Submitted : 5 November
Revised : 13 November
Accepted : 15 November

## PENENTUAN KONDISI OPTIMAL ELECTROPLATING EMAS PADA BAJA PENINJUAN
1 Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Ujung Pandang
* Email : yulihr07@yahoo.com

## Abstrak
Eletroplating  emas  melewati  tiga  tahap  utama  yakni  pembersihan,  aktivasi,  dan  penyepuhan.  Pengrajin  emas secara  umum  melakukan  elektropating  secara  konvensional  dengan  peralatan  terpisah  untuk  tiap  prosesnya, suplai  arus  listrik  dan  panas  diatur  secara  manual  sehingga  terjadi  ketidakstabilan  pelapisan.  Hal  ini menyebabkan  hasil  pelapisan  buram  dan  daya  rekat  produk  elektroplating  tidak bertahan  lama.  Penelitian  ini bertujuan mengetahui kondisi optimal electroplating emas terhadap ketebalan lapisan emas. Metode penelitian yang  digunakan  adalah  metode  eksperimental  menggunakan  Automatic  integrated  immersion  system  dengan melakukan  pengujian  ketebalan  terhadap  benda  uji  dengan  ukuran  4  x  2  x  0.4  cm  dengan  memvariasikan parameter suhu operasi (30,40,50 dan 60) 0 C,  waktu 8 menit dan arus 0.9 ampere. Hasil penelitian menggunakan Automatic  integrated  immersion  system    menunjukan  bahwa  meningkatnya  suhu  dan  waktu  pelapisan  maka ketebalan lapisan semakin meningkat dan kehalusan permukaan beragam. Optimasi electroplating yaitu arus 0.9 ampere, waktu electroplating 10 menit dengan  tebal lapisan 0.970 µm.
Kata kunci: Automatic Integrated Immersion System, Elektroplating, Emas, Optimasi

## Abstract
Gold  electroplating  consist  of  three  steps  which  are  cleaning,  activation,  coating.  Conventional  method  of electroplating  usually  apply  different  tools  for  each  process.Electricity  and  heat  supply  were  used  to  be  adjusted manually so the coating was unstable. The product from conventional coatings was usually low on brightness and binding strength. This study was aimed to find the optimum condition of gold electroplating against the thickness of the coating. The experimental method used in  this research was automatic integrated immersion system with the thickness test of 4 x 2 x 0.4 cm. The temperature wasvaried (30, 40, 50, and 60) 0 C, time of operation was 8 min and the current of electricity was 0.9 ampere. The results showedthat the increasing of temperature and time of coating caused the increasing of thickness and the variation of the smoothness.The optimum condition of current was  0.9 ampere and the time of electroplating was 10 min which result 0.970 µm of layer thickness.
Keywords : Automatic Integrated Immersion System, Electroplating, Gold, Optimation
JURNAL INTEGRASI PROSES
Website: http://jurnal.untirta.ac.id/index.php/jip

## KUALITAS PELAPISAN
Yuliani HR 1* , Pria Gautama 1 , dan Sukma A b adi 1
Jl. Perintis Kemerdekaan KM. 10 Kota Makassar, Sulawesi Selatan, Indonesia

## 1. PENDAHULUAN
Emas  merupakan  logam  mulia  yang  sangat berharga, mudah ditempa, ketahanan korosinya tinggi, ulet,  dan  tentunya  keindahan  fisiknya  yang  berwarna kuning berkilau. Logam ini telah dikenal ribuan tahun yang  lalu  sebagai  simbol  kemewahan,  kesejahteraan dan  kejayaan  dengan  harga  yang  mengalami peningkatan setiap tahunnya. Harga logam ini meroket sehingga manusia melakukan rekayasa teknik dengan melakukan  proses  penyepuhan  yakni  pelapisan  emas ke benda kerja dengan bantuan arus listrik, metode ini pertama kali dilakukan pada awal abad 19 yakni pada tahun  1805  oleh  Brugnatelli  (Gautama,  2011).  Para pengrajin sepuh emas tradisional umumnya mendapatkan pengetahuan penyepuhan secara otodidak  berdasarkan  pengalaman  dan  ilmu  yang diperoleh  secara  turun  temurun  dari  orang  tua mereka.  Hal  ini  menyebabkan  pengetahuan  dan update  terbaru  tentang  proses  pelapisan  kurang diikuti sehingga kualitas penyepuhan tidak maksimal. Proses  pelapisan  dipengaruhi  oleh  beberapa  faktor  : rapat  arus,  temperatur,  derajat  keasaman,  konsntrasi larutan  elektrolit,  agitasi,  jarak  anoda-katoda,  dan daya  tembus.  Apabila  faktor-faktor  tersebut  tidak diperhatikan  maka  kualitas  penyepuhan  tidak  akan maksimal.  Dasar  dari  proses  pelapisan  emas  yakni dengan  melewatkan  arus  listrik  antara  dua  elektroda yang  dicelupkan  di  dalam  larutan  elektrolit  seperti pada Gambar 1.
Gambar 1. Skema Proses Pelapisan Logam (Electroplating)
Elektroda    yang  dialiri  arus  bermuatan  positif dikenal sebagai anoda dan elektroda yang dialiri arus bermuatan  negatif  dikenal  sebagai  katoda.  Karena adanya perbedaan potensial antara anoda dan katoda, maka  ketika  arus  dialirkan,  elektron  bergerak  dari sumber  arus  (DC  power)  menuju  katoda.  Selanjutnya ion-ion bermuatan negatif di dalam elektrolit bergerak menuju  anoda  sedangkan  ion-ion  bermuatan  positif akan  begerak  menuju  katoda.  Ion-ion  positif  ini kemudian membentuk endapan di permukaan katoda. Elektron  selanjutnya    mengalir  menuju  anoda  dan kembali  ke  sumber  arus.  Komponen–komponen  pada proses  pelapisan  (electroplating)  yaitu  :    arus  listrik, anoda, larutan elektrolit dan katoda.
Proses  pelapisan  emas  berarti  ada  pengendapan ion logam  emas  pada elektroda negative  ( katoda ). Reaksi  perpindahan  muatan  (ion-ion)  antarmuka katoda    melewati  lapis  ganda  elektrik  (  Electrical Double Layer ) yang terdiri dari  :
a. IHP  (Inner  Helmoltz  Plane),  yaitu  lapisan  yang terdiri  dari  molekul-molekul  pelarut  dan  yang teradsorbsi oleh pelarut. Mempunyai sifat teratur dan mudah bergerak
b. OHP  (Outer  Helmoltz  Plane),  yaitu  lapisan  luar yang  terdiri  dari  molekul-molekul  pelarut  yang sifatnya  kurang  teratur.  Lapisan  ini  membentuk transisi yang rata dan halus sebagai batas dengan elektrolit.

## 2. BAHAN DAN METODE
Perancangan alat automatic integrated immersion system  yang  berfungsi  untuk  mengintegrasikan keseluruhan proses penyepuhan emas yang dirangkai dalam satu  sistem  yang akan  bekerja  secara  otomatis mencakup suplai arus, suhu, dan waktu pelapisan yang diberikan, ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Diagram Struktur Sistem Keseluruhan
Gambar 3 . Rangkaian Peralatan Penelitian
Prinsip kerja alat ini adalah alat penyuplai arus DC (rectifier)  dan  heater  dirancang  sedemikian  rupa sehingga  berada  dalam  satu    casing    yang  bisa menyuplai  ke  tiga  bagian  proses  pelapisan  yakni pembersihan,  aktivasi,  dan  pelapisan.    Pada  heater dilengkapi  dengan  thermostat.  Ketika  temperatur elektrolit  mencapai  30  –  60 0 C  barulah  benda  kerja dimasukkan    ke  dalam    larutan.  Melakukan  kontrol otomatis  pada  alat  ini  selain  menghasilkan  kualitas pelapisan  akan  menghemat  pula  bahan  emas  pelapis karena  variabel  arus,  temperatur  dan  waktu  adalah parameter  untuk  mengetahui  efisiensi  pelapisan. Peralatan rancangan ditunjukkan pada Gambar 3.
Penelitian menggunakan benda uji ukuran 4 x 2 x 0.4 cm dengan variabel penelitian suhu 30, 40, 50 dan 60 0 C,  arus  0.9  ampere  dan  waktu  pelapisan    8  menit. Proses  dilakukan  dengan  tiga  tahapan  yaitu pembersihan  atau  bleaching  menggunakan  larutan HCl, dilanjutkan dengan pembentukan pori menggunakan larutan NaOH dan tahap terakhir proses pelapisan emas menggunakan larutan KCN dan AuCl 3 .

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Data  hasil  pengujian  tebal  lapisan  dengan memvariasikan  variable  penelitian  waktu  dan  arus proses  pelapisan  emas  ditunjukkan  pada  Tabel  1  dan Gambar 4.
Tabel 1. Berat dan Tebal Lapisan Variasi Suhu
No.     Arus      Suhu   Berat Aktual  Tebal aktual (um) 1           0.9         30             0.01 5.777 2 40             0.02 11.554 3 50             0.03 17.331 4 60             0.06 34.662
Berdasarkan Tabel 1 meningkatnya suhu digunakan  pada  proses  electroplating  baik  berat maupun  tebal  semakin  meningkat,  hal  ini  sesuai mengindikasikan  bahwa  suhu  menyebabkan  naiknya konduktifitas dan difusitas larutan elektrolit sehingga memudahkan  electron  terlepas  dan  menempel  pada benda uji.
Gambar 4 . Hubungan Berat terhadap Suhu
Gambar 4 dan Gambar 5 mengilustrasikan bahwa meningkatkan suhu pada waktu 8 menit dan arus 0.9 ampere berpengaruh secara significant terhadap berat dan  tebal.  Hal  ini  sesuai  dengan  teori  bahwa  arus mempengaruhi  berat  dan  tebal  didasarkan  pada bahwa arus memacu larutan elektrolit untuk melepas Au 3+ untuk  menempel  ke  benda  kerja  namun  jika ditinjau  dari  kecerahan  maka  suhu  tidak  selalu berbanding lurus. Pengaruh suhu terhadap kecerahan ditunjukkan pada Gambar 6.
Makin  tinggi  suhu  maka  kecerahan  makin meningkat  untuk  30  hingga  50 0 C  namun  mengalami kepucatan  ketika  suhu  60 0 C,  mengindikasikan  pada larutan  terbentuk  gelembung  dan  tidak  semua  Au3+ yang lepas  menempel pada benda kerja.
Pengamatan  langsung  bahwa  benda  uji  terbakar akibat  arus  yang  berlebih  sehingga  larutan  elektrolit berupa AuCl 3 tidak menempel pada beda tetapi hanya
melakukan  gerakan  Au 3+ selain  itu  adanya  aksi  yang timbul saat terjadinya electroplating dengan arus yang tinggi  yaitu  terbentuk  O 2 dan  H 2 berupa  gelembung sehingga  ion  Au 3+ sulit  menempel  pada  benda  uji mengakibatkan  permukaan  tidak  merata.  Keadaan  ini berlaku  untuk  waktu  electroplating  10  menit  untuk kedua  arus  tersebut  yang  mengindikasikan  benda  uji terlalu lama dialiri dan tekanan udara yang dihasilkan menyebabkan  terjadinya  persaingan  antar  ion  Au 3+ dengan  O 2 dan  H 2 yang  terbentuk  selama  proses pelapisan.  Pada  pelaksanaan  proses  pelapisan  pada katoda  (benda  uji)  pemasangan  hanya  menggunakan benda  kawat  pengait,  kondisi  pemasangan  seperti  ini memungkinkan  tidak  stabilnya  kedudukan  elektroda sebab  selama  proses  berlangsung  pada  arus  60 0 C timbul gelembung udara dalam larutan.
Ketidakstabilan  ini  tentunya  akan  mempengaruhi penyaluran  arus  sehingga  pelapisan  pada  permukaan tidak merata.
Gambar 5. Hubungan Tebal Terhadap Suhu
Gambar 6. Hubungan Suhu terhadap Kecerahan
Kecerahan benda uji selain arus juga dipengaruhi oleh  waktu  pelapisan,  seperti  pada  Gambar  6  sangat jelas  ketika  arus  ditingkatkan  diatas  0.9  ampere permukaan tidak merata dan kehitaman hal ini karena arus  ini  akan  memacu  larutan  elektrolit  bergerak sehingga  timbul  gelembung  udara  sehingga  Au 3+ yang seharusnya  menempel  mengalami  perlambatan  dan menyebabkan  benda  uji  menjadi  hitam.    Berdasarkan hasil  analisis  tebal  dan  kecerahan  produk  maka operasi  optimal  pada  0.9  ampere  waktu  operasi  8 menit.

## 4. KESIMPULAN
Optimasi  proses  pelapisan  emas  terhadap  benda uji  yaitu  0.9  ampere  selama  8  menit  menghasilkan
tebal  lapisan    0.970  µm  dengan  permukaan  merata dan mengkilap.

## 5. UCAPAN TERIMA KASIH
Terima kasih kepada Direktorat Jenderal Pendidikan  Tinggi    atas  pendanaan    Hibah  Bersaing, UPPM  Politeknik  Negeri  Ujung  Pandang,  dan terkhusus tim peneliti elektropalting emas tetap solid, konsisten,  semangat  dan  maju  terus  penelitian Indonesia.

## 6. DAFTAR PUSTAKA
Adnyani,  I.  A.S.,Pengaruh  Kuat  dan  Distribusi  Arus Terhadap  Ketebalan  dan  Kekerasan Lapisan  Krom Pada Stoneware dan Earthenware, Jurusan Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Mataram, 2009. Ardiansyah H., Percobaan Pendahuluan  Electroplating Ni-P  Pada  Baja  Karbon  Rendah    dalam  Larutan Watts yang Mengandung Sodium Hipofosfit,Institut Teknologi Bandung, 2009. ASM Handbook, Surface Engineering, 1992, vol.5, edisi 9.
Canning, W., The Canning Handbook on Electroplating. Brimingham. London, 1978 Gautama  P.,  Perbandingan  Kekerasan  dan  Efisiensi Deposit  Pelapisan  Nikel  Baja  Karbon  Rendah Menggunakan  Larutan  Watts  dan  Larutan  Citrate, Institut Teknologi Bandung, 2011. PatraW.,Pengaruh  Penambahan  Potassium  Gold Cyanide kedalam larutan Ni-W terhadap komposisi, kekerasan dan struktur lapisan Deposit, Institut Teknologi Bandung, 2007. Santoso,  B.  dan  Martijanti  S.,  Pengaruh  Parameter Pelapisan Nikel Terhadap Ketebalan lapisan logam, Jurnal  Teknik  Mesin  Universitas  Kristen  Petra, 2007, 9 (1), 25-30.
Suhdi,  Pengaruh  Parameter  Proses  Pelapisan  Nikel Pada  Kekerasan  Dan  Kualitas  Permukaan  Deposit Menggunakan  Larutan  Citrate  17  Gram/Liter,
Institut Teknologi Bandung, 2009.
Wahyudi,  S.,  Buku  Saku  elecktroplating,  Technik, Bintang Jaya, Jawa Barat, 2006.