2. Penyepuhan adalah proses pelapisan
logam dengan logam yang lebih tipis
melalui prinsip bahwa logam yang akan
disepuh diperlakukan sebagai katoda,
dan logam penyepuh diperlakukan
sebagai anoda. Dalam penyepuhan
kedua elektroda dimasukkan dalam
larutan elektrolit, yaitu larutan yang
mengandung ion logam penyepuh
menurut (Retnowati, 1992)
3. Elektroplating adalah elektrodeposisi pelapis /
coating logam melekat pada elektroda untuk
menjaga substrat yang memberikan permukaan
dengan dimensi dan sifat yang berbeda daripada
logam basisnya tersebut (Hartomo, 1992).
Menurut Dr.Ir.Latifah dalam bukunya Kimia
Dasar 1, bahwa elektroplating didefinisikan
sebagai proses pelapisan pada substrat (bahan
yang dilapisi) dengan proses elektrolisis. Faktor-
faktor yang mempengaruhi proses elektroplating
adalah: kerapatan arus, konsentrasi
larutan/derajat keasaman larutan, adanya
pengotor/kontak dengan logam lain yang lebih
aktif permukaan lapisannya.
5. Elektroplating merupakan teknik pelapisan secara
elektrodeposisi, yaitu proses pengendapan pelapis
logam secara elektrokimia. Cara pelapisan ini
memerlukan arus listrik searah. Bila listrik mengalir
antara dua elektroda (anoda & katoda) di dalam
larutan konduktor/larutan elektrolit, maka akan
terjadi reaksi kimia pada permukan elektroda
tersebut. Pada sistem demikian, bila diberi
tegangan atau beda potensial, ion-ion bergerak
menuju elektroda. Kation bergerak menuju katoda
dan anion bergerak menuju anoda. Masing-masing
mempunyai laju khas (konduktivitas ion individu).
Konduktivitas total larutan tertentu merupakan
penjumlahan dan konduktivitas ion individu
segenap Ion yang dikandungnya.
9. Mn+(aq) +ne- ⎯→M(S)
Logamdalambentukpadatakanteroksidasimenjadiion
logamcair dan sejumlahelektron.Kationpadalarutan
kemudianberpindah dan melekatdipermukaankatoda.
Sistemplatingterdiriatassirkitluar,elektrodanegatif
(katoda)yakni barang yangdilapiskan,larutanplating,
elektrodapositif(anoda).Adapun tujuan dari
elektroplatingadalahuntukmeningkatkantampilan
strukturatom(bagus,kilap,cemerlang),perlindungan
(terhadapkorosi),sifatkhas permukaan,serta sifatteknis
/mekanistertentu.Pengelompokaninitidakmutlak,
namundapatsalingtumpangtindih
10. Basis utama kinetika eletroplating adalah Hukum
Faraday, yaitu jumlah total perubahan kimia pada
elektroda (akibat arus) sebanding dengan jumlah
arus yang lewat. Pada proses ini yang perlu
diperhatikan adalah jumlah logam yang terdeposisi
pada katoda atau yang lenyap dari anoda. Namun
demikian yang lebih perlu diperhatikan, bukan
mencari berat total logam yang terdeposisi pada
katoda, melainkan tebal dan distribusi endapan
pada katoda. Dengan demikian yang terpenting
bukan arus total melainkan rapat arus. Dalam
praktek, luas permukaan yang nampak dianggap
sama dengan luas. sebenarnya, kecuali bila
katodanya sangat kasar.
11. Jika arus diamati pada saat deposisi berlangsung
maka akan tampak bahwa sejumlah massa M
anoda akan terlapiskan pada katoda dan massa M
anoda akan terkurangi pada anoda sehingga
konsentrasi larutan tidak berubah. Hukum Faraday
menyatakan bahwa berat bahan yang terbentuk
pada elektroda sebanding dengan arus yang
melalui sel. Untuk bahan lain jika arus yang
melalui sel sama dengan sebelumnya maka berat
lapisan yang terbentuk pada katoda sebanding
dengan berat ekivalennya. Hukum Faraday mengenai
elektrolisis menyatakan bahwa jumlah peerubahan
kimia yang terjadi pada proses elektrolisis tergantung
pada jumlah muatan listrik yang melalui sel elektrolisis
tersebut. Hukum Faraday ini dapat dirumuskan dengan
persamaan sebagai berikut:
12. M I
M=I/F * A/F * Q
dengan :
• F= Konstanta Faraday 9,65X10.000
(coulomb/gram)
• M = Massa zat (kg)
• Q = (coulomb) ti.
• I = Arus (ampere)
• T = Waktu proses pelapisan (sekon)
• A = Berat atom
• V = Balensi unsur
13. KonsepElektroplating
Konsep elektroplating adalah reaksi kimia yang dihasilkan
oleh arus listrik. Terminal yang memberikan arus dalam
larutan disebut dengan elektroda. Elektroda yang mengalami
proses kimia reduksi adalah katoda, sedangkan yang
mengalami proses kimia oksidasi adalah anoda. Pada kedua
elektroda terjadi proses perpindahan ion, dari katoda ke
anoda bermuatan negatif disebut dengan anion, sedangkan
dari anoda ke katoda bermuatan positif disebut dengan
kation. Larutan tempat terjadinya proses ini disebut dengan
elektrolit. Konduksi dapat terjadi melalui dua cara, yaitu
elektronik dan elektrolitik. Konduksi yang terjadi secara
elektronik, tidak disertai baik dengan reaksi kimia maupun
perpindahan material. Sedangkan pada konduksi secara
elektrolitik disertai dengan perpindahan material dan reaksi
kimia pada kedua elektroda.
14. Hubungan Dengan Kelistrikan
Elektroplating meletakkan dasar analitis diatas hukum
Faraday yang dicetuskan oleh Michael Faraday pada
tahun 1833. Hukum tersebut menyatakan bahwa:
1. Jumlah perubahan kimia akibat arus listrik sebanding
dengan jumlah arus yang lewat.
Jumlah substansi berbeda yang dibebaskan oleh
sejumlah arus listrik sebanding dengan berat kimia
ekuivalennya.
Berat kimia ekuivalen dari suatu meterial adalah berat
atom suatu material dibagi dengan perubahan valensi
yang terjadi pada proses elektrolisis. Jadi walaupun
suatu logam hanya memiliki satu berat atom, namun
logam tersebut dapat memiliki berat ekuivalen lebih
dari satu. Bila besi sebagai elektroda menggunakan Fe
3+ -> Fe° maka perubahan valensinya adalah 3,
sehingga berat ekuivalennya adalah 55,85 (berat atom
Fe) dibagi 3, yaitu 18,617.
15. Satu Coulomb didefinisikan dengan arus l Ampere yang
mengalir selama 1 detik (1 As) atau sama dengan jumlah
arus yang dibutuhkan untuk melapiskan 0,001118 gram
perak. Untuk melapiskan 1 gram perak dibutuhkan
107,868/0.001118 = 96483 C, dibulatkan menjadi 96500 C.
Jadi persamaan yang didapat melalui hukum Faraday
adalah : g = Iet/96500 (2.1)
dimana:
g = berat substansi yang bereaksi,
I = arus dalam ampere,
e = berat ekuivalen, dan
t = waktu dalam detik.
Bila tegangan sel diketahui, maka kita bisa menghitung
energi yang dibutuhkan, dengan persamaan:
W = V I t (2.2) dimana W adalah energi dalam Joule, V
menyatakan tegangan dalam volts, I menyatakan arus
dalam ampere, dan t adalah waktu dalam detik.
16. Faradaymenyatakanbahwabanyak perubahan kimia
yangterjadidalamelektrodasebandingdenganjumlah
arus yanglewat.Makaefisiensiarus adalah
perbandingan antaraperubahan kimiayang diinginkan
denganperubahan kimiayang terjadi.Efisiensiarus
dinyatakandenganpersamaan:
CE =100xAct/Theo(2.3)
dimanaCEadalahefisiensiarus dalampersentase,Act
adalahperubahan kimiayang terjadi(diperoleh dari
percobaan),dan Theoadalah perubahankimiayang
diinginkan(melaluiperhitungansecara teoritis).
Efisiensianoda didapatbila yangdikalkulasiadalah berat
logampadaanoda,danefisiensikatodaadalahbilayang
dikalkulasiadalah beratlogampadakatoda.
17. Pada elektroplating bukan berat dari logam yang
dilapiskan yang menjadi perhatian namun tebalnyalah
yang lebih dipermasalahkan. Untuk memperoleh hasil
pelapisan yang merata diseluruh permukaan benda, maka
diperlukan sejumlah arus yang sebanding luas permukaan
yang dilapisi.
Densitas arus merupakan variabel penting dari
elektroplating yang menentukan karakter lapisan,
distribusinya, efisiensiarus, dan sebagainya.
Densitas arus dinyatakan dalam ampere per satuan luas
(A/m 2 , A/dm 2 , A/cm 2 ).
18. Untuk memperoleh hasil lapisan yang merata dibutuhkan
distribusi arus yang merata pula. Arus umumnya mengalami
perbedaan distribusi pada bagian tengah logam dibanding dengan
bagian ujung logam yang di-plating. Arus lebih terkonsentrasi
pada ujung logam sehingga oleh karena ketidak merataan
distribusi arus akan mengakibatkan lapisan yang tidak sama
tebalnya, bahkan mengakibatkan pembentukan hidrogen dan
terjadinya bintik serta kerak pada bagian logam yang konsentrasi
arusnya tinggi.
Dalam mengatur distribusi arus ada dua cara yang digunakan,
yaitu melalui larutan dan peletakan elektroda. Kedua cara
tersebut relatif sulit. Pengaturan letak elektroda berhubungan
dengan desain bak plating, sehingga untuk usaha plating
sederhana sulit diwujudkan. Pengaturan letak elektroda juga
memperhitungkan bentuk logam yang di-plating sehingga bak
plating dibuat secara khusus untuk aplikasi plating tertentu saja.
Sedangkan pengaturan larutan dilakukan untuk mendapatkan
throwing power yang bagus. Throwing power didefinisikan
sebagai kemampuan larutan untuk melapisi bagian logam yang
sulit dan bentuknya tidak merata. Juga diharapkan larutan
19. Elektroplating didefinisikan sebagai elektrodeposisi dari
sebuah lapisan
logam adheren diatas suatu elektroda dengan tujuan
memberikan sifat atau dimensi tertentu yang berbeda
terhadap permukaan logam asalnya. Untuk melakukan
proses elektroplating dibutuhkan empat komponen, yaitu :
1. Rangkaian eksternal, terdiri atas : sebuah sumber arus
DC, medium penyalur arus ke bak plating, instrumentasi
lain seperti ammeter, voltmeter, dan regulator arus atau
tegangan.
2. Elektroda negatif atau katoda (yang merupakan bahan
yang akan dilapisi), dan media untuk menempatkan
elektroda dalam bakplating.
3. Larutan plating, umumnya berbentuk cairan.
4. Elektroda positif atau anoda (yang merupakan logam
yang dilapiskan), dapat juga berupa logam yang inert dan
tidak larut
20. Seperti yang telah disebutkan di atas, ada empat
tujuan utama mengapa logam dilapis dengan proses
elektroplating, yaitu penampilan, perlindungan, sifat
khusus, sifat mekanis. Keempat kegunaan ini kadang
sulit dipisahkan satu sama lain, umumnya untuk satu
proses elektroplating memiliki dua atau lebih dari
keempat fungsi tersebut. 4.1.1. Dekoratif. Banyak
logam tidak menarik untuk dilihat, karena memiliki
sifat mudah teroksidasi, berminyak, atau berkarat.
Contohnya seperti sea^, cten besi, yang nrerupakan
logam paling murak yang tersedia banyak di pasaran
Lapisarf tipiS krotft akan rrrerttpercantik penampilan
sekaligus menambah nilai jual dari b£ si dail seng.
Krom dapat di-plating dengan proses 'bright plating
1 dan terlihat mengkilat (bila dilakukan dengan benar
dapat bertahan hingga bertahun-tahun).
24. Sifatkhusus. Ada beberapabenda yangdiperlukanuntuk
suatu tujuantetapilogampembuatnyatidak memilikisifat
yangsesuai danmenunjangfungsinya,sehinggaperlu
dilakukanplatingpadalogamdasar tersebut untuk
memberinya sifat yangsesuai dengankebutuhan.
Beberapa contohnyaantaralain:
-Timahdilapiskanpadakakikomponenelektronikuntuk
mempermudah solder melekat padanya.Kakikomponen
terbuat daritembaga,namuntembagasajatidakcukup
cepat dilekatitimahsolder karenasangatsulit menjaga
tembagadari lapisanfilm yangditimbulkannyaakibat
interaksi denganlingkungan.
Lapisanminyakiniakanmempersulit pelekatantimah
solder padakakikomponen.
- Untukfungsireflektor (pada senter, ataulampu
otomotif),logamdilapisi denganlogamperak atau
rhodium yangmemilikidayarefleksi tinggi.
25. Metode elektroplating dapat dilakukan dengan
menggunakan dua buah elektroda yaitu anoda
dan katoda, larutan elektrolit dan sumber arus.
Sebagai anoda digunakan platina karena bersifat
inert sedangkan katodanya merupakan substrat
yang dipakai untuk membuat lapisan tipis.
Prinsip dasar pembuatan lapisan tipis adalah
menempatkan ion- ion positif bahan pelapis
ditambah dengan elektron yang berasal dari
larutan elektrolit logam yang dilapisi. Hasil
pelapisan dengan metode elektrodeposisi
dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya:
arus, pengadukan, kandungan larutan elektrolit,
tegangan, PH larutan elektrolit, waktu pelapisan
dan suhu larutan. Susunan atom yang
menempel pada substrat dipengaruhi oleh sifat
alami substrat dan temperatur selama proses
deposisi.
26. Elektroplating ditujukan untuk berbagai
keperluan mulai dari perlindungan
terhadap karat seperti pada pelapisan
seng pada besi baja yang digunakan untuk
berbagai keperluan bahan bangunan dan
konstruksi. Pelapisan nikel dan krom
umumnya ditujukan untuk menjadikan
benda mempunyai permukaan lebih keras
dan mengkilap selain juga sebagai
perlindungan terhadap korosi.
27. Proses elektroplating membutuhkan listrik untuk memberikan beda
potensial antara kedua elektrodanya. Ada dua jenis arus listrik yang
dikenal, yaitu arus bolak-balik (Alternating Current, disingkat AC)
dan arus searah (Direct
Current, disingkat DC). Listrik yang dibutuhkan untuk proses
elektroplating adalah arus searah (DC). Pada elektroplating, arus
akan mengalir dari elektroda yang memiliki potensial lebih tinggi ke
elektroda yang memiliki potensial lebih rendah, sehingga satu
elektroda akan bertindak sebagai penyedia elektron dan yang lain
penerima elektron. Listrik untuk proses elektroplating umumnya
mempunyai beda potensial kecil namun dengan arus yang tinggi.
Antara aliran arus dan tegangan mempunyai analogi yang sama
dengan aliran air dengan beda ketinggian. Air akan mengalir bila
terdapat beda ketinggian, begitu pula arus, mengalir saat terjadi
beda potensial. Air mengalir melalui suatu medium yang akan
menentukan debit air, yaitu variabel-variabel semacam lebar
diameter pipa, diameter keran, dan tekanan dalam pipa. Medium
yang dilalui oleh arus sepanjang terdapat beda potensial merupakan
tahanan, yang menentukan tingginya arus listrik yang mengalir.
Terminologi hubungan antara arus, beda potensial dan tahanan
dinyatakan dalam persamaan : I = V /R (2.4)
28. Dimana I adalah besar arus dinyatakan dalam satuan A
(ampere), V adalah beda potensial antara kedua elektroda
dinyatakan dalam satuan V (volt), dan R adalah tahanan yang
dilalui oleh arus dinyatakan dalam satuan Q (ohm). Persamaan
di atas dikenal dengan hukum Ohm. Terdapat perbedaan yang
perlu diperhatikan antara arus yang mengalir dengan kuantitas
listrik. Kuantitas listrik adalah jumlah listrik yang dihantar oleh
arus 1 A selama 1 detik, dinyatakan dalam satuan A.s (ampere-
detik) atau C (coulomb). Daya listrik mempunyai analogi deras
aliran air. Untuk menghitung daya listrik, dipergunakan
persamaan: P = V xI (2.5)
Dimana P adalah daya listrik dinyatakan dalam satuan watts
(W). Panas yang ditimbulkan oleh arus pada tahanan dapat
dinyatakan dengan persamaan: P = I 2 xR (2.6)
Energi listrik adalah energi yang timbul oleh daya listrik yang
dikeluarkan
setiap satuan waktu dan dapat dihitung dengan persamaan :
W = P xt (2.7)
Dimana W adalah energi listrik yang dinyatakan dalam satuan
joule (J).
Listrik yang didapatkan dari PLN berupa arus bolak-balik, tidak
bisa
langsung digunakan untuk proses elektroplating. Selain itu,
karena proses
elektroplating menggunakan beda potensial yang relatif kecil,
sedangkan listrik yang didapat dari PLN mempunyai beda
potensial 220 V atau 380 V.
