu dapat berfungsi sebagai elektrolit pada kondisi tertentu misalnya pada suhu tinggi atau tekanan rendah. Elektrolit kuat identik dengan asam, basa, dan

garam kuat. Elektrolit merupakan senyawa yang berikatan ion dan kovalen polar. Sebagian besar senyawa yang berikatan ion merupakan elektrolit sebagai contoh ikatan ion NaCl yang merupakan salah satu jenis garam yakni garam dapur. NaCl dapat menjadi elektrolit dalm bentuk larutan dan lelehan. atau bentuk liquid dan aqueous. sedangkan dalam bentuk solid atau padatan senyawa ion tidak dapat berfungsi sebagai elektrolit.

2.3 Anoda

Anoda adalah elektroda, elektroda adalah konduktor yang digunakan untuk bersentuhan dengan bagian atau media non-logam dari sebuah sirkuit (misal

(30)

lain, pada sel elektrokimia yang terpolarisasi jika arus listrik mengalir ke dalamnya. Arus listrik mengalir berlawanan dengan arah pergerakan elektron. Pada proses

elektrokimia, baik sel galvanik (baterai) maupun sel elektrolisis, anoda mengalami

oksidasi.

2.4. Katoda

Katoda adalah elektroda dalam sel elaktrokimia yang terpolarisasi jika arus listrik mengalir keluar darinya. Pada baterai biasa (Baterai Perak-Seng), yang menjadi katoda adalah seng, yang juga menjadi pembungkus baterai. Sedangkan, pada baterai alkalin, yang menjadi katoda adalah mangan dioksida (MnO2).

2.5. Korosi

Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam, logam adalah Dalam kimia, sebuah logam (bahasa Yunani: Metallon) adalah sebuah unsur kimia yang siap membentuk ion (kation) dan memiliki ikatan logam, dan kadangkala dikatakan bahwa ia mirip dengan kation di awan elektron. Metal adalah salah satu dari tiga kelompok unsur yang dibedakan oleh properti ionisasi dan ikatan, bersama dengan metaloid dan

nonlogam. Dalam tabel periodik, garis diagonal digambar dari boron (B) ke polonium

(Po) membedakan logam dari nonlogam. Unsur dalam garis ini adalah metaloid, kadangkala disebut semi-logam; unsur di kiri bawah adalah logam; unsur ke kanan atas adalah nonlogam. akibat reaksi dengan lingkungan yang korosif. Korosi dapat juga diartikan sebagai serangan yang merusak logam karena logam bereaksi secara kimia

atau elektrokimia dengan lingkungan. Yang dimaksud elektrokimia adalah Elektrokimia adalah ilmu yang mempelajari aspek elektronik dari reaksi kimia. Elemen yang digunakan dalam reaksi elektrokimia dikarakterisasikan dengan banyaknya elektron

yang dimiliki. Elektrokimia secara umum terbagi dalam dua kelompok, yaitu sel galvanik dan sel elektrolisa. Ada definisi lain yang mengatakan bahwa korosi adalah

(31)

kebalikan dari proses ekstraksi logam dari bijih mineralnya yaitu proses pemisahan suatu zat berdasarkan perbedaan kelarutannya terhadap dua cairan tidak saling larut yang berbeda, biasanya air dan yang lainnya pelarutorganik.. Contohnya, bijih mineral logam besi di alam bebas ada dalam bentuk senyawa besi oksida atau besi sulfida, setelah diekstraksi dan diolah, akan dihasilkan besi yang digunakan untuk pembuatan

baja atau baja paduan. Selama pemakaian, baja tersebut akan bereaksi dengan lingkungan yang menyebabkan korosi (kembali menjadi senyawa besi oksida).

2.6. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Elektroplating a. Suhu.

Suhu sangat penting untuk menyeleksi cocoknya jalan reaksi dan melindungi lapisan. Keseimbangan suhu ditentukan oleh beberapa faktor seperti ketahanan, jarak anoda dengan katoda, serta besarnya arus yang digunakan.

b. Kerapatan Arus.

Kerapatan arus yang baik adalah arus yang tetap pada saat awal sampai pada akhir pelapisan.

c. Konsentrasi Ion

Konsentrasi ion akan berpengaruh pada stuktur deposit, dengan naiknya konsentrasi logam dapat menaikkan seluruh kegiatan anion yang membantu mobilitas ion, d. Agitasi

Agitasi, atau goncangan dapat membantu proses elektroplating, terutama untuk menjaga lapisan agar semua permukaan mendapat lapisan yang sama tebalnya. e. Throwing Power

Throwing power adalah kemampuan larutan penyalur untuk menghasilkan lapisan dengan ketebalan merata dan selama masa proses pelapisan.

(32)

f. Konduktivitas

Konduktivitas larutan tergantung kepada konsentrasi ion yang besar atau konsentrasi molekul.

g. Nilai pH

Nilai pH merupakan faktor penting dalam menjaga kestabilan proses pelapisan. h. Passivitas

Gejala passivitas sering ditemui pada logam yang mengalami korosi, karena itu elektroda harus benar-benar bersih dan bebas dari korosi.

i. 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.

2.7. Kecerahan Lapisan

Penampilan lapisan dekoratif merupakan suatu hal yang penting tetapi sering kali dinilai secara subjektif, artinya intensitas cahaya yang dipantulkan secara fisika yang diukur dengan fotometri, tidak merupakan patokan yang sesuai dengan kecerahan yang dapat dinikmati oleh mata manusia. Secara fisika intensitas dan iluminasi diukur dengan:

Intensitas I = dF/dΩ Dan

Iluminasi E = dF/dA (Lux)

Dimana: F = fluks cahaya (lumen)

Ω = sudut ruang ( steradian = Sr)

(33)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian

Proses elektroplating dilakukan dilaboratorium lembaga penelitian USU dan pengukuran iluminasi cahaya serta pengukuran ketebalan dilakukan di laboratorium bahan teknik mesin Universitas Gajah Mada.

3.2. Bahan dan Alat Penelitian 3.2.1 Bahan Penelitian.

a. Bahan dan larutan:

(NH4)3{Au(SO3)2} [Au+]=10 g/l pH 9.5

Temperature 400 C

Current density 0.15-0.5 A/dm²

( rapat arus katoda (arus listrik) yang dikirimkan untuk membuat proses itu terjadi)

Agitation Magnetic stirring

b. Jarak anoda dan katoda 13 cm dan dapat divariasikan

c. Specimen uji yang diplating adalah tembaga dengan bentuk datar.

3.2.2 Alat Penelitian a. Power Supply.

Power supply laboratorium yang besar arus dan tegangannya dapat diatur secara stabil dan teliti.

(34)

b. Bak Plating.

Bak plating yang digunakan adalah terbuat dari kaca sehingga tidak pengaruh dari bahan bak terhadap proses elektroplating.

c. Bak Pembersih

Setelah speciment diplating speciment akan dibersihkan dari larutan dan zat sisa dari bak plating dengan bahan netralisasi.

d. Thermometer

Thermometer digunakan untuk mengukur temperatur dari larutan karena diperlukan temperatur sekitar 40o Celcius selama masa elektroplating berlangsung.

e. Agitator

Agitator yang digunakan adalah jenis magnetik agitator sehingga tidak menyebabkan gangguan terhadap arus dan tegangan yang digunakan.

f. Water Heater

Water heater digunakan adalah tipe kontak heater sehingga untuk memanaskan larutan, heater tersebut tidak diletakkan dalam larutan tapi pada dinding luar bak plating.

g. Stop Watch

Stop watch digunakan untuk menghitung waktu yang digunakan dalam masa proses elektroplating.

h. Alat Ukur Intensitas Dan Iluminasi Cahaya

Alat ukur intensitas dan iluminasi cahaya digunakan dari jenis He-Ne dengan specifikasi P = 20 VA, p = 20 mW, diameter cahaya laser 2 mm, λ = 632.8 nm, DIN 58126Kl2.

(35)

3.3. Proses elektroplating

Pada katoda

Au(CN)-2 → [Au(CN)-2] ads [Au(CN)-2] ads + e- → Au + 2 CN-

Pada Anoda

Au + 2 CN- → [Au(CN)-2] ads + e -[Au(CN)-2] ads + CN- → Au(CN)-2

Gambar 3.1 Sketsa dasar proses elektroplating

Perhitungan dasar pada pengukuran ketebalan dihitung berdasarkan hukum Faraday. Massa dari macam-macam zat yang diendapkan pada masing-masing elektroda (terbentuk pada masing-masing elektroda) oleh sejumlah arus listrik yang sama banyaknya akan sebanding dengan berat ekivalen masing-masing zat tersebut.

Dalam proses elektroplating, biasanya logam pelapis digunakan suatu logam mulia sedangkan logam yang dilapisi berupa logam mulia lain atau berupa logam yang

(36)

tidak mulia. Logam yang akan dilapisi dihubungkan dengan kutub negatif (sebagai katoda) dan logam pelapis dihubungkan dengan kutub positif (sebagai anoda) selanjutnya kedua elektroda tersebut dicelupkan ke dalam suatu larutan elektrolit dan dihubungkan dengan sumber arus listrik searah (DC). Mengalirnya arus listrik searah melalui suatu larutan berkaitan dengan gerak partikel bermuatan (ion) (Kirck dan Otmer, 1983; Hartomo dan Kaneko, 1992). Pada anode terjadi reaksi oksidasi, sedangkan pada katoda terjadi reaksi reduksi, . Reaksi oksidasi reduksi pada kedua elektrode berlangsung bersamaan yang menyebabkan terjadinya pelarutan logam pada anode menghasilkan ion

ne Mn

M → + + Mn+ + ne→M

M dan penempelan logam M pada katode (Graw-hill, 1991; Simpen, 1996).

3.4 Cara Kerja Pada Pelapisan

Pada modul pelapisan ini dalam melakukan praktikum di Laboratorium harus melalui langkah-langkah kerja, sebagai berikut :

Langkah I : Pada awalnya bersihkan plat katoda dengan menggunakan amplas dan kemudian menimbang dengan neraca. Hal ini dimaksudkan agar dapat mengetahui berat sebelum elektrolisa dari plat katoda.

Langkah II : Pasang katoda ekstra pada tempatnya hal ini dimaksudkan agar dapat mengetahui bagaimana cara menyusun rangkaian dalam percobaan elektrolisa dan tetapkan besar arus dengan mengatur besar hambatan geser dan usahakan agar arus selalu konstan dengan mengatur hambatan geser apabila harga arus berubah.

(37)

Langkah IV: Setelah elektrolisa selesai katoda kemudian dicelupkan ke dalam air, supaya larutan komplex yang menempel hilang tetapi jangan digosok supaya Cu yang menempel pada katoda tidak berkurang.

Langkah V : Kemudian keringkan dengan alat pengering.

Langkah VI: Timbang katoda tersebut dan catat jumlah massa yang diendapkan, hal ini dimaksudkan agar dapat mengetahui berat setelah elektrolisa dan dalam percobaan ini menggunakan arus 1 Ampere dan 1,5 Ampere dalam waktu 5 menit untuk setiap kali pengamatan.

Langkah VII : Melakukan pengecekkan ulang tentang kebenaran dari rangkaian sebelum memulai percobaan. Hal ini dimaksudkan agar percobaan yang dilakukan mendapatkan data yang akurat.

(38)

Caranya :

- Bahan tembaga dibersihkan

- Dihubungkan dengan elektroda negatif dalam bak larutan - Isi bak dengan larutan emas yang sudah dipersiapkan - Ukur pH, atur penambahan asam sampai pH diperlukan - Set Heater dan hidupkan Heater

- Set arus listrik pada power supply ke 250 mA (150 mA s.d 500 mA) - Set timer 5 menit, 10 menit, 15 menit, 20 menit, 25 menit sesuai kebutuhan - Bahan diangkat dan dicuci.

(39)

3.5. Diagram alir

Tembaga dibersihkan dengan larutan peroksida (H2O2)dan di amplas dan ditimbang

Heater dihidupkan untuk memanasi larutan 48,8 derajat

mulai

Ditambah asam sampai pH diukur sampai 5,7

Tembaga diletakkan pada elektroda dan dicelupkan kedalam bak pelapisan Arus diatur dengan

pengatur arus konstan yang tersedia.

Selesai

Hidupkan timer dan tekan tombol power

(40)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Ruang Pelapisan

Gambar 4.1. Ruang pelapisan dan kaca pelindung

Nilai tengah pada saat pengoperasian adalah sebagai berikut, rapat arus berkisar 1 ampere/10 cm persegi, laju pelapisan sebesar 120 mg / menit, pH sekitar 5, temperatur sekitar 60ºC. Dalam penelitian ini ditetapkan luas area pelapisan sebesar 1 cm², kemudian parameter lain akan diubah untuk mendapatkan hasil yang diinginkan, misalnya perubahan temperatur dan perubahan pH.

(41)

4.2 Peralatan Secara Keseluruhan Adalah Sbb:

Pengatur Panas Tempat Pelapisan

Power Supply Gambar 4.2. Peralatan pendukung secara keseluruhan

Gambar diatas adalah peralatan secara keseluruhan dimana pengatur panas dan power supply serta tempat pelapisan ditempatkan pada suatu ruang yang terintegrasi (saling terhubungkan satu sama lain).

(42)

4.3 Prosedur Pengoperasian

a. Tutup dibuka pada pengatur elemen pemanas

b. Pemanas dihidupkan dengan cara menekan tombol besar yang disediakan

Gambar 4.3 Instrumen pengatur elemen pemanas c. Atur nilai temperatur maksimum 48,8ºC.

(43)

d. Ketinggian larutan diperiksa tidak lebih rendah atau lebih tinggi dari tanda batas yang ditentukan, kalau melewati batas yang ditentukan maka proses pelapisan tidak terbentuk.

Gambar 4.5 Pengaturan tinggi larutan dalam bak pelapisan

4.4 Pemeriksaan Parameter Untuk Larutan a. Temperatur larutan 48,8ºC.

(44)

b. pH sekitar 5,7 (alat ukur pH : pH meter digital)

Gambar 4.7. Pengukuran pH sebelum pelapisan dimulai

c. bahan yang mau dilapis emas dimasukkan elektroda Katoda

(45)

d. bahan Tembaga dengan luas permukaan 1 cm², diletakkan dengan rapi diatas elektoda.

Gambar 4.9. Katoda dengan penjepit bahan

e. Penjepit ditekan sehingga bahan tidak terlepas dari elektroda

(46)

f. penyambungan elektroda ke sumber arus konektor positif

Gambar 4.11. Penyambungan elektroda Katoda

g. penyambungan elektroda ke sumber arus konektor negatif

Gambar 4.12. Penyambungan kabel-kabel luar ke instrumentasi sumber arus

h. menghubungkan arus ke sistem pelapisan

(47)

4.5 Pengaturan Pada Instrumen a. bagian power supply

Gambar 4.14. Instrumen pengatur arus dan tegangan

b. pengaturan arus

(48)

c. pengaturan pulsa

Arus yang dipergunakan pada saat pelapisan adalah arus diskrit, artinya arus dikirim dalam bentuk pulsa, dengan frekwensi 100 Hertz.

Gambar 4.16. Arus dan tegangan dikirim dalam bentuk pulsa dengan waktu on dan off yang dapat diatur sesuai dengan kebutuhan

d. pengaturan arus dan waktu

(49)

e. pemutusan arus tidak boleh tiba-tiba tapi arus dikurangi sedikit demi sedikit sampai nol baru power supply dimatikan.

Gambar 4.18. Perubahan pemutusan arus dengan mengurangi tegangan perlahan-lahan sampai tegangan 1 millivolt barulah power supply dapat dimatikan total.

f. Pencucian hasil pelapisan

(50)

4.6 Data dan Hasil Pengukuran

Tingkat kecerahan diukur dengan alat ukur iluminasi, dan berdasarkan waktu pelapisan terhadap beberapa sampel diperoleh data sebagai berikut:

Tabel 4.1. Hasil pengukuran pada pH 5,7

Waktu pelapisan (menit) pH 5,7 Spesimen Iluminasi Cahaya pantul (Lux) Iluminasi Cahaya Referensi (Lux)

5 1 3299,027 21431,685 2 3299,027 21431,685 3 3299,027 21431,685 Jumlah 9896,081 64295,055 Rata – rata 3299,027 21431,685

10 1 4947,877 21431,685 2 4947,877 21431,685 3 4947,877 21431,685 Jumlah 14843,631 64295,055 Rata – rata 4947,877 21433,685

15 1 6596,054 21433,685 2 6596,054 21433,685 3 6596,054 21433,685 Jumlah 19788,162 64301,055 Rata – rata 6596,054 21433,685

20 1 8244,904 21433,685 2 8244,904 21433,685 3 8244,904 21433,685 Jumlah 24734,712 64301,055 Rata - rata 8244,904 21433,685

25 1 6596,054 21433,685 2 7420,479 21433,685 3 6592,587 21433,685 Jumlah 20612,587 64301,055 Rata – rata 6869,707 21433,865

(51)

Dari tabel diatas diperoleh grafik sebagai berikut, bahwa waktu pelapisan sekitar 20 menit menghasilkan bahan dengan iluminasi paling besar, artinya bahan tersebut adalah paling mengkilap dibanding dengan waktu pelapisan yang lebih sedikit ataupun yang lebih lama.

Gambar 4.20. Grafik data optimum

Gambar 4.20 Grafik Data Optimum Keterangan :

(52)

Tabel 4.2. Hasil pengukuran pada pH 4,7 Waktu pelapisan

(menit) pH 4,7

Spesimen Iluminasi Cahaya pantul (Lux)

Iluminasi Cahaya Referensi

(Lux)

5 1 2275,065 21431,685

2 2275,065 21431,685 3 2275,065 21431,685 Jumlah 6825,195 64295,055 Rata – rata _2275,065 _21431,685

10 1 3653,769 21431,685 2 3653,769 21431,685 3 3653,769 21431,685 Jumlah 10961,307 64295,055 Rata – rata 3653,769 21433,685

15 1 4325,989 21433,685 2 4325,989 21433,685 3 4325,989 21433,685 Jumlah 12977,967 64301,055 Rata – rata 4325,989 21433,685

20 1 4432,875 21433,685 2 4432,875 21433,685 3 4432,875 21433,685 Jumlah _13298,625 _64301,055 Rata - rata 4432,875 21433,685

25 1 3574,675 21433,685 2 3574,675 21433,685 3 3574,675 21433,685 Jumlah 10724,025 64301,055 Rata – rata 3574,675 21433,865

(53)

Tabel 4.3. Hasil pengukuran pada pH 6,7 Waktu pelapisan (menit) pH 6,7 Spesimen Iluminasi Cahaya pantul (Lux)

Iluminasi Cahaya Referensi

(Lux)

5 1 1269,032 21431,685 2 1269,032 21431,685 3 1269,032 21431,685 Jumlah 3807,093 64295,055 Rata – rata 1269,032 21431,685

10 1 1974,643 21431,685 2 1974,643 21431,685 3 1974,643 21431,685 Jumlah _5923,929 _64295,055 Rata – rata 1974,643 21433,685

15 1 4532,876 21433,685 2 4532,876 21433,685 3 4532,876 21433,685 Jumlah 13598,628 64301,055 Rata – rata 4532,876 21433,685

20 1 4532,765 21433,685 2 4532,765 21433,685 3 4532,765 21433,685 Jumlah 13598,295 64301,055 Rata - rata 4532,765 21433,685

25 1 4765,765 21433,685 2 4765,765 21433,685 3 4765,765 21433,685 Jumlah 14297,295 64301,055 Rata – rata 4765,765 21433,865

(54)

4.7 Cara pengukuran ketebalan lapisan

Pengukuran ketebalan dilakukan dengan cara : 1. Tembaga yang dilapis dipotong penampangnya 2. Dilihat dengan Mikroskop Elektron

3. Di Foto berikut skala yang tampil pada layar 4. Dibandingkan dengan skala yang tersedia tersebut 5. Dihitung jumlah garis berdasarkan skala

6. Dikonversikan berdasarkan skala perbesaran Mikroskop 7. Diperoleh hasil ketebalan

Skala 10 strip berarti ketebalan setebal 50 mikrometer,

(55)

Gambar 4.22. Foto pelapisan tembaga yang dilapisi emas dalam waktu 5 menit

Dari gambar diatas ketebalan lapisan pada permukaan tembaga dalam waktu 5 menit belum kelihatan proses pelapisan.

(56)

Gambar 4.23. Foto pelapisan tembaga yang dilapisi emas dalam waktu 10 menit

(57)

Gambar 4.24. Foto pelapisan tembaga yang dilapisi emas

elapisan sudah kelihatan dengan ketebalan sangat tipis dan warna keemasan masih dalam waktu 15 menit

(58)

Gambar 4.25. Foto pelapisan tembaga yang dilapisi emas

elapisan tembaga dengan emas sudah sempurna warna dan ketebalan emas sudah a dalam waktu 20 menit

kelihatan jelas dan tingkat kecerahan warna keemasan tidak lagi membayangi warn tembaga (proses ketebalan lapisan yang diperoleh secara optimum)

(59)

Gambar 4.26. Foto pelapisan tembaga yang dilapisi emas

arna keemasan sudah tidak cerah, artinya dalam waktu 25 menit proses pelapisan lap dalam waktu 25 menit

semakin tebal, bukan berarti ketebalan lapisan semakin bagus melainkan semakin ge yang diperoleh

(60)

Gambar 4.27. Grafik perubahan ketebalan dengan waktu pelapisan

Keterangan :

1000 mikron 1 milimeter =

(61)

Dari gambar (grafik perubahan ketebalan dengan waktu pelapisan), dengan variasi waktu pelapisan dari 5 menit sampai 25 menit diperoleh ketebalan lapisan yang meningkat. Dari pembahasan tersebut maka dapat disimpulkan bahwa semakin lama pelapisan maka semakin tebal pelapisan yang terjadi, artinya pada waktu 25 menit semakin tebal, tetapi walaupun menurut grafik bukan berarti ketebalan lapisan itu semakin bagus, melainkan semakin gelap ketebalan yang diperoleh sehingga tingkat kecerahan lapisan tidak tampak, jadi yang diperoleh pelapisannya pada waktu 20 menit. Pada waktu 20 menit itulah yang diperoleh ketebalan optimumnya.

(62)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

.1 Kesimpulan

maksimum diperoleh pada waktu pelapisan 20 menit

dengan ph 5,7

san yang diperoleh walaupun

akuan yang sama dapat digunakan sebagai referensi untuk keperluan

engan permintaan pasar, karena 5

1. Kecerahan

2. Hasil iluminasi cahaya paling optimum diperoleh pada pelapisan kondisi ini adalah kondisi pH yang asam moderat.

3. Semakin lama pelapisan semakin tebal hasil pelapi nilai ketebalan tersebut tidak linear dengan waktu. 5.2 Saran

1. Perl

pelapisan bahan perak, chrom, maupun nikel. 2. Semakin tebal tidak berarti semakin sesuai d

faktor keindahan dan enak dipandang mata lebih diperlukan dari sisi komersilnya.

(63)

DAFTAR PUSTAKA

A. Fanigliulo and B. Bozzini, 2002, 80, 13, Trans. Inst. Metal Finishing.

ntiquity. , N.

Corbitt, R rd Handbook of Environmental Engineering,

Davis, ntroduction to

Environmental Engineering.

. T. S Handbook: Surface Engineering, Vol. 5, p. 274, F.

Foulk eview of Commercial Material

akob Co roperties of Gold-Nickel Alloy

Brazed Joints in High Temperature Materials.

enniver , 1993, 1997, 18 Carat White

J. C. Hunt, 1973 , 1991, Heat Treatment of Gold Alloys.

Concorde Airframe Hydraulis

J. W. Din Simpen, 1996, Influence of Temperature on the Properties of Gold Electrodeposits.

aka, K. Nishitani and M. Otsubo, M. Datta, K. Sheppard and D. Snyder, Editors, PV92-3, 1992, p.317, Proceedings of the First Symposium on Electrochemical Microfabrication.

Andrew Oddy, Okinaka Samura, 2000, The Production of Gold Wire in A

Brian Cathro and Lamberto Koch, 1964, A New Approach to the Chemistry of Gold P. Finkelstein & R. D. Hancock.

.A., pp 6.99-6.220, 1990, Standa

McGraw-Hill, McGraw-Hill, Inc., p. 431, 1991 [Tchobanoglous, G. and Burton, F.L., Wastewater Engineering: Treatment, Disposal, and Reuse.

M.L. and Cornwell, D.A., McGraw-Hill, pp373-374, 1991, I

chwartz, OH (1994), in ASM D

Reidenbach, Editor, ASM Int., Materials Park. Normandeau, 1974, 1992, White Golds : A R

Characteristics & Alloy Design Alternatives. lbus & Karl Friedich Ritchie et al. 1999, P J

MM Dugmore & Charles D. Weisberg 1974 J

Behaviour of a Gold – Nickel Alloy.

J.D. Rosser, Mac Arthur, 1972, Gold Brazing on the System.

i, William

(64)

heim, Frederick. A, 1978, Electroplating, McGraw – Hill Book Company, New York.

Lowen

ronic Packaging.

. Kubaschewski & O. von Goldbeck, and Graw Hill, 1991, The Thermochemestry of

gation of Gold Compounds.

McMillan, G.K., 1994, pH Measurement and Control, 2nd Ed., Instrument Society of Americ

M. Datta, T. Osaka and J.W. Schultze Editors, CRC Press, Boca Raton, 2005, Microelect

N. Issaev, and J. G. Osteryoung, J. Electrochem. Soc., 1998, 145, 974, X. Wang. O

Gold.

Peter G. Jones, Hartomo Ardi, Isuzu Kaneko, 1983, 1992, X-Ray Structural Investi

Purwanto dan Syamsul Huda, 2004, “Teknologi Industri Elektroplating”, Badan Penerbit Universitas Diponegoro.

R. K. Dube, Bard and Faulkner, 1980, Gold Powder: Its Preparation & Application as Described in Ancient Sanskrit Tex

Suparni Setyowati Rahayu, 2009, http://www.chem-is-try.org/proses-elektroplating-tembaga-nikel-khrom/.

Vesilind, P.A. and Peirce, J.J., p.105, 1983, Environmental Pollution and Control, utterworth Publishers.

of Carat Gold Jewelry Alloys.

fe ochemical Engineering Journal.

W. A. O., Lyons Jr. 1974, Symposium on the History of Technology of the Precious Metals.

William S. Rapson, John Kirck, and Michael Otmer 1983, Precipitation Hardening and Ordering

Zhan, X., Zhu, L., Wu, J., Zhen, Z. and Jia, W. 2002, Production of polysialic acid from d-batch fermentation with pH control, Bi

(65)

--- 2009. Mengenal Cara Pelapisan Logam

http://nosalpratama.blogspot.com/2009/09/mengenalcarapelapisanlogam. --- Bahan-bahan Kerajinan Logam.

(1)

Gambar 4.27. Grafik perubahan ketebalan dengan waktu pelapisan

Keterangan :

1000 mikron 1 milimeter =

(2)

(3)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

.1 Kesimpulan

maksimum diperoleh pada waktu pelapisan 20 menit

dengan ph 5,7

san yang diperoleh walaupun

akuan yang sama dapat digunakan sebagai referensi untuk keperluan

engan permintaan pasar, karena

1. Kecerahan

2. Hasil iluminasi cahaya paling optimum diperoleh pada pelapisan kondisi ini adalah kondisi pH yang asam moderat.

3. Semakin lama pelapisan semakin tebal hasil pelapi nilai ketebalan tersebut tidak linear dengan waktu.

5.2 Saran

1. Perl

pelapisan bahan perak, chrom, maupun nikel. 2. Semakin tebal tidak berarti semakin sesuai d

faktor keindahan dan enak dipandang mata lebih diperlukan dari sisi komersilnya.

(4)

DAFTAR PUSTAKA

A. Fanigliulo and B. Bozzini, 2002, 80, 13, Trans. Inst. Metal Finishing.

ntiquity. , N.

Corbitt, R rd Handbook of Environmental Engineering,

Davis, ntroduction to

Environmental Engineering.

. T. S Handbook: Surface Engineering, Vol. 5, p. 274, F.

Foulk eview of Commercial Material

akob Co roperties of Gold-Nickel Alloy

Brazed Joints in High Temperature Materials.

enniver , 1993, 1997, 18 Carat White

J. C. Hunt, 1973 , 1991, Heat Treatment of Gold Alloys.

Concorde Airframe Hydraulis

J. W. Din Simpen, 1996, Influence of Temperature on the Properties of Gold Electrodeposits.

Andrew Oddy, Okinaka Samura, 2000, The Production of Gold Wire in A

Brian Cathro and Lamberto Koch, 1964, A New Approach to the Chemistry of Gold P. Finkelstein & R. D. Hancock.

.A., pp 6.99-6.220, 1990, Standa

McGraw-Hill, McGraw-Hill, Inc., p. 431, 1991 [Tchobanoglous, G. and Burton, F.L., Wastewater Engineering: Treatment, Disposal, and Reuse.

M.L. and Cornwell, D.A., McGraw-Hill, pp373-374, 1991, I

chwartz, OH (1994), in ASM D

Reidenbach, Editor, ASM Int., Materials Park. Normandeau, 1974, 1992, White Golds : A R

Characteristics & Alloy Design Alternatives. lbus & Karl Friedich Ritchie et al. 1999, P J

MM Dugmore & Charles D. Weisberg 1974 J

Behaviour of a Gold – Nickel Alloy.

J.D. Rosser, Mac Arthur, 1972, Gold Brazing on the System.

(5)

heim, Frederick. A, 1978, Electroplating, McGraw – Hill Book Company, New York.

Lowen

ronic Packaging.

. Kubaschewski & O. von Goldbeck, and Graw Hill, 1991, The Thermochemestry of

gation of Gold Compounds.

McMillan, G.K., 1994, pH Measurement and Control, 2nd Ed., Instrument Society of Americ

M. Datta, T. Osaka and J.W. Schultze Editors, CRC Press, Boca Raton, 2005, Microelect

N. Issaev, and J. G. Osteryoung, J. Electrochem. Soc., 1998, 145, 974, X. Wang. O

Gold.

Peter G. Jones, Hartomo Ardi, Isuzu Kaneko, 1983, 1992, X-Ray Structural Investi

Purwanto dan Syamsul Huda, 2004, “Teknologi Industri Elektroplating”, Badan Penerbit Universitas Diponegoro.

R. K. Dube, Bard and Faulkner, 1980, Gold Powder: Its Preparation & Application as Described in Ancient Sanskrit Tex

Suparni Setyowati Rahayu, 2009, http://www.chem-is-try.org/proses-elektroplating-tembaga-nikel-khrom/.

Vesilind, P.A. and Peirce, J.J., p.105, 1983, Environmental Pollution and Control, utterworth Publishers.

of Carat Gold Jewelry Alloys.

fe ochemical Engineering Journal.

W. A. O., Lyons Jr. 1974, Symposium on the History of Technology of the Precious Metals.

William S. Rapson, John Kirck, and Michael Otmer 1983, Precipitation Hardening and Ordering

Zhan, X., Zhu, L., Wu, J., Zhen, Z. and Jia, W. 2002, Production of polysialic acid from d-batch fermentation with pH control, Bi

(6)

--- 2009. Mengenal Cara Pelapisan Logam

http://nosalpratama.blogspot.com/2009/09/mengenalcarapelapisanlogam. --- Bahan-bahan Kerajinan Logam.

Pengaruh Keasaman (pH), Waktu Terhadap Tebal Lapisan Dan Kecerahan Permukaan Pada Pelapisan Emas Terhadap Tembaga