BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sekarang ini, banyak barang logam dibuat, dibentuk, dicetak dan ditempa

menjadi wujud yang dikehendaki. Segala cara dilakukan agar barang-barang dari

logam misalnya cincin yang terbuat dari perak atau aluminium dapat dilapisi oleh

emas. Salah satu proses yang dilakukan untuk membuat cincin tersebut yaitu dengan

teknik anodasi atau dalam masyarakat lebih dikenal dengan istilah teknik

penyepuhan logam.

Anodasi merupakan suatu proses elektrolisis dengan suatu logam dijadikan

anoda dalam elektrolit yang sesuai dan bila dialiri arus listrik maka permukaan logam

trersebut akan diubah menjadi oksidanya. Logam yang sering digunakan dalam

proses anodasi ini adalah logam aluminium dimana reaksinya terhadap oksigen akan

menghasilkan oksida dan setiap permukaannya akan dilapisi dengan suatu oksida

Al2O3 yang sangat tipis, bersifat keras, stabil dan tidak berpori. Oleh karena itu,

lapisan oksida aluminium dapat berperan sebagai bahan yang dapat melindungi

permukaan logam yang berada di bawah logam aluminium. Logam aluminium yang

dilapisi dengan oksidanya dapat mencegah pengkaratan. Ketahanan maksimum

terhadap pengkaratan berada pada selang pH 4,5 sampai 8,5. Kebanyakan aluminium

yang digunakan secara komersial diberi perlakuan sedemikian rupa agar dapat

terlapis dengan oksida.

Untuk lebih mengetahui dan mempelajari proses penyepuhan atau pelapisan

logam aluminium oleh oksidanya, maka dilakukan percobaan perhitungan berat

logam aluminium setelah proses anodasi.

1.2 Maksud dan Tujuan Percobaan

1.2.1 Maksud Percobaan

Maksud dari percobaan ini adalah untuk mempelajari kemungkinan

peningkatan ketebalan lapisan oksida logam aluminium melalui reaksi oksidasi.

1.2.2 Tujuan Percobaan

Tujuan dari percobaan ini adalah sebagai berikut:

1. Menghitung berat logam aluminium sebelum dan setelah anodasi serta mengetahui

perubahan warna yang terjadi sebelum dan setelah anodasi.

2. Menghitung rendamen logam aluminium setelah proses anodasi.

1.3 Prinsip Percobaan

Prinsip dari percobaan ini adalah logam aluminium dianodasi melalui proses

elektrokimia dengan cairan elektrolit asam sulfat, pewarnaan hasil anodasi didapat

melalui pencelupan logam dalam campuran besi (III) klorida (FeCl3) dan amonium

oksalat kemudian dicelupkan ke dalam air mendidih.

1.5 Manfaat Percobaan

Bermanfaat untuk pemurnian logam, penyepuhan dan perlindungan logam

terhadap oksidasi lebih lanjut dan memperbaiki penampilan logam.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Reaksi-reaksi kimia yang melibatkan oksidasi-reduksi lebih sering

digunakan dalam analisa titrimetrik daripada reaksi-reaksi asam-basa, pembentukan

kompleks ataupun pengendapan. Ion-ion dari berbagai unsur hadir dalam wujud

oksidasi yang berbeda-beda, mengakibatkan timbulnya begitu banyak kemungkinan

reaksi-reaksi oksidasi-reduksi (redoks). Oksidasi adalah kehilangan satu atau lebih

elektron yang dialami oleh suatu atom, molekul atau ion, sementara reduksi adalah

perolehan elektron. Tidak ada elektron bebas dalam sistem kimiawi yang biasa dan

kehilangan elektron yang dialami oleh suatu spesies kimiawi selalu disertai oleh

perolehan elektron pada bagian yang lainnya. Istilah reaksi transfer elektron

terkadang digunakan untuk reaksi-reaksi redoks (Underwood, 1999).

Hukum Faraday ditemukan oleh seorang kimiawan pada awal abad ke 19

melalui eksperimen elektrolisis yang mulanya menggunakan arus listrik. Titik

mulanya eksperimen ini adalah mengisolasi sebagian besar logam alkali dan alkali

yang dilakukan Humphry Davy. Asisten Davy, Michael Faraday melanjutkannya

dengan mempelajari aspek-aspek kuantitatif dari elektrolisis. Tahun 1830, Faraday

telah mengumpulkan semua data kemudian menyimpulkannya dengan dua hukum:

1. Massa zat yang dibebaskan pada endapan atau pada elektroda sebanding dengan

muatan listrik yang melewati elektrolit.

2. Massa zat sebanding dengan massa molar zat yang disesuaikan dengan jumlah

elektron yang dibutuhkan untuk proses oksidasi atau reduksi.

Muatan pada 1 mol elektron adalah 1 Faraday. F = 96485 C/mol. Ketika arus

dilewatkan melalui larutan CuSO4, Cu2+ berkurang di katoda dan air teroksidasi pada

anoda (Rosenberg dan Epstein, 2000).

Elektrolisis merupakan proses yang penting dalam industri. Dengan jalan

seperti ini dapat dihasilkan berbagai macam produk. Sebagai contoh, logam-logam

alkali, aluminium, klor, hidrogen peroksida dan natrium hidroksida diproduksi secara

komersial denagn menggunakan teknik elektrolisis (Bird, 1993).

Ada beberapa hal yang membuat reaksi elektrolisi menjadi rumit. Pertama,

diharapkan bahwa untuk mengatasi potensial reaksi reduksi yang negatif (yang

menyebabkan reaksi sel nonspontan) diperlukan potensial dengan jumlah besar yang

sama tetapi tandanya berlawanan. Jadi sebagai contoh, bila Esel untuk reaksi reduksi

adalah –x volt, maka diharapkan suber listrik bertegangan +x volt (atau sedikit lebih

besar) sudah cukup untuk membuat reaksi berlangsung, tetapi dalam kenyataannya

hal di atas tidak selalu terjadi. Sering kali potensial yang diperlukan untuk memulai

reaksi jauh lebih besar daripada yang diramalkan secara teoritis. Perbedaan antara

potensial sebenarnya yang diperlukan untuk memulai reaksi elektrolisis dengan

potensial teoritis, dengan nama over potensial. Hal kedua yang membuat reaksi

elektrolisis menjadi rumit adalah sulit untuk menduga reaksi apa yang terjadi pada

proses elektrolisis tidak selalu merupakan kebalikan dari reaksi sel elektrokimia yang

spontan. Sering kali reaksi suatu larutan dengan pelarut air, akan mengakibatkan

molekul air atau ion lain yang terdapat dalam larutan teroksidasi atau tereduksi.

Reaksi sebenarnya yang akan terjadi pada proses elektrolisis akan bergantung pada

nilai relatif potensial standar zat-zat yang terlibat dalam reaksi (Bird, 1993).

Nama aluminium diturunkan dari kata alum yang menunjuk pada senyawa

garam rangkap KAl(SO4)2.12H2O. Kata ini berasal dari bahasa latin alumen yang

artinya garam pahit. Oleh Humphry Davy, logam dari garam rangkap ini diusulkan

dengan nama alumium dan kemudian berubah menjadi aluminium yang menjadi

popular di seluruh dunia. Aluminium dengan konfigurasi elektronik [10Ne] 3s2 3p1

mempunyai tingkat oksidasi +3 dalam senyawanya. Logam aluminium tahan

terhadap korosi udara, karena reaksi antara logam aluminium dengan oksigen udara

menghasilkan oksidanya Al2O3 yang merupakan lapisan nonpori dan membungkus

permukaan logam tersebut sehingga tidak terjadi reaksi lanjut (Sugiyarto dan

Suyanti, 2010).

Untuk menaikkan daya tahan terhadap korosi, logam aluminium “dianodasi”

artinya permukaan logam aluminium sengaja dilapisi dengan aluminium oksida

secara elektrolisis. Aluminium yang dianodasi ini mempunyai ketebalan 0,01 mm

dan lapisan oksida setebal ini mampu menyerap zat warna sehingga permukaan

logam dapat diwarnai. Proses anodasi ini, logam aluminium dipasang sebagai anoda,

grafit sebagi katoda dan larutan asam sulfat sebagai elektrolit (Sugiyarto dan Suyanti,

2010).

Tujuan elektrolisis biasanya dirancang khusus untuk proses tertentu, seperti

untuk menghasilkan bahan kimia dan logam yang sulit didapat. Sebelum pembuatan

dikenal proses elektrolisis, logam aluminium sangat langka dan sulit didapatkan dan

sangat berharga bahkan seperti perak. Tetapi setelah dikenal elektrolisis, sekarang

aluminium mudah untuk didapatkan dan tersedia secara luas. Serta permintaan

terhadap aluminium sangat tinggi karena sifatnya yang tahan korosi (Grotheer,

2006).

Tabel 1. Sifat-sifat aluminium

Sifat-sifat Aluminium

Nomor atom

Jari-jari atom (logam)

Jari-jari ion (M3+)

Elektronegativitas

13

143

50

1,6

Energi ionisasi, kJ/mol

Potensial elektroda (Eo), V

Titik lebur, oC

Titik leleh, oC

Kerapatan, g/cm3 pada suhu 20 oC

Kekuatan

Konduktivitas listrik

577,6

-1,676

-660,37

2467

2,698

2,75

597,7

(Petrucci dan Harwood, 1985).

BAB III

METODE PERCOBAAN

3.1 Bahan Percobaan

Bahan-bahan yang digunakan pada percobaan ini yaitu detergen, lempeng

logam aluminium, tissue roll, akuades, FeCl3, (NH4)2C2O4 dan asam sulfat 3 M.

3.2 Alat Percobaan

Alat yang digunakan dalan percobaan ini yaitu gelas kimia 50 mL dan

250 mL, gelas ukur 50 mL, penjepit alligator, pinset, voltmeter 12 volt, stopwatch,

batang pengaduk, pipet tetes dan gunting.

3.3 Prosedur Percobaan

3.3.1 Proses Anodasi Aluminium

Lempeng Al digunting dan dilekukkan menyerupai silinder sesuai dengan

ukuran gelas kimia 50 mL, kemudian dimasukkan ke dalam gelas kimia 50 mL.

Dengan penjepit alligator, aluminium yang berbentuk silinder dihubungkan dengan

kawat.

Keping aluminium lain digunting dengan ukuran yang hampir sama sebanyak

3 keping, dicuci dengan detergen dan dibilas dengan akuades sampai bersih, lalu

untuk memegang keping ini sebaiknya digunakan pinset. Kemudian keping

aluminium dikeringkan, dan ditimbang. Dengan penjepit alligator, keping aluminium

bersih dihubungkan dengan kawat lain. Keping ini diletakkan persis di tengah

silinder aluminium di dalam gelas kimia, sedemikian rupa sehingga tidak

bersentuhan dengan silinder.

Keping bertindak sebagai anoda, sedangkan silinder berperan sebagai katoda.

Selanjutnya, dengan hati-hati, dituangkan larutan 3 M asam sulfat ke dalam gelas

kimia sampai sebagian besar keping aluminium tercelup. Permukaan larutan asam

diusahakan tidak menyentuh penjepit alligator. Untuk mencegah pemercikan,

sebaiknya ditambahkan sedikit detergen.

Kedua kawat dihubungkan ke sumber arus DC 6 volt. Setelah lima menit,

sumber arus dinaikkan menjadi 12 volt. Jika pada proses elektrolisis ini terbentuk

gelembung-gelembung gas, berarti percobaan berlangsung dengan baik.

Mendapatkan perbandingan hasil, sebaiknya dilakukan variasi waktu anodasi,

2,5 menit, 5 menit dan 7,5 menit. Kemudian hasilnya dibandingkan satu sama lain.

3.2.2 Proses Pewarnaan

Larutan pewarna disiapkan dengan melarutkan besi (III) klorida dan

ammonium oksalat dalam 200 mL akuades. Larutan ini dipanaskan sampai mendidih,

dan dicelupkan keping aluminium hasil anodasi ke dalam larutan pewarna selama

beberapa menit (sesuai dengan waktu anodasi masing-masing keping). Pembentukan

warna dapat diamati dengan seksama. Untuk tahap ini perlu diperhatikan perubahan

yang terjadi. Setelah itu, keping aluminium dicelupkan ke dalam air mendidih selama

10 menit. Selanjutnya masing-masing keping Al ditimbang kembali.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengamatan

Dalam percobaan ini terdapat tiga keping logam aluminium yang dianodasi,

hasilnya sebagai berikut :

Tabel 1. Berat keeping logam aluinium sebelum dan setelah anodasi

NoBerat Keping Logam Aluminium

Sebelum Anodasi (g) Sesudah anodasi (g)

1 0,40 0,40

2 0,30 0,30

3 0,30 0,30

Tabel 2. Hasil anodasi dengan variasi waktu

Waktu anodasi (menit) Hasil anodasi

2,5 ++

5 +++

7,5 +

4.1 Reaksi

Adapun reaksi yang terjadi dalam proses anodasi logam aluminium adalah

sebagai berikut :

Setengah reaksi :

Anoda : Al Al3+ + 3e- x 2

Katoda : 2H+ + 2e- H2 x 3

Anoda : 2Al 2Al3+ + 6e-

Katoda : 6H+ + 6e- 3H2

2Al + 6H+ 2Al3+ + 3H2

Reaksi lengkap :

4Al + 3H2SO4 Al2O3 + Al2(SO4)3 + 3H2

4Al + 3H2SO4 + 3H2O Al2O3 + Al2(SO4)3 + 3H2

4.3 Pembahasan

Anodasi merupakan suatu proses elektrolisis dengan suatu logam dijadikan

anoda dalam elektrolit yang sesuai dan bila dialiri arus listrik maka permukaan logam

trersebut akan diubah menjadi oksidanya. Logam yang sering digunakan dalam

proses anodasi ini adalah logam aluminium dimana reaksinya terhadap oksigen akan

menghasilkan oksida dan setiap permukaannya akan dilapisi dengan suatu oksida

Al2O3 yang sangat tipis, bersifat keras, stabil dan tidak berpori. Oleh karena itu,

lapisan oksida aluminium dapat berperan sebagai bahan yang dapat melindungi

permukaan logam yang berada di bawah logam aluminium.

Pada percobaan ini kita akan menghitung kemungkinan peningkatan

ketebalan oksida logam melalui proses anodasi. Logam yang digunakan dalam

percobaan ini adalah aluminium.

Pertama-tama lempeng aluminium digunting dan dilekukkan menyerupai

silinder sesuai ukuran gelas kimia 50 mL diamplas dimana selanjutnya akan

bertindak sebagai katoda. Dengan penjepit alligator silinder lempeng aluminium

dihubungkan dengan kawat dan dihubungkan dengan adaptor sebagai sumber arus.

Kemudian gelas kimia 50 mL tersebut diisi dengan asam sulfat 3 M berfungsi

sebagai larutan elektrolit dimana nantinya asam sulfat akan mengalami reaksi

reduksi, selain itu penggunaan asam sulfat bertujuan untuk memepercepat proses

korosi, karena seperti yang kita ketahui bahwa logam akan mengalami proses korosi

yang lebih cepat dalam suasana asam.

Selanjutnya lempeng aluminium digunting dengan ukuran sekitar 1,5 x 3 cm

sebanyak 3 keping dan dinamakan sebagai logam I, logam II dan logam III,

kemudian diamplas, dicuci dan dibersihkan dengan akuades kemudian dengan air

panas, air panas berfungsi agar pori-pori pada aluminium terbuka sehingga pencucian

aluminium betul-betul bersih karena sampai masuk ke dalam pori-pori logam.

Setelah dicuci dengan air panas selanjutnya dicuci dengan detergen, detergen

bertujuan untuk menghilangkan lapisan lemak yang mungkin melekat dipermukaan

logam aluminium. Jadi pencucian aluminium betul-betul bersih karena selain

mencuci pada permukaan logam juga dilakukan pencucian sampai ke dalam

pori-porinya.

Setelah dilakukan pencucian pada aluminium, agar tidak kotor dan

betul-betul bersih, ketiga lempeng aluminium dipegang dengan menggunakan pinset

yang bersih dan masing-masing ditimbang menggunakan neraca digital. Keping

aluminium bersih dihubungkan dengan kawat lain menggunakan penjepit alligator.

Keping ini diletakkan persis ditengah silinder aluminium di dalam

gelas kimia 50 mL, diatur sedemikian rupa sehingga tidak bersentuhan dengan

silinder dan diusahakan agar keping aluminium tercelup setengahnya agar dapat juga

diamati mana yang mengalami dan yang tidak mengalami proses korosi akibat

perendaman dengan asam sulfat dan jangan sampai penjepit alligator tersentuh

dengan larutan asam sulfat karena apabila tersentuh larutan asam sulfat maka

penjepit tersebut bisa mengalami proses korosi. Kawat dihubungkan ke adaptor 6

volt. Untuk mengamati variasi waktu anodasi dilakukan pada waktu 2,5 menit, 5

menit dan 7,5 menit. Pada saat dikeluarkan dari larutan asam sulfat logam aluminium

mengalami pemudaran warna dan semakin pudar dengan bertambahnya waktu

elektrolisis. Perbedaan warna tersebut menunjukkan adanya lapisan oksida pada

logam aluminium yang mengandung sedikit ion sulfat dari larutan asam sulfat.

Lapisan oksida ini memiliki pori-pori yang jaraknya teratur. Dengan pori-pori yang

teratur ini maka lapisan oksida sangat mungkin menyerap partikel berwarna sehingga

logam aluminium yang nantinya akan mengalami proses pewarnaan dapat diwarnai

dengan berbagai ragam warna yang diinginkan.

Setelah dilakukan elektrolisis pada setiap keping logam, selanjutnya

dilakukan pewarnaan pada tiap-tiap keping, yaitu dengan mencelupkan kepingan

logam ke dalam larutan pewarna yang dibuat dengan melarutkan FeCl3 dan amonium

oksalat dalam air yang kemudian dididihkan, kepingan dimasukkan ke dalam larutan

pewarna selama beberapa menit. Setelah selesai keping aluminium dicelupkan ke

dalam air mendidih selama beberapa menit. Tujuannya dicelupkan pada air mendidih

dimana merupakan proses yang terakhir karena dengan pencelupan logam pada air

mendidih dan pemanasan ini mengakibatkan beberapa oksida akan mengalami

hidrasi dan mengembang dan dengan sendirinya akan menutupi pori-pori yang ada.

Sesaat setelah perendaman kepingan logam ditimbang lagi dan ternyata

beratnya bertambah. Penambahan berat itu berasal dari lapisan oksida yang terbentuk

pada permukaan logam. Namun, pada pewarnaan keping logam didapatkan hasil

yang tidak maksimal yaitu tidak terbentuknya warna yang sempurna pada permukaan

kepingan. Hal ini dapat disebabkan oleh konsentrasi asam sulfat yang digunakan

menjadi berkurang dan proses rendaman ke dalam larutan berwarna yang agak lama

selain itu kualitas logam aluminium yang digunakan mungkin sudah tidak bagus lagi.

Dari hasil pengamatan akan ditentukan perbedaan berat keping logam

aluminium sebelum dan sesudah proses anodasi. Dimana pada ketiga keping logam

setelah mengalami proses anodasi tidak terjadi kenaikan berat. Seharusnya, ada

kenaikan berat yang terjadi karena adanya penambahan ketebalan pada lapisan

oksida aluminium setelah anodasi. Namun, hal ini tidak terjadi disebabkan oleh

beberapa kemungkinan, diantaranya saat elektrolisis, keeping aluminium tidak

tercelup baik di dalam larutan elektrolitnya sehingga anodasi terjadi tidak maksimal.

Selain itu, mungkin saja terjadi kesalahan pada saat penimbangan logam aluminium

dimana neraca yang digunakan adalah neraca lengan yang relatif kurang teliti

dibandingkan dengan neraca analitik.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa :

1. Bobot sebelum anodasi keping I adalah 0,40 g, keping II adalah 0,30 g dan

keping III adalah 0,30 g. Sedangkan setelah anodasi berat keping I, II, dan III

tetap.

2. Persentase rendamen keping I, II dan III adalah 0%.

5.2 Saran

5.2.1 Saran untuk Laboratorium

Untuk laboratorium agar dapat menyediakan pereaksi dan bahan yang lebih

baik, untuk memperkecil kemungkinan terjadinya kesalahan dalam hasil percobaan.

Selain itu, sebaiknya alat dan bahan yang digunakan dalam keadaan baik agar

kesalahan dalam praktikum dapat diminimalisir.

5.2.2 Saran untuk Praktikum

Untuk praktikum, mohon diperhatikan agar alat-alat laboratorium diperiksa

terlebih dahulu agar tidak mengganggu proses percobaan. Selain itu sebaiknya bahan

yang digunakan dalam percobaan ditambah.

DAFTAR PUSTAKA

Alkire, R., Grotheer, M., Varjian, R., 2006, The Electrochemical Society Interface, Industrial Electrolysis and Electrochemical Engineering (online), (http://www.electrochem.org/dl/interface/spr/spr06/spr06_p52-54.pdf, diakses pada tanggal 20 September 2012 pukul 03:49 WITA), 1-3.

Bird, T., 1993, Kimia Fisik Untuk Universitas, Gramedia, Jakarta.

Day, R. A., dan Underwood, A. L., 1999, Analisa Kimia Kuantitatif diterjemahkan oleh Dr. Ir. Iis Sopyan, M.Eng, Erlangga, Jakarta.

Petrucci, R. H., dan Harwood, W. S., 1985, General Chemistry Principles and Modern Aplications Sixth Edition. MacMillan Publisihing Company, New York.

Rosenberg, J. L., dan Epstein, L. M., 2000, College Chemistry Based on Schaum’s Outline of College Chemistry, The McGraw-Hill Companies, New York.

LAPORAN PRAKTIKUM

ANODASI ALUMINIUM

NAMA : ARNIATI LABANNI’NIM : H311 10 006KELOMPOK : III (TIGA)HARI, TANGGAL PERCOBAAN : SENIN, 17 SEPTEMBER 2012ASISTEN : NURFIKA RAMDANI

LABORATORIUM KIMIA ANORGANIKJURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR2012

Lampiran

Bagan I

Lempeng Al Keping Al (1,5 x 3 cm)

- digunting dan dilekukkan

menyerupai silinder gelas

kimia 50 mL

- dihubungkan dengan kawat

penjepit alligator

- diamplas dan dibersihkan

- dicuci dengan sabun dan

dibilas dengan akuades

- digunakan pinset

memegang keping

- ditimbang bobotnya

- dihubungkan dengan kawat

lain menggunakan kawat

alligator

Kawat lainKawat

- dituangkan larutan asam sulfat 3 M

(diusahakan permukaan larutan asam tidak

menyentuh penjepit alligator)

- dihubungkan ke sumber arus DC 6 volt

- setelah 2,5 menit sumber arus

diganti/dinaikkan menjadi 12 volt

Gelembung-gelembung gas

percobaan berlangsung baik

Larutan pewarna 1 g FeCl3 + 2

gr amonium oksalat

Data

Bagan II

- dipanaskan sampai mendidih

- dicelupkan keping Al hasil anodasi ke dalam larutan sesuai lama

anodasi

- diamati

- keping Al dicelupkan ke dalam air mendidih selama 10 menit

- ditimbang bobotnya

- dicatat perubahan yang terjadi

- dilakukan variasi waktu anodasi yaitu 5 menit dan 7,5 menit

- dibandingkan hasilnya