DASAR TEORI: VOLTAMETER TEMBAGA

VOLTAMETER TEMBAGA

Voltameter Tembaga merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besar tegangan listrik dalam suatu rangkaian listrik. Alat ini terdiri dari dua buah lempengan tembaga yang terpasang pada sebuah bakelite yang dirangkai dalam sebuah tabung kaca atau plastik. Lempengan luar berperan sebagai anoda sedangkan yang di tengah sebagai katoda. Umumnya tabung tersebut berukuran 15 x 10cm (tinggi x diameter). Tembaga memiliki berat jenis 8,93 gram/cm3, titik cairnya : 1083 0C, mampu tariknya : 200 – 360 N/mm2, perpanjangan/regangan : 35 – 50 %, penyusutan dingin : 2%. Metal/logam dapat bertindak sebagai konduktor listrik, akibat adanya pergerakan bebas dari elektron-elektron pada strukturnya. Secara sederhana konduksinya disebut konduksi metalik.
Pada larutan elektrolit yang pada kecenderungannya sebagai konduksi listrik, dalam peristiwa ini dapat digambarkan sebagai berikut :
Jika kedua elektrode dihubungkan dengan arus listrik searah (DC), maka ion-ion pada larutan akan bergerak berlawanan arah. Artinya, ion-ion positif akan bergerak ke elektrode negatif, sebaliknya ion-ion negatif akan bergerak kearah elektrode positif. Pergerakan-pergerakan muatan ion dalam larutan akan membawa energi listrik. Kondisi demikian ini disebut elektrolitik. Apabila ion-ion dalam larutan terkontak dengan elektrode maka reaksi kimia akan terjadi. Pada katode akan mengalami reduksi dan pada anoda akan mengalami oksidasi.

Sifat hantaran listrik zat cair dapat dibedakan menjadi tiga macam yaitu :

Isolator, misal : air murni, minyak, dll.
mengalami perubahan kimia, misal : asam-basa, garam.
tidak mengalami perubahan kimia, misal : air raksa, logam cair.
Biasanya pada percobaan Voltameter Tembaga tujuannya yaitu mencari arus, maka untukmenghitung arus, diperlukan endapan logam di katoda. Maka, akan ditinjau aspek kuantitatif pada elektrolisis ini dengan mengggunakan hukum Faraday, yaitu : “ Dalam elektrolisis, lewatnya 1 Faraday pada rangkaian menyebabakan oksidasi satu bobot ekivalen suatu zat pada satu elektrode dan reduksi satu bobot ekivalen pada elektrode yang lain.”

SifatTembaga

Tembaga yang dikatakanmurnisifatnya, yaitulunak, liat, dandapatdiregangkanataumulur. Selain itu juga kemampuannya sebagai penghantar panas dan penghantar listriknya tinggi, juga tahan korosi. Pada udara terbuka, tembaga membentuk lapisan pelindung berwarna hijau dari Cu karbonat yang dikenal dengan nama Platina. Tembaga bila berhubungan langsung dengan asam cuka, akan menjadi terusi yang beracun.
Kemampuan untuk dikerjakan
Tembaga murnij elekuntukdicor, dimanadalam proses pengecoran, hasilnyaPorus. Akan tetapi apabila diberikan suatu tambahan yaitu dengan jumlah kurangdari 1% bersama-sama akan memperbaiki sifat untuk mampu di cor. Tambahan-tambahan tersebut antara lain: seng, mangan, timahputih, timahhitam, magnesium, nikel, phospor, dansilisium.
Sebagai bahan setengah jadi, bahwa tembaga dapat dicor dalam suhu antara 800 -900 0 C untuk dibua tblok, plat yang nanti nyadi lanjutkan proses rolatauditekanuntukdibuatbatangan, profilataupipa, dan lain sebagainya. Dan untukpengerjaanselanjutnyaseperti proses dingin untuk di buat atau dijadikan lembaran-lembaran tipis (foil) sampaiketebalan 0,01 mm dan dibuat kawatsampai diameter 0,02 mm, akantetapi dengan cara tersebut, tembaga akan menja dikeras dan rapuh. Karena sifat mampu bentuknya baik sekali, tembaga dibuat bermacam-macam kebutuhan barang-barang tempa maupun tekan (forming). Melalui proses pelunakan ulang (soft anealing) pada temperatur antara 300 - 700 °C akan didapatkan sifat seperti semula dan harga/nilai keregangannya kembali meningkat. Dan proses terakhir pada quenching tidak akan kembali keras, melainkan menjadi bahan mampu tempa.
Untuk pengerjaan yang berhubungan dengan panas yang berulang-ulang atau untuk bagian yang dilas atau disolder, dapat menggunakan bermacam-macam bahan tembaga, misalnya dari tembaga jenis bebas O2 yaitu SB-Cu atau SD-Cu, bahanbahan tersebut baik dan lunak. Dan untuk penyolderan keras maupun pengelasan tanpa gas lindung pun akan baik kemampuan lasnya. Pada pengerjaan permesinan, misalnya : pembubutan, frais, bor atau shaping, dan sebagainya, bahwa tembaga murni mempunyai tatal atau cip yang terlalu liat dan padat, dan dapat merusak alat potongnya (cutter). Untuk itu pada alat potong untuk pengerjaan tembaga, diberikan sudut pemotongan khusus dan menggunakan minyak tanah atau oli bor emultion (dromus B) sebagai pelicin membantu pemotongan.
Penggunaannya
Tembaga pada umumnya digunakan sebagai bahan kebutuhan perlistrikan, kawat tambahan solder, pipa-pipa pemanas atau pendingin, penutup atap, dan khususnya digunakan sebagai bahan paduan maupun logam paduan.
Pengertian & Proses Elektroplating
Elektroplating merupakan salah satu aplikasi dari metode elektrokimia. Sesuai dengan namanya, metode elektrokimia adalah metode yang didasarkan pada reaksi redoks, yakni gabungan dari reaksi reduksi dan oksidasi, yang berlangsung pada elektroda yang sama/berbeda dalam suatu system elektrokimia. Sistem elektrokimia meliputi sel elektrokimia dan reaksi elektrokimia. Sel elektrokimia yang menghasilkan listrik karena terjadinya reaksi spontan didalamnya disebut sel galvani. Sedangkan sel elektrokimia dimana reaksi tak-spontan terjadi di dalamnya disebut sel elektrolisis.
Peralatan dasar dari sel elektrokimia adalah dua elektroda, umumnya konduktor logam, yang dicelupkan ke dalam elektrolit konduktor ion (yang dapat berupa larutan maupun cairan) dan sumber arus. Karena didasarkan pada reaksi redoks, pereaksi utama yang berperan dalam metode ini adalah elektron yang dipasok dari suatu sumber listrik. Sesuai dengan reaksi yang berlangsung, elektroda dalam suatu sistem elektrokimia dapat dibedakan menjadi katoda, yakni elektroda dimana reaksi reduksi (reaksi katodik) berlangsung, dan anoda, dimana reaksi oksidasi (reaksi anodik) berlangsung.
a. Pengertian Elektroplating
Elektroplating (penyepuhan) adalah proses pelapisan logam dengan logam yang lebih tipis melalui prinsip bahwa logam yang akan disepuh diperlakukan sebagai katoda, dan logam penyepuh diperlakukan sebagai anoda. Dalam penyepuhan, kedua elektroda dimasukkan dalam larutan elektrolit, yaitu larutan yang mengandung ion logam penyepuh. Elektroplating juga dapat didefinisikan sebagai pelapisan logam pada benda padat konduktif dengan bantuan arus listrik. Jika akan menyepuh benda dengan krom, maka anoda yang digunakan adalah krom dan larutan elektrolit adalah asam kromat (H2CrO4). Jika elektroplating perak, tentu perak sebagai anoda dan larutannya adalah perak nitrat.
Pada elektroplating maka logam dasar seperti besi, tembaga, kuningan, seng, dan aluminium dilapisi oleh berbagai variasi logam yang kebanyakan adalah tembaga (copper), nikel, kromium, seng, cadmium, dan tin juga beberapa logam mulia seperti perak, emas, rhodium, paladium dan platinum.
b. Tujuan Elektroplating
Elektroplating dimaksudkan untuk melindungi logam terhadap korosi atau untuk memperbaiki penampilan. Elektroplating adalah carayang digunakan untuk melapis permukaan logam besi dengan logam yangtahan terhadap karat seperti nikel dan krom. Hasil elektroplating sangat keras dan tahan terhadap goresan atau tumbukan. Oleh karena itu pelapisan jenis ini sering digunakan pada pelek roda kendaraan bermotor, starter, kursi besi, perkakas rumah tangga, peralatan untuk membuat roti, peralatan teknik dan lain sebagainya. Selain itu lapisan krom atau nikel pada logam Fe atau baja dapat mengurangi terjadinya korosi dan juga dapat memperindah penampilan benda.
Dalam industri pembuat sepeda motor, alat elektroplating ini digunakan untuk melapisi logam nikel/krom pada knalpot, pelek roda, kick starter, stir, reflektor lampu, pedal porseling (persenalan), pedal rem dan lain sebagainya. Penggunaan yang lebih luas adalah untuk melapisi alat-alat seperti kunci pas, kunci sok, kunci ring, kunci busi, kunci inggris, dan lain-lain.
PROSES ELEKTROPLATING TEMBAGA NIKEL KHROM
Proses pelapisan tembaga-nikel-khrom terhadap logam ferro atau kuningan sebagai logam yang dilapis adalah satu cara untuk melindungi logam terhadap serangan korosi dan untuk mendapatkan sifat dekoratif. Cara pelapisan tembaga-nikel-khrom dengan metode elektroplating adalah sebagai berikut:Pelapisan menggunakan arus searah. Cara kerjanya mirip dengan elektrolisa, dimana logam pelapis bertindak sebagai anoda,sedangkan logam dasarnya sebagai katoda. Cara terakhir ini yang disertai dengan perlakuan awal terhadap benda kerja yang baik mempunyai berbagai keuntungan dibandingkan dengan cara-cara yang lain. Keuntungan-keuntungan tersebut antara lain :
a. Lapisan relatif tipis.
b. Ketebalan dapat dikontrol.
c. Permukaan lapisan lebih halus.
d. Hemat dilihat dari pemakaian logam khrom.
Pengerjaan elektroplating tembaga-nikel-khrom pada dasarnya terbagi atas tiga proses yaitu perlakuan awal, proses pelapisan dan proses pengolahan akhir hasil elektroplating.Proses elektroplating ini terdapat tiga jenis proses pelapisan yaitu yang pertama adalah pelapisan logam dengan Tembaga, lalu dilanjutkan dengan pelapisan Nikel dan yang terakhir benda dilapis dengan Khrom.
A. PELAPISAN TEMBAGA
Tembaga atau Cuprum (Cu) merupakan logam yang banyak sekali digunakan, karena mempunyai sifat hantaran arus dan panas yang baik. Tembaga digunakan untuk pelapisan dasar karena dapat menutup permukaan bahan yang dilapis dengan baik. Pelapisan dasar tembaga dipelukan untuk pelapisan lanjut dengan nikel yang kemudian yang kemudian dilakukan pelapisan akhir khrom.

Aplikasi yang paling penting dari pelapisan tembaga adalah sebagai suatu lapisan dasar pada pelapisan baja sebelum dilapisi tembaga dari larutan asam yang biasanya diikuti pelapisan nikel dan khrom. Tembaga digunakan sebagai suatu lapisan awal untuk mendapatkan pelekatan yang bagus dan melindungi baja dari serangan keasaman larutan tembaga sulfat. Alasan pemilihan plating tembaga untuk aplikasi ini karena sifat penutupan lapisan yang bagus dan daya tembus yang tinggi.
B. SIFAT-SIFAT FISIKA TEMBAGA
1. Logam berwarna kemerah-merahan dan berkilauan
2. Dapat ditempa, dibengkokan dan merupakan penghantar panas dan listrik
3. Titik leleh : 1.0830C, titik didih : 2.3010C
4. Berat jenis tembaga sekitar 8,92 gr/cm3
C. SIFAT-SIFAT KIMIA TEMBAGA
1. Dalam udara kering sukar teroksidasi, akan tetapi jika dipanaskan akan membentuk oksida tembaga (CuO)
2.Dalam udara lembab akan diubah menjadi senyawa karbonat atau karat basa, menurut reaksi : 2Cu + O2 + CO2 + H2O → (CuOH)2 CO3
3.Tidak dapat bereaksi dengan larutan HCl encer maupun H2SO4encer
4.Dapat bereaksi dengan H2SO4 pekat maupun HNO3 encer dan pekat
Cu + H2SO4 → CuSO4 +2H2O + SO2 Cu + 4HNO3 pekat → Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2 3Cu + 8HNO3 encer → 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO
5.Pada umumnya lapisan Tembaga adalah lapisan dasar yang harus dilapisi lagi dengan Nikel atau Khrom. Pada prinsipnya ini merupakan proses pengendapan logam secara elektrokimia,digunakan listrik arus searah (DC). Jenis elektrolit yang digunakan adalah tipe alkali dan tipe asam. Untuk tipe alkali komposisi larutan dan kondisi operasi dapat dilihat pada tabel 2.3.
Larutan Strike menghasilkan lapisan yang sangat tipis. Larutan strike dapat pula dipakai sebagai pembersih dengan pencelupan pada larutan sianida yang ditandai dengan keluarnya gas yang banyak pada benda kerja sehingga kotoran-kotoran yang menempel akan mengelupas. Larutan ini terutama digunakan pada komponen-komponen dari baja sebagai lapisan dasar, untuk selanjutnya dilakukan pelapisan tembaga dengan logam lain.
Formula kecepatan tinggi atau efisiensi tinggi digunakan untuk plating tembaga tebal, smentara proses Rochelle digunakan untuk menghasilkan pelapisan yang bersifat antara strike dan kecepatan tinggi. Garam-garam Rochelle tidak terdekomposisi dan hanya berkurang melalui drag-out yaitu terikutnya larutan pada benda kerja pada saat pengambilan dari tanki tinggi disbanding larutan strike sebab kerapatan arus katoda dan efisiensi penting dalam kecepatan plating. Larutan Rochelle dan kecepatan tinggi dapat dioperasikan pada temperatur relatif tinggi.Komposisi larutan dan kondisi operasi untuk pelapisan tembaga asam dapat dilihat pada tabel 2.4.
Proses “Pengolahan Awal” adalah proses persiapan permukaan dari benda kerja yang akan mengalami proses pelapisan logam.Pada umumnya proses pelapisan logam itu mempunyai dua tujuan pokok adalah sifat dekorasi, sifat ini untuk mendapatkan tampak rupa yang lebih baik dari benda asalnya, dan aplikasi teknologi, sifat ini misalnya untuk mendapatkan ketahanan korosinya, mampu solder, kekerasan, sifat listrik dan lain sebagainya.Keberhasilan proses pengolahan awal ini sangat menentukan kualitas hasil pelapisan logam, baik dengan cara listrik, kimia maupu dengan cara mekanis lainnya.
Proses pengolahan awal yang akan mengalami proses pelapisan logam pada umumnya meliputi proses-proses pembersihan dari segala macam pengotor (cleaning proses) dan juga termasuk proses-proses pada olah permukaan seperti poleshing, buffing,dan proses persiapan permukaan yang lainnya.Untuk mendapatkan daya lekat pelapisan logam (adhesi) dan fisik permukaan benda kerja yang baik dari suatu lapisan logam, maka perlu diperhatikan cara olah permukaan dan proses pembersihan permukaan. Ketidaksempurnaan kedua hal tersebut di atas dapat menyebabkan adanya garisan-garisan pada benda kerja dan pengelupasan hasil pelapisan logam.


SUMBER:,,,

http://ozanzandy.blogspot.com/2010/02/pengertian-proses-elektroplating.html (2010 randugunting)
http://elektroplating.wordpress.com/2009/12/17/elektroplating/ (pengertian elktroplatting 2009 Dr. Tatang A. Taufik)
Anonim. 2010. Penanganan Limbah Chrome Plating. [online]. (http://www.metalindoabadi.com/penanganan-limbah-chrome-plating.html).
Anonim. 2008. Pengolahan Limbah Electroplating. [online]. (http://bimbelonline.blogspot.com/2008 /04/pengolahan-limbah-electroplating.html/).
Anonim. 2008. Removal Organic and Inorganic Contaminant. [online]. (http://electroplating- process.blogspot.com/2008/04/removal-organic-and-inorganic.html).
Ariono, dkk. 2011. Fisika Material: Elektroplatting (Penyepuhan) Pada Logam. [makalah]. Kendari: Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Haluoleo.
Siregar, Sakti. 2009. Penanganan Air Limbah Dari Industri Pelapisan Logam. [online]. (http://wastewater-indonesia.blogspot.com/2009/10/penanganan-air-limbah-dari-industri.html).
Widiono, Bambang. –. Pengolahan Limbah Nikel dari Industri Electroplating dengan Elektrokoagulator. [jurnal]. – : 7-18