PELAPISAN NIKEL PADA TEMBAGA DENGAN ELEKTROLISIS

Nama: Wulan Dwi Utami

NIM : 12231050

INTISARITelah dilakukan pelapisan logam tembaga dengan nikel menggunakan metode

elektrolisis. Logam tembaga digunakan sebagai katoda dan karbon sebagai anoda. Larutan elektrolit yang digunakan terdiri dari Nikel Sulfat (NiSO4) 250 g/L sebanyak 10 mL, Nikel Klorida (NiCl2) 50g/L sebanyak 10 mL, Asam Borat (H3BO3) 30 g/L sebanyak 10 mL dan akuades sebanyak 20 mL. Kedua elektroda dihubungkan dengan arus DC sebesar 2,7 A selama 20 menit. Pada elektroda timbul gelembung selama proses elektrolisis. Massa nikel yang menempel pada logam tembaga pada proses elektrolisis ini adalah 0,009 gram.

Kata kunci: elektrolisis, elektroda, arus DC

1. PENDAHULUANElektrolisis merupakan suatu

peristiwa dimana suatu larutan akan diuraikan menjadi ion-ionnya, yaitu ion positif (kation) dan ion negatif (anion), ketika arus listrik searah dialirkan ke dalam larutan elektrolit melalui elektroda. Pada peristiwa ini kation akan mengalami reduksi karena menangkap elektron, sedangkan anion akan mengalami oksidasi karena melepaskan elektron. Maka peristiwa reduksi terjadi di katoda dan oksidasi terjadi di anoda, dan kation akan menuju katoda sedangkan anion akan menuju anoda (Skoog, 1993)

Anoda adalah terminal positif dihubungkan dengan kutub positif dari sumber arus listrik. Katoda diartikan sebagai benda kerja yang akan dilapisi dihubungkan dengan kutub negative dari arus listrik. Elektrolit berupa larutan yang molekulnya dapat larut dalam air dan terurai menjadi partukel bermuatan positif dan negative. Perpindahan ion logam dengan bantuan arus listrik melalui larutan elektrolit sehingga ion logam mengendap pada benda padat yang akan dilapisi..

Pelapisan logam disebut juga elektroplating. Pelapisan logam secara elektrokimia bertujuan untuk melapisi logam pada permukaan logam atau

permukaan yang konduktif melalui proses elektrokimia atau elektrolisis, agar mencapai permukaan yang tahan korosi dan penampilannya bagus, mengkilap, dan cemerlang dari segi estetika (Riyanto, 2013)

Prinsip dasar elektroplating adalah penempatan ion-ion logam yang ditambah electron yang berasal dari larutan elektrolit logam yang dilapisi. Ion-ion tersebut didapat dari anoda dan elektron berasal dari larutan elektrolit yang digunakan.

2. METODE PERCOBAANAlat

Peralatan yang digunakan dalam percobaan ini adalah alat-alat gelas, neraca analitik (Ohaus), stopwatch dan sumber arus DC (Thunder PS-20A)Bahan

Bahan yang digunakan adalah Nikel Sulfat (NiSO4) 250 g/L, Nikel Klorida (NiCl2) 50g/L, Asam Borat (H3BO3) 30 g/L, akuades, elektroda tembaga dan elektroda karbonCara Kerja

Ditimbang sebanyak 12,5 gram NiSO4, 2,514 gram H3BO3 dan 1,501 gram NiCl2 untuk membuat larutan elektrolit sebanyak 50 mL.

Kawat tembaga (katoda) dibersihkan dan ditimbang sedangkan karbon digunakan sebagai anoda. Dicelupkan kedua elektroda dalam larutan elektrolit yang terdiri dari Nikel Sulfat (NiSO4) 250 g/L sebanyak 10 mL, Nikel Klorida (NiCl2) 50g/L sebanyak 10 mL, Asam Borat (H3BO3) 30 g/L sebanyak 10 mL dan akuades sebanyak 20 mL. Dihubungkan alektroda dengan sumber arus DC dan dijalankan elektrolisis pada arus 2,7 Ampere selama 20 menit. Kawat tembaga dikeringkan dan ditimbang. Ditentukan berat nikel yang terdeposisi pada kawat tembaga.

3.HASIL DAN PEMBAHASANPelapisan nikel digunakan untuk tujuan

mencegah korosi ataupun menambah keindahan. Nikel tahan terhadap panas, tahan korosi dan tidak rusak oleh alkali. Nikel juga memiliki kekerasan dan kekuatan yang sedang dan daya hantar listrik juga baik. Skema alat elektrolisis secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Skema alat elektrolisis

Elektron (listrik) memasuki larutan melalui katoda (-), spesi tertentu dalam larutan menyerap elektron dari katoda sehingga mengalami reaksi reduksi. Spesi lain melepas elektron dari anoda sehingga anoda mengalami reaksi oksidasi. Anoda ada yang larut (ikut bereaksi) dan ada yang tidak larut. Anoda yang tidak larut berfungsi sebagai penghantar listrik. Pada

percobaan ini, digunakan karbon sebagai anoda. Karbon merupakan logam yang inert sehingga tidak ikut beraksi. Bisa juga menggunakan platina. Platina tidak kebal dari serangan oksidator-oksidator kuat, terutama dalam larutan di mana kompleksi bias menstabilkan Pt (II) melalui pembentukan spesies.(Day & Underwood,1999)

Dalam proses elektrolisis ini, ketika anoda dan katoda terjadi perubahan potensial akibat arus listrik searah, maka nikel terurai. Logam Nikel teroksidasi menjadi ion logam (Ni2+) yang kemudian larut dalam larutan elektrolit menggantikan ion logam Ni2+ dari NiSO4 yang terelektrolisis menjadi Ni2+ dan SO4

2- yang tertarik ke katoda untuk membentuk endapan.

Untuk menentukan reaksi mana yang lebih disukai pada elektrolisis larutan maka harus dilihat ion mana yang paling mungkin untuk bergerak dari larutan. Hal ini berarti bahwa setengah reaksi dengan harga Eº paling positif adalah reaksi yang paling disukai atau reaksi yang lebih mudah berlangsung. Pada katoda akan terjadi kompetisi anatara Ni2+ dengan H2O, tetapi lebih dimungkinkan terjadi reduksi Ni2+ karena menghasilkan Eº yang lebih positif dari H2O yaitu -0,28 volt. Sedangkan reaksi yang terjadi di anoda adalah oksidasi terhadap anion. Dalam hal ini terjadi persaingan antara Cl-, SO4

2- dan H2O. Reaksi oksidasi yang berlangsung adalah pada H2O karena harga Eº lebih positif sebesar -1,23volt.

Reaksi yang terjadi adalah:Katoda: Ni2+

(aq)+ 2e Ni(s)

Anoda: 2H2O(l) 4H+(aq)

+ O2(g) + 4e

Jadi, secara keseluruhan reaksi yang terjadi adalah:

2 Ni2+(aq+2H2O(l) 2Ni(s) + 4H+

(aq) + O2(g)

Mempunyai nilai Eº sebesar -1,51 V.

Pada waktu pelapisan juga terjadi gelembung-gelembung udara di dalam larutan elektrolit yang menyebabkan ada sebagian ion-ion nikel yang tergabung dengan gas hidrogen. Ion-ion nikel tersebut yang tergabung dengan gas hidrogen akan dianggap terbuang. Adanya gelembung ini menunjukkan bahwa elektrolisis berhasil.

Dari reaksi redoks yang terjadi selama elektrolisis, pada katoda (benda yang dilapisi) terdapat endapan nikel akibat reduksi yang terjadi. Banyaknya zat yang mengendap pada elektroda ini sesuai dengan Hukum Faraday I yaitu “Massa zat yang dihasilkan pada sel elektrolisis akan berbanding lurus dengan jumlah muatan listrik yang melalui sel elektrolisis”. Seharusnya, elektrolisis dilakukan 3 kali dengan variasi suhu yakni suhu ruang, suhu 40ºC dan suhu 50ºC. Tetapi, karena terdapat kesalahan alat pada sumber arus DC, percobaan ini hanya menghasilkan satu data.

Massa Nikel yang terdapat pada katoda tembaga pada suhu ruang (30ºC) adalah

0,009 gram. Sedangkan secara teoritis adalah 0,986 gram. Perbedaan yang cukup besar ini mungkin dikarenakan ketidaktelitian dalam melakukan elektrolisis.

4.KESIMPULAN

Pada pelapisan nikel pada tembaga ini, logam tembaga bertindak sebagai katoda yang mengalami reduksi. Anoda yang digunakan adalah karbon yang bersifat inert (tidak ikut beraksi) dan hanya sebagai penghantar listrik saja. Larutan yang dialiri potensial sebesar 2,7 V, dielektrolisis selama 20 menit dengan suhu ruang (30ºC). Massa nikel yang menempel pada logam tembaga adalah 0,009 gram sedangkan teoritsnya adalah 0,986 gram. Hal ini mungkin dikarenakan elektrolisis yang tidak sempurna dan juga terjadi kesalahan pada alat (system error).

DAFTAR PUSTAKA

Day, & Underwood. (1999). Analaisa Kimia Kuantitatif. Jakarta: Erlangga.Kurniawati, Puji. (2014). Panduan Praktikum Analisis Elektrokimia. Yogyakarta: DIII Analis

Kimia FMIPA UIIRiyanto. (2013). Elektrokimia dan Aplikasinya. Yogyakarta: Graha Ilmu.Setyowati, Iriani, & Ramelan. (2012). Pengaruh Rapat Arus Terhadap Ketebalan dan Struktur

Kristal Lapisan Nikel Pada Tembaga. Indonesian Journal of Applied Physics vol 2 , 1-2.Skoog. (1993). Principle of Instrumental Analysis 6th ed. Philadelpia: Saunders Collage Pub.