Pelapisan logam timbal dengan alumunium dapat dilakukan melalui proses anodizing, yaitu elektrolisis dimana timbal berperan sebagai katoda dan alumunium sebagai anoda. Selama proses, ion alumunium akan terendap di permukaan timbal sehingga membentuk lapisan pelindung yang mencegah korosi timbal.
2. Latar Belakang
Dewasa ini Alumunium banyak digunakan sebagai bahan pelapis logam. Hal ini
dikarenakan sebagian besar jenis logam mengalami korosi, sedangkan logam
alumunium ini tidak dapat berkorosi.
Sifat bahan korosi dari aluminium diperoleh karena terbentuknya lapisan aluminium
oksida (Al2O3) pada permukaan aluminium. Lapisan ini membuat Al tahan korosi
tetapi sekaligus sukar dilas, karena perbedaan melting point (titik lebur).
Aluminium umumnya melebur pada temperature ± 600 derajat C dan aluminium
oksida melebur pada temperature 2000oC.
Sedangkan, kekuatan dan kekerasan aluminium tidak begitu tinggi dengan pemaduan
dan heat treatment dapat ditingkatkan kekuatan dan kekerasannya. Aluminium
komersil selalu mengandung ketidak murnian ± 0,8% biasanya berupa besi, silicon,
tembaga dan magnesium.
Sifat lain yang menguntungkan dari aluminium adalah sangat mudah difabrikasi,
dapat dituang (dicor) dengan cara penuangan apapun.
Dapat deforming dengan cara: rolling, drawing, forging, extrusi dll. Menjadi bentuk
yang rumit
Sifat-sifat penting yang dimiliki aluminium sehingga banyak digunakan sebagai
material teknik:
- Berat jenisnya ringan (hanya 2,7 gr/cm³, sedangkan besi ± 8,1 gr/ cm³)
- Tahan korosi
- Penghantar listrik dan panas yang baik
- Mudah di fabrikasi/di bentuk
- Kekuatannya rendah tetapi pemaduan (alloying) kekuatannya bisa ditingkatkan
- Simbol Al
Pelapisan alumunium dewasa ini menggunakan Anodizing.
3. Mekanisme Anodizing
Mekanisme proses dari Anodizing menggunakan prinsip elektrolisis. Prinsip
dasar elektrolisis adalah bagian dari sel elektrokimia dan berlawanan dengan prinsip
dasar sel volta, yaitu sebagai berikut: [Boyer Haward E, 1986]
1. Proses elektrolisis, mengubah energi listrik menjadi energi kimia.
2. Reaksi elektrolisis merupakan reaksi spontan, karena melibatkan energi listrik
dari luar.
Dalam proses Anodizing ini yang berperan sebagai anoda adalah alumunium
<Al> sedangkan yang berperan sebagai katoda adalah Timbal <Pb> dan yang
melapisi adalah alumunium <Al>. Reaksi elektrolisis Anodizing Al adalah sebagai
berikut:
H2SO4 2 H+ + SO42-
Katoda (Pb) : Pb2+ + 2 e- Pb
Anoda (Al) : Al Al2+ + 2e-
Al (anoda) Pb (katoda)
Jika digambarkan proses anodizing adalah sebagai berikut:
e- e-
Al Pb
Anoda
Katoda
H2SO4
Gambar 2.2 Mekanisme Sel Elektrolisis pada Anodizing
Keterangan :
1. Elektron bergerak dari kutub (-) sumber arus ke katode; pada katode
terjadi reaksi reduksi.
4. 2. Di anoda terjadi reaksi oksidasi dan elektron mengalir menuju ke sumber
arus listrik.
3. Ion (+) bergerak menuju ke kutub (-) dan ion (-) bergerak menuju ke
kutub (+), molekul pelarut, bebas tempatnya ada di anoda maupun katoda.
4. Pada katoda akan terjadi endapan Alumunium (Al) dan Al pada anoda
akan terus menerus larut dan menempel pada katoda.
Dari mekanisme diatas kita dapat mengetahui bahwa logam pelapisnya (Al)
akan mengendap pada permukaan Pb yang terendam elektrolit, sehingga jika
dibiarkan maka reaksi tersebut akan terus berlangsung sebelum tegangan listrik
dimatikan atau logam Al pada anoda yang melapisi Pb habis.
Setelah proses anodizing tersebut produk yang diperoleh adalah Pb yang
dilapisi oleh Al. Alumunium tersebut yang nantinya dapat memproteksi atau
melindungi timbal dari korosi. Biasanya sesudah di anodizing logam Pb tersebut tidak
langsung dipakai tetapi perlu adanya pelapisan lagi yang berupa cat yang dapat
memproteksi logam Pb lebih baik lagi dan dapat tahan lama, selain itu gunanya
pengecatan adalah juga untuk memperindah atau mempercantik logam tersebut
sehingga mempunyai nilai estetika yang lebih tinggi karena lebih menarik.
Kesimpulan
Anodizing merupakan proses elektrolisis yang penempatan katoda dan
anodanya berdasarkan reaksi volta. Secara visual pada saat proses Anodizing timbul
gelembung-gelembung udara pada logam Al dan pada logam Pb terdapat lapisan
berwarna coklat. Gelembung-gelembung udara tersebut terjadi karena adanya arus
yang ditimbulkan dari sel percobaan. Pada dasarnya prinsip Anodizing hampir
menyerupai proses electroplating yaitu penempatan ion logam ditambah elektron
pada logam yang akan dilapisi, dimana ion tersebut didapat dari katoda, logam yang
melapisi berperan sebagai katoda sedangkan logam yang dilapisi sebagai anoda.
Dengan proses Anodizing, akan didapatkan berat logam alumunium yang
makin besar dan berat logam Pb yang semakin kecil. Ini disebabkan karena logam Pb
akan lebih cepat terkorosi dibandingkan dengan Al melalui rekayasa permukaan
logam
