Upload
suharman-arman
View
260
Download
10
Embed Size (px)
DESCRIPTION
pkl
Citation preview
1
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
BAB I
PENDAHULUAN
Manusia dituntut memiliki keterampilan dan pengetahuan yang
tinggi karena pembangunan tidak akan berhasil tanpa didukung dengan
penerapan teknologi tepat guna serta sumber daya manusia yang efektif dan
berkualitas sebagai pelaksana pembangunan. Era globalisasi dan pasar bebas
yang dicanangkan diseluruh dunia, pemerintah berupaya untuk meningkatkan
sumber daya manusia dengan melaksanakan kebijakan-kebijakan. Salah satu
kebijakan tersebut adalah dengan menambah jumlah dan kualitas sekolah
kejuruan guna menggali dan meningkatkan kualitas sumber daya manusia
yang ada.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar merupakan salah satu
sekolah kejuruan yang berada di bawah Departemen Perindustrian dengan
program pendidikan selama empat tahun. SMAK Makassar mempersiapkan
lulusan agar mampu terjun ke dunia kerja dengan mapan dan mandiri.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar mewajibkan para siswa tingkat
terakhirnya untuk melaksanakan Praktik Kerja Industri (PRAKERIN) yang
dilakukan di berbagai Balai Penelitian, instansi pemerintah maupun instansi
swasta.
Pada pelaksanaannya, Praktik Kerja Industri pada PT Smelting Gresik
ini siswa mengikuti segala kegiatan di laboratorium PT Smelting Gresik.
Kemudian membuat laporan kegiatan yang telah dilakukan sebagai bukti dan
prasyarat kelulusan.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
2
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
A. Tujuan Praktik Kerja Industri
Adapun tujuan pokok dilaksanakannya Praktik Kerja Industri yaitu :
1. Meningkatkan kemampuan dan keterampilan siswa sesuai dengan
program studi kimia analisis.
2. Menumbuhkembangkan dan memantapkan sikap profesional siswa
dalam rangka memasuki lapangan kerja sebagai analis kimia.
3. Meningkatkan wawasan siswa pada aspek-aspek potensial di dunia
kerja antara lain: struktur organisasi, disiplin, lingkungan dan sistem
kerja.
4. Meningkatkan pengetahuan dan keterampilan siswa dalam hal
penggunaan instrument kimia analisis yang lebih modern,
dibandingkan dengan fasilitas yang tersedia di sekolah, terutama
dalam kesempatan praktik yang diberikan oleh lembaga penelitian dan
perusahaan industri.
5. Meningkatkan kemampuan siswa dalam pengaplikasian teknologi baru
dalam lapangan kerja.
6. Memperoleh umpan balik guna memperbaiki dan mengembangkan
pendidikan di SMAK.
7. Memperkenalkan fungsi dan tugas seorang analis kimia pada lembaga
penelitian dan perusahaan ditempat pelaksanaan Prakrik Kerja Industri
(sebagai calon konsumen tenaga analis kimia).
B. Waktu dan Tempat Praktik Kerja Industri
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
3
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
Praktik Kerja Industri ini dilaksanakan pada PT Smelting selama
kurang lebih 3 (tiga) bulan terhitung sejak tanggal 09 Januari 2012 sampai
dengan 05 April 2012.
Adapun serangkaian kegiatan yang dilaksanakan selama Praktik
Kerja Industri meliputi kegiatan pembekalan, pelaksanaan
pengujian/analisa di Laboratorium Quality PT Smelting serta penyusunan
dan konsultasi laporan.
C. Ruang Lingkup
PT Smelting merupakan produsen katoda tembaga dengan kualitas
terbaik di dunia, untuk itu diperlukan konsentat tembaga yang baik pula.
Agar dapat mengetahui kualitas dari konsentrat tembaga yang diterima
maka diperlukan analisa di laboratorium quality terlebih dahulu.
Pada kesempatan ini yang akan dibahas adalah mengenai analisa
komposisi kimia pada Anoda Tembaga, yang difokuskan pada Analisa
Kadar Trace Metal, Tembaga, Sulfur dan Oksigen. Dimana hasil analisa
yang diperoleh akan digunakan sebagai patokan untuk proses pemurnian
di Refinery.
D. Tujuan Penulisan Laporan Praktik Kerja Laporan
Adapun tujuan dari penulisan laporan Praktik Kerja Industri adalah:
1. Siswa mampu memahami, menerapkan dan mengembangakan
pelajaran yang didapat di sekolah dan adanya penerapan di dunia
usaha.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
4
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
2. Siswa mampu mencari alternatif, pemecahan masalah kejuruan sesuai
dengan program studi yang dipilihnya secara lebih luas dan mendalam
yang tertuang pada laporan yang disusun.
3. Mengumpulkan informasi dan data penting yang dapat dipergunakan
untuk kepentingan sekolah, pembaca maupun penulis.
4. Menambah perbendaharaan perpustakaan dan menunjang
peningkatan pengetahuan siswa angkatan untuk selanjutnya.
E. Sistematika Penulisan Laporan Praktik Kerja Industri
Adapun sistematika pembuatan laporan ini adalah sebagai berikut:
1. Bagian Pengantar
a. Halaman Judul
b. Halaman Pengesahan
c. Halaman Penerimaan
d. Kata Pengantar
e. Daftar Isi
f. Daftar Gambar atau Tabel
g. Daftar Lampiran
h. Halaman Persembahan
2. Bab I Pendahuluan
a. Tujuan Praktik Kerja Industri
b. Waktu dan Tempat Praktik Kerja Industri
c. Ruang Lingkup
d. Tujuan Penulisan Laporan Praktik Kerja Industri
e. Sistematika Penulisan Laporan Praktek Kerja Industri
3. Bab II Tinjauan Umum
a. Sejarah PT Smelting
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
5
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
b. Perkembangan PT Smelting
c. Produk PT Smelting
d. Sarana Pendukung PT Smelting
e. Proses yang Terjadi di PT Smelting
f. Program Strategis PT Smelting
g. Lingkungan dan Sosial PT Smelting
4. Bab III Tinjauan Pustaka
a. Concentrate tembaga pada PT Smelting
b. Tembaga
c. Proses Pemurnian Tembaga
d. Anoda
e. Elektrogravimetri
5. Bab IV Metode Analisa
Analisa Komposisi Kimia pada Sampel Anoda
1. Penetapan Kadar Cu dalam Tembaga
2. Penetapan Kadar Sulphur
3. Penetapan Kadar Oksigen
4. Penetapan Kadar Trace Metal
6. Bab V Hasil dan Pembahasan
a. Hasil Analisa
b. Pembahasan
7. Penutup
8. Daftar Pustaka
9. Lampiran
BAB II
TINJAUAN UMUM
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
6
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
A. Sejarah Singkat PT Smelting
1996 7 Februari Perusahaan didirikan
12 Juli Peletakan batu pertama
1998 31 Agustus Penyelesaian tahap konstruksi
14 Desember Tahap uji coba operasi
1999 5 Mei Permulaan Produksi Komersial
2000 25 Agustus Peresmian oleh Presiden Republik Indonesia
2001 10 Juli Katoda Tembaga Gresik terdaftar di LME
kategori Kelas A
2002 11 Januari Memperoleh sertifikat ISO 9001:2000
2004 15 April Penyelesaian tahap awal ekspansi pabrik
pemurniaan kapasitas 255.000 ton per tahun
2007 19 Agustus Penyelesaian tahap kedua ekspansi pabrik
pemurniaan kapasitas 270.000 ton per tahun.
2009 September Penyelesaian tahap ketiga ekspansi pabrik
pemurniaan kapasitas 300.000 ton per tahun.
B. Perkembangan PT Smelting
PT Smelting berlokasi di desa Roomo kecamatan Manyar kabupaten
Gresik Jawa Timur, didirikan pada bulan Februari 1996 sebagai perusahaan
peleburan dan pemurniaan tembaga yang pertama di Indonesia dengan
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
7
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
biaya pembangunan sekitar 500 juta dolar Amerika. Pabrik ini semula
dirancang untuk memproduksi 200.000 ton per tahun katoda tembaga
LME kelas A, dari 660.000 ton pertahun konsentrat tembaga yang
dihasilkan oleh perusahaan-perusahaan pertambangan dalam negeri. Saat
ini, kapasitas produksi katoda tembaga telah ditingkatkan menjadi lebih
dari 250.000 ton per tahun, dengan prioritas penjualan untuk pasar
Indonesia dan sisanya ke pasar Asia. Produk sampingan seperti asam
sulfat, slag, dan gypsum dijual ke pasar dalam negeri dan Lumpur anoda
diekspor ke pasar Internasional. Pemilihan tempat PT Smelting yang
berlokasi di Gresik mempunyai beberapa sebab, seperti :
1. Dekat pabrik pupuk
2. Menghadap lautan
3. Dekat pelabuhan komersial yang memadai
4. Ditunjang infrastruktur yang baik
Pemegang Saham PT Smelting
adalah Mitsubishi Material Corporation
(60,5%), PT Freeport Indonesia (25%),
Mitsubishi Corporation (9,5) dan Nippon
Mining and Metal Co. Ltd (5%). Sumber
Konsentrat diperoleh dari PT Freeport
Indonesia-Grasberg dan PT Newmont Nusa
Tenggara – Batu Hijau.
Gambar 1.Pemegang Saham PT Smelting
PT Smelting menggunakan proses
Mitsubishi, yang telah berpengalaman
beroperasi lebih dari 30 tahun. Pabrik
pertama yang menggunakan proses ini
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
8
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
berada di Naoshima-Jepang (1974-1991),
kemudian diikuti oleh pabrik yang lainnya
seperti di Timmins-Kanada (1981-
sekarang), pabrik besar di Naoshima
Jepang (1991-sekarang) dan di Onsan-
Korea (1998-sekarang).
Gambar 2.Proses Mitsubishi
Untuk menjamin kualitas, PT Smelting menjalani serangkaian uji
coba dengan di Eropa dan Jepang, akhirnya pada bulan Juli 2001, Katoda
tembaga PT Smelting terdaftar di LME (London Metal Exchange) untuk
kategori “Kelas A” dengan nama dagang “Gresik Copper Cathode”. Sejak
Januari 2002, PT Smelting telah ISO 9001:2000 dari Lloyd’s Register.
Keunggulan Proses Mitsubishi
Dalam menjalankan proses produksinya PT Smelting menggunakan
proses Mitsubishi dengan keunggulan sebagai berikut :
a. Recovery rate tembaga (Cu) yang tinggi
Kandungan tembaga dalam slag yang dibuang rendah (kurang dari
0,7% Cu).
b. Emisi gas rendah
Proses pemindahan logam cair melalu launder tertutup untuk
mengurangi tersebarnya gas yang membahayakan lingkungan yang
dengan sendirinya meminimalkan kebutuhan biaya lingkungan.
c. Konversi SO2 dalam gas buang lebih tinggi dan stabil.
Cukup pabrik asam sulfat yang kecil dan desain yang sederhana
dapat diterapkan untuk mengkonversi SO2 dalam gas buang
menjadi asam sulfat yang bisa dijual.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
9
Gambar 4. Asam Sulfat
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
d. Pengopersian yang sangat efisien dan fleksibel
Reaksi intensitas tinggi yang terjadi dalam tanur dapat
mempercepat peleburan material umpan dan memiliki fleksibilitas
dalam mengolah berbagai macam konsentrat maupun material
sekunder.
e. Fasilitas yang kompak
Biaya konstruksi bisa dikurangi dengan penyederhanaan fasilitas
seperti desain furnace yang relatif lebih kecil, tetapi dengan proses
yang kontinyu maka total material yang diolah menjadi lebih
banyak.
C. Produk PT Smelting
Produk-produk yang dihasilkan PT Smelting adalah sebagai berikut :
Katoda tembaga (Cu 99,99%)
Kapasitas : 300.000 ton/tahun
Penggunaan : kawat, kabel Gambar 3.Katoda
Asam sulfat (H2SO4)
Kapasitas : 1.000.000 ton/tahun
Penggunaan : Pupuk
Slag (FeO-SiO2-Al2O3-CaO)
Kapasitas : 750.000 ton/tahun
Penggunaan : Semen, beton, cor Gambar 5.Slag
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
10
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
Gypsum (CaSO4.2H2O)
Kapasitas : 36.000 ton/tahun
Penggunaan : Semen Gambar 6. Gypsum
Lumpur anoda (Au, Ag, Se, Pb)
Kapasitas : 2.000 ton/tahun
Penggunaan : Pemurniaan emas dan perak Gambar 7. Lumpur Anoda
D. Sarana Pendukung PT Smelting
Untuk mendukung operasi yang stabil PT Smelting mempunyai
fasilitas yang beragam seperti :
a. Jetty dan Wharf
Jetty sepanjang 2 km dan Wharf sepanjang 230 meter dirancang
untuk menerima kapal seberat 35.000 ton dengan kapasitas
normal bongkar muatan sebesar 350 ton/jam. Dermaga ini juga
dapat digunakan untuk memuat slag ke kapal dengan
menggunakan ban berjalan (conveyor) yang dapat dioperasikan
bolak-balik.
b. Bengkel Pemeliharaan
Perbengkelan dirancang untuk mendukung pemeliharaan harian di
pabrik peleburan, pabrik asam sulfat dan instalasi pengolah air
limbah, pabrik pemurnian, penenganan bahan baku dan fasilitas-
fasilitas tambahan lainnya.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
11
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
c. Laboratorium
Laboratorium bertanggung jawab menganalisa contoh-contoh
untuk mengontrol kualitas bahan mentah, produk dan memonitor
lingkungan.
d. Sistem komputer bisnis
PT Smelting menggunakan software JDEdwards sebagai aplikasi
database ERP (Enterprise Resource Planning) yang dijalankan di
server IBM AS/400. JDEdwards mengatur dan menangani seluruh
aktivitas bisnis seperti akuntansi, sumber daya manusia, pembelian
dan penyimpanan, pemeliharaan, penjualan dan logistik serta
informasi proses pabrik.
e. Konsumsi Utility
1) Tenaga listrik (MWh/tahun)
290.000
2) Gas alam (kNm3/tahun)
16.800
3) Oksigen (MWh/tahun)
186.000
4) Air proses (m3/jam)
175
5) Air laut sebagai pendingin tidak langsung (m3/jam)
6) Uap hasil boiler yang digunakan untuk pembangkit 50
tenaga listrik (ton/jam)
E. Proses yang Terjadi di PT Smelting
Adapun proses yang terjadi pada PT Smelting dibagi 3 bagian yaitu :
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
12Gambar 9. Slag Cleaning Furnace
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
1. Pabrik Peleburan (Section Smelter)
Proses yang dilaksanakan dibagian
ini adalah mengolah bahan baku
(konsentrat tembaga) sampai
menjadi anoda tembaga. Proses
ini menggunakan 3 bahan tanur
(furnace) dimana peleburan
(Smelting Furnace), pembersihan slag (Electric slag Cleaning furnace)
dan converting (converting furnace) dilakukan secara berurutan dan
kontinu. Setelah cairan tersebut dicetak menjadi lempengan tembaga
yang disebut anoda tembaga.
Adapun proses dalam pabrik peleburan, yaitu :
1. Smelting Furnace (S-furnace)
Konsentrat yang telah dikeringkan dan material tambahan seperti
pasir silika dimasukkan ke dalam S-furnace melalui pipa-pipa
vertikal dan dioksidasi dengan udara yang diperkaya oksigen untuk
menghasilkan leburan matte dan slag. Campuran matte dan slag
mengalir dari S-furnace
menuju Cl-furnace
melalui launder
2. Slag Cleaning Furnace (Cl-furnace)
Cl-furnace dipanaskan oleh dua set elektroda dengan konfigurasi
delta (2100 dan 1500 KVA). Matte dipisahkan dari slag melalui
perbedaan berat jenis. Slag dan overflow digranulasi dengan air
lalu dijual ke industry semen, sedangkan leburan matte (Cu 68%)
secara konstan mangalir ke C-furnace melalui launder.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
Gambar 8. Smelting Furnace
13
Gambar 10. Converting Furnace
Gambar 12. Hazelett Caster
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
3. Converting Furnace (C-furnace)
Matte dan tambahan
batu kapur direaksikan
dengan udara yang
diperkaya oksigen
untuk menghasilkan
leburan tembaga yang
dikenal dengan istilah tembaga blister dan juga dipisahkan dari slag
melalui perbedaan berat jenis. Slag (Cu 14%) diumpamakan lagi ke
S-furnace dan tembaga blister dialirkan ke anode furnace.
Anode Furnace (Anode furnace)
Tembaga blister dari Cl-furnace dialirkan ke salah satu
anode furnace dengan menggunakan sistem pemindahan
launder. Reaksi oksidasi Gambar 11. Anode Furnace
dan reaksi reduksi terjadi di dalam furnace ini untuk
menghasilkan tembaga yang siap untuk dicetak.
Hazelett Caster (Mesin Cetak Hazelett)
Tembaga
yang
telah
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
14
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
dimurnikan di anode furnace dicetak menjadi lembaran
tembaga oleh Hazelett Twin Belt Caster. Selanjutnya
lembaran tembaga ini dipotong oleh mesin pemotong
hidrolik menjadi lempengan-lempengan anoda.
2. Pabrik Pemurnian (Section Refinery)
Proses yang dilakukan dibagian ini adalah proses peningkatan kadar
kemurnian tembaga dari 99,4% menjadi 99.9%. Proses pemurnian
tembaga dilakukan dengan mencelupkan anoda tembaga dan katoda
baja tahan karat ke dalam larutan elektrolit yang teraliri arus listrik
searah. Proses pemurnian tembaga berlangsung dalam jangka waktu
tertentu untuk menghasilkan katoda tembaga yang murni dengan
kandungan tembaga 99,99% dan hasil samping berupa slime,
keduanya siap dipasarkan.
3. Pabrik Asam Sulfat & Instalasi Pengolahan Air Limbah (Section Acid
Plant & WWTP)
1. Pabrik Asam Sulfat
Unit pembuatan asam sulfat dibangun untuk menangkap kembali
gas sulfur dioksida (SO2) yang dihasilkan smelter dan mengubahnya
menjadi produk cairan asam sulfat. Pertama gas buang (off gas)
dari S-furnace, C-furnace masing-masing didinginkan sampai suhu
350⁰C melalui buangan panas (waste heat boiler) kemudian
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
15
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
dialirkan ke elektrostatik presipitator untuk memisahkan debu dan
selanjutnya ke unit asam sulfat
2. Instalasi Pembuangan Air Limbah
PT Smelting melakukan 3 langkah pengolahan air limbah untuk
memastikan pembuangan air terolah ke laut masih berada dalam
batas standar pembuangan air limbah Jawa Timur. Produksi
gypsum dikirim ke industri semen. Sludge cake yang terbentuk di
bagian sludge yang mengandung logam berat didaur ulang di
pabrik peleburan.
Tiga Tahap Instalasi Pengolah Air Limbah
a. Gypsum Section
b. Sludge Section
c. Cleaning Section
F. Program Strategis PT. Smelting
PT. Smelting telah menerapkan budaya 5S untuk mengembangkan
kedisiplinan sebagai sikap kerja dan perbaikan di tempat kerja. Program 5S
merupakan dasar bagi program strategis lainnya untuk mencapai target
dan pengembangan bisnis perusahaan.
1) Program 5S sebagai Kunci Sikap Kerja
a. Seiri (Organisasi)
b. Seiton (Kerapian)
c. Seiso (Kebersihan)
d. Seikatsu (Standarisasi)
e. Shitsuke (Disiplin)
2) P&C (Pointing and Calling)
Merupakan tindakan konfirmasi untuk lebih meningkatkan
kesadaran pada tingkat tertentu, pada saat menjalankan pekerjaan
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
16
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
yang penting atau beresiko tinggi, dengan tujuan untuk mencegah
kesalahan akibat kecerobohan dan kecelakaan kerja.
3) Occupational Safety and Health (OSH) Committee
Merupakan komite yang bertanggung jawab menetapkan
peraturan di bidang keselamatan dan kesehatan kerja, mengawasi
dan mengevaluasi pelaksanaannya.
4) Kaizen Teian
Merupakan suatu usaha yang melibatkan setiap karyawan untuk
mengajukan usulan demi perbaikan berkesinambungan dalam
proses operasi dan tempat kerja.
5) HD (Harmony and Development) Committee
Merupakan suatu forum yang terdiri dari wakil karyawan dan
manajemen. Forum ini berfungsi untuk menjalani hubungan yang
baik antara manajemen dan karyawan.
G. Lingkungan & Sosial PT. Smelting
1) Komitmen PT. Smelting
a) Visi
Menjadi perusahaan peleburan dan pemurnian tembaga yang
memiliki reputasi dan terendah di dunia, serta ramah terhadap
lingkungan.
b) Misi
Menghasilkan katoda tembaga dan produk samping dengan
kualitas terbaik dunia, dengan maksud untuk memberikan
kepuasan tertinggi terhadap semua pelanggan, dengan
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
17
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
mengutamakan keselamatan dan kesehatan kerja melalui
proses produksi yang efisien dan ramah lingkungan.
c) Kebijakan Lingkungan PT. Smelting
PT. Smelting telah melaksanakan dan akan terus melaksanakan
semua kegiatan berdasarkan kebijakan lingkungan, diantaranya
:
1. Berupaya memberikan sumbangan kepada masyarakat
setempat, bangsa Indonesia, juga kepada dunia dan semua
umat manusia, termasuk generasi yang akan datang dengan
menghasilkan bahan-bahan berguna serta ramah
lingkungan.
2. Berupaya untuk menggunakan teknologi kendali terbaik
yang ada saat ini, dengan batasan sejauh mana baik secara
ekonomis dan akan berusaha sabaik-baiknya untuk
meminimalkan dampak lingkungan yang negatif.
2) Kegiatan PT. Smelting
Aktivitas Manajemen Lingkungan Perusahaan (CEMC)
a) Komite Manajemen Lingkungan Perusahaan (CEMC)
CEMC yang terdiri dari perwakilan setiap seksi, melaksanakan
pengawasan terhadap lingkungan secara benar dan
bertanggung jawab. Dibawah system manajemen ini,
pemantauan rutin dan pemeliharaan lingkungan di setiap
pabrik akan dilaksanakan.
b) Komunikasi dengan Masyarakat Sekitar.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
18
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
Sebagai anggota masyarakat, kami komunikasi rutin dengan
masyarakat sekitar melalui beberapa program kemitraan
seperti program koperasi, seminar budaya, penghijauan,
sumbangan rutin dan sebagainya.
H. Organisasi dan Fungsi Laboratorium PT.Smelting
Bagian laboratorium bertugas melakukan pemeriksaan secara kimia
bahan-bahan keperluan operasi pabrik yang bersifat laboratories yang akan
membantu tugas-tugas divisi produksi dalam melakukan pemeriksaan secara
kimia laboratories proses operasi pabrik. Selain itu, melakukan pemeriksaan air
limbah pabrik dan bekerja sama dengan bagian lingkungan dalam rangka
pemantauan dan pengandalian lingkungan PT.Smelting.
Dalam menjalankan tugasnya, bagian laboratorium dibagi dalam
beberapa unit kerja, yaitu :
1. Bidang laboratorium
Bertugas melakukan pemeriksaan secara kimia dengan lengkap
terhadap suatu contah untuk keperluan evaluasi bagian proses dan
produksi yang dilakukan secara harian,mingguan,dan bulanan. Melakukan
pengujian mutu bahan baku konsentrat yang dikirim dari perusahaan
pertambangan, produk samping yang akan dijual, dan pemeriksaan limbah
pabrik sesuai standar yang ditentukan pemerintah.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
19
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
Laboratorium yang digunakan dalam pengujian kimia sampel-sampel
dari produksi, yaitu:
1. Sub Laboratorium Sampling.
Bertanggung jawab menyiapkan sample dari Raw Material,
Proses, dan Produksi. Sample-sample yang disiapakan oleh laboratorium
sampling:
a. Anode,dried ore,sdan c esp dust,s dan c boiler dust,Cl matte,C dan Cl
slag, coal, dan miscellaneous
b. Cathode,Slime,dan cu-Te
c. Copper Cocentrate dan Cl slag
d. Silica, limestone granular dan powder
e. Gypsum, dan sludge
2. Laboratorium Proses
Bertanggung jawab melakukan analisis rutin harian, mingguan, dan
bulanan. Contoh-contoh yang dianalisis di laboratorium proses berasal dari
Environmental, refinery, utility, technical, purchasing dan ware house :
Contoh-contoh yang dianalisis di laboratorium proses, adalah :
a. Sea water return
dan intake,small dan big dam,storm water.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
20
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
b. ASC, ASL Solid
dan liquid,Wes dan east electrolyte,p,s dan liberator electrolyte,Te
Removal inlet dan outlet.
c. C slag
granulation water dan cooling tower
d. FeCl3
e. Gypsum dan
sludge cake, FAT, DT, dan IAT Acid, Acid to PG.
f. S dan C feed Water, S dan C circulation water, Jacket water(PIT),
Dried ore, s dan c ESP dust,S dan C boiler dust, Cl Matte, C dan Cl
slag.
g. RR-120,TK-600,
gypsum dan sludge Thick o/F, clarifier O/F, WAT, Gas cooler, waste
acid, Ventury scrubbe, washing Tower.
h. Silica, lime
stone Granular dan powder, Hydrated lime, NaOH, HCl.
3. Raw Material dan Product
Bertanggung jawab menganalisi rutin harian, mingguan, dan
bulanan sampel-sampel yang berasal dai Smelter, Refinery, dan sales
and logistic. Sampel-sampel yang dianalisis, diantaranya:
a. Dried ore, S dan C ESP dust, S dan C boiler dust, Cl
Matte C dan Cl Slag, Anode
b. Catode, slime.
c. Copper consentrate, slime cross check
4. Fire assay
Bertanggungjawab menganalisis logam-logam berharga
seperti emas dan perak. Sampel yang di analisis di laboratorium Fire
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
21
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
Assay berasal dari Smelter, refinery, dan sales and logistic. Contoh-
contoh yang dianalisis,diantaranya :
a. Dried ore, Sdan c ESP dust, S dan C boiler dust, cl Matte, C dan
Cl slag anode
b. Cu-Te dan slime
c. Copper consentrate, slime cross check.
BAB III
TINJAUAN PUSTAKA
A. Concentrate Tembaga pada PT. Smelting
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
22
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
PT. Smelting adalah suatu pabrik peleburan dan pemurnian tembaga
yang mampu mengahsilkan katoda 255.000 ton/tahun dimana nama
dagangnya adalah Gresik Copper Cathode dan terdafar di LME (London
Metal Exchange) untuk kategori kelas A dan sejak Januari 2002, PT.
Smelting telah memperoleh sertifikat ISO 1900:2000 dari Lloyd’s Register.
Bahan penyusun konstrat yang paling sering ditemui di alam adalah
Chalcopyrate (CuFeS2) dengan jumlah sekitar 50% dari jumlah konsentrat
yang ada. Ada banyak jenis mineral tembaga yang terdapat di alam, dapat
dilihat pada tabel
Name Formula% Copper when
pure
Chalcopyrit CuFeS2 34.5
Chalcocite Cu2S 79.8
Covellite CuS66.5
Bornite 2Cu2S•CuS•FeS 63.3
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
23
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
TetrahedriteCu3SbS3 + x(Fe,Zn)6Sb2S9 32-45
Malachite CuCO3•Cu(OH)2 57.3
Azurite 2CuCO3•Cu(OH)2 55.1
Cuprite Cu2O 88.8
Chrysocolla CuO•SiO2•2H2O 37.9
Tabel 1. Jenis – jenis mineral tembaga yang terdapat di alam
Pada proses pengolahan konsentrat tembaga menjadi katoda
tembaga yang mempunyai kemurnian 99.99%, juga dihasilkan beberapa
produk sampingan. Seperti gas SO2, slag, gypsum, dan lumpur anoda.
Karena alasan ekonomi dan lingkungan produk – produk sampingan
tersebut dimanfaatkan kembali. Seperti gas SO2 yang terbentuk saat
proses peleburan kemudian diikat dengan oksigen dan dijadikan asam
sulfat. Selain itu dihasilkan slag dan gypsum yang didapat dari sisa
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
24
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
pegolahan limbah dan digunakan untuk keperluan pembuatan semen.
Lumpur anoda yang didapatkan dari sisa pemurnian katoda tembaga dan
digunakan untuk pemurnian emas dan perak. Karena masih memiliki
kandungan logam mulia yang cukup tinggi. Kemudian pengolahan
konsentrat tembaga di PT. Smelting diurakan sebagai berikut.
B. Tembaga (Cu)
Sejarah
(Latin, cuprum, English copper). Ditemukan pada zaman pra
sejarah, dan telah ditambang sejak lebih dari 5000 tahun lampau.
Sifat-sifat
Unsur yang tergolong dalam logam transisi, berwarna
kemerah-merahan mengkilap (dan menjadi buram dalam udara lembab),
dapat ditempa dan ditarik, penghantar panas dan listrik yang baik (kedua
setelah logam perak), dan tidak bereaksi dengan asam nonoksidator.
Tembaga terletak pada nomor atom 29, Ar 63,546 , mempunyai titik lebur
1083,4⁰C, dan titik didih 2567⁰C.
Gambar 13. Tembaga (Cu)
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
25
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
Sumber-sumber
Tembaga kadang-kadang ditemukan secara alami, seperti yang
ditemukan dalam mineral-mineral seperti Cuprite, malachite, azurite,
chalcopyrite, dan bornite. Deposit bijih tembaga yang banyak ditemukan
di AS, Chile, Zambia, Zaire, Peru, dan Kanada. Bijih-bijih tembaga yang
penting adalah sulfide, oxide-oxidanya, dan karbonat. Tembaga diambil
dengan cara smelting, leaching, dan elektrolisis.
Kegunaan
Industry elektrik merupakan konsumen terbesar unsur ini.
Campuran logam besi yang memakai tembaga seperti brass dan perunggu
sangat penting. Semua koin-koin di Amerika dan logam-logam senjata
mengandung tembaga. Tembaga memiliki kegunaan yang luas sebagai
racun pertanian dan sebagai algisida dalam pemurnian air. Senyawa-
senyawa tembaga seperti solusi Fehling banyak digunakan di bidang kimia
analitik untuk tes gula. Selain itu emas kita temukan pada kabel-kabel
listrik dan berbagai perhiasan rumah tangga, uang logam selalu
mengandung campuran logam tembaga. Aliasi tembaga dengan timah
dikenal sebagai perunggu, sedangkan aliasi tembaga dengan seng disebut
kuningan.
Ketersediaan
Tembaga murni (99,999+%) tersedia secara komersial.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
26
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
C. Proses Pemurnian Tembaga
Tujuan pemurnian tembaga yaitu untuk meningkatkan kadar
kemurnian tembaga dari 99,4% (kadar tembaga anoda yang diterima dari
proses cetak), dan mengambil unsur pengotor berharga yang ada di
dalam anoda sebagai hasil samping yaitu slime emas dan perak. Untuk
mencapai tujuan tersebut, proses pemurnian terbagi dalam beberapa
bagian yaitu :
a. Sel komersial (Commercial cells)
Di dalam sel inilah produksi tembaga katoda dilakukan. Anoda
tembaga dan katoda kosong baja bahan tahan karat dijajar rapi
berselang seling dimasukkan ke dalam sel yang terisi elektrolit. Oleh
arus listrik searah (DC), tembaga yang ada di anoda aka terlarut dan
terdeposisi di permukaan katoda. Setelah jangka waktu tertentu,
katoda diangkat, deposit tembaganya dikelupas di mesin kelupas
(Cathode Stripping Machine). Katoda yang telah dikelupas setelah
menjalani proses pencucian proses pencucian dan perbaikan (bila
perlu) dimasukkan lagi ke dalam sel untuk proses deposisi berikutnya.
Deposisi dilakukan secara kontinu sampai anodanya menipis dan harus
diganti dengan anoda baru.
Sel komersial mempunyai 654 sel dan masing-masing sel terisi oleh 59
anoda dan 58 katoda dengan jarak antar anoda 103,5 mm.
b. Proses hasil samping (By product process)
Di dalam proses ini ada dua cara yaitu :
1. Leaching untuk slime
2. Sel liberator
1) Leaching untuk slime
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
27
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
Pada saat penggantian anoda, sel dikosongkan dan slime yang ada
di dasar sel dikirimkan ke pabrik hasil samping. Setelah elektrolit
yang terbawa slime dipisahkan, slime siap untuk dileaching di dalam
autoclave. Dengan pemanasan steam, temperatur leaching yang
baik berkisar 115-130⁰C. Tembaga yang ada di dalam slime, karena
adanya semprotan udara, akan terlarut ke dalam larutan menjadi
tembaga sulfat. Proses leaching berlangsung 2-4 jam. Slime yang
telah dileaching kemudian dibilas dengan air, dikeringkan,
dimasukkan ke dalam kantong untuk dijual kadar emas dan perak di
dalamnya.
2) Sel liberator
Ada tiga rangkaian sel liberator, yaitu :
a. Liberator primer
Karena laju pelarutan tembaga di anoda lebih besar daripada laju
deposisi tembaga di katoda di dalam sel komersial maka
perlahan-lahan jumlah tembaga di dalam larutan meningkat. Hal
ini akan memberi pengaruh buruk pada operasi pemurnian.
Liberator primer dipakai untuk mengurangi kadar tembaga di
dalam larutan ini secara elektrowining (Electrowinning) yaitu
tembaga dideposisikan langsung dari larutan ke katoda dengan
memakai anoda paduan Pb, Sn, Ca.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
28
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
b. Liberator sekunder dan tersier
Kedua liberator ini dipakai untuk mendeposisikan tembaga yang
ada di larutan sebanyak mungkin. Elektrolit keluaran liberator
tersier diharapkan mengandung tembaga serendah mungkin
sampai 1 g/l.
Pabrik ini dirancang menghasilkan tembaga 200.000 ton/tahun
memakai proses ISA yaitu proses pemurnian yang menggunakan
katoda baja tahan karat. Untuk diketahui, proses pemurnian
tembaga konvensional biasanya menggunakan katoda tembaga .
Sel elektrolisis
Di dalam proses pemurnian, kita akan mendapat sel elektrolisis.
Sesungguhnya, sel elektrolisis inilah inti pabrik pemurnian karena
proses pemurnian tembaga dilakukan di dalam sel ini. Sel
elektrolisis tunggal dapat digambarkan sebagai berikut :
Sumber arus Searah (DC)
Anoda Katoda baja tahan Tembaga karat
Elektrolit, Campuran
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
Cu2+ Cu Cu2+ Cu Cu2+ Cu Cu2 Cu2+ Cu
Cu
+ - -
-
29
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
dari H2SO4, CuSO4
dan H2O
Gambar 14. Sel Elektrolisis Tunggal
Peristiwa yang terjadi di atas dapat diringkas dengan kalimat
berikut :
Anoda tembaga melarut, masuk ke dalam larutan sebagai akibat
adanya efek elektrokimia, kation Cu2+ dan elektron yang
terbentuk akan menuju katoda dimana keduanya bergabung
membentuk tembaga yang terdeposisi di permukaan katoda.
Sel Elektrowining (Electrowinning)
Secara sederhana sel ini dapat digambarkan sebagai berikut :
Sumber arus Searah (DC)
Anoda Katoda baja tahan Pb, Sn, Ca karat
Elektrolit, Campuran dari H2SO4, CuSO4
dan H2O
Gambar 15. Sel Elektrowining Tunggal
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
Cu2+ Cu Cu2+ Cu Cu2+ Cu Cu2 Cu2+ Cu
Cu
+ - -
-
30
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
Sel ini sedikit berbeda dibandingkan sel elektrolisis yaitu dalam
hal:
a. Elektroda;
Anodanya terbuat dari paduan Pb, Sn, Ca yang tak larut dalam
elektrolit sedangkan katodanya sama yaitu baja tahan karat.
b. Tegangan sel yang jatuh lebih tinggi dibanding sel elektrolisis,
~2V.
c. Reaksi yang terjadi di anoda
Sel jenis ini, di dalam proses pemurnian terdapat di bagian
Liberator.
Hukum Faraday
Faraday mengamati peristiwa elektrolisis melalui berbagai
percobaan yang dia lakukan. Dalam pengamatannya jika arus listrik
searah dialirkan ke dalam suatu larutan elektrolit, mengakibatkan
perubahan kimia dalam larutan tersebut.
Sehingga Faraday menemukan hubungan antara massa yang
dibebaskan atau diendapkan dengan arus listrik. Hubungan ini dikenal
dengan Hukum Faraday.
Menurut Faraday
1. Jumlah berat (massa) zat yang dihasilkan (diendapkan) pada elektroda
sebanding dengan jumlah muatan listrik (Coulumb) yang dialirkan
melalui larutan elektrolit tersebut.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
31
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
2. Masa zat yang dibebaskan atau diendapkan oleh arus listrik sebanding
dengan bobot ekivalen zat-zat
tersebut.
Dari dua pernyataan diatas, disederhanakan menjadi persamaan :
dimana,
M = massa zat dalam gram
e = berat ekivalen dalam gram = berat atom: valensi
i = kuat arus dalam Ampere
t = waktu dalam detik
F = Faraday
Dalam peristiwa elektrolisis terjadi reduksi pada katoda untuk
mengambil elektron yang mengalir dan oksidasi pada anoda yang
memberikan eliran elektron tersebut. Dalam hal ini elektron yang
dilepas dan yang diambil dalam jumlah yang sama.
Bobot zat yang dipindahkan atau yang tereduksi setara dengan
elektron, sehingga masa yang dipindahkan merupakan gram ekivalen
dan sama dengan mol elektron. Faraday menyimpulkan bahwa Satu
faraday adalah jumlah listrik yang diperlukan untuk menghasilkan satu
ekivalen zat pada elektroda.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
32
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
Muatan 1 elektron = 1,6 x 10-19 Coulomb
1 mol elektron = 6,023 x 1023 elektron
Muatan untuk 1 mol elektron = 6,023 . 1023 x 1,6 . 10-19
= 96.500 Coulomb
= 1 Faraday
Sel komersial pada proses pemurnian
Jumlah Sel 654 sel
Anoda 59 lembar/sel
Katoda 58 lembar/sel
Jarak antar anoda 103,5 mm
Dimensi sel
Panjang 6.280 mm
Lebar 1.208 mm
Dalam 1.380 – 1.480 mm
Saat proses elektrolisis berlangsung, perlahan-lahan anoda tembaga
akan menipis dan perlahan-lahan katoda akan menebal karena
adanya deposisi tembaga. Setelah berat katoda telah mencukupi,
katoda tersebut diangkat untuk dikelupas deposisi tembaganya. Ini
merupakan panen pertama yang berat tembaganya 50 kg.
Katoda yang telah dikelupas deposisi tembaganya (katoda kosong)
dicuci dan siap dimasukkan ke dalam sel untuk proses deposisi
berikutnya. Proses elektrolisis berjalan sampai dengan masa panen
kedua yang berat tembaganya 100 kg. Pada panen ini, anoda yang
telah menjadi tipis (skrap anoda) dan katoda dikeluarkan
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
33
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
bersamaan, anoda diganti dengan anoda baru dan katodanya
dikelupas deposisi tembaganya.
Pada panen kedua inilah elektrolit ditap dengan cara membuka
sumbatan pipa tap elektrolit. Setelah elektrolitnya habis, sekarang
giliran sumbat pipa tap slime dibuka. Dengan bantuan semprotan
air, slime yang ada di dasar sel dibersihkan
Slime ini berasal dari unsur pengotor yang ada di dalam anoda.
Pada dasarnya, unsur pengotor ini tidak mengganggu proses
deposisi tembaga di katoda bila tidak larut ke dalam elektrolit.
Tetapi, sebagian unsur pengotor ini larut ke dalam elektrolit dan
pada kondisi tertentu dapat member pengaruh jelek pada deposisi
tembaga di katoda. Untuk menghindari hal ini, sebagian elektrolit
dialihkan ke sel liberator untuk proses pemurnian unsur pengotor
seperti arsen, antimony, bismuth, dll.
Slime mengandung logam berharga seperti emas dan perak.
Elektrolit dialirkan ke kontinu ke dalam masing-masing sel dengan
debit tetap 35 l/menit selama proses pemurnian agar:
1. Menjaga temperatur elektrolit tetap hangat.
2. Menggantikan elektrolit yang telah terpakai dengan elektrolit
baru.
3. Menyuplai reagen tambahan (reagen perata deposisi dan
pemurnian butiran deposisi (levelling agent dan refining agent).
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
34
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
Elektrolit masuk lewat atas sel, dialirkan ke bagian bawah sel oleh
saluran pengarah dan bergerak ke seberang sel, keluar dari ujung
atas kotak keluaran sel.
d. Anoda
Anode tembaga merupakan produk yang dihasilkan oleh PT
Smelting dengan kadar kemurnian Cu hingga 99.5% yang dibuat
dalam bentuk plate dengan mesin pencetak. Bobot Anoda Tembaga
adalah 380 kg/Plate dengan ketebalan 45 mm. Ukuran luasnya
adalah 970 x 938 mm. Anode tembaga dihasilkan dari berbagai
proses melalui smelter (peleburan) yang terdiri dari 3 dapur
peleburan yaitu S-furnace, C-furnace, dan Cl- furnace. Dinamakan
anoda Tembaga karena pada proses pemurnian di Refinery plate
logam tembaga ini diposisikan sebagai anoda yaitu pada saat
elektrolisis.
e. Elektrogravimetri
Elektrogravimetri berasal dari 2 kata, elektrolisis dan gravimetri. Elektrolisis
merupakan metoda berdasarkan reaksi kimia yang disertai perpindahan elektron
dan perubahan energi baik dari energi kimia menjadi energi listrik (sel volta)
ataupun energi listrik menjadi energi kimia (Sel galvani). Sedangkan gravimetri
adalah metoda analisis berdasarkan penimbangan bobot (gravity).Jadi
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
35
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
Elektrogravimetri adalah metoda berdasarkan penimbangan bobot sebelum dan
sesudah elektrolisis.
Setiap reaksi kimia pasti akan menghasilkan energi baik energi panas
maupun energi listrik. Dalam elektrogravimetri dikenal dengan istilah potensial
elektroda (E0). Potensial Elektroda ialah Energi yang dibutuhkan untuk melakukan
suatu reaksi kimia.
Contoh :
Zn(s) Zn2+(aq) + 2 e E0 = +0,76 volt
Cu2+(aq) + 2 e Cu(s) E0 = +0,34 volt
Zn(s) +Cu2+(aq) Zn2+
(aq) + Cu(s) E0 = + 1,10 volt
Dari reaksi tersebut dapat disimpulkan bahwa reaksi dapat terjadi jika
diberikan energi sebesar 1,1 volt. Jika tidak, maka reaksi tidak akan berjalan dengan
sempurna. Untuk mengetahui Potensial Elektroda, dapat melihat tabel Potensial
Elektroda standar.
f. Elektrolisis
Hukum Faraday
Faraday mengamati peristiwa elektrolisis melalui berbagai
percobaan yang dia lakukan. Dalam pengamatannya jika arus listrik
searah dialirkan ke dalam suatu larutan elektrolit, mengakibatkan
perubahan kimia dalam larutan tersebut.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
36
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
Sehingga Faraday menemukan hubungan antara massa yang
dibebaskan atau diendapkan dengan arus listrik. Hubungan ini dikenal
dengan Hukum Faraday.
Menurut Faraday
3. Jumlah berat (massa) zat yang dihasilkan (diendapkan) pada elektroda
sebanding dengan jumlah muatan listrik (Coulumb) yang dialirkan
melalui larutan elektrolit tersebut.
4. Masa zat yang dibebaskan atau diendapkan oleh arus listrik sebanding
dengan bobot ekivalen zat-zat
tersebut.
Dari dua pernyataan diatas, disederhanakan menjadi persamaan :
dimana,
M = massa zat dalam gram
e = berat ekivalen dalam gram = berat atom: valensi
i = kuat arus dalam Ampere
t = waktu dalam detik
F = Faraday
Dalam peristiwa elektrolisis terjadi reduksi pada katoda untuk
mengambil elektron yang mengalir dan oksidasi pada anoda yang
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
37
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
memberikan eliran elektron tersebut. Dalam hal ini elektron yang
dilepas dan yang diambil dalam jumlah yang sama.
Bobot zat yang dipindahkan atau yang tereduksi setara dengan
elektron, sehingga masa yang dipindahkan merupakan gram ekivalen
dan sama dengan mol elektron. Faraday menyimpulkan bahwa Satu
faraday adalah jumlah listrik yang diperlukan untuk menghasilkan satu
ekivalen zat pada elektroda.
Muatan 1 elektron = 1,6 x 10-19 Coulomb
1 mol elektron = 6,023 x 1023 elektron
Muatan untuk 1 mol elektron = 6,023 . 1023 x 1,6 . 10-19
= 96.500 Coulomb
= 1 Faraday
BAB IV
METODE ANALISA
1. Kadar Cu Dalam Anoda Tembaga.
a. Metode :
Elektrogravimetri
b. Prinsip :
Sampel anoda tembaga didekomposisikan sampai membentuk larutan
elektrolit Cu yang stabil. Larutan elektrolit tersebut dielektrolisis hingga
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
38
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
semua Cu terdeposit pada Katoda. Kadar Cu dapat diketahui dari selisih
penimbangan katoda sebelum elektrolisis dan setelah dielektrolisis.
c. Reaksi:
Cu 2+ + 2 e- Cu
Elektrolisis :
Katoda = Cu 2+ + 2 e- Cu
Anoda = H2O ½ O2 + 2 H+ + 2e-
Cu 2+ + H2O ½ O2 +2H+ +Cu
d. Alat
Conikal beaker 500 mL.
Elektroda Pt.
Stirer magnetic.
Piala gelas 250 mL.
Corong
Kertas saring no 4, 11 cm
Pipet volumetric 50 mL
Labu ukur 500 mL
e. Pereaksi
H2SO4 (1+1)
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
39
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
HNO3 (p)
HNO3 (1+1)
HCl (1+1)
f. Cara kerja :
Preparasi
Ditimbang sampel 10 gram dalam conical
beaker 500ml.
Ditambahkan 80 ml HNO3 (1+1), ditutup
dengan kaca arloji.
Didekomposisi.
Setelah terdekomposisi kaca arloji diangkat
dan dibilas dengan air demin hangat sampai 250 ml.
Ditambahkan HCl (1+1) sampai terbentuk
endapan putih.
Diaduk dan dibilas bagian dalam conical beaker
dan ditutup dengan kaca arloji.
Disaring dengan kertas saring No.4, 11 cm
dibilas endapan dengan air suling.
Endapan dibuang dan filtrat ditambah air
demin sampai ¾ volume labu ukur, lalu himpitkan, dan diaduk lagi.
Dipipet sample 50 ml ke dalam gelas piala 250
ml.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
40
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
Ditambah 15 ml H2SO4 (1+1).
Dipanaskan hingga kering.
Didinginkan sampai suhu kamar.
Ditambah 30 ml air demin hangat, 5 ml H2SO4
(1+1), dilarutkan di atas hot plate.
Ditambahkan air demin 200 ml dan 10 ml
HNO3.
Dibilas bagian dalam gelas.
Elektolisis
Dipasang elektroda Pt yang telah diketahui
bobotnya (A gram) panjang katoda diatur ± 3 mm dari dasar larutan
elektrolisis.
Ditututp dengan setengah lingkaran kaca
arloji, lalu dinyalakan tombol elektrolisis, pada 300 mA selama 18
jam.
Pada saat hampir selesai, bilas bagian
dalam kaca arloji, tambahkan air demin dan elektrolisis selama 30
menit.
Larutan elektrolit diukur kadar Cu nya
dengan ICPS.
Dimatikan tombol elektrolisis, diangkat
kedua elektroda dari larutan elektrolit dengan cepat.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
41
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
Dicuci elektroda dengan air suling 2 kali
dan etanol 3 kali.
Dikeringkan dalam oven 80 0C.
Didinginkan dalam desikator.
Ditimbang bobot Pt setelah elektrolisis (B
gram).
g. Perhitungan :
Kadar Cu (%) =
2. Kadar
Sulfur
a. Metode
Combustion
b. Prinsip
Anoda tembaga dilebur dengan suhu yang tinggi dalam alat sehingga
kandungan Sulfur dalam Anoda terdorong keluar dan bereaksi dengan
oksigen yang dialirkan pada alat membentuk SO2. SO2 yang terbentuk
dideteksi oleh sinar infra red pada panjang gelombang tertentu dan dibaca
oleh detektor. Kadar SO2 yang terdeteksi dikonversikan oleh alat dalam
bentuk sulfur sehingga kadar sulfur dapat diketahui.
c. Reaksi
S + O2 SO2
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
42
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
d. Cara kerja:
Ditimbang 1 gram sampel.
Diukur dengan alat Leco IR – 432.
Cara kerja Leco :
PERSIAPAN
Dicek tekanan gas oksigen dan nitrogen dan buka valvenya.
Dihidupkan furnace ( instrumen yang sebelah kiri, sedangkan sulfur
determinator dinyalakan 24 jam terus menerus).
Dinyalakan printer.
Ditekan Enter pada Determinator.
Dicek kebocoran gas dengan menekan tombol berikut pada key board :
1)F 8 (more).
2)F 8 (more).
3)F 1 (system check).
4)F 1 (leak test).
5)F 1 (entire system), dan lihat System leak check jika
OK lanjutkan pada tahap selanjutnya.
Jika tidak OK, maka dicek sumber kebocoran
seperti filter, anhydrone, pipa aliran gas atau lapor pada Person In
Charge.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
43
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
Jika system mengindikasikan tersumbat (warn),
maka dilakukan pembersihan saluran gas atau lakukan pembersihan
rutin minimal sekali dalam seminggu atau sebelum melakukan
kalibrasi.
Dilakukan pengecekan akurasi timbangan
dengan anak timbangan standar yang disediakan (berat 1 g) minimal 1
(satu) kali dalam 2 (dua) minggu dengan batas kesalahan yang diizinkan
sebesar 3 % atau dengan hasil antara 0.985 g dan 1.015 g, apabila
hasilnya diluar range yang telah ditetapkan maka dilakukan kalibrasi
timbangan.
Dikalibrasi timbangan rutin dan dilakukan
minimal satu kali dalam enam bulan dengan cara kerja sebagai
berikut :
1) F8 (more).
2) F1 (Calibration).
3) F5 (Balance Calib).
4) F5 (Balance Tare), lalu diletakan anak timbangan standar di atas
timbangan.
5) F5 (Balance Calib).
6) Selesai.
PENSTABILAN
Dipilih channel,
dengan menekan :
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
44
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
1) F 6
(channel select).
2) F 1 (untuk
cathode) atau F 2 (untuk anode).
3) F 8 (exit).
Pemilihan nama
blank.
1) Ditekan F 1 (sample login).
2) Dipilih nama sampel “Blank” dengan menekan F 1 (select ID Code).
3) Ditekan F 8 (exit).
4) Dimasukan angka 1.0 g pada mannual weight,
5) Ditekan F 3 (mannual weight)
6) Ditekan ENTER.
7) Dianalisis dengan menekan F5 (analyze).
8) Ditunggu sampai proses analisis selesai.
9) Jika hasilnya £ 0.0010 % (untuk anode) atau £ 0.0001 % (untuk cathode)
dilanjutkan pada tahap berikutnya, kalau lebih besar dari 0.00100, % ulangi
lagi mulai dari tahap no. 2 diatas sampai didapat hasil yang diinginkan.
STANDARDISASI/KALIBRASI
Pengisian data
blanko (0,00000) dengan menekan :
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
45
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
1) F 8 (more).
2) F 2 (blanks).
3) F 2 (manual
blanks).
4) F 4 (sulfur), dan
dimasukan angka 0,00000 serta tekan ENTER.
5) F 5 (save &
continue).
6) F 8 (exit).
Pemilihan nama
standar
1) Ditekan F 1 (sample login).
2) Dipilih nama standar dengan menekan F 1 (select ID Code).
3) Ditekan F 8 (exit).
Penimbangan
1) Diletakkan crucible diatas timbangan dengan
gegep.
2) Ditekan F 2 (balance tare).
3) Ditimbang standar SRM 885 NIST sebanyak
± 1 g.
4) Ditekan ENTER.
5) Ditambahkan fluks sebanyak 1 takaran.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
46
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
6) Dikeluarkan crucible dari timbangan dengan
gegep dan standar siap untuk dianalisis.
7) Diukur.
8) Diturunkan Piston dengan menekan tombol
PISTON.
9) Letakkan crucible yang berisi standar keatas
tatakan piston dengan mempergunakan gegep.
10) Dinaikkan piston dengan menekan tombol
PISTON.
11) Ditunggu sampai proses analisis selesai dan
hasil analisis dicetak.
12) Diturunkan piston dengan menekan tombol
PISTON lagi.
13) Dibuang crucible tersebut setelah
didinginkan ke tempat pembuangannya.
14) Diperhatikan hasil analisis, kalau hasil
pengukuran standar tersebut sesuai dengan nilai standarnya
maka lanjutan pada tahap pengukuran (memakai data
kalibrasi yang lama), tetapi kalau diluar nilai tersebut ulangi
pengukuran standar sampai 10 kali dan buat data kalibrasi
yang baru.
Pembuatan
kalibrasi baru dengan langkah sebagai berikut :
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
47
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
1) F 1 (calibration).
2) F 1 (standard calib).
3) F 4 (sulfur) dan diisikan nilai standar pada kotak standar
sulfur.
4) F 5 (select result).
5) F 3 (select yes/no) dan pilih 5 data pengukuran standar yang
hampir sama.
6) F 7 (process result) dan tunggu sampai selesai.
7) F 5 (print).
8) F 3 (used for calib).
9) F 8 (exit).
10) F 7 (print).
11) F 8 (exit).
Kalibrasi
Kalibrasi harus dilakukan minimal 2 kali dalam sebulan atau jika
ditemukan hasil pengukuran standar yang nilainya diluar range pada
langkah no.4 diatas dengan batas kesalahan yang diizinkan sebesar 5
% atau dengan hasil antara 17~19 ppm untuk standar SRM 885 NIST
(18 ppm).
Pengukuran Sampel
Pengisian nama sampel.
1) Ditekan F 1 (sample login).
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
48
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
2) Dipilih nama sampel dengan menekan F 1
(select ID Code) dan ubah kodenya dengan mengetik pakai
keyboard.
3) Ditekan F 8 (exit).
Penimbangan
sampel
1) Diletakkan crucible diatas timbangan dengan gegep.
2) Ditekan F 2 (balance tare).
3) Ditimbang sampel anode sebanyak 1.00000 ± 0.005 g.
4) Ditekan ENTER.
5) Dikeluarkan crucible dari timbangan dengan gegep.
6) Diketuk crucible sampai menumpuk pada salah satu sisi
bagian bawah crucible dan ditutup dengan penutupnya.
7) Sampel siap untuk dianalisis.
Pengukuran
1) Diturunkan Piston dengan menekan tombol piston.
2) Diletakkan crucible yang berisi sampel keatas tatakan piston
dengan mempergunakan gegep.
3) Dinaikkan piston dengan menekan tombol piston.
4) Diatur current dengan menyetel tombol current sekitar 160
pada saat pembakaran terjadi pada furnace.
5) Ditunggu sampai proses analisis selesai dan hasil analisis
dicetak (print).
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
49
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
6) Diputar tombol pengatur current pada posisi minimum
kembali.
7) Diturunkan piston dengan menekan tombol PISTON lagi.
8) Setiap sampel dianalisis sebanyak 2 kali dan data yang
dihasilkan tidak boleh berbeda lebih dari 0.001% untuk
sampel yang sama, kalau jauh berbeda maka ulangi lagi
sampai didapat hasil yang mendekati.
9) Dilakukan cara kerja tersebut untuk sampel selanjutnya.
Pengakhiran
1) Diletakkan crusibel baru diatas piston.
2) Ditekan F 3 (manual weight) dan diisikan angka 0.10000, lalu
tekan tombol PISTON (tanpa crucible di atasnya) dan tunggu
sampai selesai.
3) Dilakukan perlakuan no. 2 tersebut sebanyak 3~5 kali atau
sampai didapat hasil yang minimum (pembersihan sistem
untuk analisis berikutnya).
4) Dimatikan Furnace (instrument sebelah kanan).
3. Kadar Oksigen
a. M
etode
Combustion
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
50
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
b. Pr
insip
Anoda tembaga dilebur pada suhu tinggi dalam alat sehingga oksigen
dalam anoda terdorong keluar dan bereaksi dengan karbon yang berasal
dari crucible membentuk CO2 yang dideteksi oleh sinar infra red pada
panjang gelombang tertentu. Kadar CO2 yang terdeteksi dikonversikan ke
dalam bentuk oksigen sehingga kadar oksigen dapat diketahui .
c. R
eaksi
2O + C CO2
d. Ca
ra kerja :
Ditimbang 1 gram sampel yang telah diambil dari anoda
yang berbentuk pin.
Diukur dengan alat Leco IR –416.
Cara kerja Leco IR- 416 :
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
51
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
PERSIAPAN
Dicek tekanan gas helium dan nitrogen dan buka valvenya.
Dihidupkan furnace ( instrumen yang sebelah kiri,
sedangkan sulfur.
Dinyalakan printer.
Ditekan Enter pada Determinator.
Dicek kebocoran gas dengan menekan tombol berikut pada
key board :
1) F 8 (more).
2) F 8 (more).
3) F 1 (system check).
4) F 1 (leak test).
5) F 1 (entire system), dan lihat System leak check jika :
a) OK dilanjutkan pada tahap selanjutnya.
b) Jika tidak OK, maka dicek sumber kebocoran seperti filter,
anhydrone, dan pipa aliran gas atau lapor pada Person In Charge.
Jika system mengindikasikan tersumbat (warn), maka
dilakukan pembersihan saluran gas atau dilakukan pembersihan rutin
minimal sekali dalam seminggu atau sebelum melakukan kalibrasi.
Dilakukan pengecekan akurasi timbangan dengan anak
timbangan standar yang disediakan minimal 1 (satu) kali dalam 2 (dua)
minggu dengan batas kesalahan yang diizinkan sebesar 3 % atau dengan hasil
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
52
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
antara 0.985 g dan 1.015 g, apabila hasilnya diluar range yang telah
ditetapkan maka dilakukan kalibrasi timbangan.
Dikalibrasi timbangan rutin dilakukan minimal 1 (satu) kali
dalam 6 (enam) bulan dengan cara kerja sebagai berikut :
1) F8 (more).
2) F1 (Calibration).
3) F5 (Balance Calib).
4) F1 (Tare), lalu diletakan anak timbangan standar di atas
timbangan.
5) F2 (Calib).
6) F8 (Exit).
PENSTABILAN
Dipilih methode dengan menekan :
1) F 6 (methode select).
2) F 2 (next) sampai menunjukkan
methode dua.
3) F 8 (exit).
Pemilihan nama blank
1) Ditekan F 1 (sample login).
2) Dipilih nama sampel “Blank” dengan menekan F 1 (select ID Code).
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
53
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
3) Ditekan F 8 (exit).
4) Dimasukan angka 1.0 g pada mannual weight.
5) F 3 (mannual weight), ketik 1.
6) Ditekan enter.
Hidupkan gas
1) Dilakukan analisis blank dengan menekan tombol berikut :
a) Loader control (sinyal load sample akan menyala).
b) Loader control (auto cleaner akan bekerja secara otomatis).
c) Dimasukkan crucible yang baru (outer dan inner).
d) Loader control dan tunggu sampai analisis selesai.
2) Jika hasilnya kecil dari 0.000010 % lanjutkan pada tahap berikutnya,
kalau lebih besar dari 0.000010 % ulangi lagi dengan cara :
a) Ditekan enter.
b) F 5 (analyze)sampai didapat hasil dibawah 0.000010 %.
Standardisasi/Kalibrasi
1) Diisi nama standar.
2) Ditekan F 1 (sample login).
3) Dipilih nama standar dengan menekan F 1 (select ID Code).
4) Ditekan F 8 (exit).
Penimbangan standar
1) Ditekan F 2 (balance tare).
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
54
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
2) Ditimbang standar sebanyak 1 buah ke dalam
timbangan.
3) Ditekan ENTER.
Dilakukan analisis standar dengan menekan
tombol berikut :
1) Loader control (sinyal load sample akan menyala).
2) Loader control (auto cleaner akan bekerja secara
otomatis).
3) Dimasukkan crucible yang baru (outer dan inner).
4) Loader control dan tunggu sampai analisis selesai.
Jika hasilnya sesuai dengan nilai standar lanjutkan analisis dengan
pengukuran sample, kalau hasil pengukuran berada diluar nilai tersebut
ulangi lagi dengan cara :
Penimbangan standar
1) Ditekan F 2 (balance tare).
2) Ditimbang standar sebanyak 1 buah ke dalam
timbangan.
3) Ditekan ENTER.
Lakukan analisis standar dengan menekan
tombol berikut :
1) Loader control (sinyal load sample akan menyala).
2) Loader control (auto cleaner akan bekerja secara
otomatis).
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
55
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
3) Dimasukkan crucible yang baru (outer dan inner).
4) Loader control dan tunggu sampai analisis selesai.
Dilakukan sampai didapat nilai yang sesuai standar atau 10 kali untuk
kalibrasi standar.
KALIBRASI
Pengisian data blanko (0,00000) dengan menekan :
1) F 8 (more).
2) F 2 (blanks).
3) F 2 (manual blanks).
4) F 4 (sulfur), dan masukan angka 0,00000 serta tekan enter.
5) F 5 (save & continue).
6) F 8 (exit).
Penimbangan dan pengukuran standar (O2 dalam
Fe/Cu)
1) Ditekan F 2 (balance tare).
2) Ditimbang standar sebanyak 1 buah ke dalam timbangan.
3) Ditekan enter.
4) Ditekan loader control (sinyal load sample akan menyala).
Masukkan sampel ke dalam loader sample.
1) Ditekan loader sample (auto cleaner akan bekerja).
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
56
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
2) Diisikan crucible (outer dan inner ke dalam tempat crucible).
3) Ditekan loader sample dan ditunggu sampai analisis selesai.
Perhatikan hasil analisis, jika hasil pengukuran standar dalam range
standar maka lanjutan pada tahap pengukuran (memakai data
kalibrasi yang lama), tetapi kalau diluar nilai tersebut ulangi
pengukuran standar sampai 3 kali dengan cara :
a) Ditekan F 2 (balance tare).
b) Ditimbang standar sebanyak 1 buah ke dalam timbangan.
c) Ditekan enter.
d) Ditekan loader control (sinyal load sample akan menyala).
e) Dimasukkan sampel ke dalam loader sample.
f) Ditekan loader sample (auto cleaner akan bekerja).
g) Diganti crucible ke dalam tempat crucible (outer bisa dipakai s.d
10 ~15 kali dan inner langsung diganti).
h) Ditekan loader sample dan tunggu sampai analisis selesai.
Pembuatan kalkibrasi baru dengan langkah sebagai
berikut :
1) F 8 (more).
2) F1 (calibration).
3) F 1 (standard calib).
4) F 4 (sulfur) dan diisikan nilai standar pada kotak standar sulfur.
5) F 5 (select result).
6) F 3 (select yes/no) dan pilih 3 data pengukuran standar yang terakhir.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
57
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
7) F 7 (process result) dan tunggu sampai selesai.
8) F 5 (print).
9) F 3 (used for calib).
10) F 8 (exit).
11) F 7 (print).
12) F 8 (exit).
Kalibrasi harus dilakukan minimal dua kali dalam sebulan
atau jika ditemukan hasil pengukuran standar yang nilainya diluar
range pada langkah no. 4 di atas. dengan batas kesalahan yang
diizinkan sebesar 5 % dari nilai standar.
Pengukuran Sampel
Pengisian nama sampel.
1) Ditekan F 1 (sample login).
2) Dipilih nama sampel “sampel anoda” dengan menekan F 1 (select
ID Code).
3) Ditekan F 8 (exit).
Penimbangan sampel
1) Ditekan F 2 (balance tare).
1) Ditimbang sampel sebanyak 1 buah ke dalam timbangan.
2) Ditekan ENTER.
3) Dilakukan analisis sampel dengan menekan tombol berikut :
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
58
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
4) Loader control (sinyal load sample akan menyala).
5) Loader control (auto cleaner akan bekerja secara otomatis).
6) Dimasukkan crucible yang baru (outer dan inner).
7) Loader control dan tunggu sampai analisis selesai.
8) Setiap sampel dianalisis sebanyak 2 kali dan data yang dihasilkan
tidak boleh berbeda lebih dari 0.001% untuk sampel yang sama,
kalau jauh berbeda maka ulangi lagi sampai didapat hasil yang
mendekati.
Dilakukan cara kerja tersebut untuk sampel selanjutnya.
PENGAKHIRAN
a. Dimatikan Furnace EF - 500 (instrument sebelah kanan).
b. Dimatikan aliran gas dengan menekan tombol gas pada
determinator.
c. Ditutup kembali aliran gas N2 dan He dibelakang
determinator Pada determinator, ditekan :
1) F 8 (more).
2) F 8 (more).
3) F 7 (logoff).
4) Dimatikan printer.
5) Dikeluarkan crucible bekas dari vacuum cleaner.
6) Semua proses selesai.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
59
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
4. Kadar Trace Metal
a. Metode
Spectroskopi Emisi
b. Reaksi
M + HNO3 Mn+ + NOx
c. Prinsip :
Sampel anoda didekomposisikan dengan HNO3 hingga terlarut sempurna.
Larutan ini kemudian di ukur pada alat ICP spektrofotometer dengan
panjang gelombang masing-masing
d. Peralatan :
Piala gelas 100 mL
Labu Ukur 200 mL
e. Pereaksi :
HNO3 (p)
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
60
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
HCl (p)
Yitrium 10 ppm
f. Cara kerja :
a. Ditimbang 1 gram sampel ke dalam piala gelas 100 mL
b. Ditambahkan 10 mL HNO3 (p)
c. Dipanaskan hingga terdekomposisi
d. Ditambahkan 30 mL HCl (p)
e. Dipanaskan hingga terdekomposisi dengan volume akhir 30
ml
f. Didinginkan dan dimasukan ke dalam labu ukur 200 ml
yang telah berisi 10 ml HCl dan 10 ml Yitrium 10 ppm
g. Ditera labu ukur hingga tanda garis
h. Diukur dengan IRIS-Plasma Spectrometer
Cara Kerja ICPS :
MENYALAKAN IRIS-PLASMA SPECTROMETER
a. Dipasang Torch, nebulizer, pompa dan dialirkan gas untuk
aux dan coolant.
b. Disiapkan air untuk pembilas nebulizer.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
61
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
c. Dinyalakan komputer dengan menekan tombol di CPU,
monitor dan printer.
d. Tunggu hingga tampilan Windows.
e. Diklik 2X pada ikon TEVA/CID.
f. Pilih menu lab (contoh: RMP) yang diinginkan dan
masukkan pasword.
g. Tunggu hingga tampilan TEVA Control Central.
h. Diklik ignite selama 90 detik jika ICP di shutdown atau 30
detik jika ICP di exstinguish lalu klik OK, ditunggu sampai plasma
menyala.
i. Jika plasma menyala diklik OK, jika tidak hubungi Person In
Charge.
j. Ditunggu IRIS-ICPS menyala selama 15-30 menit untuk
penstabilan.
PENGUKURAN SAMPLE DENGAN IRIS-ICPS
a. Setelah IRIS-ICPS dinyalakan dan distabilkan.
b. Diklik Analysist.
c. Diklik menu Method dan dipilih Open , akan keluar kotak dialog.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
62
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
d. Dipilih metode yang akan digunakan untuk pengukuran sampel dan
diklik Open.
e. Diklik menu Instrument dan dipilih Auto peaks adjust, akan muncul
kotak dialog.
f. Dialirkan nebulizer dengan standar paling tinggi atau yang cukup
tinggi dan diklik RUN lalu ditunggu sampai selesai dan diklik OK jika
sukses (diketahui dengan keluarnya tanda ü pada kotak dialog).
g. Klik menu Run dan pilih Standard.
h. Diklik pada baris S-0 dan dialirkan larutan standar S-0 ke dalam
nebulizer, diklik Run dan ditunggu sampai selesai lalu setelah itu
diklik S-1, dialirkan standar S-1 ke dalam nebulizer dan diklik Run,
ditunggu sampai selesai dan dilakukan begitu seterusnya sampai
standar terakhir. Setelah itu diklik OK.
i. Diklik menu Run dan dipilih unknown, akan muncul kotak dialog.
j. Diisi nama sampel dan data lain yang dianggap perlu seperti nama
operator, faktor, tanggal, dan dialirkan sampel tesebut ke dalam
nebulizer, setelah itu diklik Run dan ditunggu sampai selesai.
Dilakukan hal tersebut untuk sampel berikutnya.
k. Setelah selesai analisis dan IRIS-ICPS tidak digunakan lagi untuk
waktu lebih dari 15 menit, dimatikan nyala plasma.
l. Diklik ikon plasma control, akan keluar kotak dialog.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
63
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
m.Diklik extinguish dan IRIS-ICPS siap digunakan untuk analisis
berikutnya dimulai dari tahap no. 10.
MEMATIKAN IRIS-ICPS DIAKHIR PEKERJAAN
a. Diklik Shutdown dan setelah padam, diklik OK.
b. Diklik menu Method dan dipilih exit, komputer akan
kembali pada menu utama Windows.
c. Diklik Star pada tool bar bagian bawah menu utama
dan pilih Shut down akan keluar kotak dialog dan diklik Yes,
ditunggu sampai keluar pesan It’s save to shutdown your computer.
d. Dimatikan komputer, monitor, dan printer.
e. Dibuka nebulizer chamber, pompa (renggangkan
selangnya) dan cuci torch untuk dipergunakan pada analisis hari
berikutnya.
B. INSTRUMEN yang DIGUNAKAN
ICP
I. Prinsip Dasar
Spektrometri Emisi Atom (AES), Spektrometri Serapan Atom (AAS),
Spektrometri Fluorescene Atom adalah tiga cabang dari Analitik Spektrometri yang
memperoleh informasi analitik dari spectra atom dalam daerah optik spectrum
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
64
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
elektromagnetik. Daerah optik ini adalah ultra violet (UV), sinar tampak (visible),
danh infra merah dekat (near infra red). Spektra atom pada daerah ini berasal dari
energi transisi kulit terluar elektron atom-atom bebas atau ion-ion.
Pada ketiga metoda tersebut di atas, cuplikannya harus
diatomisasikan, yaitu diuraikan menjadi atom-atom bebas atau ion-ion. Pada
AES proses tersebut dilakukan pada suatu sumber eksitasi yang tidak hanya
untuk atomisasi tetapi juga untuk eksitasi atom-atom bebas dan ion-ion
unsur.
Spektrum atom yang diemisikan oleh cuplikan (analit) digunakan
untuk menetapkan komposisi unsurnya. Panjang gelombang untuk
mengidentifikasi unsur, sedangkan intensitas radiasi yang diemisikan untuk
mengetahui konsentrasinya.
II. Instrumentasi
Dalam Spektroskopi Emisi Atom sejumlah sejumlah kecil cuplikan
diuapkan dan dieksitasi secara termal ketitik emisi atom. Energi yang
diperlukan untuk proses ini disediakan oleh bunga api listrik (electric arc)
atau pijaran listrik (electric spark), atau yang lebih umum oleh suatu laser
atau plasma yang terdiri dari gas inert (argon). Seperti halnya AAS,
instrumentasi AES bias dibagi menjadi 5 komponen utama :
1. Sumber eksitasi
2. Sample introduction system
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
65
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
3. RF generator
4. Spektrometer
5. Detektor dan system pembacaan
Sample introduction system dan sumber eksitasi bergantung pada
jenis cuplikan dan data analitik yang diinginkan. Sebagaimana spectrum
emisi yang muncul dari sumbernya difokuskan pada celah masuk
spectrometer, dimana spectrum emisi ini didispersi menjadi komponen
panjang gelombangnya dan disebut garis spectral (spectral lines).
Panjanggelombang dari suatu garis spectra berhubungan dengan frekuensi
dan enegi (Eq, Ep) dan tingkat /level atom.
Dimana C adalah kecepatan cahaya dan h adalah tetapan plank. Dan
melalui system optik sumber radiasi tersebut akan diteruskan ke
photodetektor. Pada instrumen klasik, film fotografi digunakan untuk
merekam spectra, tetapi sisitem yang sangat modern menggunakan tabung
pengganda foton (Photo Multiplier Tubes) atau Charge Transfer Device yang
secara langsung dihubungkan ke Data Processing System
1. Sumber Eksitasi
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
66
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
Tidak ada sumber eksitasi tunggal yang baik untuk semua aplikasi.
Analis harus memilih menurut syarat-syarat analis yang diinginkan. Faktor-
faktor yang mempengaruhi pemilihan suatu sumber eksitasi adalah :
a) Konsentrasi unsur yang hedak ditentukan
b) Tekanan uap dsn volatilisasi unsure
c) Potensial eksitasi garis spectra atom yang digunakan
dalam analisis
d) Kondisi fisik cuplikan
Pada umumnya, untuk cuplikan padat digunakan electric arc dan
electric spark karena lebih sensitifdan stabil. Sumber plasma adalah pilihan
untuk cuplikandalam bentuk larutan atau gas, kepekaannya memungkinkan
aplikasi ke arah trace analysis hingga level ppb.
a. Direct Current Arcs
Dhiscarge listrik yang sangat sederhana adalah dc arc
diantara dua elektroda padat. Satu elektroda tempat dimana cuplikan
berada sementara lainnya sebagai counter. Di USA, anoda umumnya
ditempatkan cuplikan, sedangkan di Eropa katoda digunakan sebagai
tempat cuplikan (Sample Holder).
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
67
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
Dc arc terdiri dari suatu arus tinggi (5-30 A) dan voltage
rendah (10-25 A). Temperatur arc antara 4000 sampai 6000 K. Eksitasi
atom-atom cuplikan secara elektrik dan thermal menghasilkan plasma
energi yang tersedia untuk eksitasi tergantung panjang pijaran. Di
dekat elektroda terdapat energi plasma yang sangat besar dan
cuplikan cepat diuapkan, pada daerah ini hampir semua hasil eksitasi
disebabkan oleh energi thermal.
Gambar 16. Konfigurasi elektroda : a). Point to point, b). point to
plane, c). carrier distillation
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
Counter
electrode
Sample (a)
Sample (b)
Pedestal (c)
Counter
electrodesam
ple
68
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
Gambar di atas menunjukkan konfigurasi elektroda dan pada gambar
2.c adalahelektroda popular yang terdiri dari sebuah counter elektroda dan
elektroda bentuk mangkuk yang berisikan cuplikan. Graphite dengan
kemurnian tinggimerupakan material elektroda yang banyak diminati, sebab
sifat-sifat fisika dan kimianya, mudah diperoleh dalam tingkat kemurnian
yang tinggi, dan bersifat refractory memungkinkan volatilisasi komponen-
komponen cuplikan dengan titik didih tinggi dan juga secara kimia tahan
terhadap asam atau reagent-reagent redoks. Spektrum emisi mengandung
beberapa garis spectral yang meminimalkan interferensi spectral sample
padat, biasanya dalam bentuk serbuk yang ditempatkan dalam elektroda
berbentuk cup dan cuplikan tersebut biasanya dicampur dengan graphite
untuk meningkatkan konduktivitas.
b. High voltage, Alternating Current Sparks
Jenis sumber ini tidak sesensitif dc arc, tetapi sumber eksitasi ini
memberikan presisi dan stabilitas yang baik dari semua sumbar dischaege
listrik. Alat ini juga merupakan metoda pilihan untuk analisis logam-logam
Fedlam industri. Spark (pijaran) mengandung daya density dan arus timggi
yang menghasilkan populasi atom dengan tingkat listrik berenergi tinggi dan
juga ionisasinya lebih baik jika dibandingkan dengan metoda arc.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
69
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
Dalam analisis logam sumber ac spark biasanya dipakai untuk analit
yang konsentrasinya lebih besar dari 0,01 %, bergantung pada kepekatan
unsure yang hendak ditentukan.
c. Micropobe
Laser micropobe baik digunakan untuk analisis cuplikan yang sangat
kecil atau daerah-daerah tertentu pada cuplikan yang besar dimana suatu
sinar laser difokuskan melalui mikroskop konvensional pada daerah terkecil
cuplikan. Panas hebat dari laser menguapkan sejumlah kecil cuplikan,
meninggalkan lubang diameter sebesar 50 mm pada permukaan cuplikan
dan menghasilkan plasma sekali terbentuk, plasma menyerap radiasi dari
cahaya laser. Absorpsi ini oleh plasma mempunyai arti bahwa jumlah
cuplikan yang diuapkan tidak bergantung dari total energi laser.
Gambar 17. Diagram laser micropobe
d. Plasma Torch
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
P
ri
s
m
Laser
housingSynchronized
rotating interferometer
plate
Sampl
e
Micro
scope
Va
por
Electr
odes
70
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
Plasma merupakan ion-ion gas dan kabut electron berenergi tinggi.
Inductively Coupled Argon Plasma atau ICP torch adalah suatu jenis plasma
khusus yang memperoleh dayanya dari medan magnet berffrekuensi tinggi.
Problem pemantikan (igniting) dan pembakaran suatu torchyang dialiri suatu gas
inert (argon) adalah sangat menarik. Awalnya gas argon dialiri melewati tabung
quarts 25-mn yang dikelilingi oleh coil induksi. Aliran arus ac melalui coil ini pada
frekuensi sekitar 30 MHz dan level dayanya sekitar 2 kw.
Aliran gas argon yang memasuki coil mula-mula diperkaya dengan
elektron-elektron bebas dari suatu coil tesla discharge. Elektron-elektron
bebas ini dengan segera berinteraksi dengan medan magnet dari coil dan
mrncapai energi yang cukup untuk mengatomisasikan atom-atom argon
oleh tumbukan-tumbukan eksitasi. Kation-kation dan elektron-elektron yang
dihasilkan oleh pijaran awal tesla dipercepat oleh medan magnet pada
aliran tegak lurus yang berputar terhadap aliran yang berasal dari ujng
torch. Kebalikan arah arus dalam coil induksi membalikkan arah medan
magnet yang dipergunakan untuk campuran atom-atom, ion-ion dan
electron. Plasama yang berbentuk nyala terbentuk di dekat ujung torch
dengan temperatur antara 6000 K hingga 10000 K.
2. Sample Introduction System
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
71
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
Sample Introduction System dari suatu instrument ICP-AES
bertanggung jawab untuk trnsportai cuplikan ke sumber eksitasi plasma.
Sistem ini terdiri dari :
a. Nebulizer
Tingkat pertama dalam analisis suatu cuplikan oleh ICP adalah
pengantarnya (introduction) ke daerah eksitasi. Sample Introduction System
terdiri dari nebulizer dan spraychamber. Ada banyak jenis nebulizer /
spraychamber yang tentunya tergantung dari jenis cuplikan. Tidak hanya
tergantung dari padatan, cairan, dan cuplikan gas yang memerlukan Sample
Introduction System yang berbeda, tetapi bisa pula berbeda jenis dari cuplikan
cair yaitu larutan aqua, larutan-larutan berkadar garam tinggi, larutan HF, dan
pelarut-pelarut organik.
Setiap jenis cuplikan liquid mempunyai sifat fisika yang berbeda
seperti viskositas, volatilitas dan presentase padatan-padatan terlarut, oleh
sebab itu setiap jenis cuplikan liquid memerlukan sistem sampling yang
berbeda untuk memperoleh efisiensi transport yang tinggi untuk analisis
yang optimum, serta untuk mencapai presisi analitik yang baik. Fungsi
utama setiap nebulizer adalah untk menghasilkan suatu aerosol dari larutan
cuplikan. Ada 2 jenis nebulizer yang digunakan membentuk aerosol :
Pneumatic
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
72
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
Pneumatic Concentric Glass Nebulizer adalah salah satu jenis
nebulizer yang lazim digunakan. Laju gas yang tinggi pada ujung tabung
kapiler menjamin produksi partikel halus cairan,efisiensi pengabut
memainkan peran penting dalam sensitivitas dan presisi dari analisis ICP.
Sensitivitas erat kaitannya dengan jumlah cuplikan yang mencapai plasma
dan presisi yang baik, berhubungan dengan kemampuan nebulizer untuk
menghasilkan suatu kestabilan aerosol secara kontinyu.
Ultrasonic
Nebulizer ultrasonic menggunakan vibrasi suatu transduser piezo
electric untuk membentuk aerosol
b. Spaychamber
Spraychamber adalah sangat penting dalam mempertahankan
lingkungan yang stabil untuk memberikan presisi analitik. Fungsi utama
spraychamber adalah untuk menghilangkan partikel-partikel cairan yang
besar dalam proses nebulisasi. Untuk sebagian besar sistem nebulize
spraychamber sejumlah besar larutan terbuang, lebih kurang 2% cuplikan
yang mencapai plasma.
c. Pompa peristaltic
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
73
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
Beberapa instrumen ICP dilengakapi pomap peristaltic chamber
ganda untuk mengaliri kelebihan cairan dari spraychamber. Sistem ini
menghilangkan inpresisi dengan mengotrol laju cairan ke nebulizrdan laju
dimana ia dialri ke tangki pembuangan.
3. RF Generator
Fungsi radio frekuensi generator adalah untuk menyadeiakan suatu
arus bolak-balik (ac) pada suatu frekuensi yangdiingainkan untuk induksi coil
yang digunakan untuk membentuk Inductively Coupled Plasma.
4. Spektrometer
Setiap unsur memiliki karakteristik level energi bila suatu atom
berada dalam keadaan tidak stabil atau berenergi, atom-atom tersebut
membebaskan energi dalam bentuk radiasi pada panjang gelombang yang
berhubungan dengan transisi diantara tingkat energi yang berbeda
sebagaimana ia kembali ke keadaan stabilnya.
Perbedaan unsur-unsur dapat diidentifikasikan dengan spectrum
unik panjang gelombang dalam radiasi yang diemisikan. Fungsi
spectrometer adalah untuk memisahkan radiasi dari plasma menjadi
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
74
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
komponen panjang gelombangnya melalui kisi difraksi. Intensitas cahaya
kemudian diukur oleh detector pada suatu panjang gelombang spesifik
untuk setiap unsure. Detektor merubah iontensitas cahaya menjadi suatu
signal listrik yang dapat dikuantifikasikan dan berhubungan dengan
konsentrasi unsure dalam larutan.
5. Sistem Pembacaan dan Detektor
a. Sistem Optik
Ada beberapa jenis optik yang digunakan pada ICP AES, diantaranya
Concave Grating (kisi cekung), dan Echelle Grating.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
Pris
m
So
urc
e
L
e
n
s Input
aperture
Echelle grating
Focus
mirror
Collimating mirror
Output
apertures, film,
or CRT
75
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
Gambar 18. Tipikal Spektrometer Echelle Grating
b. Detektor
Detektor yang lazim digunakan dalam ICP-AES adalah Photomultiplier
Tubes dan Charge Transfer Device (CTD). CTD adalah semikonduktor yang dapat
menghasilkan suatu arus listrik atuau muatan jika datang cahaya.
III. Interferensi
1. Kimia
Banyak interferensi yang terjadi di AAS tetapi tidak terjadi di ICP dan
sebaliknya. Ikatan kimia yang masih ada pada 3000°C secara lengkap
terpecah diatas 6000°C. Temperatur tinggi yang dicapai suatu plasma
mengeliminasi interferensi kimia dan ini adalah alas an utama untuk unsur-
unsur refractory.
2. Fisika
Interferensi fisika akan menyebabkan variasi pada cahaya yang
diemisikan dengan konsentrasi yang sama dari suatu unsur akibat
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
76
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
perbedaan matrix.Hal itu juga diistilahkan sebagai efek interferensi rotasi.
Efek ini umumnya diklasifikasikan sebagai kinetika atau thermodinamika.
Efek kinetik adalah faktor umum yang berkaitan dengan density,
viskosiyas atau tegangan permukaan. Nebulisasi menyebabkan sejumlah
kecil cuplikan tersedot sebagai peningkatanviskositas. Demikian pula bila
tegangan permukaan besar dari suatu cairan maka nebulisasi kurang efisien.
Tegangan permukaan merupakan suatu ukuran kekuatan gaya tarik antara
molekul dalam suatu larutan.
Efek ini dapat dikurangi dengan menggunakan argon humidifer (ASA)
yang membutuhkan aliran gas argon, hal ini membuat nebulizer gas lebih
polar dan meningkatkan kekuatan ioniknya sehingga ia akan lebih menarik
larutan ionik dari tegangan permukaan yang tingi.
3. Spektral
Kemungkinan tumpang tindih garis analitik dengan beberapa
spektral lainnya yang berasal dari unsur lainnya dalam cuplikan atau ICP
adalah masalah yang sulit dalam pengembangan metode ICP-AES.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
77
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
BAB V
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Analisis
Berikut ini adalah hasil analisis Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
1. Analisis Cu 2+
Tanggal Analisa No.Lot
CuRemar
k
Bobot Pt (gram)Pt
ElectrodeE'lyte
Residue Washing Total (%) Awal Akhir
13 Feb 2012
12079-1
99,29 0,0616 99,35 28,2249
29,2178
12079-2
99,32 0,044 99,36 26,9159
27,9091
Average 99,36 OK
12080-1
99,26 0,0515 99,31 26,6847
27,6773
26,4066
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
78
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
12080-2
7
Average 99,38 OK
Tabel 2. Hasil Analisa Kadar Tembaga
2. Analisis Sulfur
Tanggal Analisa No.Lot
Berat Sampel (Gram)
Sulphur (%)
17-Feb-12
12092-1 10.262 0.00247
12092-2 10.063 0.00212
Average 0.00230
12093-1 10.231 0.00427
12093-2 10.093 0.00425
Average 0.00426
Tabel 3. Hasil Analisa Kadar Sulfur
3.Analisis Oksigen
Tanggal Analisa No.Lot
Berat Sampel (Gram)
Oksigen (%)
17-Feb-12 12092-1 0.2977 0.06650
12092-2 0.2007 0.05975
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
79
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
Average 0.063125
12093-1 0.3213 0.05481
12093-2 0.4262 0.05682
Average 0.055815
Tabel 4. Hasil Analisa Kadar Oksigen
4. Analisis Trace Metal
Tanggal Analisa No.Lot
Ag Al As Au Bi
µ/g
13-Feb-12
12084-1 245.1 - 949.4 132.4 243.0
12084-2 246.2 - 966.5 128.3 247.0
Average 246.7 - 957.9 130.4 245
12085-1 254.4 - 893.1 144.2 259.2
12085-2 256.3 - 857.1 134.5 250.0
Average 255.35 - 875.1 139.4 254.6
Tanggal Analisa No.Lot
Cd Fe Ni Pb Sb
µ/g
13-Feb-12
12084-1 1.213 35.78 491.4 1453 36.06
12084-2 1.438 17.68 486.4 1470 38.16
Average 1.326 26.73 488.9 1462 37.11
12085-1 1.064 212.0 614.5 1707 39.13
12085-2 1.014 68.25 585.8 1622 38.16
Average 1.039 140.13 600.2 1665 38.65
Tanggal Analisa No.Lot
Se Sn Te Znµ/g
13-Feb- 12084-1 794.6 27.43 89.22 12.49
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
80
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
12
12084-2 804.6 25.98 89.70 11.73
Average 799.6 26.71 89.46 12.1112085-1 514.9 32.82 65.66 20.60
12085-2 496.0 45.23 61.71 17.86
Average 505.5 39.03 63.69 19.23
Tabel 4. Hasil Analisa Kadar Trace Metal
B. Pembahasan
Komoditi yang di Analisis
Anode tembaga merupakan produk yang dihasilkan oleh PT Smelting
dengan kadar kemurnian Cu hingga 99.5% yang dibuat dalam bentuk plate
dengan mesin pencetak. Bobot Anoda Tembaga adalah 380 kg/Plate dengan
ketebalan 45 mm. Ukuran luasnya adalah 970 x 938 mm. Anode tembaga
dihasilkan dari berbagai proses melalui smelter (peleburan) yang terdiri dari 3
dapur peleburan. Dinamakan anoda Tembaga karena pada proses pemurnian di
Refinery plate logam tembaga ini diposisikan sebagai anoda yaitu pada saat
elektrolisis.
Uraian Metode Analisis
1. Analisis Kadar Cu (Tembaga) dalam anoda tembaga
Analisis Kadar tembaga menggunakan metode elektrogravimetri.
Elektrogravimetri adalah suatu metoda analisis dimana pengukuran
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
81
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
berdasarkan perbedaan bobot penimbangan (gravimetri) elektroda sebelum
dielektrolisis dan setelah dielektrolisis. Mula-mula tembaga dalam sampel
dilarutkan dengan HNO3 (1+1) sebanyak 80 mL karena sample cukup banyak
mengandung tembaga (± 99.4 %). Agar larutan yang akan dielektrolisis hanya
mengandung tembaga murni sehingga dalam elektrolisis tidak mengalami
hambatan, maka pengotor (Ag) dalm larutan harus dihilangkan dengan cara
diendapkan. Dengan penambahan HCl (1+1) yang cukup berlebih diharapkan
dapat mengendapkan seluruh Ag yang terkandung dalam larutan. Setelah
diendapkan, dapat disaring agar Ag benar-benar terpisah dari larutan
elektrolit. Reaksinya adalah sebagai berikut :
Cu + HNO3 Cu2+ + NOx + H+
Pengotor :
Ag+ + HCl AgCl + H+ + HCl berlebih
Agar tembaga stabil dalam keadaan larutan, maka ditambahkan
H2SO4 karena tembaga sangat stabil dalam keadaan CuSO4.Selain itu juga
H2SO4 sebagai pemberi suasana asam karena elektrolisis terjadi pada suasana
asam seperti pada reaksi berikut:
Cu(NO3)2 +H2SO4 CuSO4 + 2HNO3
Elektrolisis dilakukan dengan kuat arus ± 0.3 A (300 mA) dalam
waktu 18 jam. Larutan elektrolit harus dalam keadaan mengalir karena
jika tidak maka larutan tidak akan sempurna terelektrolisis. Hal ini
disebabkan karena larutan tidak homogen. Selain itu elektroda untuk
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
82
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
proses elektrolisis menggunakan elektroda platina karena salah satu
syarat elektroda yang dapat digunakan haruslah inert (tidak mudah
bereaksi) terhadap contoh dan platina cukup inert terhadap logam-
logam seperti Cu dan lain-lain. Jadi dalam elektrolisis, logam Cu hanya
terabsorb oleh elektroda platina.
Kemudian energi yang diberikan (energi listrik) digunakan untuk
mereduksi Cu2+ menjadi logam tembaga (Cu). Reaksi yang terjadi pada proses
elekrolisis sebagai berikut:
Katoda = Cu 2+ + 2 e- Cu
Anoda = H2O ½ O2 + 2 H+ + 2e-
Cu 2+ + H2O ½ O2 +2H+ +Cu
Reaksi tersebut merupakan reaksi keseluruhan yang terjadi selama
elektrolisis tetapi biasanya ditulis hanya reaksi pada katoda.
Dari reaksi diatas telah terlihat bahwa tembaga (II) dalam larutan
akan tereduksi oleh energi yang diberikan anoda membentuk logam murni
tembaga.
Setelah elektrolisis, dikhawatirkan bahwa tembaga masih terdapat
dalam larutan elektrolit. Oleh karena itu, untuk lebih mendekati kadar
tembaga sebenarnya dari contoh, larutan tersebut diukur menggunakan alat
instrumen ICPS.
2. Analisis Kadar Sulfur dalam Anoda tembaga
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
83
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
Analisis Sulfur menggunakan metode Combustion menggunakan alat
Lecco. Mula-mula contoh anode tembaga ditimbang ± 1 gram pada cruccible.
Lalu contoh dilanjutkan dengan proses combustion atau proses pembakaran.
Contoh yang mengandung Sulfur dilebur pada tanur LECO sehingga Sulfur
dalam contoh keluar. Pada saat bersamaan oksigen mengalir sehingga
bereaksi dengan sulfur membentuk SO2 dan kemudian dideteksi oleh infrared
(IR) dengan panjang gelombang tertentu. Untuk menentukan kadar Sulfur
dalam contoh, Kadar SO2 yang telah dideteksi dikonversikan menjadi kadar
Sulfur oleh alat LECO.
Tujuan dari analisis sulfur ini yaitu agar dapat mengetahui kadar
sulfur dalam sampel Anoda
3. Analisis Kadar Oksigen dalam Anoda tembaga
Analisis Oksigen secara prinsip hampir sama dengan analisis Sulfur
dengan menggunakan metoda combustion. Sampel yang digunakan
berbentuk batang anoda (pin) yang diambil pada Smelter Section dengan cara
dihisap pada pipa kaca yang kemudian didinginkan. Karena tembaga mudah
teroksidasi dengan udara sekitar sehingga diambil bagian dalamnya yang
belum kontak dengan udara sekitar. Lalu anoda tersebut ditimbang dan
dilebur. Oksigen dalam contoh akan keluar dan bereaksi dengan karbon dari
carbon cruccible. Lalu CO2 yang terdeteksi oleh Detektor IR dikonversikan
menjadi kadar Oksigen yang terkandung.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
84
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
Tujuan dari analisis oksigen ini adalah untuk menentukan kadar
oksigen dalam sampel Anoda
4. Analisis Kadar Trace metal pada anoda tembaga
Trace Metal adalah logam pengotor yang terdapat dalam contoh.
Analisis dilakukan menggunakan metode spektroskopi dengan alat ICPS.
Mula-mula contoh didekomposisi dengan aqua regia (HNO3 :HCl =1:3). Lalu
ditambahkan standar yttrium sebagai faktor koreksi. Lalu larutan siap diukur
dengan menggunakan IRIS-Plasma Spectrometer.
Apabila hasil analisis terutama pada alat ICPS diragukan
karena tidak sesuai dengan standar yang telah ditentukan, maka
ketelitian alat tersebut harus diperiksa kembali. Agar alat dapat
mendeteksi dengan baik dan teliti maka ada beberapa hal yang perlu
diperhatikan pada saat melakukan analisis dengan ICPS, antara lain :
a. Sebelum melakukan pengukuran kadar logam dengan menggunakan
ICPS, unsur-unsur logam pengganggu harus dihilangkan. Hal ini terjadi
karena pengukur dengan ICPS dilakukan secara simultan sehingga
unsur yang mempunyai panjang gelombang berdekatan ikut teranalisis
sehingga memngganggu proses analisis unsur yang diinginakan. Akibat
dari hal ini hasil analisis menjadi kurang akurat.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
85
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
b. Sebelum melakukan kalibrasi dengan standar, dibuat matrik dan
ditambahkan kedalam standar sehingga standar yang digunakan
mempunyai kondisi yang sama dengan sample yang dianalisis. Dengan
penembahan matrik ini tidak perlu dilakukan penghilangan unsur
pengganggu karena hal ini telah diatasi oleh penambahan matrik.
c. Pemilihan panjang gelombang harus tepat, yaitu panjang gelombang
yang mempunyai jangkauan yang mencakup keseluruhan sample yang
dianalisis dengan demikian sinar emisi yang dihasilkan akan maksimal
sehingga konsentrasi yang didapat dari unsur yang dianalisis tepat dan
akurat. Selain itu dipilih juga panjang gelombang yang mempunyai
interference paling kecil, sehingga tingkat kesalahan semakain kecil.
d. Sampel yang dianalisis harus benar-benar jernih, tidak mengandung
endapan, dan tidak keruh. Bila ini terjadi maka harus dilakukan
penyaringan terlebih dahulu sebelum sample dianalisis.
e. Standar yang digunakan harus baik. Hal ini dapat dilihat dari kurva
yang dihasilkan oleh standar tersebut. Bila kurva tersebut linier maka
standar yang dibuat itu baik.
Mutu atau kualitas produk yang dihasilkan melalui proses
pada unit Smelter ini dapat diketahui berdasarkan hasil analisis yang
dilakukan dilaboratorium PT. Smelting. Selain tiu analisis Anoda
tembaga di laboratorium RMP PT. Smelting dilakukan untuk
mengetahui unit-unit yang ada di Smelter. Bila hasil analisis tidak
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
86
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
sesuai dengan standar, maka perlu diadakan pengontrolan terhadap
unit smelter
BAB V
PENUTUP
A. Kesimpulan
PT. Smelting adalah perusahaan asing yang bergerak dibidang
peleburan (smelter) dan pemurnian (refinery) tembaga yang dibuat dari
bahan baku konsentrat tembaga yang dikirim dari perusahaan
pertambangan. Produk yang dihasilkan yaitu Katoda Tembaga, Asam
Sulfat, Slag, Gypsum, dan Slime
Adapun analisa yang dilakukan pada Anoda Tembaga yaitu
Analisa Kadar Trace Metal, Kadar Tembaga, Kadar Sulfur dan Oksigen.
Dimana hasil analisa yang diperoleh akan digunakan sebagai patokan
untuk proses pemurnian di Refinery.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
87
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
B. Saran
Ketelitian serta kehati-hatian seorang analis sangatlah penting
dalam pengerjaan. Dalam menunjukan ketelitian dan kehati-hatian,
seorang analis juga harus mempunyai skill (kemampuan) agar
mendapatkan hasil yang maksimal, akurat dengan presisi yang tinggi.
Selain itu pula, pengoperasian alat dan pemeliharaannya harus sesuai
dengan prosedur begitu juga kalibrasi harus dilakukan secara berkala agar
alat tetap dalam keadaan baik (keakuratan dan ketelitian tinggi) karena
jika dengan adanya kemampuan seorang analis tanpa adanya ketelitian
alat sangatlah tidak mungkin untuk mencapai hasil maksimal. Aspek lain
yang sangat perlu diperhatikan dalam bekerja yaitu keselamatan dalam
bekerja (Menggunakan APD) dan perlakuan yang sesuai prosedur
terhadap sampel analisis.
Sebagai tindakan antisipasi dan koreksi hendaknya dilakukan
pointing and calling. Agar terhindar dari masalah atau bahaya yang
mungkin terjadi saat melakukan pekerjaan.
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar
88
Analisa Komposisi Kimia Pada Anoda Tembaga
Sekolah Menengah Analis Kimia Makassar