Upload
a2sneliz
View
581
Download
5
Embed Size (px)
Citation preview
5/8/2018 Anodisasi Aliminium Pa Ngatin - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/anodisasi-aliminium-pa-ngatin 1/9
ANODISASI ALIMINIUM
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Anodisasi adalah suatu proses pembentukan lapisan tipis (film) oksida
pada permukaan benda kerja dengan metode elektrolisis. Proses anodisasi
merupakan kebalikan dari proses elektro plating, karena prosesnya terjadi di
anoda, sedangkan proses electroplating terjadi di katoda. Oleh karena itu, proses
anodisasi yang terbentuk dapat melindungi proses korosi pada logam alumuniun.
Produk proses anodisasi mempunyai peranan yang penting dalam industry
manufaktur, seperti industry pesawat terbang, industry mesin, dan masih banyak
bagi industry yang memanfaatkan hasil proses anodisasi. Berdasarkan hal inilah,
maka praktikum anodisasi untuk logam aluminium menjadi penting.
1.2 Tujuan Percobaan
1. Menjelaskan prinsip proses anodisasi
2. Membuat diagram tahap proses anodisasi
3. Menjelaskan gejala yang terjadi selama proses anodisasi baik di anoda
maupun di katoda
4. Menyimpulkan hasil proses anodisasi Al berdasarkan percobaan yag telah
dilakukan
II. LANDASAN TEORI
Anodisasi adalah proses pembentukan lapisan tipis (film) oksidasi pada
permukaan benda kerja dengan metode elektrolisis. Lapisan ini memberikan
perlindungan terhadap logam aluminium dari reaksi korosi. Proses anodisasi ini
merupakan benda kerja (aluminium sebagai benda kerja) ditempatkan sebagai
anoda dan elektro lain (katoda) adalah logam Al, Pb atau elektroda inert. Produk
proses anodisasi ini mempunyai peranan yang penting dalam industry manufaktur,
seperti industry pesawat terbang, industry mesin, dan masih banyak bagi industry
yang memanfaatkan hasil proses anodisasi.
5/8/2018 Anodisasi Aliminium Pa Ngatin - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/anodisasi-aliminium-pa-ngatin 2/9
Mekanisme pembentukan lapisan oksida di permukaan benda kerja belum
diketahui dengan pasti, tetapi reaksi oksidasi alumunium adalah sebagai berikut :
4Al + 3O2 Al2O3
Kemungkinana tahapan proses anodisasi untuk pembuatan oksida adalah
sebagai berikut:
y Tahap reaksi oksidasi elektrolitik yang mengubah logam aluminium
menjadi ion
y Tahap reaksi ion dengan oksigen yang dibawah dalam bentuk ino (OH-
atau O2) pada antar muka sehingga membentuk aluminium oksida yang
menempel pada permukaan anoda.
y Tahapan terakhir merupakan periatiwa pelarutan kembali sebagai oksida
tersebut oleh asam sehingga membentuk lapisan akhir yang terlapisi
Secara skematis tahapan proses di ata dapat dijabarkan sebagai berikut :
Al Al3+
Al2O3 Lapisan Al2O3 akhir
Reaksi skematis tahapan proses di atas dapat dijabarkan sebagai berikut :
H2SO4 2H
+
+ SO4
2-
Pada katoda (Pb, Al, Anoda tak larut ) :
2H+
+ 2e H2 Eo = 0,0 Volt
2H2O + 2e + O2 4OH-
Eo = 0,4 Volt
Pada anoda Al
2H2O O2 + 4e + 4H+
Al Al3+
+ 3e Eo = 1.66 Volt
Reaksi penentuan oksida :
2Al3+ + 3OH-
Al2O3 + 3H+ Go = -33,985 kkal
5/8/2018 Anodisasi Aliminium Pa Ngatin - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/anodisasi-aliminium-pa-ngatin 3/9
Reaksi total
2Al + O2 + H2O Al2O3 + H2 Go = -320,080 kkal
Ho = -260,536 kkal
Proses anodisasi aluminium digunakan elektrolit yang melarutkan oksida
logam, maka akan terbentuk suatu lapisan oksida yang hamper tidak berpori
dan sangat tipis. Lapisan oksida semacam ini disebut lapisan penghalang
arus. Apabila lapisan penghalang ini terbentuk, maka lapisan ini akan
semakin menebal dan mengakibatkan aliran arus listrik terbentuk, tetapi bila
lapisan oksida banyak porinya, ketebalan hanya beberapa perpuluhan
micrometer, yaitu dapat mencapai 0,17 mm.
Kerapatan porositas bervariasi bergantung pada kondisi anodisasi, tetapi
terbesar mempunyai jarak 6 80. 109 pori/cm2, diameter pori sekitar 100-
300 Ao. Komposisi film terutama adalah Al2O3, meskipun setelah sealing
dalam air mendidih komposisinya menjadi 70% Al2O3, 17% H2O dan 13% sisa
anodisasi seperti sulfat atau kromat. Untuk proteksi, ketebalan film
dibutuhkan 5-25 um.
Larutan elektrolit untuk proses anodisasi dapat menggunakan larutan berikut
ini :
y Larutan kromat (banyak dipakai untuk menganodisai alat pesawat
terbang dan lapisan oksidanya lebih tahan korosi dibandingkan
dengan proses asam sulfat).
y Larutan kromat sulfat : CrO3 (50,25 100,50 gpl), NaCl (0,20 gpl),
asam sulfat (0,50 gpl). Kondisi operasi : T (35o
C), rapat arus (0,1
0,54 A/dm2), t (30 menit), V (40 volt)
y Larutan asam kromat : CrO3 (100 gpl). Kondisi operasi : T (35o
C),
rapat arus (0,1 1,8 A/dm2), t (30 menit), V (40 volt), agitasi (udara)
5/8/2018 Anodisasi Aliminium Pa Ngatin - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/anodisasi-aliminium-pa-ngatin 4/9
y Larutan asam sulfat : asam sulfat (15-18%). Kondisi operasi : T (20-28o
C), rapat arus (1,2 1,4 A/dm2), t (10-30 menit), V (14-24 volt), agitasi
(udara). Produk oksidanya lebih transparan dank keras.
y Asam Fosfat : asam orthopospat (108,7 gpl), kondisi proses : T (20-28
o
C), rapat arus (1,2 1,5 A/dm2), t (10-40 menit).
Pengerasan lapisan oksida
Lapisan oksida yang terbentuk di permukaan logam aluminium dapat
dilakukan pengerasan dengan metoda berikut ini.
y Pengerasan lapisan oksida pada aluminium yang telah mengalami
proses anodisasi dilakukan air panas. Aluminium oksida akan
bereaksi dengan air membentuk bochmat
y Pengerasan lapisan oksida dapat juga dilakukan dengan uap air
panas. Dengan cara ini terbentuk selaput bochmat pada lapisan
oksidanya. Cara pengerasan lapisan oksida dengan menggunakan
uap air panas dapat menghindari terlarutnya kembali sebagai zat
pewarna
y Pengerasan lapisan oksida dapat juga dilakukan dengan larutan
elektrolit seperti natrium asetat, bikromat, silikat dan sebagainya
Pengerasan hasil proses anodisasi bertujuan untuk dekoratif,
sehingga permukaan logam menjadi lebih indah dan menarik. Zat waran
dapat diserap dan tidak mudah hilang akibat sinar matahari. Zat warna
yang digunakan dapat berupa zat warna organic maupun anorganik.
y Setelah proses anodisasi dan dicuci dengan air, lapisan oksidasi
pada permukaan aluminium dapat diberi warna dengan
mencelupkan ke dalam larutan zat warna organic pada
temperature ±65oC. Pelarut zat warna ini tidak harus air tetapi
dapat juga pelarut organic seperti alcohol, benzene dst. Kadar zat
5/8/2018 Anodisasi Aliminium Pa Ngatin - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/anodisasi-aliminium-pa-ngatin 5/9
warna dan pH larutan disesuaikan dengan jenis zat yang
diinginkan.
y Beberapa zat warna anorganik dapat dierap ke dalam pori-pori
oleh larutan lainnya. Karena itu ada dua tahap dalam proses
pewarna ini
Tahap 1 : menyerapkan zat warna anorganik dala pori-pori lapisan
oksida
Tahap 2 : mengendapkan zat anorganik dalam pori-pori dengan
larutan pengendapan.
y Pewarnaan dapat juga dilakukan dengan menggunakan garam
logam.G
aram-garam ini diserapkan ke dalam pori-pori lapisanoksida. Logam garam tersebut diendapkan secara elektrolit.
Logam aluminium yang dikerjakan secara ini akan lebih tahan
terhadap panas dan keadaan cuaca.
III. PERCOBAAN
3.1 Peralatan dan bahan yang digunakan
1. Gelas kimia 200 ml 3 buah
2. Penyearah arus
3. Avometer
4. Bak atau tangki tempat larutan elektrolit
5. Anoda (Al atau Pb)
6. Benda kerja
7. Pengering atau hair dryer
8. Larutan NaOH 50 gpl
9. Larutan HNO3 10 gpl
10. Larutan asam sulfat 15-18 %
11. Alkohol/aseton
12. Kertas abrasive dari yang kasar sampai halus (grid 240 s/d 1000)
5/8/2018 Anodisasi Aliminium Pa Ngatin - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/anodisasi-aliminium-pa-ngatin 6/9
3.2 Diagram Proses
Secara sederhana proses anodisasi dapat ditunjukan seperti diagram pada
Gambar 1.
Pencucian lemak (Degreasing)
Pembilasan (Rinsing)
Pengetsaan (Etching) (asam alkali)
Pembilasan (Rinsing)
Brightener Dip (Pembilasan secara kimia)
Pembilasan
Proses anodisasi
Pembilasan
Pewarnaan
5/8/2018 Anodisasi Aliminium Pa Ngatin - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/anodisasi-aliminium-pa-ngatin 7/9
Sealing
Pengemasan
3.3 Pengambilan data
Rapat arus = 4,2 A/dm2
Suhu proses = 70oC
Waktu proses = 10 menit
No Berat sebelumproses (w1)
Berat sesudahproses (w2)
Gejala selama proses
Warna permukaan logam
sebelum dan setelah pewarnaan
Sebelum proses Setelah proses
1 7,32 7,42Terdapat gelembung
gasAbu-abu Biru tua
2 7,33 7,48Terdapat gelembung
gasAbu-abu Kuning
3 7,25 7,33
Terdapat gelembung
gas Abu-abu Coklat
4 9,23 9,20Terdapat gelembung
gasAbu-abu Biru pudar
IV. Pembahasan
Proses anodisasi ini bertujuan untuk mengetahui kondisi proses selama proses
anodisasi baik di anoda maupun di katoda. Pada proses anodisasi kali ini, Al sebagai
benda kerja sekaligus elektrodanya yang bertindak sebagai anoda sedangkan
elektroda Al yang digunakan bertindak sebagai katoda.
Proses anodisasi ini adalah proses pembentukan lapisan tipis (film) oksida pada
permukaan benda kerja dengan menggunakan elektrolisis. Lapisan ini memberikan
5/8/2018 Anodisasi Aliminium Pa Ngatin - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/anodisasi-aliminium-pa-ngatin 8/9
perlindungan terhadap logam aluminium dari reaksi korosi, larutan yang digunakan
untuk mengelektrolisis pada proses ini adalah H2SO4, karena H2SO4 ini akan terurai
sehingga H+
bebas yang berada di kutub positif akan ditarik ke permukaan elektroda
Al yang dihubungkan di kutub negative.
Saat awal proses terjadi terdapat gelembung-gelembung undara yang kelur, ini
dikarnakan anoda mengalami reksi oksidasi air sehingga akan membentuk gas
oksigen. Electron-elektron dari benda kerja akan menempel di permukaan logam Al.
Reaksinya adalah :
Anoda (Al); 2H2O O2 + 4e + 4H+
(oksidasi air)
Al Al3+
+ 3e
Katoda (Al); 2H+
+ 2e H2
2H2O + 2e + O2 4OH-
(reduksi air)
Ion Al sebagai benda kerja akan bereaksi dengan ion OH- dari hasil reaksi di
katoda yang akan membentuk lapisan oksida, dengan reksinya adalah :
2Al3+
+ 3OH-
Al2O3 + 3H+
Dapat dilihat dari data pengamatan berat akhir logam Al setelah melakukan
proses anodisasi akan bertambah, ini dikarnaka lapisan film oksida menempel.
Tetapi pada proses anodisasi yang ke-4, dip roses ini logam Al yang telah di anodisasi
mengalami penurunan berat ini disebabkan karena pada proses erching waktu yang
digunakan kurang dari 10menit, tidak dilakukan pengadukan sehingga pada proses
pewarnaan warnanya tidak dapat menempel dibenda kerja.
V. Kesimpulan
1. Prinsip anodisasi adalah proses pembentukan lapisa tipis (film) oksida pada
permukaan benda kerja dengan menggunakan elektrolisis.
2. Pada proses anodisasi berlangsung timbul gas oksigen, dikarnakan ada proses
pelepasan ion H+
5/8/2018 Anodisasi Aliminium Pa Ngatin - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/anodisasi-aliminium-pa-ngatin 9/9
3. Gejala yang terjadi pada proses anodisasi adalah timbulnya gelembung gas
oksigen, dikatoda gelembung gas oksigen lebih banyak dibandingkan di
anoda.
4. Proses anodisasi ini akan berlangsung dengan sempurna apabila
menggunakan kondisi proses yang optimum ini dapat dilihat dari berat logam
pada akhir proses akan lebih berat.