Archive for September 2014
teori dan kesimpulan penyepuhan emas
II. DASAR TEORI
Dalam proses penyepuhan
(elektroplating) terjadi reaksi sel elektrolisis.
A.
Elektrolisis
Arus elektrik mengalir di
dalam konduktor elektrik seperti logam
dan karbon.Tetapi tidak ada apa-apa berlaku kepada konduktor tersebut.Tetapi
apabila sejenis lagi konduktor yaitu elektrolit seperti kuprum klorida dialiri
oleh arus elektrik, tenaga elektrik ini akan menyebabkan bahan tersebut terurai
secara kimia. Proses tersebut dinamakan elektrolisis.yang bernama proses penguraian
secara kimia oleh bahan elektrolit yang disebabkan oleh pengaliran arus
lektrik. Elektrolit merupakan bahan ionik
yang berada dalam keadaan liqud atau cair, leburan atau dalam keadaan larutan.
Pada ketika itu bahan ionik bebas didalam bentuk ion-ion yang bermuatan .Ion
terdiri dari kation yang bermuatan positif dan anion yang bermuatan negatif.
Apabila elektroda dibekalkan dengan sumber elektrik arus terus, salah satu
terminal menjadi katoda dan yang lain menjadi anoda. Katoda ialah elektroda
yang kaya dengan elektron ( negatif) manakala anoda terminal yang kekurangan
elektron( positif). Ion-ion akan bergerak kearah elektroda yang bertentangan
cas. Kation akan ke katoda manakala anion akan bergerak ke anoda.
Berlawanan dengan elektrokimia yang
memanfaatkan reaksi redoks spontan untuk menghasilkan energi listrik, maka
elektrolisis memanfaatkan energi listrik untuk menjalankan reaksi redoks yang
tidak spontan. Sel elektrolisis merupakan perangkat yang digunakan dalam proses
elektrolisis tang terdiri dari sumber arus searah, electrode positif dan
negative. Zat yang dielektrolisis merupakan elektrolit, baik berupa larutan
atau cairan (leburan) zat murni. Bila suatu cairan atau larutan elektrolit
dialiri listrik arus searah melalui batang electrode, maka ion-ion yang ada
dalam cairan atau larutan tersebut akan bergerak menuju electrode yang
berlawanan muatannya. (Sudarmo, Unggul , 2007:46).
Dalam peristiwa elektrolisis, reaksi
yang tidak spontan dijalankan dengan menambah energi (arus listrik) untuk
mendorong agar reaksi terseburdapat berjalan. Oleh karena itu, zat hasil reaksi
di kutub positif (anode) ditentukan oleh zat-zat apa yang ada di sekitar anode
yang paling mudah mengalami oksidasi, bahkan anodenya sendiri dapat mengalami
oksidasi, sedangkan reaksi yangterjadi pada katode tergantung zat apa yang
paling mudah direduksi di katode.
Berdasarkan hal tersebut maka reaksi
yang terjadi pada sel elektrolisis dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu :
1. Bahan elektrode
Bila bahan
electrode terbuat dari grafit ( C ) atau logam inert ( misalnya Pt atau Au )
maka electrode tidak mengalami oksidasi atau reduksi. Jadi yang mengalami
oksidasi atau reduksi spesi-spesi yang ada di sekitar electrode. Bila
elektrodenya ( terutama anode) dari logam aktif maka anode tersebut akan
mengalami oksidasi.
2. Ion-ion di sekitar elektrode
Ion-ion yang mempunyai potensial electrode standar
(Eo) yang lebih positif mengalami reaksi lebih dulu (lebih mudah mengalami
reduksi).
·
Perlakuan di Katoda
Katoda merupakan elektroda yang disambung dengan
puncak negatif sumber elektrik. Oleh itu ia mengandungi banyak
elektron-elektron.Kation pula merupakan atom-atom (biasanya logam) bebas yang
kekurangan elektron dan bermuatan positif. Oleh karena berlawanan cas, kation
akan bergerak ke katoda. Di situ, elektron-elektron yang banyak akan diberi
kepada kation untuk memenuhi kekurangan elektron padanya.Apabila kation
mendapat elektron ia menjadi neutral dan bersifat bahan atom.Biasanya dalam
elektrolisis bahan atom akan melapisi katoda atau akan termendap kebagian bawah
sebagai hasil penguraian.
·
Perlakuan di Anoda
Anoda disambungkan kepada puncak
positif bateri. Oleh itu, tindakan bateri menyebabkan banyak elektron dari
anoda telah di hantar ke katoda.Maka itu ia kekurangan elektron dan bercas
positif. Manakala anion pula ialah atom-atom atau molekul-molekul bebas yang
bercas negatif. Anion mempunyai kelebihan elektron padanya.Karana berlawanan
cas, anion akan bergerak ke anoda.Disana ia akanmengeluarkan elektron lebihan
tersebut ke anoda.Anion akan menjadi neutral dan menjadi atom-atom.Biasanya
ialah bahan bukan logam.Pada proses elektrolisis, selepas anion menjadi
neutral, ia boleh bergabung untuk membentuk bahan-bahan molekul sebagai hasil
elektrolisis.
Gambar 1 : elektrolisis
Tabel 1 : Contoh elektrolisis
Elektrolit
|
Katoda
|
Anoda
|
kuprum(ii)klorida
|
Klorin
|
kuprum
|
air
|
hidrogen
|
oksigen
|
larutan natrium klorida
|
hidrogen
|
klorin
|
B. Aplikasi Elektrolisis
Salah satu aplikasi elektrolisis
adalah dalam proses penyepuhan ( electroplating ). 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
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
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 .
Kegunaan Plating
Kegunaan elektroplating ada empat tujuan utama 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.
1. Dekoratif.
1. Dekoratif.
Banyak logam tidak menarik untuk dilihat, karena
memiliki sifat mudah teroksidasi, berminyak, atau berkarat. Contohnya seperti
besi, yang merupakan logam paling murah yang tersedia banyak di pasaran
Lapisarf tipis krotft akan mempercantik penampilan sekaligus menambah nilai
jual dari seng. Krom dapat di-plating dengan proses 'bright plating dan
terlihat mengkilat (bila dilakukan dengan benar dapat bertahan hingga
bertahun-tahun). Oleh sebab ini maka krom plating menjadi plating paling
banyak digunakan selama ini untuk tujuan dekoratif. Namun karena krom plating
sendiri sangat tipis (untuk membuat lapisan kromium dengan ketebalan
tertentu sangat sulit, terutama karena kesulitan dalam pengukuran ketebalan)
maka digunakan kombinasi tembaga-nikel atau nikel saja sebagai undercoat (lapisan
bawah) kromium, sehingga hasil plating dapat bertahan lebih lama. Logam
lain yang digunakan untuk dekoratif plating antara lain emas,
perak, tembaga, perunggu, kuningan, dan rhodium.
Fungsi plating
untuk lapisan pelindung seringkali dihubungkan dengan fungsi plating untuk
dekoratif. Kombinasi tembaga nikel- kromium yang digunakan untuk bumper mobil,
contohnya, mempunyai dua fungsi, yaitu melindungi dari karat dan mempercantik
penampilan mobil. Khusus untuk fungsi proteksi, seng adalah logam yang paling
ekonomis dan efektif yang paling banyak digunakan. Walaupun seng dapat
dikilapkan, namun tidak akan bertahan lama, akibatnya seng jarang digunakan
untuk fungsi dekoratif. Kadmium lebih mahal dari seng, namun memiliki sifat
jauh lebih unggul daripada seng, kadmium lebih tahan korosi terutama bila
digunakan pada lingkungan yang lembab atau di laut. Tin (timah) berfungsi untuk
melindungi besi terutama pada kaleng makanan. Sebenarnya kombinasi fungsi timah
dan besi adalah saling melengkapi, dimana besi menguatkan sifat timah yang
mudah penyok, dan timah melindungi besi dari karat, sekaligus melindungi
makanan dari besi. Kaleng makanan merupakan penerapan proses elektroplating
dalam jumlah besar yang paling banyak digunakan oleh industri.
Ada beberapa
benda yang diperlukan untuk suatu tujuan tetapi logam pembuatnya tidak memiliki
sifat yang sesuai dan menunjang fungsinya, sehingga perlu dilakukan plating pada
logam dasar tersebut untuk memberinya sifat yang sesuai dengan kebutuhan.
Beberapa contohnya antara lain:
- Timah
dilapiskan pada kaki komponen elektronik untuk mempermudah solder melekat
padanya. Kaki komponen terbuat dari tembaga, namun tembaga saja tidak cukup
cepat dilekati timah
- Sambung,
diperlukan tahanan yang sangat kecil pada kontak. Logam emas di solder karena
sangat sulit menjaga tembaga dari lapisan film yang ditimbulkannya akibat
interaksi dengan lingkungan. Lapisan minyak ini akan empersulit pelekatan timah
solder pada kaki komponen.
- Untuk
fungsi reflektor (pada senter, atau lampu otomotif), logam dilapisi dengan
logam perak atau rhodium yang memiliki daya refleksi tinggi.
- Untuk
fungsi relay dan switch yang bekerja dengan kontak putusan
palladium dilapiskan pada kontak untuk memperkuat fisik kontak dan memperkecil
tahanan kontak.
4. Sifat mekanik.
Kategori ini
dapat digolongkan pada pemberian sifat khusus pada logam dasar. Kategori ini
dipisah dengan pertimbangan bahwa untuk penggunaan mekanik, sebuah logam perlu
dilapisi lebih tebal dibanding dengan tiga kategori sebelumnya, seringkali
hingga orde milimeter ( tiga kategori sebelumnya hanya hingga orde mikrometer
). Umumnya sifat flsik yang diinginkan dalam kategori ini adalah kekuatan dan
ketahanan. Terkadang plating digunakan untuk merekonstruksi ulang bentuk
dari logam yang telah rusak baik akibat penggunaan maupun salah produksi.
Kromium dengan ketebalan jauh di atas ketebalan untuk fungsi dekoratif,
digunakan untuk melapisi laras senapan, membentuk gilingan yang digunakan dalam
mesin pembuat kertas, silinder mesin diesel, dan banyak benda-benda lain yang
membutuhkan kekerasan bahan. Klaker untuk roda pintu besi harmonika, roda
kendaraan, atau mencairkan tip-ex semuanya terendam dalam cairan, yang mana
mudah terjadi korosi, sehingga dilapisi dengan kromium untuk meningkatkan daya
tahan korosi.
C. Larutan yang digunakan dalam
elektroplating
Setiap larutan plating yang digunakan mengandung beberapa bahan yang mempunyai fungsi sebagai berikut:
1. Menyediakan logam yang dilapiskan
2. Membentuk kompleks dengan logam pelapis
3. Bersifat konduktif
4. Mampu menstabilkan larutan (dari hidrolisis)
5. Mampu menjadi buffer (menstabilkan pH)
6. Memodifikasi bentuk fisik lapisan
7. Membantu melarutkan anoda
8. Memodifikasi sifat-sifat lain dari larutan (tergantung pada larutannya
Setiap larutan plating yang digunakan mengandung beberapa bahan yang mempunyai fungsi sebagai berikut:
1. Menyediakan logam yang dilapiskan
2. Membentuk kompleks dengan logam pelapis
3. Bersifat konduktif
4. Mampu menstabilkan larutan (dari hidrolisis)
5. Mampu menjadi buffer (menstabilkan pH)
6. Memodifikasi bentuk fisik lapisan
7. Membantu melarutkan anoda
8. Memodifikasi sifat-sifat lain dari larutan (tergantung pada larutannya
D. Pemanfaatan Au3+ dalam
electroplating perhiasan yang berlapis emas
Elektroplating emas biasanya lebih
umum dikenal dengan istilah “penyepuhan”. “Sepuh” artinya tua sehingga
barang-barang yang dilapisi emas seolah-olah mirip dengan emas murni meskipun sebenarnya
benda tersebut hanya dilapisi beberapa mikron dengan emas. Penyepuhan banyak
diterapkan pada barang-barang kerajinan maupun perhiasan. Tidak semua logam
boleh disadurkan dengan sebarang logam lain. Beberapa syarat diperlukan adalah
:
· Logam yang
hendak disadur dijadikan katoda.
· Logam
penyadur dijadikan anoda.Garam logam penyadur dijadikan elektrolit.
· Logam yang
disadur lebih reaktif dari logam penyadur dalam siri elektrokimianya.
Tabel 2 : Logam penyadur,
logam disadur, dan tujuan
Logam Penyadur
|
Logam disadur
|
Tujuan
|
Emas
|
Barang Kemas
|
Mencantikan
|
Kromium
|
Bahagaian kenderaan
|
Mencegah kakisan
|
Nikel
|
Syiling
|
Mencantikan
|
Perak
|
Barang cendermata
|
Mencantikan
|
Timah
|
Tin makanan
|
Mencegah kakisan
|
Pembuatan perhiasan yang berlapis
emas menggunakan cara elektrolisis untuk pelapisannya. Perhiasan yang akan
dilapisi (disepuh) diletakkan pada katode dan logam emas yang untuk menyepuh
diletakkan di anode, sedangkan elektrolitnya merupakan larutan yang mengandung
ion Au3+. Larutan Au3+ harus dibuat dengan konsentrasi
yang sekecil-kecilnya dan menggunakan arus yang sekecil-kecilnya agar proses
penempelannya sempurna. Bila penempelannya terlalu cepat proses kristalisasinya
tidak sempurna dan akibatnya menjadi hitam (tidak mengkilat). Agar konsentrasi
Au3+ yang ada dalam larutan sekecil-kecilnya maka garam Au3+
ditambah apotas (K2CO3.KCN) yang akan membentuk ion
kompleks [ Au(CN)6]3-. Proses penyepuhan memerlukan
ketrampilan dan pengalaman, sebab tanpa latihan hasil yang didapat tidak baik.
IV. KESIMPULAN
1.
Proteksi kimia merupakan salah satu
bentuk pengawetan kimia dimana benda yang akan diawetkan tidak bereaksi dengan bahan
kimia pengawetnya. Salah satu contohnya adalah penyepuhan logam atau
elektroplating.
2.
Elektroplating atau penyepuhan merupakan
proses pelapisan permukaan logam dengan logam lain sehingga logam yang dilapisi
menjadi terlindungi.
3.
Penyepuhan logam menerapkan prinsip
elektrolisis, dimana energi listrik yang diberikan dirubah menjadi energi
kimia.
4.
Kutub negatifnya dihubungkan pada kalung
yang akan dielektrolisis sehingga terjadi reaksi reduksi dan kutub negatifnya
dihubungkan pada elektroda karbon (arang baterai) sehingga terjadi reaksi
oksidasi.
5.
Logam (kalung) disepuh dengan perak
terlebih dahulu baru kemudian disepuh dengan emas agar hasilnya lebih berkilau
walaupun lapisan emasnya tipis.
Tag :
Education,
