PENDAHULUAN
Teknik Kimia UPN “Veteran” Jawa Timur 2 Dalam penelitian ini dipelajari bagaimana pengaruh komposisi dari
tembaga nitrat dan kalium permanganate agar diperoleh hasil pewarnaan yang tahan warna dan cuaca setelah proses anodizing.
I.2. Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh komposisi campuran bahan pewarna anorganik tembaga nitrat dan kalium permanganate
pada logam aluminium setelah mengalami proses anodizing khususnya untuk warna coklat.
I.3. Manfaat Penelitian
1. Untuk mendapatkan kondisi optimum proses pewarnaan pada logam
aluminium.
2. Dapat digunakan sebagai dekorasi.
TINJ AUAN PUSTAKA
Teknik Kimia UPN “Veteran” Jawa Timur 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II.1 Tinjauan Umum
Aluminium merupakan unsure logam yang paling umum dalam kerak bumi, barulah pada kira – kira 100 tahun yang lalu sebuah proses industry
ditemukan untuk memproduksi aluminium tersebut. Pada waktu itu aluminium sama berharganya seperti perak, dan dipakai untuk permata, hiasan – hiasan dan
barang mewah. Seperti logam aktif lainnya, aluminium direduksi dalam suasana tak berair.
Pada tahun 1886, garam kriolit, Na
3
AlF
6
yang meleleh digunakan sebagai pelarut untuk Al
2
O
3
. Oleh dua orang penemu. Charles M Hall di Amerika Serikat dan Paul Heroult di Prancis…………….. Kimia Untuk Universitas ed 6, 1991 .
Aluminium adalah unsur logam yang berwarna putih keperakan dan termasuk golongan III A. keberadaan alumunium di alam merupakan isotop
tunggal dengan nomor masaa 27. Aluminium seperti logam – logam laiinya, memiliki sifat – sifat fisika dan kimia
sebagai berikut :
Table 1. Sifat – sifat fisika aluminium. No
Sifat – sifat fisika aluminium Harga
1 Berat Atom
26,9815 2 Bilangan
atom 13
3 Densitas pada suhu 25
o
C, kg cm
3
2698 4 Titik
leleh,
o
C 660,2 5 Titik
didih,
o
C 2494
6 Konduktivitas termal 25
o
C, Wmk 234,3
7 Potensial elektroda, Volt
-1,66 8
Panas laten peleburan, Kjg 395
9 Panas laten penguapan, Kjg
10,777
TINJ AUAN PUSTAKA
Teknik Kimia UPN “Veteran” Jawa Timur 4 10
Ekivalen elektrokimia, mgc 0,0932
11 Modulus young’s , Mpa
65000
Sifat – sifat kimia aluminium
1. Bereaksi dengan unsur senyawa anorganik
Ion aluminium memiliki bilangan koordinasi 6, di dalam larutan mengikat 6 molekul air membentuk Al H
2
O
6 3+
. pada penambahan basa akan menyebabkan subsitusi oleh ion hidroksil pada molekul air
berlangsung sampai terbentuk hidroksida yang terbentuk endapan. Pada suhu tinggi aluminium dapat mereduksi logam sehingga
reaksi berikut digunakan dalam pembuatan logam – logam tertentu dan Alloys.
3MO + 2 Al Al
2
O
3
+ 3 M …… kimia untuk Universitas ed6,1991 Aluminium tidak bereaksi dengan hydrogen secara langsung tetapi
bereaksi dengan nitrogen, sulfur, dan karbon dengan adanya oksigen dalam udara dan berlangsung pada suhu tinggi.
Reaksi dalam unsure halogen fluorin, bromine, dan iodine berlangsung dengan cepat dan membentuk trihalida dengan
reaksi : 2 Al + 3 X
2
AlX
3
….. kimia untuk universitas ed 6,1991 2.
Reaksi denan senyawa organic Aluminium tidak bereaksi dengan senyawa hidrokarbon jenuh maupun
tak jenuh, hidrokarbon alifatik maupun aromatic. Turunan hidrokarbon terhalogenasi umumnya tidak bereaksi dengan aluminium kecuali
dengan adanya air yang cenderung membentuk asam – asam halogen. Stabilitas kimia aluminium dengan alcohol sangat baik begitu juga
dengan aldehid, keton, dan kunion.
TINJ AUAN PUSTAKA
Teknik Kimia UPN “Veteran” Jawa Timur 5
Anodizing Anodizing adalah suatu proses elektrolisa dalam larutan elektrolit yang
reaksinya terjadi secara oksidasi pada anoda. Proses ini merupakan kebalikan dari electroplating.
Proses anodizing dapat dibedakan dalam dua tipe lapisan oksida yaitu type porous film lapisan pori – pori yang tebalnya 2,54 – 12,7 micron dan type
barrier film lapisan barrier yang tebalnya 0,254 micron. Oleh karena lapisan oksida yang terjadi bersifat porous, maka daya
serapnya relative tinggi sesuai dengan kondisi yang dilakukan pada proses anodizing. Dengan tingginya daya serap, sehingga lapisan oksida pada aluminium
mudah untuk diberi warna, hanya dengan mencelupkan ke dalam larutan pewarna baik dari bahan organic maupun anorganik.
Proses pewarnaan pada penelitian ini berdasarkan pada penelitian sebelumnya yaitu proses anodizing pada aluminium degan larutan elektrolit
H
2
SO
4
yang telah dilakukan oleh stefanus W dan Linnawati.
Anodizing aluminium merupakan proses pelapisan logam aluminium sebagai anoda dan elektroda inert karbon sebagai katoda dalam suatu bak
plating yang mengandung elektrolit tertentu. Sedangkan pengertian anodizing adalah proses elektrolisa dalam larutan
elektrolit yang reaksinya terjadi secara oksidasi pada anoda. Proses ini merupakan kebalikan dari proses electroplating.
Perbedaan reaksi dan prinsip kerja proses electroplating dan proses anodizing diperlihatkan pada table berikut ini:………. Teknik Proses Anodizing
Aluminium dan Paduannya, 1990 TAbel 2. Perbedaan Reaksi Proses Anodizing dan Elektroplating.
Anodizing Anoda
Electroplating Katoda
Oksidasi Reduksi
Dihasilkan O
2
Dihasilkan H
2
TINJ AUAN PUSTAKA
Teknik Kimia UPN “Veteran” Jawa Timur 6 Logam larut
Logam diendapkan Al
Al
3+
+ 3e Al
3+
+ 3e Al
Kesamaan antara proses anodizing dan proses electroplating terletak pada sumber arus listrik yang digunakan yaitu sumber arus searah DC Direct Curent .
Pada anodizing benda kerja membantu ion – ion membentuk lapisan oksida, sedangkan pada electroplating ion – ion logam diendapkan pada permukaan benda
kerja secara reduksi.
Anodizing aluminium dilakukan dengan tujuan : 1.
Meningkatkan ketahanan terhadap korosi 2.
Merupakan dasar plating selanjutnya 3.
Memperbaiki penampilan dekoratif 4.
Meningkatkan ketahanan abrasi.
Reaksi yang terjadi pada proses anodizing : Katoda
: 6e + 6H
+
3H
2
Anoda : 2Al
s
+ 3H
2
O Al
2
O
3s
+ 6H
+
+ 6e 3H
2
O + 2Al
s
Al
2
O
3s
+ 3H
2
Kondisi Operasi
Dalam proses anodizing lapisan oksida yang dihasilkan akan berbeda – beda sifatnya dengan rangkaian aliran proses yang digunakan. Oleh karena itu
Asosiasi Aluminium telah membuat suatu klarifikasi mengenai rangkaian aliran proses anodizing yang dilengkapi dengan tingkat – tingkat pengerjaan.
Rangkaian aliran proses anodizing yang banyak digunakan pada industry – industry anodizing………… Teknik proses Anodizing dan Paduannya, 1990
TINJ AUAN PUSTAKA
Teknik Kimia UPN “Veteran” Jawa Timur 7 Gambar 1. Rangkaian Aliran proses Anodizing
Larutan Elektrolit Untuk Proses Anodizing.
Sebelum proses Anodizing dilakuka, yang perlu diperhatikan adalah larutan elektrolit yang digunakan. Lapisan oksida type berpori porous dapat
dihasilakan dengan menggunakan bermacam – macam jenis larutan. Lapisan porous banyak dipakai karena absorpsinya baik sekali terhadap zat warna, jenis –
jenis larutan elektrolit tersebut diantaranya :
1. Jenis larutan elektrolit anodizing dekoratif
a. Jenis larutan chromic
- Jenis larutan chromic – sulfat
Degreasing
Acid Etching Alkaline Acid
Bring Dip
Anodizing
Pewarnaan dengan bahan organik
Pewarnaan dengan bahan anorganik
Sealing dengan air Sealing Ni Asetat
Sealing chromate
TINJ AUAN PUSTAKA
Teknik Kimia UPN “Veteran” Jawa Timur 8 Chromic acid CrO
3
50,25 –
100,51 gl
Sodium chloride NaCl 0,20 gl
Asam sulfat H
2
SO
4
0,50 gl
Kondisi Operasi Temperature
± 35
o
C Rapat
arus 0,10
– 0,54
Adm
2
Waktu proses
30 menit
Voltase 40
volt -
Jenis larutan chomic – acid Chromic
– acid
100 gl
Kondisi operasi Waktu
proses 30
menit Voltase
40 volt
Agitasi udara
b. Jenis larutan asam sulfat
Asam sulfat H
2
SO
4
15 – 18 isi Kondisi operasi :
Temperatur 20 -
28
o
C Rapat
arus 1,20
– 1,4
Adm
2
Waktu proses
10 –
30 menit
Voltase 14
– 24
volt Agitasi
udara 2.Jenis Larutan elektrolit Hard Anodizing
a. Jenis larutan asam sulfat Asam sulfat H
2
SO
4
20 isi Kondisi operasi :
Temperatur 0 -
4
o
C Rapat
arus 4
– 4,5
Adm
2
Waktu proses
40 –
80 menit
Voltase 60
– 70
volt
TINJ AUAN PUSTAKA
Teknik Kimia UPN “Veteran” Jawa Timur 9 Dalam praktek – praktek komersial, proses – proses asam krom, memerlukan 40
v,sedangkan proses asam sulfat hanya memerlukan 15vsampai 20 volt.oleh karena itu,lapisan pemisah pada asam krom kira – kira dua kali dari yang terdapat dalam
pelapisan – pelapisan sulfat… Elektroplating Engineering Handbook, 1971 .
II.2. Teknik Proses Anodizing