sakarin sebagai bahan pengkilap larutan proses

SAKARIN SEBAGAI BAHAN PENGKILAP
LARUTAN PROSES LAPIS NIKEL
Rusmardi (1)
(1) Staf Pengajar Politeknik Negeri Padang
ABSTRAK
Meluasnya penggunaan lapis listrik untuk keperluan industri, menimbulkan bertambahnya
tuntutan mutu oleh pelanggan yang harus dilayani industri. Penyempurnaan metoda proses
pun juga harus ditingkatkan. Agar diperoleh mutu hasil pelapisan yang baik dengan jalan
membuat permukaan lapisan mengkilat, berwarna dan sebagainya. Variabel yang diamati
adalah kualitas permukaan endapan logam pelapis nikel pada logam dasar. Pengambilan
data dilakukan pada larutan terpisah. Pembuatan larutan dilakukan secara bersamaan.
Pemisahan larutan pada temperatur 400 C agar larutan dalam keadaan homogen, hal ini
sangat penting. Larutan yang diberikan dengan berat sakarin yang bervariasi untuk diteliti.
kemampuan refleksi permukaaan lapisan diukur dengan menggunakan pengukur intensitas
cahaya “Luxmeter”. Perlakuan pada lima kondisi larutan dengan ulangan empat kali
sehingga jumlah sampel adalah dua puluh sampel. Strategi sampling dengan cara
randomisasi. Analisis data dengan analisis variansi rancangan acak lengkap untuk
mengetahui perlakuan sakarin yang bervariansi dapat mempengaruhi larutan.kemudian
diteruskan dengan analisis perlengkapan uji newman keuls. Hasil penelitian untuk
memperbaiki tampak rupa (mutu kilap) hasil endapan lapisan nikel diperlukan bahan
tambah alternatif yaitu sakarin dengan penambahan sakarin 0,75gram per liter didapatkan
mutu kilap yang baik. Di dalam penambahan sakarin harus diperhatikan agar larutan sakarin
tersebut tidak tercemar. Untuk itu sangat dibutuhkan ketelitian yang tinggi. Pembersihan
larutan dari pencemaran membutuhkan biaya yang mahal.
ABSTRACT
The wide-speading of usage endue electrics for industry, generating increasing demand it
quality of by cutomer which must serve by industry. Completion of method process also
have to be improved. So that obtained quality of result of good veneering by way of making
surface of coat gleam, chromatic etc. Variable perceived by is quality surface of metal
sediment pelapis of nickel at elementary metal. Intake of data conducted at separate
condensation. Making of condensation done concurrently. Dissociation of condensation at
temperature 400C to be condensation in a state of is homogeneous, this matter of vital
importance. given by condensation is weighing of sakarin which vary to be checked. ability
of refleksi permukaaan of coat measured by using pengukur of light intensity " Lux metre".
Treatment at five condition of condensation with restating four times so that the amount of
sampel is twenty sampel. Sampling strategy by randomisasi. Data analysis with analysis of
variansi complete random device to know treatment of sakarin which is bervariansi can
influence continued with analysis supply of test of newman keuls. Result of research to
improve;repair to see aspect quality gleam result of nickel coat sediment needed by
materials add alternative that is sakarin with addition of sacarine 0,75gram per litre got by
quality gleam good. In addition of sakarin have to be paid attention condensation of to
sacarine the is not impure. For that very required by is high correctness. Sweeping of
condensation of contamination require the expense of costly
Keywords: endue electrics, quality, surface of coat gleam, metal, light intensity
1.
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang dan Masalah
Dengan bertambah meluasnya penggunaan lapis
listrik untuk keperluan industri, maka bertambah
pulalah tuntutan spesifikasi atau kualitas akhir dari
lapisan, sehingga penyempurnaan proses pun terus
diperlukan.
Lapis listrik menawarkan jasa untuk memberikan
suatu
perlindungan
suatu
logam
dengan
menggunakan logam tertentu sebagai logam pelapis,
misalnya nikel, krom, seng, tembaga, emas dan
sebagainya.
Tujuan pelapisan logam selain untuk melindungi
logam dari bahaya korosi juga digunakan untuk
tujuan memperbaiki sifat tampak rupa (dekoratif),
sehingga untuk maksud ini lapis listrik selain harus
Sakarin Sebagai Bahan Pengkilap Larutan Proses Lapis Nikel (Rusmardi)
melindungi logam dari bahaya korosi dan cukup kuat
untuk menempel pada permukaan logam, permukaan
lapisan listrik harus cukup menarik dipandang mata,
seperti lapis listrik untuk logam–logam perabot
rumah tangga, alat–alat kantor dan sebagainya.
1.2
Metode Pendekatan
Metoda pendekatan yang digunakan pada penelitian
ini adalah pendeketan survey literature berdasarkan
rumusan–rumusan yang telah dikembangkan orang–
orang terdahulu, dan juga pendekatan empiris dari
pengalaman pada laboratorium.
1.4
1. Kutub negatif.
2. Terjadi reaksi reduksi
3. Menarik atau menerima electron dari luar
sirkuit.
Ruang Lingkup
Lapis listrik (Electro Plating), kimia industri.
1.3
Katoda:
Hipotesis
1.4.1 Hipotesis Mayor
Proses lapis–listrik lapis logam nikel dengan
penambahan sakarin sejumlah sakarin pada larutan
proses akan didapatkan hasil permukaan lapisan yang
lebih mengkilap.
1.4.2 Hipotesis Alternatif
Selama proses lapis listrik berlangsung terjadi reaksi
kimia pada daerah elektroda atau elektrolit baik
reaksi reduksi maupun oksidasi.
Karena proses pada lapis listrik reaksi diharapkan
berjalan terus menerus menuju arah tertentu secara
tetap, maka hal yang paling penting dalam proses ini
adalah
pengoperasian
proses
ini
dengan
menggunakan arus searah.
Tergantung pada reaksinya, proses lapis listrik dapat
terjadi di katoda (lebih umum) atau terkadang juga
terjadi di anoda.
a.
Pelapisan Katodik
Pelapisan katodik adalah pelapisan di katoda.
Reaksi yang terjadi:
M + ne ---------M………………….(1)
Proses lapis listrik lapis logam nikel dengan
penambahan sejumlah sakarin pada larutan proses
tidak didapatkan hasil permukaan lapisan yang lebih
mengkilat.
Pada dasarnya pelapisan katodik ini dapat
digolongkan ke dalam dua jenis pelapisan, tergantung
dari mana ion M+ diperoleh.
1.5
1.
Tujuan
Untuk mendapatkan dan meningkatkan hasil
permukaan lapisan yang lebih mengkilat dan lebih
berkualitas.
2.
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Elektrolisa Pelapisan
Lapis listrik (electro plating) termasuk kedalam
proses yang secara umum disebut proses elektrolisa.
Biasanya elektrolisa dilakukan dalam suatu bejana
yang disebut sel elektrolisa yang berisi larutan
elektrolit.
Pada larutan tercelup paling tidak dua elektroda,
masing–masing elektroda dihubungkan dengan arus
listrik. Salah satu elektroda dihubungkan dengan
kutub positif (+) dan dikenal dengan nama kutub
anoda, satu elektroda lainnya diberi nama kutub
negatif (-) dan dikenal dengan nama kutub katodik.
Ciri – ciri dari elektroda tersebut adalah:
Anoda:
1. Kutub positif.
2. Terjadi reaksi logam menjadi ion.
3. Terjadi pelapisan electron menuju keluar
sirkuit.

Dengan menggunakan anoda terlarut.
Elektrolit.
Larutan elektrolit berdisosiasi menjadi ion–ion positif
dan negatif. Karena ada medan listrik diantaranya
dua elektroda (anoda dan katoda) ion – ion positif
akan bergerak menuju elektroda negatif (katoda) dan
ion–ion negatif bergerak menuju anoda.

Katoda.
Pada katoda akan terjadi reaksi reduksi seperti reaksi
pada persamaan pertama. Dengan memilih rapat arus
yang tepat endapan logam akan terbentuk secara
seragan (uniform) selama ion – ion logam tersebut
mencapai katoda dan jumlah elektron yang
dibutuhkan mencakup untuk terjadi reaksi
(persamaan 1) tersebut.

Anoda.
Logam pelapis dijadikan anoda, larut berdasar reaksi:
M ----------- M +ne…
……….……….(2)
Logam dari anoda larut kedalam elektrolit dan
membentuk ion–ion positif. Sedangkan elektron –
elektron akan bergerak menuju katoda melalui sirkuit
luar.
Ion positif yang terbentuk masuk kedalam elektrolit
dan berada dalam keseimbangan dengan ion – ion
negatif yang bergerak menuju anoda.
97
Jurnal Teknik Mesin
Vol. 2, No 2, Desember 2005
Contoh: pelapisan
sebagainya.
2.
tembaga,
nikel,
seng
dan
t
A
Z
F
Dengan menggunakan anoda tidak terlarut.
Anoda tidak ikut terlarut (inert). Untuk mengimbangi
kebutuhan elektron pada reaksi (1), akan terjadi
reaksi didalam elektrolit dengan reaksi sebagai
berikut :
ISSN 1829-8958
= waktu
(detik)
= berat atom
= valensi
= bilangan faraday= 96.500 coulomb
Dengan mengukur langsung benda kerja (katoda),
dengan asumsi bahwa endapan serba sama, ketebalan
dapat ditentukan sebagai berikut:
OH ---------- H2O + O2 +2e ………………(3)
Ketebalan
Atau
H2O --------- 2H + O2
+2e. ………………(4)
Sehingga pada anoda akan terjadi liberasi gas
oksigen.
Ion M+ diambil dari elektrolit.
Contoh: pelapisan krom.
b.
Pelapisan Anodik
Pelapisan anodik dikenal untuk suatu proses yang
disebut anodisasi yaitu suatu proses elektrolisauntuk
mengoksiasi benda kerja. Untuk melakukan proses
ini benda kerja dijadikan anoda, oleh karena itu
prosesnya disebut anodisasi.
c.
Arus 
tegangan(volt )
(amper)
tahanan(Ohm)
Namun demikian seringkali dari sekian banyak
perubahan kimia yang terjadi hanya satu diperlukan,
yaitu jumlah endapan logam pada permukaan katoda
sehingga arus yang digunakan untuk perubahan
kimia yang lain, misal evolusi gas, diendapkan
sebagai pemborosan (pengurangan efisiensi).
Dengan demikian efisiensi arus dapat dirumuskan
sebagai berikut:
Namun demikian tegangan (voltase) dapat diubah –
ubah dengan mengatur tombol yang ada pada catu
dayta.
Pada umumnya lapis listrik membutuhkan tegangan
sekitar 6–12 volt. Dan rapat arus yaitu jumlah arus
persatu satuan luas permukaan benda yang dilapisi
sangat bervariasi tergantung dari prosesnya.
Hukum Faraday
W
I .t.a
ZF
f.
Rapat Arus
antara
– ion
untuk
dalam
Didalam proses lapis listrik yang lebih penting bukan
berat total dari logam yang diendapkan, tetapi
ketebalan rata – rata yang akan tergantung kepada
berat total logam yang diendapkan dan luas
permukaan pada mana endapan tersebut menyebar.
Di dalam proses lapis listrik yang paling penting
sekali artinya suatu variabel yang dikenal dengan
nama rapat arus.
g.
Reaksi Anoda–Katoda
Reaksi yang terjadi pada elektroda atau rendaman
sebagai berikut
Katoda (-) Ni+
2e -------------- Ni2+ (mengendap)
Anoda (+) Ni2+-------------- Ni+ 2e
Untuk larutan standar:
NiSO4 …………………. 250 gram per liter
NiCl ………………….. 40 gram per liter
H2BO3…………………….
dimana:
W = berat endapan
I = arus yang dibebankan
Efisiensi = Berat endapan sebenarnya
Berat teorits endapan
Arus total yang ngmengalir melalui sel (sistem)
menghasilkan perhitungan besar logam yang
diendapkan secara keseluruhan.
Biasanya ahli lapis listrik tidak langsung
memperhatikan tahanan, karena faktor tersebut tidak
bisa langsung diamati.
Michael Faraday menemukan hubungan
produk suatu endapan atau deposit dari ion
logam dengan jumlah arus yang dipakai
mengendapkan. Hubungan ini digunakan
hukum faraday sebagai berikut:
Efisiensi Arus
Dalam proses lapis listrik, jumlah perubahan kimia
yang terjadi sebanding dengan jumlah listrik yang
mengalir.
Hukum Ohm
Prinsip dan hukum yang mengatur kecepatan arus
listrik pada proses lapis listrik dirumuskan sebagai :
d.
e.
= Berat endapan
Luas permukaan
(gram)
(amper)
45 gram per liter
NiSO 4  Ni 2  SO4 2NiCl 
Ni 2  Cl
2-
98
Sakarin Sebagai Bahan Pengkilap Larutan Proses Lapis Nikel (Rusmardi)
Besarnya endapan dapat dirimuskan sebagai berikut:
W=
Membantu pelarutan anoda
Adapun rendaman yang digunakan dalam proses
lapis listrik dapat bersifat asam atau basa. Biasanya
rendaman selalu mengandung garam dari logam yang
diendapkan atau dilapiskan.
E.I .t
96.500
dimana:
E
= nilai setara elektro kimia
I
= besar arus (amper)
t
= waktu (detik)
pada saat proses pelapisan berat atau tebal lapisan
dapat ditentukan dengan menghitung waktu proses
dan besar arus yang digunakan pada saat proses.
Besarnya arus yang diberikan pada saat proses
persatuan luas permukaan plating disebut rapat arus.
Besarnya rapat arus akan sangat menentukan hasil
lapisan yang dihasilkan.
Jenis logam
BA
Valensi
Cadmium
Chromium
112,4
52,0
Cobalt
Coper
Coprus
Cupric
Gold
Aurous
Auric
Iron
Lead
Nikel
Platinum
58,93
2
6
3
2
2
Laju
pengendapan
(gram/l)
2,1
0,3233
0,646
0,970
1,1
63,54
1
2
2,37
1,19
196,97
Silver
107,87
1
3
2
2
2
2
4
1
7,35
2,45
1,024
3,865
1,095
3,695
1,821
4,205
55,85
107,19
58,71
195,09
Sebaiknya garam – garam yang mudah larut namun
ion dari garam tersebut tidak mudah teriduksi.
Walaupun anion tidak ikut secara langsung dalam
proses terjadinya pelapisan, tetapi jika menempal
pada permukaan katoda akan merupakan gangguan
bagi struktur endapan.
Larutan yang digunakan dalam penelitian ini dengan
komposisi
NiSO4 …………………………. 250 gram per liter
NiCl ………………………….. 40 gram per liter
H2BO3………………………….
Tabel 1. Laju pengendapan
2.2

Kondisi Rendaman
Setiap larutan elektrolit yang dijadikan rendaman
tempat proses lapis listrik berlangsung harus
mengandung bahan – bahan terlarut. Menurut Ir.
Juhanda S (1985) bahan rendaman memiliki satu dari
fungsi berikut:

Menyediakan sumber – sumber logam yang
akan diendapkan

Menyediakan kompleks dengan ion logam
yang akan diendapkan

Konduktif

Dapat menstabilkan larutan dari hidrolisa

Bertindak sebagai buffer pengatur pH
45 gram per liter
Adalah memenuhi dari beberapa persyaratan sebagai
rendaman seperti tersebut diatas.
2.3
Kondisi Operasi
Pada proses pengendapan logam pada benda terlapis
pada proses elektolisa selain dipengaruhi pula oleh
kondisi operasi (kondisi elektrolisa).
Berdasar Ir. Juhanda. S (1985), disebutkan bahwa
faktor – faktor yang mempengaruhi lapisan pada
proses lapis listrik dipengaruhi beberapa faktor antara
lain :

Besarnya sumber arus atau besarnya
potensial yang digunakan dalam pelapisan.

Struktur dan ukuran – ukuran butiran elektro
deposit akan menentukan kualitas adesif
lapisan.
Dari pernyataan diatas jelas bahwa jika dalam
pelapisan digunakan rapat arus yang tinggi berarti
laju pengendapan akan lebih besar. Akibat dari laju
pengendapan yang besar akan didapatkan struktur
endapan yang kasar dan tidak homogen.
2.4
Kondisi Larutan Rendaman
Setiap larutan elektrolit yang dijadikan rendaman
proses lapis listrik berlangsung harus mengandung
bahan – bahan terlarut. Menurut Ir. Juhanda.S (1985),
bahan rendaman harus memiliki salah satu fungsi
berikut:

Menyediakan sumber logam yang akan
diendapakan.

Membentuk komplek dengan ion logam

Konduktif (menghantar listrik)

Konduktif (menghantar listrik)

Dapat menstabilkan larutan dari hidrolisa
99
Jurnal Teknik Mesin
Vol. 2, No 2, Desember 2005

Memodifikasi atau mengatur bentuk fisik
dari endapan

Membantu pelarutan anoda

ISSN 1829-8958
Untuk menambah daya tahan terhadap
korosi.
Contoh: pelapisan jenis ini adalah pelapisan
seng.
Adapun rendaman yang digunakan dalam proses
lapis listrik dapat bersifat asam atau basa. Biasanya
rendaman selalu mengandung garam dari logam yang
akan diendapkan atau dilapiskan.

Untuk mendapatkan permukaan yang tahan
korosi dan sifat tertentu yang tidak dimiliki
oleh logam yang akan dilapisi
Contoh: lapis nikel dan khrom pada arelay
telepon, dimana selain untuk melindungi
logam dari korosi juga diharapkan akan
memperbaiki sifat tahan aus.
Sebaiknya garam – garam yang mudah larut namun
anion dari garam tersebut tidak mudah tereduksi.
Walaupun anion tidak ikut secara langsung dalam
proses terjadinya pelapisan, tetapi jika menempel
pada permukaan katoda akan merupakan gangguan
bagi struktur endapan.

Untuk mendapatkan sifat tertentu
Contoh: lapis khrom pda silinder dan bagian
lain pada mesin pembakaran, dimaksudkan
untuk memperbaiki sifat tahan aus dan
lubrikasi dari permukaan.
Larutan yang digunakan dalam penelitian ini dengan
komposisi
NiSO4 …………………………. 250 gram per liter
NiCl ………………………….. 40 gram per liter
2.
H2BO3………………………….
Sebelum menentukan jenis pelapisan yang akan
digunakan, terlebih dulu perlu diketahui fungsi dari
benda yang akan lapisi tersebut. Ada beberapa faktor
yang perlu mendapat perhatian dalam menentukan
pelapisan, yaitu:
45 gram per liter
Adalah memenuhi beberapa persyaratan sebagai
rendaman seperti tersebut di atas.
2.5
Pemilihan Jenis Pelapis
1.
Di dalam proses lapis listrik, logam – logam yang
umumnya digunakan untuk melapis antara lain
kadmium, khrom, tembaga, emas, perak, timbal,
nikel, seng, sedangkan logam paduan yang
digunakan antara lain kuningan dan perunggu.
Dilihat dari fungsi perlindungannya, jenis – jenis
logam pelindung tersebut dapat dikelompokkan 2
golongan.
a.
2.
Logam lapis mulia
3.
4.
Bentuk dan ukuran dari benda yang akan
dilapisi
Desain bak, rak, anoda, yang digunakan untuk
pelapisan harus sesuai dengan bentuk dan
ukuran dari benda yang akan dilapisi.
3.
Contoh: pelapisan logam seng
3.1
Untuk mendapatkan perlindungan yang baik,
pemilihan jenis pelapis perlu dilakukan secara hati–
hati. Hal–hal penting yang perlu dijadikan dasar
pertimbangan adalah sebagai berikut:

Jika ditinjau dari tujuan pelapisan dapat dibagi
menjadi 3 kelompok.
Logam dasar yang akan dilapisi
Suasana pelapisan (kondisi elektolit) harus
sesuai dengan benda yang akan dilapisi.
Lapis logam korban
Tujuan pelapisan
Umur pelayanan (service life)
Pemilihan logam pelapis juga harus
disesuaikan dengan umur pelayanan dari
benda yang akan dilapisi.
Logam–logam pelapis yang termasuk dalam
golongan ini adalah logam – logam yang lebih baik
anodik dari logam yang dilindungi, sehingga logam
pelindung ini akan rusak lebih dulu.
1.
Faktor lingkungan
Pemilihan logam harus disesuaikan dengan
lingkungan dimana benda yang dilapisi
tersebut berada.
Logam – logam yang termasuk dalam golongan ini
adalah logam – logam yang betul melindungi.
Logam ini lebih bersifat katodik dari logam yang
dilindungi. Sebagian besar dari logam pelindung
termasuk golongan ini.
b.
Fungsi dari benda yang akan dilapis
METODE PENELITIAN
Alat dan Bahan yang digunakan
Peralatan yang digunakan
1.
Weker glass 2000 CC 3 buah
2.
Weker glass 250 CC 1 buah
3.
Pengaduk (spatula)
4.
o
Thermometer 100 C 1 buah
5.
Kertas pH indicator
1 buah
1 dos
100
Sakarin Sebagai Bahan Pengkilap Larutan Proses Lapis Nikel (Rusmardi)
6.
Statif/stand base
1 set
7.
Timbangan digital
1 buah
8.
Pemanas/magnit pengaduk 1 buah
9.
Stopwatch
Lux meter
Merk Siemens
Range 3000 Lux
11. Sumber daya (DC)
1 buah
12. Kabel konektor
4 buah
3.2
13. Klem/penjepit
3 buah
3.1.1
14. Thermostat
1 buah
15. Disc penarik
2 buah
16. Tang jepit
1 buah
Dalam percobaan ini variable yang diamati adalah
kualitas permukaan endapan logam pelapis (nikel)
pada logam dasar Bass. Pengambilan data masing –
masing dilakukan pada larutan terpisah yang
dimaksudkan agar setiap proses lapis listrik
dilakukan dengan larutan yang standar.
1 buah
1.
Nikel sulfat
7,5 Kg
2.
Nikel klorida
1,2 Kg
3.
Asam borat
1,35 Kg
4.
Asam klorida
1 liter
5.
Larutan sabun
10 liter
6.
Lansol
1 buah
7.
Anoda nikel
1 buah
Spesifikasi peralatan
 Pemanas/ magnit pengaduk
Merk Ikamak
Tegangan listrik 220 volts.
Motor
shaded pole motor
Torsi
1,0 Ncm
Speed range 20 – 2000 rpm
Work surface stainless stell 4301
Diameter plat pemanas 125 mm
Daya 400 watt
Temperatur adjustable range sampai dengan
3500C
Timbangan digital
Merk Mettler
Kapasitas 460gr


1 buah
Bahan yang digunakan

Merk Stavol
Range daya 20 Amper
Tegangan max 12 volt
10. AVO meter
18. Lux meter

Sumber daya
0
1 buah
17. Ember 20 liter stamping 5 mm 1 set


Thermostat
Merk Rostat
Range temperatur 1000C
Metodologi Penelitian
Rancangan percobaan
Pembuatan larutan tersebut dilakukan secara
bersamaan (dalam satu tempat), dimaksudkan agar
seluruh larutan dapat seragam. Pemisahan larutan
yang digunakan untuk proses dilaksanakan pada
temperatur 400C, hal ini untuk menjaga agar pada
saat larutan diambil atau dipisahkan dalam keadaan
homogen.
Hal ini sangat penting karena jika larutan diambil
dalam keadaan yang tidak homogen akan
mengakibatkan penyimpangan komposisi larutan,
karena pada temperatur rendah bahan nikel kloritnya
akan mengendap.
Larutan elektrolit yang digunakan pada penelitian ini
larutan adalah larutan nikel jenis asam, dengan
komposisi sebagai berikut :
NiSO4 …………………………. 250 gram per liter
NiCl .………………………….. 40 gram per liter
H2BO3………………………….
45 gram per liter
Kondisi operasi yang digunakan pada proses ini
adalah kondisi standar (pengendapan optimum) dan
larutan yang digunakan bervariasi terhadap
penambahan sakarin, dimana berat sakarin yang
ditambahkan pada setiap liter larutan sebagai variabel
yang diteliti dalam penelitian ini.
Sebelum dilakukan proses perlakuan (pelapisan),
benda kerja (sampel) diberi nomor terlebih dahulu
sesuai dengan nomor proses.
Setelah dilakukan proses perlakuan pelapisan hasil
proses tersebut diuji kualitas kilapnya (bright)
dengan mengukur kemampuan refleksi permukaan
lapisan dengan menggunakan pengukur intensitas
cahaya “lux meter”.
Dari uraian tersebut diatas maka rancangan
percobaan yang digunakan adalah rancangan acak
lengkap.
101
Jurnal Teknik Mesin
Vol. 2, No 2, Desember 2005
Model matematisnya dapat dirumuskan sebagai
berikut:
Yij =
+
I
+
ISSN 1829-8958
NiSO4
ij
250 x 30 = 7500 gram
NiCl
40 x 30 = 1200 gram
H2BO3
45 x 30 = 1350 gram
dimana:
I = 5 (perlakuan penambahan sakarin)
2.
Menyiapkan air panas (Aqua DM) sebanyak
10-liter dalam bak hingga temperatur 400C.
3.
Masukkan sedikit demi sedikit zat NiSO4 ke
dalam bak dan terus diaduk sampai larut
semua.
4.
Campurkan NiCl2 dengan H3BO3 ( jika
terdapat gumpalan – gumpalan dihancurkan
lebih dulu), dan masukkan secara bertahap
kedalam bak dan larutan dalam keadaan terus
diaduk hingga semua zat larut.
5.
Jaga temperatur tetap pada 450C selama
kurang lebih 60 menit, hal ini dimaksudkan
agar larutan benar – benar larut dan homogen.
6.
Periksa keasaman dengan kertas pH indikator.
= Harga rata–rata
= Pengaruh perlakuan
= Pengaruh galat
Sampling
a.
Banyaknya sampel
Perlakuan dilakukan pada kondisi 5 larutan,
dengan ulangan setiap perlakuan 4 kali.
Jumlah sampel 5 x 4 = 20
Adapun alokasi sampel seperti pada tabel
berikut:
Tabel 2 Alokasi sampel
N
o.
1.
2.
3.
4.
5.
b.
Bahan
(sampe
l)
Uku
ran
Brass
(plat)
“
“
“
“
50x2
5x1
“
“
“
“
Kondisi operasi
T
p
c
t
H
d
4
5
“
“
“
“
4.
5
“
“
“
“
8
“
“
“
“
Larutan
sakarin
(gr/l)
2
0
“
“
“
“
0,0
Juml
ah
spesi
men
4
0,25
0,50
0,75
0,10
4
4
4
4
Strategi sampling
Urutan proses dengan cara randomisasi dimana
semua sampel diberi nomor, kemudian diundi.
Hasil randomisasi sebagai berikut:
12
16
20
13
3.1.2
6
4
18
14
2
19
1
9
15
17
8
10
5
11
4.1.2

Ambil 2 liter larutan/rendaman dan tempatkan
dalam weker glass 3000 cc. Dan panaskan
tempatkan diatas pemanas (agar didapatkan
larutan
yang
benar–benar
homogen
pengambilan larutan/rendaman harus pada
temperatur 450C)

Tempatkan anoda nikel pada bak, gunakan
penyangga (statif) dan posisikan pada bagian
tepi.

Rangkai
peralatan
sumber
tegangan,
thermostat, kabel penghubung seperti “Gambar
1” berikut:
7
3
Analisis data
Data pengujian dianalisis dengan analisis variansi
rancangan acak lengkap untuk mengetahui apakah
perlakuan sakarin yang diberikan pada larutan benar
–benar berpengaruh.
Anoda
Katoda
Power Supply
Setelah melalui analisis variansi diteruskan dengan
analisis pelengkap uji newman keuls.
4.
4.1
Penyiapan perlakuan percobaan
Heater
PELAKSANAAN PERCOBAAN
Gambar 1. Rangkaian peralatan
Menyiapkan bahan dan perlengkapan
4.1.1 Pembuatan larutan
Pembuatan larutan dilakukan dalam satu bak dengan
tahapan sebagai berikut:
1.
Penimbangan bahan larutan
4.1.3 Penyiapan benda kerja yang akan dilapisi
(sampel)

Pemotongan benda kerja plat kuningan (Brass)
dengan ukuran 22x50x3 mm
102
Sakarin Sebagai Bahan Pengkilap Larutan Proses Lapis Nikel (Rusmardi)

Bersihkan dengan benda kerja dari kotoran
(jika ada), dan cucilah dengan bensin agar
bebas dari lemak.

Cuci dengan sabun sampai tidak kalis terhadap
air

Jepitkan benda kerja dengan kawat kuningan
agar benda kerja tidak terpegang dengan
tangan (jika terpegang tangan maka proses
pembersihan harus diulangi lagi.

Bilas dengan bersih apakah masih ada bagian
yang kalis terhadap air (jika masih ada bagian
yang kalis terhadap air ulangi lagi pada BAK
I)

Rendam dalam larutan asam 25 % HCl selama
3 detik

Bilas dengan air bersih dan segeralah benda
kerja dimasukkan dalam rendaman dan segera
diproses pelapisan
4.1.4 Pelaksanaan perlakuan sampel

Masukkan benda kerja (sampel) dalam larutan
yang telah disediakan dan hubungan dengan
tegangan (-) dari catu daya.
Berikan tegangan dengan mengatur tombol
pada
catu
daya
hingga
ampermeter
menunjukkan angka tertentu yang telah
direncanakan.
Besar amper = Cd x Luas bidang
Luas bidang lapis (50 x 25 x 2) x 1 = 2500
mm2 = 0,25 dm2.
Untuk Cd = 8 amp / dm2 ----- beban arus = 2.0
amper

Selama proses, temperatur dan besar arus
dijaga tetap konstan, dan pengaduk (strier)
terus berputar.
4.1.5 Ulangi tahapan c sampai f hingga seluruh
benda
kerja
(sampel),
dengan
menambahkan larutan bahan sakarin
kedalam larutan proses lapis nikel dengan
konsentrasi yang bervariasi seperti pada
tabel alokasi sampel.
4.1.6 Pengujian permukaan sampel
Untuk mengukur kualitas kilap (bright) permukaan
dengan menggunakan Luxmeter. Seperti pada
gambar.
Penyekat
Speciment
Lensa
pengarah
Sensor cahaya
Speciment
Rendam benda kerja pada larutan sabun (BAK
I) untuk membersihkan lemak yang tersisa
pada tahap sebelumnya.


Sumber
cahaya
Gambar 2. Pengukuran kilap permukaan lapisan
Keterangan
1) Sampel
2) Luxmeter
3) Sensor intensitas cahaya
4) Teropong isolator
5) Adaptor dengan stabiliser
6) Lampu (sumber cahaya)
Kualitas kilap permukaan dihitung dengan mengukur
daya pantul permukaan yang dinyatakan dalam
persen cahaya yang mampu dipantulkan jika
permukaan tersebut menerima sinar.
4.
4.1
HASIL DAN BAHASAN
Hasil Penelitian
Dari hasil percobaan perlakuan sampel didapatkan
data kilap permukaan sebagai berikut:
Tabel 3. Data kilap permukaan
Ulanga
n
1.
2.
3.
4.
Ratarata
(xi)
Ratarata
total
(X)
Varians
i group
(s)
ni (xi–
x)
JKT =
.. ni (xi
– X)
(ni – 1)
si^
JKG =
.. (ni –
1) si^
0,0
30,12
30,45
33,87
29,34
30,945
Penambahan sakarin (gram per liter)
0,25
0,50
0,75
30,33
38,73
55,14
36,34
40,23
50,45
35,88
45,75
58,45
38,43
48,31
56,75
35,245
43,255
55,197
1,00
35,78
30,24
28,35
33,35
31,93
39,314
3,0143
8,9759
15,351
8,8827
8,1278
350,24
2
82,975
9
77,637
7
1261.3
84
272,65
42
2044,6
871
9,0429
26,927
46,053
26,683
24,383
5
133,05
58
103
Jurnal Teknik Mesin
Vol. 2, No 2, Desember 2005
Tabel 4. Analisis variansi
Sumber
variansi
Penambahan
sakarin
Jumlah
kwd
2044,68
71
dk
4
Kwd
rata-rata
511,1717
Sesatan
133,055
8
0,36494
9
15
8,870843
Jumlah
F
57
,6
28
9
S 0,25
35,25
S 1,0
31,93
S 0,0
30,95
s
ni
8,870843
S.. = v
4
S.. = v
rp
Rst
= rp
x
P
3
3,225
7,15211
3,060
4
3,603
7,9904
5
3,907
8,6645
Pembandingan dengan rata – rata
S 0,75 dengan S 0,5=(x4 – x3)=55,1975 – 43,255 = 11,942
11,942 > 6,8349
S 0,75 dengan S 0,25= (x3 – x2)=43,255 – 35,245 = 8,010
8,010 > 6,8349
S 0,25 dengan S 1,0= (x3 – x5)= 35,245 – 31,93= 3,315
3,315 < 6,8349
S 1,0 dengan S 0,0 = (x5 – x1)= 31,93 – 30,945= 0,9965
0,9965 < 6,8349
S 0,25 dengan S 0,0= (x2 – x1)= 35,93 – 30,945= 4,995
4,995 < 7,15211
Ada pengaruh penambahan sakarin terhadap kualitas
kilap permukaan.
4.2
Bahasan
Pada proses elektrolisa pelapisan proses pengendapan
terjadi karena beda potensial antara larutan dengan
benda kerja sebagai katoda, dimana beda potesial
tersebut disebabkan energi dari luar yang dialirkan
masuk melalui anoda – katoda.
Atom demi atom logam nikel mengendap ke
permukaan katoda (sampel). Kecepatan atom – atom
tersebut mengendap pada katoda larutan itu sendiri.
Semakin besar kecepatan atom –atom tersebut
mengendap akan didaptkan permukaan lapisan yang
buram dan kasar.
Dengan adanya penambahan larutan sakarin akan
menciptakan situasi larutan yang menyebabkan
kecepatan atom – atom logam nikel mengendap pada
permukaan dengan kecepatan yang lebih lambat,
sehingga didapatkan kualitas kilap permukaan yang
lebih baik.
= 2,217710
2
3,082
6,8349
Pengaruh sakarin “F” faktual 57,6849
Ho ditolak
Dari hasil hitungan diatas didapat harga rata – rata
dengan peringkat sebagai berikut:
v
Dari analisis data sampel penelitian pengaruh sakarin
terhadap kualitas kilap permukaaan lapisan
didapatkan hasil hitung sebagai berikut (tingkat
kesalahan 0,005):
“F” tabel
Uji rentang Newman Keuls
S 0,5
43,255
Dari hitungan di atas dapat disimpulkan bahwa
perlakuan yang dilakukan dengan konsentrasi sakarin
yang berbeda – beda, didapatkan kualitas kilap yang
bervariasi.
19
Berdasarkan tabel untuk dk (4 , 15) didapatkan harga
“F” = 3,060. Untuk penambahan sakarin “F” factual
= 57,6289 sehingga hipotesis diterima dan dapat
disimpulkan bahwa ada pengaruh penambahan
sakarin terhadap kualitas kilap permukaan endapan
nikel.
S 0,75
55,1975
ISSN 1829-8958
5. PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Untuk memperbaiki tampak rupa (kualitas kilap)
permukaan hasil endapan lapis nikel diperlukan
bahan tambah, salah satu alternatif bahan tambah
yang dapat digunakan yaitu, sakarin.
Dengan penambahan sakarin kurang dari 0,25 gram
per liter tidak menampakkan perubahan kualitas
kilap, tetapi dengan penambahan 0,75 gram per liter
didapatkan kualitas kilap yang baik, jika penambahan
sakarin terlalu banyak (lebih besar dari 1,0 gram per
lter) akan menyebabkan permukaan endapan kusam
(tidak mengkilap) dan kotor.
5.2 Saran
Untuk memperbaiki hasil kualitas kilap endapan
dengan menambahkan sejumlah bahan tambah, kita
harus hati–hati karena jika terlalu banyak justru akan
mencemarkan larutan itu sendiri, sehingga pemberian
bahan tambah ini harus dilakukan dengan teliti.
104
Sakarin Sebagai Bahan Pengkilap Larutan Proses Lapis Nikel (Rusmardi)
Jika kondisi larutan sudah tercemar, untuk
membersihkan larutan dari bahan pencemar tersebut
diperlukan biaya yang cukup mahal. Jika belum
sangat mengenal sifat–sifat bahan tambah yang akan
digunakan sebaiknya dicoba dulu proses dengan
skala lebih kecil, sehingga jika terjadi penyimpangan
tidak terlalu merugikan.
PUSTAKA
1.
………….
Canning
Handbook
Electroplating. 22th edition Canning
England.
2.
………….. Metal Finishing Enggineering Gold
Plating Other Precius Metal. Japan International
Agency.
3.
Dennis. Nikel and Kromium Plating. NewButter World, 1972.
4.
K, Wahyuddin. Kursus Elektroplating dan
Penerapannya, Lembaga Metalurgi Nasional.
LIPI, Jakarta, 1980
5.
Raymond H Myers. Ilmu Peluang dan
Statistika untuk Insinyur dan Ilmuwan. ITB,
Bandung, 1986
6.
Sujana, Dr.
Bandung, 1982
Metoda
Statistika.
On
Ltd
Tarsito,
105