I.
Tujuan 1. Merangkai rangkaian listrik yang digunakan dalam proses pewarnaan alumunium dalam proses anodizing dengan benar. 2. Dapat menghitung konsentrasi asam sulfat yang digunakan dalam proses pewarnaan alumunium dalam proses anodizing dengan benar. 3. Dapat mengukur arus yang digunakan dalam proses pewarnaan alumunium dalam proses anodizing dengan benar. 4. Dapat mewarnai permukaan logam dengan proses anodizing dengan benar. 5. Dapat menghitung angka banding optimal pada proses anodising dengan benar. 6. Dapat memberikan informasi empiris tentang pengaruh anodizing terhadap angka banding optimal dengan benar dan tepat.
II.
Dasar Teori 1.
Penganodaan Alumunium Adalah proses elektrolisa sebagai elektrolitnya adalah asam sulfat ( H2SO4 ). Benda dari alumunium itu dipasang pada kutub positif dan mengalami reaksi oksidasi permukaanya dan terbentuk suatu lapisan oksida alumunium sehingga akan merupakan lapisan pelindung yang sekaligus berfungsi dekoratif. Proses penganodaan alumunium pada prinsipnya berbeda dengan proses pelapisan logam. Pada proses penganodaan logam terbentuk suatu lapisan logam yang merupakan lapisan benda itu. Pada proses penganodaan , benda dipasang pada kutub positif (anoda) sedang pada proses penganodaan logam benda dipasang pada kutub negatif.
2.
Teori Terjadinya Lapisan Oksida. Dari reaksi oksida alumunium 2Al
Al 2O3 dihitung
bahwa massa alumunium setelah teroksidasi menjadi alumunium oksida bertambah banyak 1,89 kali. Angka tersebut disebut angka banding optimal. Sesuai dengaan hukum Faraday 1 gr setara logam alumunium ( = 8,99938 ) akan teroksidasi menjadi 16,9935 gr alumunium oksida , jika dialiri arus sebesar 96500 Coloumb. Angka banding optimal ternyata diperoleh hasil rata-rata 14,3910gr alumunium oksida atau angka banding optimal 1,6. Tidak tercapainya angka banding optimal 1,89 kemudian disebabkan daya hantar alumunium oksida sangat kecil sehingga memperbesar tahananya. Pada
umumnya
penurunan
angka
banding
optimal
mempertinggi daya serap lapisan oksida, tetapi memperkecil daya tahan terhadap gesekan. Jika penganodaan alumunium menggunakan larutan elektrolit yang melarutkan oksida logam dan terbentuk karena lapisan oksida tersebut terserap air dan sulfat secara kimiawi. Lapisan oksida ini disebut lapisan penghalang arus.
Gb 1. lapisan oksida Gambar di atas memperlihatkan sebagian dari lapisan oksida dimana dipakai asam sulfat pada penganodaannya. Ukuran besar pori, sel, dinding sel, lapisan penghalang arus dalam satuan nanometer.
Gb 2. Sel sel alumunium berbentuk amor dalam satuan 1 cm2
Gb 3. Grafik besaran tergantung tegangan arus Pengerasan Lapisan Oksida. Dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut : a.
Dengan air panas Alumunium oksida itu akan bereaksi dengan air dan akan membentuk bochmid. Reaksinya Al2O3 + H2O
2AlOOH.
b.
Dengan uap air panas. Dengan cara ini juga terbentuk lapisan bochmid dengan zat lain.
c.
Dengan zat lain. Misal dengan Nikel Asetat, Dichromat, Silikat dan sebagainya. Asam sulfat sebagai elektrolit
Pada proses penganodaan alumunium banyak digunakan elektrolit sulfat karena : a.
Asam sulfat murah dan mudah didapat
b.
Dapat membentuk lapisan oksida yang memadai
c.
Mudah terkontrol Kadar asam sulfat berkisar 12 % sampai 15 % ( % volume ).
Konsentrasi menyatakan banyaknya solud ( zat terlarut dalam larutan ). Elektrolit asam sulfat dicampur dengan air destilia. Dalam menghitung konsentrasi asam sulfat ada 2 cara : a. Konsentrasi sebagai pembanding banyaknya asam sulfat terhadap banyaknya pelarut (aquades ) b. Konsentrasi sebagai pembanding banyaknya asam sulfat terhadap larutan. Jika banyak solud = n, banyak pelarut = m, maka konsentrasi =n/m atau konsentrasi = n / (n + m ). 3.
Pewarnaan lapisan oksida. Dalam proses penganodaan Al akan terbentuk permukaan porous. Selain dari larutan garam dari logam tersebut, zat warna dapat berupa zat warna organik dan anorganik
III. Daftar Alat dan Bahan Peralatan untuk analisa larutan : 1. pipet 5 ml 2. pipet 10 ml 3. botol tuang elemeyer 100 ml
4. botol tuang elemeyer 300 ml 5. beaker gelas 1000 ml 6. beaker gelas 300 ml 7. galas ukur 100 ml 8. gelas ukur 200 ml 9. batang pengaduk kaca 10. sendok Peralatan untuk proses pewarnaan dan anodizing : 1. power supply DC 2. ampere meter 3. volt meter 4. stop clock 5. gelas galas 1 bak 6. kawat penggantung 7. termometer Komponen percobaan : 1. untuk pengukuran arus a. power supply b. amperemeter c. voltmeter 2. untuk percobaan asam sulfat a. elemeyer 25 ml b. elemeyer 25 ml c. NaOH 1.1 NaOH d. Indikator mr mo 3. untuk pewarnaan alumunium dengan proses anodisasi a. galas gelas 1 bak b. katoda Pb c. kawat penggantung d. stop clock e. pengaduk
f. pemanas 4. untuk percobaan angka banding normal a. plat Al 4 buah ( ukuran 8,5 x 2,5 ) b. neraca plastik Bahan : a. larutan amonia 6M , 500 ml b. larutan NaOH c. larutan HCl d. larutan asam sulfat e. larutan deterjen f. larutan pewarna
Anoda Cu Ni Cr
Power Suply Voltmeter
Katoda St 37
Ampere meter
++ + -
Elektrolit
Gb 4. Gambar rangkaian alat pewarnaan alumunium dengan proses anodizing. IV.
Langkah Kerja 1. Benda kerja diampelas sampai halus 2. Benda kerja dicelupkan ke alkohol selama 1-3 menit 3. Benda kerja dicuci dengan air dingin (aquades) 4. Benda kerja dicuci dengan air sabun dengan suhu sekitar 80 oC
5.
Benda kerja dicuci dengan air dingin (aquades)
6. Benda kerja dicelupkan ke dalam NaOH 1-3 menit 7. Benda kerja dicuci dengan air dingin (aquades) 8. Benda kerja dikeringkan kemudian ditimbang 9. Dilakukan proses anoizing selama 10-25 menit 10. Benda kerja dicuci dengan air dingin (aquades) 11. Benda kerja dikeringkan kemudian ditimbang 12. Dilakukan pewarnaan selama 1-3 menit 13. Benda kerja dikeringkan kemudian ditimbang
V.
Data percobaan
Benda
G sblm
Gstlh
I
t (menit )
Berat pelapisan
Voltmeter
I
10,90
10,91
0,6
10
0
90
II
11,02
11,01
0,6
15
0
88
III
10,84
10,84
0,6
20
0
83
IV
11,05
11,70
0,6
25
0,01
80
∆G (gr )
0,0 2
0,03
0
10
15
20
0,01
25
t (menit )
VI.
KESIMPULAN Baik
buruknya
pelapisan
logam
tergantung
dari
halus
tidaknya
pengampelasan, dan waktu anodizing. Semakin lama waktu anodizing maka Al2O3 yang terbentuk semakin besar sehingga semakin porus ,akibatnya warna yang terserap semakin banyak.
