ISSN: 1410-8917
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 16 (2) (2013) : 59 – 62

## Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi

## Journal of Scientific and Applied Chemistry
Journal homepage: http://ejournal.undip.ac.id/index.php/ksa
Pengaruh pH Larutan pada Pengendapan Kobal (Co) dengan Adanya Pengotor Seng (Zn) melalui Metode Elektrolisis
Indah Purnamasari a , Linda Suyati a* , Rahmad Nuryanto a
a Physical Chemistry Laboratory, Chemistry Department, Faculty of Sciences and Mathematics, Diponegoro University, Jalan Prof. Soedarto, Tembalang, Semarang
* Corresponding author: linda_suyati@live.undip.ac.id
A r t i c l e   I n f o A b s t r a c t Keywords: Cobalt, electrolysis, electrolyite Cobalt is metal that has many uses in industry and electronics field. This study aims were to determine the purity cobalt with zinc (Zn) impurities that were affected by an increase in the concentration of H 2 SO 4 as supporting electrolyte and to know morphology cobalt (Co). Deposition of cobalt performed using electrolysis at a potential of 3,3 Volt is attached for  4  hours  using  graphite  electrodes.  This  study  the  addition  of  concentration  H 2 SO 4 0,001;  0,01;  0,1  M  and  without  the  addition  of  H 2 SO 4 as  the  effect  of  electrolyte concentration. The result showed that Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) purity cobalt with zinc impurities without addition of  H 2 SO 4 addition  was  97,87%  and  with  addition  of  H 2 SO 4 0,001;  0,01  and  0,1  M  was 95.18%; 93.86%; and 96.13%. Morphology shape of electrolysis deposition was to rough pore shaped, many deposition consumed by carbon and cobalt metal absorbed in the pores so it was not visible.

## A b s t r a k
Kata Kunci: Kobalt, elektrolisis, elektrolit Kobal  merupakan  logam  yang  mempunyai  banyak  kegunaan  dalam  bidang  industry maupun elektronik. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan kemurnian kobal dengan adanya  pengotor  seng  (Zn)  yang  dipengaruhi  oleh  variasi  konsentrasi  H 2 SO 4 dan mengetahui morfologi hasil endapan kobal (Co). Pengendapan kobal ini dilakukan dengan menggunakan metode elektrolisis pada potensial terpasang 3,3 Volt selama 4 jam dengan menggunakan elektroda grafit-grafit. Penelitian ini dilakukan penambahan konsentrasi H 2 SO 4 0,001;  0,01;  0,1  M  dan  tanpa  penambahan  H 2 SO 4 sebagai  pengaruh  konsentrasi elektrolit. Hasil penelitian diperoleh dari Scanning Electron Microscopy (SEM) dan Enegy Dispersive  X-ray  Spectroscopy (EDS)  yang  menujukkan  bahwa  kemurnian  kobal  dengan adanya pengotor Zn tanpa penambahan H2SO4 sebesar 97,87% dan dengan penambahan H 2 SO 4 berturut-turut 0,001; 0,01 dan 0,1 M sebesar 95,18%;  93,86% ; dan 96,13% . Bentuk morfologi  hasil  endapan  elektrolisis  cenderung  berbentuk  pori  yang  kasar,  endapan banyak  dikonsumsi  oleh  karbon  dan  logam  kobal  terserap  masuk  ke  dalam  pori-pori sehingga tidak terlihat.

## 1. Pendahuluan
Kobal  (Co)  merupakan  hasil  samping  dari pengolahan  logam  utama  pada  penambangan  logam berat,  logam  ini  bersifat  magnetis  karena  aplikasinya dalam berbagai industry seperti pelapisan logam, bahan semi  konduktor  dan  komponen  elektronik  [1]. Elektrolisis merupakan suatu proses pengendapan logam
dengan menggunakan bantuan arus listrik dimana logam akan  terdeposisi  pada  katoda.  Menurut  Zoski  [2] elektrolisis pengendapan Co dikondisikan analit pada pH 3 dengan penambahan garam sulfat, dimana pada pH 3 merupakan  kondisi  yang  baik  untuk  mengendapkan kobal secara elektrolisis. Pengaruh arsenik, antimon, dan kobal  sebagai  pengotor  pada  logam  seng  (Zn)  yang
terdapat  pada  larutan  ZnSO 4 .  Larutan  ZnSO 4 ini dielektrolisis  dengan  menggunakan  elektrolit  H 2 SO 4 , adanya  pengotor  menyebabkan  kemurnian  seng  pada katoda berkurang. Nguyen dkk. [3] menunjukkan bahwa terjadi  perubahan  potensial  elektroda  atau  potensial deposisi saat oksidasi anodik, reduksi tembaga menurun ketika  konsentrasi  Co 2+ ditingkatkan  dan  konsentrasi asam sebagai elektrolit diturunkan.
Berdasarkan latar belakang tersebut pada penelitian ini  dilakukan  variasi  konsentrasi  H 2 SO 4 di  mana konsentrasi akan berpengaruh pada pH larutan, semakin tinggi konsentrasi H 2 SO 4 maka pH larutan juga semakin tinggi,  dengan  tujuan  memperoleh  kemurnian  Co  yang lebih tinggi dan mengetahui morfologi hasil elektrolisis.

## 2. Metode Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan metode elektrolisis pada  potensial  terpasang  pada  arus  DC.  Penentruan rentang  potensial  pengendapan  (E app )  dilakukan  pada potensial  berubah  mulai  dari  0  Volt  sampai  6  Volt. Kemudian dilakukan elektrolisis terhadap kobal (Co) 0,1 M  yang  ditambah  dengan  seng  (Zn)  100  ppm  dengan memvariasikan larutan elektrolit H 2 SO 4 0,1; 0,01; 0,001 M dan  tanpa  H 2 SO 4. Endapan  hasil  elektrolisis  dianalisis dengan  menggunakan  SEM-EDS  sehingga  didapatkan morfologi dan komposisi endapan.

## 3. Hasil Dan Pembahasan

## Penentuan Potensial deposisi
Potensial  deposisi  merupakan  rentang  potensial dimana  energi  minimal  yang  dibutuhkan  kobal  untuk dapat  tereduksi.  Potensial  pengendapan  yang  dimiliki kobal  dan  seng  berbeda.  Potensial  pengendapan  antara kobal dengan seng dapat dilihat pada gambar 1.
Gambar 1.Kurva hubungan potensial dan arus pada larutan Co dan Co-Zn
Pada  gambar  diatas  terlihat  bahwa  terjadi  reaksi oksidasi- reduksi di mana arus akan semakin meningkat dan  kembali  turun  ketika  analit  sudah  tidak  ada. Penentuan  rentang  potensial  pengendapan  dapat dihitung dengan persamaan nerst.
Secara  matematis  dilakukan  dengan  metode ekstrapolasi  sesuai  dengan  rumus  y  =  mx  +  c  dan
diperoleh besar potensial sebesar 2,75-2,92 Volt. Reaksi yang  terjadi  pada  katoda  dan  anoda  saat  proses elektrolisis yaitu:
K Co 2+ (aq) + 2e - → Co (s)
A 2H 2 O(l) → O 2 (g) + 4H + (aq)+ 4e
T Co 2+ (aq) + 2H
2 O (l) → 2Co (s) + O 2 (g) + 4H + (aq)
K 2Zn 2+ (aq) + 4e - → 2Zn (s) A 2H 2 O(l) → O 2 (g) + 4H + (aq) +4e
T 2Zn 2+ (aq) + 2H 2 O (l) → 2Zn(s) + O 2 (g) + 4H + (aq). gas  yang  terjadi  Selama  proses  elektrolisis  berjalan muncul gas pada elektroda,
2H(aq)+2e - H 2 (g) → H 2 2H 2 O (l) → O 2 (g) + 4H + (aq) + 4e -
Potensial  terpasang  yang  ditetapkan  untuk  proses elektrolisis selanjutnya adalah 3,3 Volt.

## Elektrolisis Pada Potensial Terpasang
Proses  elektrolisis  dengan  penambahan  H 2 SO 4 dilakukan  pada  potnsial  3,3  Volt  dengan  komposisi larutan Co sebesar 0,1 M, seng (Zn) sebesar 100 ppm dan H 2 SO 4 yang ditambahkan sebesar 0,1; 0,01; 0,001 M dan tanpa  penambahan  H 2 SO 4. Hasil  yang  didpatkan  adalah sebagai berikut:
Gambar 2. Hasil SEM endapan hasil elektrolisis tanpa
H 2 SO 4 perbesaran 15000X Gambar 3. Hasil SEM endapan hasil elektrolisis dengan penambahan H 2 SO 4 0,001M perbesaran 15000X 𝐸 𝑒𝑞 = 𝐸 𝑜 − 𝑅𝑇 𝑛𝐹 𝑙𝑛 𝐶 𝑜𝑘𝑠 𝐶 𝑟𝑒𝑑
Gambar 4. Hasil SEM endapan hasil elektrolisis dengan penambahan H 2 SO 4 0,01M perbesaran 15000 X
Gambar 5 . Hasil SEM endapan hasil elektrolisis dengan penambahan H 2 SO 4 0,1M perbesaran15000X
Gambar  diatas  tersebut  terlihat  bahwa  pengaruh penambahan  asam  sulfat  menyebabkan  endapan elektrolisis berbentuk pori yang kasar, endapan banyak dikonsumsi oleh karbon dan logam kobal terserap masuk kedalam  pori-pori  sehingga  logam  kobal  maupun  seng tidak terlihat dan berikut adalah hasil analisis EDS:
Gambar 6 hasil EDS tanpa penambahan H 2 SO 4

## Gambar 7 hasil EDS dengan penambahan H
2 SO 4 0,001M
Gambar 8 hasil EDS dengan penambahan H 2 SO 4 0,01M Gambar 9 hasil EDS dengan penambahan H 2 SO 4 0,1M
Persentase tingkat kemurnian kobal yang diperoleh dapat dilihat pada gambar:
Gambar 10. Tingkat fraksi kobalt dengan keberadaan seng dengan adanya penambahan asam sulfat 1).Larutan tanpa H 2 SO 4 ,2). PenambahanH 2 SO 4 0,001M, 3). Penambahan H 2 SO 4 0,01M 4). Penambahan H 2 SO 4 0,1M.
Gambar  10  menunjukkan  bahwa  pengaruh  variasi H 2 SO 4 sebagai  elektrolit  berkurang,  di  mana  semakin tinggi kosentrasi larutan maka terjadi pula pengendapan sulfat pada katoda.

## 4. Kesimpulan
Kemurnian kobal dengan adanya pengotor Zn tanpa dan  dengan  penambahan  H 2 SO 4 sesuai  hasil  dari  EDS diperoleh  masing-masing  sebesar  tanpa  penambahan H 2 SO 4 97,87%; H 2 SO 4 0,001; 0,01 dan 0,1 M berturut turut sebesar 95,18% ; 93,86% ;  dan  sebesar 96,13% .  Bentuk morfologi  hasil  endapan  elektrolisis  cenderung berbentuk pori yang kasar, endapan banyak dikonsumsi oleh  karbon  dan  logam  kobal  terserap  masuk  kedalam pori-pori sehingga tidak terlihat.

## 5. Daftar Pustaka
[1]  A Arifin, Keberadaan Sumber Daya Kobal Indonesia dan Kemungkinan Pengembangannya ke Depan, in, Metalurgi, 2006.
[2]  Cynthia  G.  Zoski,  Handbook  of  Electrochemistry, Elsevier, Amsterdam, 2007.
[3]  T. Nguyen, N. Guresin, M. Nicol, A. Atrens, Influence of cobalt ions on the anodic oxidation of a lead alloy under  conditions  typical  of  copper  electrowinning, Journal of Applied Electrochemistry , 38, 2, (2008) 215-
224 http://dx.doi.org/10.1007/s10800-007-9427-9