PENGARUH JENIS ANODA PADA PROSES PEMULIHAN LOGAM NIKEL DARI TIRUAN AIR LIMBAH ELECTROPLATING MENGGUNAKAN SEL ELEKTRODEPOSISI



dokumen-dokumen yang mirip
Pengaruh Logam Tembaga dalam Penyisihan Logam Nikel dari Larutannya menggunakan Metode Elektrodeposisi

PENGARUH ION BESI TERHADAP PENYISIHAN ION NIKEL DARI AIR LIMBAH ELEKTROPLATING MENGGUNAKAN REAKTOR DOUBLE CHAMBER ELECTRODEPOSITION CELL (DCEC)

PENGARUH LOGAM TEMBAGA DALAM PROSES PENYISIHAN LOGAM NIKEL DARI LARUTANNYA DENGAN MENGGUNAKAN METODE ELEKTRODEPOSISI TUGAS AKHIR

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Penelitian

PRODUKSI GAS HIDROGEN MELALUI PROSES ELEKTROLISIS SEBAGAI SUMBER ENERGI

berat yang terkandung dalam larutan secara elektrokimia atau elektrolisis; (2). membekali mahasiswa dalam hal mengkaji mekanisme reaksi reduksi dan

3. ELEKTROKIMIA. Contoh elektrolisis: a. Elektrolisis larutan HCl dengan elektroda Pt, reaksinya: 2HCl (aq)

Hand Out HUKUM FARADAY. PPG (Pendidikan Profesi Guru) yang dibina oleh Pak I Wayan Dasna. Oleh: LAURENSIUS E. SERAN.

Mengubah energi kimia menjadi energi listrik Mengubah energi listrik menjadi energi kimia Katoda sebagi kutub positif, anoda sebagai kutub negatif

Contoh Soal & Pembahasan Sel Volta Bag. I

ELEKTROLISIS AIR (ELS)

Sel Volta KIM 2 A. PENDAHULUAN B. SEL VOLTA ELEKTROKIMIA. materi78.co.nr

MODUL SEL ELEKTROLISIS

PENGARUH KONSENTRASI LARUTAN DAN WAKTU PELAPISAN NIKEL PADA ALUMINIUM TERHADAP KEKERASAN

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM KIMIA BEDA POTENSIAL SEL VOLTA

Elektrokimia. Sel Volta

UH : ELEKTROLISIS & KOROSI KODE SOAL : A

Elektrokimia. Tim Kimia FTP

Penyisihan Besi (Fe) Dalam Air Dengan Proses Elektrokoagulasi. Satriananda *) ABSTRAK

Sel Volta (Bagian I) dan elektroda Cu yang dicelupkan ke dalam larutan CuSO 4

Analisis Kelistrikan Sel Volta Memanfaatkan Logam Bekas

Sulistyani, M.Si.

JURNAL SAINS DAN SENI Vol. 2, No. 1, (2013) ( X Print) 1

Redoks dan Elektrokimia Tim Kimia FTP

STUDI PENURUNAN KONSENTRASI NIKEL DAN TEMBAGA PADA LIMBAH CAIR ELEKTROPLATING DENGAN METODE ELEKTROKOAGULASI

REDOKS DAN SEL ELEKTROKIMIA. Putri Anjarsari, S.Si., M.Pd

KIMIA ELEKTROLISIS

I.1.1 Latar Belakang Pencemaran lingkungan merupakan salah satu faktor rusaknya lingkungan yang akan berdampak pada makhluk hidup di sekitarnya.

Bab IV Hasil dan Pembahasan

TES AWAL II KIMIA DASAR II (KI-112)

Analisis Kelistrikan Sel Volta Memanfaatkan Logam Bekas

Kegiatan Belajar 3: Sel Elektrolisis. 1. Mengamati reaksi yang terjadi di anoda dan katoda pada reaksi elektrolisis

LEMBAR AKTIVITAS SISWA

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

STUDI PENURUNAN KONSENTRASI NIKEL DAN TEMBAGA PADA LIMBAH CAIR ELEKTROPLATING DENGAN METODE ELEKTROKOAGULASI

PENGARUH ph, DAN WAKTU ELEKTRODEPOSISI TERHADAP EFISIENSI ELEKTRODEPOSISI ION PERAK(I) DALAM LIMBAH CAIR ELEKTROPLATING DENGAN AGEN PEREDUKSI ASETON

Studi Efektifitas pada Penurunan Kadmium (Cd) terhadap Seng (Zn) dan Tembaga (Cu) dengan Metode Elektrolisis

ELEKTROKIMIA. VURI AYU SETYOWATI, S.T., M.Sc TEKNIK MESIN - ITATS

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Kata kunci : kobalt (II), elektrolisis, elektroda

OPTIMASI KONDISI ELEKTROKOAGULASI ION LOGAM TIMBAL (II) DALAM LIMBAH CAIR ELEKTROPLATING

OPTIMASI KONDISI PROSES ELEKTROKOAGULASI LOGAM KROMIUM DALAM LIMBAH CAIR ELEKTROPLATING

STUDI PENURUNAN KROMIUM DAN NIKEL DALAM PENGOLAHAN LIMBAH CAIR ELEKTROPLATING DENGAN METODE ELEKTROKOAGULASI

UJIAN PRAKTIK KIMIA SMA NEGERI 4 MATARAM TAHUN 2013

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Hidrogen (bahasa Latin: hidrogenium, dari bahasa Yunani: hydro: air, genes:

APLIKASI REAKSI REDOKS DALAM KEHIDUPAN SEHARI HARI Oleh : Wiwik Suhartiningsih Kelas : X-4

logam-logam berat diantaranya adalah logam berat tembaga yang terdapat pada limbah

PENGARUH WAKTU TINGGAL CAIRAN TERHADAP PENURUNAN KEKERUHAN DALAM AIR PADA REAKTOR ELEKTROKOAGULASI. Satriananda 1 ABSTRAK

Soal-soal Redoks dan elektrokimia

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA ELEKTROKIMIA

PENGARUH KONSENTRASI NIKEL DAN KLORIDA TERHADAP PROSES ELEKTROPLATING NIKEL

Recovery logam dengan elektrolisis

VARIASI RAPAT ARUS DALAM PROSES PELAPISAN KHROMIUM KERAS PADA CINCIN TORAK. Yusep Sukrawan 1

PENENTUAN SIFAT LISTRIK AIR PADA WADAH ALUMINIUM DAN BESI BERDASARKAN PENGARUH RADIASI MATAHARI

BAB V PEMBAHASAN. Pada penelitian ini dilakukan pengolahan limbah laboratorium dengan

MODUL SEL ELEKTROKIMIA

Pengaruh Rapat Arus Terhadap Ketebalan Dan Struktur Kristal Lapisan Nikel pada Tembaga

Elektrolisis Larutan Garam Grosok dengan Merkuri dan Polivinil Asetal Komersial (Kanebo) Sebagai Pemisah Anolit Katolit : Perbandingan Kadar Natrium

ARUS LISTRIK DENGAN BUAH-BUAHAN

Elektrolisis Larutan Garam Grosok dengan Merkuri dan Polivinil Asetal Komersial (Kanebo) Sebagai Pemisah Anolit Katolit : Perbandingan Kadar Natrium

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

ANALISA PEMBUATAN SERBUK TEMBAGA HASIL PROSES ELECTROREFINING METODE LABORATORIUM

PENGARUH BAHAN ELEKTRODE PADA PENGAMBILAN Cu DAN Cd SECARA ELEKTROKIMIA

PENGARUH ph LARUTAN ELEKTROLIT TERHADAP TEBAL LAPISAN ELEKTROPLATING NIKEL PADA BAJA ST 37. Abstrak

APLIKASI METODE ELEKTROKOAGULASI DALAM PENGOLAHAN LIMBAH COOLANT. Arie Anggraeny, Sutanto, Husain Nashrianto

I. Tujuan. Dasar Teori

Pengaruh Penambahan Konsentrasi Logam Seng (Zn) Pada Proses Electrowinning Logam Kobal (Co)

LATIHAN-1 SEL ELEKTROLISIS

MODUL I SIFAT KOLIGATIF LARUTAN Penurunan Titik Beku Larutan

PELAPISAN EMAS PADA KERAJINAN TANGAN PEWTER UNTUK MENINGKATKAN NILAI JUAL

STUDI PENURUNAN KONSENTRASI KHROMIUM DAN TEMBAGA DALAM PENGOLAHAN LIMBAH CAIR ELEKTROPLATING ARTIFICIAL DENGAN METODE ELEKTROKOAGULASI

RECOVERY TEMBAGA (Cu) DARI LIMBAH PENGOLAHAN/PELEBURAN EMAS MENGGUNAKAN BAK ELEKTROLISIS BERTINGKAT DAN MESIN PENGONTROL DEBIT AIR LIMBAH

SKRIPSI ANALISIS PENGARUH VARIASI VOLUME AIR PADA WATER TANK DAN BEBAN LISTRIK TERHADAP PERFORMANSI POLYMER ELECTROLYTE MEMBRANE FUEL CELL (PEMFC)

1. Bilangan Oksidasi (b.o)

PENGOLAHAN LIMBAH RUMAH TANGGA DENGAN PROSES ELEKTROLFOKULATOR SECARA BATCH

PELAPISAN EMAS PADA KERAJINAN TANGAN PEWTER UNTUK MENINGKATKAN NILAI JUAL

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang. Proses akhir logam (metal finishing) merupakan bidang yang sangat luas,

Retno Kusumawati PENDAHULUAN. Standar Kompetensi : Memahami konsep kelistrikan dan penerapannya dalam kehidupan seharihari.

UJI KEMAMPUAN PIPA ALUMUNIUM DAN TEMBAGA PADA REAKTOR DESALINASI ELEKTROGRAVITASI UNTUK MENURUNKAN KLORIDA

STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH KONSENTRASI LARUTAN TERHADAP LAJU PELEPASAN MATERIAL, OVERCUT, DAN TAPERING PADA PROSES ELECTROCHEMICAL

Review I. 1. Berikut ini adalah data titik didih beberapa larutan:

Pembahasan Soal-soal Try Out Neutron, Sabtu tanggal 16 Oktober 2010

II Reaksi Redoks dan Elektrokimia

Pengaruh Parameter Proses Pelapisan Nikel Terhadap Ketebalan Lapisan

Review II. 1. Pada elektrolisis larutan NaCl dengan elektroda karbon, reaksi yang terjadi pada katoda adalah... A. 2H 2

POTENSIOMETRI & ELEKTROGRAVIMETRI

BAB II PEMBAHASAN. II.1. Electrorefining

BAB 8. ELEKTROKIMIA 8.1 REAKSI REDUKSI OKSIDASI 8.2 SEL ELEKTROKIMIA 8.3 POTENSIAL SEL, ENERGI BEBAS, DAN KESETIMBANGAN 8.4 PERSAMAAN NERNST 8

SUNARDI. Jl. Babarsari Kotak Pos 6101 YKBB Yogyakarta Telp. (0274) Abstrak

BAHAN BAKAR KIMIA (Continued) Ramadoni Syahputra

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN. Penelitian tentang pengaruh elektrodisinfeksi terhadap Coliform dan

1. Tragedi Minamata di Jepang disebabkan pencemaran logam berat... A. Hg B. Ag C. Pb Kunci : A. D. Cu E. Zn

Pengaruh Rapat Arus dan Asam Borat terhadap Kualitas dan Morfologi Hasil Elektrodeposisi Kobal pada Substrat Tembaga

PELAPISAN STAINLESS STEEL AISI 304 MENGGUNAKAN NIKEL (Ni) MELALUI PROSES ELEKTROPLATING

PENGARUH ELEKTROLIT HNO3 DAN HCl TERHADAP RECOVERY LOGAM Cu DENGAN KOMBINASI TRANSPOR MEMBRAN CAIR DAN ELEKTROPLATING MENGGUNAKAN SEBAGAI ION CARRIER

Sudaryatno Sudirham ing Utari. Mengenal. Sudaryatno S & Ning Utari, Mengenal Sifat-Sifat Material (1)

REDOKS DAN ELEKTROKIMIA

Abdul Fikar Amigato, Siti Marwati, Regina Tutik Padmaningrum

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. A. Hasil Penelitian

KAJIAN PENGGUNAAN METODE ELEKTROKOAGULASI UNTUK PENYISIHAN COD DAN TURBIDITI DALAM LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT. Ratni Dewi *) ABSTRAK

Transkripsi:

PENGARUH JENIS ANODA PADA PROSES PEMULIHAN LOGAM NIKEL DARI TIRUAN AIR LIMBAH ELECTROPLATING MENGGUNAKAN SEL ELEKTRODEPOSISI Djaenudin *), Mindriany Syafila, Edwan Kardena, dan Isdiriayani Nurdin Program Studi Doktor Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Teknologi Bandung, Jl. Ganesha 10, Bandung 40132 *) Penulis korespondensi: aburizki@yahoo.com Abstract EFFECT OF ANODES TYPES ON NICKEL RECOVERY FROM SYNTHETIC ELECTROPLATING WASTE ELECTRODEPOSITION CELLS. A study concerning the recovery of nickel from electroplating wastewater artificial solution. The study was conducted with a batch system using electrodeposition cell consisting of two spaces separated by water hyacinth leaf, copper cathode plate, H 2 SO 4 solution anolyte, catholyte solution of NiSO 4 plus NaCl supporting electrolyte and anode varied. Electrodeposition performed at the direct current of 5V power for 4 hours each run. The research objective was to obtain the best anode in nickel electrodeposition process of electroplating waste artificial solution. Graphite, stainless steel type AISI 316 and the lead were used as a variation of the anode. Concentration of nickel in the catholyte at baseline 2200 mg/l. The results showed that the anode was a graphite anode with best value decreased by 72.44% nickel concentration, deposition of nickel on the cathode of 0.188 grams and specific energy values of 6.1625 kwh/kg.nickel. Keywords: anode; electrodeposition; graphite; lead; nickel recovery; stainless steel type AISI 316 Abstrak Telah dilakukan penelitian tentang pemulihan logam nikel dari larutan tiruan air limbah electroplating. Penelitian dilakukan dengan sistem batch menggunakan sel elektrodeposisi yang terdiri dari dua yang dipisahkan dengan daun eceng gondok, katoda pelat tembaga, anolit larutan H 2 SO 4, katolit larutan NiSO 4 ditambah elektrolit pendukung larutan NaCl dan anoda divariasikan. Elektrodeposisi dilakukan pada listrik searah sebesar 5V selama 4 jam setiap tempuhan. Tujuan penelitian adalah memperoleh anoda terbaik pada proses elektrodeposisi nikel dari larutan tiruan limbah electroplating. Grafit, Stainless Steel tipe AISI 316 dan timbal digunakan sebagai variasi jenis anoda. Konsentrasi nikel dalam katolit pada awal penelitian 2200 mg/l. Hasil penelitian menunjukkan bahwa anoda grafit merupakan anoda yang paling baik dengan nilai penurunan konsentrasi nikel sebesar 72,44%, deposisi nikel di katoda sebesar 0,188 gram dan nilai energi spesifik sebesar 6,1625 kwh/kg.nikel. Kata kunci: anoda; elektrodeposisi; grafit; timbal; pemulihan nikel; stainless steel tipe AISI 316 PENDAHULUAN Nikel merupakan logam berat yang banyak digunakan dalam industri. Lebih dari 3000 paduan nikel digunakan pada berbagai industri (ILO., 1983; Mastromattco, 1994). Nikel dalam jumlah kecil dibutuhkan oleh tubuh, tetapi bila terdapat dalam jumlah yang terlalu banyak dapat membahayakan kesehatan manusia, karena dapat menyebabkan kanker paru-paru, kanker hidung, kanker pangkal tenggorokan, kanker prostat, kehilangan keseimbangan, kegagalan respirasi, kelahiran cacat, penyakit asma dan bronkitis kronis serta merusak hati dan fungsi ginjal (ATSDR, 1989). Berdasarkan Baku Mutu Limbah Cair untuk Kegiatan Industri (KepMen LH 51/1995), kandungan nikel dalam limbah cair tidak boleh melampaui 1 mg/l untuk industri pelapisan logam. 211

Pengaruh Jenis Anoda pada Proses... Beberapa peneliti terdahulu telah melakukan penelitian elektrodeposisi logam nikel menggunakan berbagai jenis anoda dan tipe sel seperti ditunjukkan pada Tabel 1. Berdasarkan Tabel 1 di atas, jenis-jenis anoda yang pernah digunakan adalah, platina, titanium, stainless steel, timbal dan grafit. Pada penelitian ini dilakukan perbandingan kinerja anoda timbal, Stainless steel tipe AISI 316 (SS 316) dan grafit terhadap kinerja elektrodeposisi, sehingga dapat diperoleh anoda terbaik. Ketiga anoda ini digunakan karena harganya murah dan mudah diperoleh dibandingkan dengan platina dan titanium. Penelitian ini menggunakan daun eceng gondok sebagai pengganti membran penyekat antara anoda dan katoda. Pemilihan daun eceng (Djaenudin dkk.) gondok sebagai biomembran disebabkan karena eceng gondok mengandung serat/selulosa (Joedodibroto, 1983). Eceng gondok mengandung senyawa kimia selulosa asetat yang biasa digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan membran sintetis, sekitar 64,51%. Selain itu daun eceng gondok tebal sehingga tidak mudah sobek dan permeabel sehingga ion-ion dapat ditukarkan melalu pori-pori di permukaan daun. Maksud dari penelitian ini adalah menurunkan konsentrasi nikel dari larutan tiruan air limbah electroplating sedangkan tujuannya adalah memperoleh anoda terbaik pada proses elektrodeposisi nikel dari larutan tiruan limbah electroplating. Penulis Tipe sel Anoda Elektrolit Lian dkk, 2012 Pramujo dkk, 2011 Dermentzis, 2010 Oztekin dan Yazicigil, 2006 Jing dkk, 2010 Isdiriayani dkk, 2010 Doan, 2008; Doan dkk, 2009 Giannopoulou, 2007 Mohanty dkk, 2004 Fornari, 1999 Orhan dkk, 2002 Dua Dua Dua Ti diselimuti RuO 2 Titanium Grafit powder Pb Ti Stainless steel Tabel 1. Hasil Penelitian Terdahulu 40 g/l NiSO 4, 40 g/l H 3 BO 3 Tegangan Listrik (Volt) Efisiensi Penurunan Konsentrasi Nikel (%) Energi spesifik (kwh/kg nikel) 4 94,17 5 60 g/l Na 2 SO 4, 6 g/l MgSO 4, H 3 BO 3 12g/L - 36 g/l, Cr 2 (SO 4 ) 3, Cr/Ni 0,46%, 0,93%, 1,85% 2 3 11,3 210,4 mg/l NiSO 4, 83 mg/l NiCl 2 (100 mg/l Ni) and 59,3 mg/l H 3 BO 3 NiSO 4, CdSO 4, CuSO 4, asam sitrat, 40 NTA, EDTA 10 g/l H 3 BO 3, 40 mg/l SDS, of 80 g/l Ni 2+, 10 g/l Na + 60 g/l Na 2 SO 4, 6 g/l MgSO 4, 36 g/l H 3 BO 3, 12,5 g/l 2,6 2,8 1,12 5 NiSO 4, 1,25 g/l Cr 2 (SO 4 ) 4 20 mg/l Ni 2+, 20 mg/l Zn 2+, 250 mg/l Na 2 SO 4, 100 mg/l 56 LAS, 500 mg/l K 2 SO 4 Ion-ion Cu, Ni, Fe, Pb, Zn, As, Sb, Bi. 1,4-3 90 H 2 SO 4, Cl - NiSO 4, CdSO 4, Na 2 SO 4, H 3 BO 3 0,88 1,004 NiSO 4, CuSO 4, NH 4 OH 2,2 2,7 99,6 3,05 Ti NiSO 4, H 3 BO 3 4,3 90 4,2 212

METODE PENELITIAN Penelitian dilakukan menggunakan reaktor membran elektrodeposisi sistem batch. Dalam reaktor ini terjadi proses oksidasi di anoda dan reduksi di katoda. Ruang anoda diisi dengan larutan asam yang berfungsi sebagai elektrokatalisator sedangkan katoda diisi dengan larutan garam NiSO 4 dan elektrolit support NaCl sebagai tiruan air limbah elektroplating. Proses penurunan konsentrasi nikel terjadi dalam katoda sebagai akibat proses reduksi Ni 2+ menjadi Ni. Rangkaian alat percobaan terdiri dari sel elektrodeposisi dua dengan daun eceng gondok sebagai diafragma (sekat), dilengkapi dengan pelat tembaga ukuran 4 cm x 6 cm x 0,4 mm sebagai katoda. Pelat timbal, stainless steel tipe AISI 316 (SS 316) ataupun grafit ukuran 4 cm x 6 cm x 4 mm sebagai anoda, sumber arus searah, voltmeter, amperemeter dan termometer sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 1. setiap tempuhan. Perubahan ph dan konduktivitas larutan juga diamati sepanjang proses elektrodeposisi. Deposit nikel di katoda, penurunan konsentrasi nikel dalam katolit dan energi spesifik merupakan parameter utama untuk mengevaluasi proses yang paling optimal. Massa nikel yang terdeposisi di katoda merupakan selisih massa katoda setelah percobaan dengan awal percobaan. Konsentrasi nikel pada larutan katolit diukur menggunakan AAS. Energi spesifik merupakan jumlah energi listrik yang dibutuhkan untuk mendeposisikan nikel di katoda. Energi spesifik dihitung dengan cara membagi jumlah energi listrik yang digunakan terhadap massa nikel yang disisihkan dari larutan. HASIL DAN PEMBAHASAN Evaluasi terhadap hasil penelitian ditujukan pada parameter konsentrasi Nikel pada akhir percobaan, penurunan konsentrasi nikel, deposisi nikel di katoda dan konsumsi energi. Adapun hasilnya dapat dilihat pada Tabel 2 di bawah ini. Tabel 2. Penurunan konsentrasi Ni 2+ dalam katolit menggunakan berbagai jenis anoda Jenis anoda [Ni 2+ ] akhir Penurunan [Ni 2+ ] (mg/l) (%) Grafit 606,43 72,44 Stainless steel tipe AISI 316 420,74 80,88 Timbal 615,89 72,01 Gambar 1. Susunan peralatan percobaan Sel elektrodeposisi terdiri dari dua kompartemen berbentuk silinder masing-masing berdiameter 10 cm, tinggi 10 cm dan diisi larutan sebanyak 500 ml, dihubungkan dengan suatu jembatan yang disekat dengan daun eceng gondok berdiameter 5 cm. Kompartemen yang satu disebut anoda digunakan untuk tempat anoda dan anolit (larutan H 2 SO 4 1M), sedangkan kompartemen lainnya disebut katoda digunakan untuk tempat katoda dan katolit (larutan NiSO 4 2200 mg Ni/L ditambah elektrolit pendukung larutan NaCl 1M). Jarak antara anoda dan katoda 6 cm. Termometer dipasang pada masing-masing kompartemen di bagian atapnya. Sampling port dibuat pada bagian atap kompartemen yang berfungsi untuk tempat sampling pengambilan sample dan pembuangan gas yang dihasilkan. Sumber arus bolak balik dihubungkan dengan rectifier untuk diubah menjadi arus searah yang dihubungkan dengan anoda dan katoda sel elektrodeposisi. Percobaan elektrodeposisi dilakukan pada temperatur kamar, dengan tegangan listrik sebesar 5V. Perubahan temperatur pada anoda maupun katoda diamati selama percobaan yang berdurasi 4 jam Penurunan konsentrasi Ni 2+ pada katolit selama 4 jam percobaan berkisar antara 72,016 hingga 80,88% untuk semua variasi jenis anoda. Stainless steel tipe AISI 316 merupakan anoda yang dapat membantu proses penyisihan nikel paling tinggi dengan efisiensi hingga 80,88%. Stainless steel tipe AISI 316 adalah logam campuran Mn 2%, Cr 18%, Ni 14%, Mo 3%, C 0,08%, Fe 62% (www.aksteel.com). Bahan non-inert jika digunakan sebagai anoda, seperti stainless steel tipe AISI 316, akan ikut teroksidasi ketika arus mengalir. Proses oksidasi tersebut akan menyebabkan logam-logam yang ada pada stainless steel tipe AISI 316 berubah menjadi ion terlarut di larutan anolit H 2 SO 4. Reaksi yang terjadi adalah Cr (s) Cr 2+ (aq) + 2e - (1) Ni (s) Ni 2+ (aq) + 2e - (2) Mn (s) Mn 2+ (aq) + 2e - (3) Fe (s) Fe 2+ (aq) + 2e - (4) Kehadiran ion-ion Cr 2+, Ni 2+, Mn 2+, dan Fe 2+ di larutan anolit akan membuat DHL (daya hantar listrik) meningkat sehingga arus yang mengalir menuju katolit untuk proses elektrodeposisi nikel akan semakin baik pula. Sedangkan, jika dibandingkan dengan timbal yang memiliki karakteristik sama sebagai anoda non-inert, timbal memiliki efisiensi penyisihan yang lebih rendah dibandingkan stainless steel tipe AISI 316, bahkan lebih rendah pula dibandingkan anoda grafit. Jika dibandingkan dengan 213

Pengaruh Jenis Anoda pada Proses... stainless steel tipe AISI 316 yang menghasilkan Cr 2+, Ni 2+, Mn 2+, dan Fe 2+, ternyata ion-ion tersebut memiliki potensial redoks yang lebih negatif dibandingkan ion timbal (Pb 2+ ). Ion-ion yang memiliki potensial redoks yang lebih negatif akan semakin mudah teroksidasi di dalam anolit sehingga kehadiran ion-ion tersebut dalam larutan anolit sebagai hasil oksidasi stainless steel tipe AISI 316 akan semakin besar kemungkinannya dibandingkan kehadiran ion timbal. Hal ini akan berpengaruh pula pada DHL dari katolit dan anolit. Ini terbukti dengan lebih rendahnya DHL di katolit dan anolit saat menggunakan anoda timbal dibandingkan dengan anoda SS 316 seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. DHL yang rendah akan semakin sulit untuk mengalirkan listrik menuju katolit sehingga proses elektrodeposisi menjadi kurang optimal. Sebagaimana yang telah dijelaskan sebelumnya, stainless steel tipe AISI 316 merupakan anoda dengan efisiensi penyisihan Nikel yang paling tinggi, walaupun secara statistik penurunan konsentrasi Ni 2+ pada katolit tidak memiliki perbedaan yang berarti antara reaktor yang menggunakan anoda grafit, stainless steel tipe AISI 316 dan timbal. 16.40 16.30 16.20 16.10 16.00 15.90 15.80 15.70 15.60 15.50 15.40 Grafit 16. 16. 15. 15. 15. 15. 15. 15. 15. SS 316 16. 16. 16. 16. 16. 16. 16. 16. 16. Timbal 16. 16. 16. 16. 15. 15. 15. 15. 15. (a) Katolit DHL (ms) DHL (ms) 16.60 16.40 16.20 16.00 15.80 15.60 15.40 Waktu (jam) (Djaenudin dkk.) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 Grafit 16 15 15 15 15 15 15 15 15 SS 316 16 16 16 16 16 16 16 16 16 Timbal 15 15 16 15 15 15 15 15 15 (b) Anolit Gambar 2. Perubahan DHL (a) Katolit dan (b) Anolit terhadap waktu Hal ini dibuktikan menggunakan software SPSS 20 metode ANOVA satu arah dimana F-hitung bernilai 0,473<9,552 (F-tabel) dan siginikansi 0,663>0,05. Gambar 2 (a) menunjukkan terjadinya penurunan nilai DHL, hal ini terjadi karena sebagian ion Ni 2+ pada katolit sudah terdeposisi pada katoda. Jika dilihat dari deposit yang terbentuk di katoda, stainless steel tipe AISI 316 merupakan anoda yang kurang optimal. Anoda grafit merupakan jenis anoda yang dapat membantu proses elektrodeposisi berjalan optimal dengan terbentuknya banyak deposit Ni o di katoda. Deposit nikel pada katoda yang terjadi dari setiap jenis anoda dapat dilihat pada Gambar 3 dan Tabel 3. (a) Grafit (b) Stainless steel tipe AISI 316 (c) Timbal Gambar 3. Deposit nikel pada katoda 214

Tabel 3. Berat deposit nikel pada katoda untuk berbagai jenis anoda Anoda Deposit nikel di katoda (gram) Grafit 0,188 Stainless steel tipe AISI 316 0,06 Timbal 0,038 Tabel 3 menunjukkan bahwa deposit nikel yang terbentuk pada katoda yang menggunakan anoda grafit lebih banyak dibandingkan saat menggunakan anoda lainnya dengan berat deposit mencapai 0,188 gram. Hal berbeda ditunjukkan ketika menggunakan stainless steel tipe AISI 316 dimana deposit nikel yang terbentuk di katoda sangat sedikit. Jika dikaitkan antara efisiensi penyisihan nikel pada tabel 2 dan deposit nikel yang terbentuk di katoda, stainless steel tipe AISI 316 memang memiliki efisiensi penyisihan paling tinggi, walaupun sebagian besar nikel tersisihkan bukan sebagai deposit Ni o di katoda namun terendapkan sebagai Ni(OH) 2 dalam larutan katolit. Hal yang sama terjadi ketika menggunakan anoda timbal dimana nikel tersisihkan banyak dalam bentuk Ni(OH) 2. Penggunaan stainless steel tipe AISI 316 dan timbal banyak menyisihkan nikel yang terlarut (Ni 2+ ) menjadi nikel yang terendapkan (Ni(OH) 2 ). Nikel tersebut masih bermuatan dua meskipun dalam senyawa yang berbeda. Dilihat dari segi keamanan proses, nikel bermuatan dua (Ni 2+ ) masih mungkin memapari manusia karena masih ada di dalam limbah. Selain itu, adanya ion-ion, seperti Cr 2+, Ni 2+, Mn 2+, dan Fe 2+ sebagai hasil oksidasi stainless steel tipe AISI 316 serta ion Pb 2+ sebagai hasil oksidasi anoda timbal pada larutan anolit berarti menambah limbah baru berupa logam berat, yang memerlukan pengolahan lebih lanjut untuk menyisihkan ion-ion tersebut. Energi spesifik (E s ) yang dibutuhkan pada berbagai jenis anoda dapat dilihat pada Tabel 4. Energi spesifik adalah besarnya energi listrik yang dibutuhkan untuk menyisihkan nikel dari larutan seberat satu kg. Besarnya nilai energi spesifik berpengaruh pada biaya pengolahan. Tabel 5 menunjukkan bahwa besarnya energi spesifik yang dibutuhkan ketika menggunakan anoda grafit adalah 6,1625 kwh/kg.nikel. Anoda stainless steel tipe AISI 316 menggunakan energi spesifik 4,39326 kwh/kg.nikel, sedangkan anoda timbal menggunakan energi spesifik 4,18987 kwh/kg.nikel. Nilai-nilai energi spesifik di atas tidak menunjukkan perbedaan yang cukup berarti berdasarkan analisa statistik karena memiliki angka signifikansi di atas 0,05, hal ini terjadi karena jumlah nikel yang tersisihkan dari larutan pada ketiga variasi jenis anoda hampir sama, juga kuat arus listrik yang terjadi tidak begitu jauh berdeda. Grafik dari perubahan temperatur, ph dan kuat arus listrik pada berbagai jenis anoda ini dapat dilihat pada Gambar 4 sampai Gambar 6. Anoda V (volt) Q=ʃ Idt (Coulomb) Tabel 4. Energi Spesifik Jumlah Ni 2+ tersisihkan (kg) W (J) W (kwh) E s (kwh/kg.nikel) Grafit 5 3552,48 0,0008 17760 0,004933 6,1625 Stainless steel tipe 5 14100 0,003917 4,39326 AISI 316 2819,952 0,00089 Timbal 5 2379,888 0,00079 11900 0,003306 4,18987 Temperatur ( o C) 26.50 26.00 25.50 25.00 24.50 24.00 26.50 26.00 25.50 25.00 24.50 24.00 23.50 23.50 Grafit 24 25 25 25 25 25 26 26 26 Grafit 25 25 25 25 25 25 26 26 26 SS 316 24 24 24 24 25 25 25 25 25 SS 316 24 24 24 24 24 25 25 25 25 Timbal 24 24 24 25 25 25 25 25 25 Timbal 26 25 25 25 25 25 25 25 25 (a) Katolit (b) Anolit Gambar 4. Perubahan Temperatur (a) Katolit dan (b) Anolit terhadap waktu Temperatur ( o C) 215

Pengaruh Jenis Anoda pada Proses... Gambar 4 menunjukkan bahwa terjadi sedikit peningkatan temperatur baik pada anolit maupun katolit. Hal ini terjadi karena adanya peristiwa joule heating akibat arus pusar pada kedua larutan. ph 0.00 Grafit 3. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. 2. SS 316 3. 2. 2. 1. 1. 1. 1. 1. 1. Timbal 3. 2. 2. 2. 1. 1. 1. 1. 1. ph 4.00 3.50 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 Waktu (jam) (a) Katolit 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 Grafit 1. 1. 1. 1. 0. 1. 1. 1. 1. SS 316 0. 1. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. Timbal 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. (b) Anolit Gambar 5. Perubahan ph (a) Katolit dan (b) Anolit terhadap waktu Gambar 5 (a) menunjukkan bahwa terjadi penurunan nilai ph yang cukup berarti pada larutan katolit. Mekanisme reaksi yang terjadi di katolit selain terbentuknya Ni 0 dari Ni 2+ juga terjadi reaksi perubahan H 2 O menjadi H 2 dan OH -. Berdasarkan reaksi itu semestinya terjadi peningkatan nilai ph pada katolit. Sedangkan pada kenyataannya hasil percobaan menunjukkan nilai sebaliknya. Hal ini terjadi karena reaksi oksidasi H 2 O di anolit yang menghasilkan O 2 dan H +. H + yang terbentuk di anolit berpindah ke katolit melewati sekat daun eceng gondok sehingga terjadi penurunan nilai ph di katolit. Penurunan nilai ph katolit ini pun menunjukkan bahwa produksi H + di anolit jauh lebih banyak dibandingkan OH - di katolit. (Djaenudin dkk.) Gambar 5 (b) tidak menunjukkan penurunan nilai ph yang cukup berarti, karena nilai ph awal anolit sudah sangat rendah sehingga pembentukan H + pada anolit tidak terlalu terlihat menurunkan nilai ph anolit. Kuat Arus Listrik (ma) 300.00 250.00 200.00 150.00 100.00 50.00 0.00 Waktu (jam) Gambar 6. Perubahan kuat arus listrik terhadap waktu Gambar 6 menunjukkan bahwa kuat arus listrik rata-rata yang mengalir ketika menggunakan anoda grafit sebagai anoda inert lebih tinggi yaitu 0,247 ampere jika dibandingkan dengan anoda stainless steel tipe AISI 316 dan timbal yang merupakan anoda noninert. KESIMPULAN Anoda grafit merupakan anoda yang paling baik dibandingkan dengan stainless steel tipe AISI 316 dan timbal ditinjau dari deposit nikel di katoda, penurunan konsentrasi Ni di dalam katolit, konsumsi energi elektrodeposisi dan keamanan proses. DAFTAR PUSTAKA 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 Grafit 22 22 24 24 25 24 26 26 27 SS 316 19 19 20 20 19 19 19 19 19 Timbal 15 15 16 16 17 16 16 17 17 ATSDR, (1989), Toxicology Profile for Nickel. Agency for Toxic Substances and Disease Registry, U.S. Public Health Service, Atlanta, G.A. 12, pp. ATSDR/TP-89-25. Dermentzis, K. (2010), Removal of Nickel from Electroplating rinse waters using Electrostatic Shielding Electrodialysis/Electrodeionization, Journal of Hazardous Chemical, 173, pp. 647-652. Doan, H.D., Weli, A., and Wu, J., (2009), A Combined Photocatalytic and Electrochemical Treatment of Wastewater Containing Propylene Glycol Methyl Ether and Metal Ions, Chemical Engineering Journal, 151(1-3), pp. 51-58. Farid, H.B., Adi, T.A., dan Barizi, A., (2012), Karakterisasi Sifat Permukaan Eceng Gondok 216

(Eichornia crassipes), Universitas Islam Negeri (UIN), Malang. Fornari, P. and Abbruzzese, C., (1999), Copper and Nickel Selective Recovery by Electrowinning from Electronic and Galvanic Industrial Solutions, Hydrometallurgy, 52(3), pp. 209-222. Giannopoulou, I. and Panias, D., (2007), Copper and Nickel from Acidic Polymetallic Aqueus Aolutions, Minerals Engineering, xxx, xxx xxx. ILO, (1983), Encyclopedia of Occupational Health and Safety, vol. 2. Third ed. Geneva, pp. 13-35. Isdiriayani, N., Pramudjo, W., and Yanti, S., (2010), Nickel Recovery from Nickel and Chromium Containing Wastewater by Electrodeposition Method, International Conference on Environment 2010 (ICENV 2010). Jing, LU., Hua, Y.Q., and Zhao, Z., (2010), Effects of Additives on Nickel Electrowinning from Sulfate System, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 20, pp. 97-101. Joedodibroto, R., (1983), Prospek Pemanfaatan Eceng Gondok dalam Industri Pulp dan Kertas, Berita Selulosa. Edisi Maret 1983, Vol. XIX No. 1, Balai Besar Selulosa, Bandung. Lian, R.X., Feng, W.Q., Zhe LIU, and Jun LIU, (2012), Electrodeposition Conditions of Metallic Nickel in Electrolitic Membrane Reactor, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 22, pp. 467-475. Mastromattco, E., (1994), Nickel and Its Coumpounds, dalam Zens., C. dkk (editors), Occupational medicine, Third ed. Mosby, New York, pp. 558-569. Maulana, A., (2009), Permeabilitas Membran Sel, Universitas Hasanuddin, Makassar. Mohanty, U.S., Tripathy, B.C., Singh, P., and Das, S.C., (2004), Effect of Cd 2+ on the Electrodeposition of Nickel from Sulfate Solutions, Part II: Polarisation Behaviour, Journal of Electroanalytical Chemistry, 566(1), pp. 47-52. Mohanty, U.S., Tripathy, B.C., Singh, P., and Das, S.C., (2009), Effect of Sodium Lauryl Sulphate (SLS) on Nickel Electrowinnig from Acidic Sulphate Solutions, Hydrometallurgy, 100, pp. 60-64. Orhan, G., Arslan, C., Bombach, H., and Stelter., M., (2002), Nickel Recovery from the Rinse Waters of Plating Baths, Hydrometallurgy, 65(1), pp. 1-8. Oztekin, Y. dan Yazicigil, Z., (2006), Recovery of Metals from Complexed Solutions by Electrodeposition, Desalination, 190(1-3), pp. 79-88. www.aksteel.com (diunduh pada tanggal 1 Oktober 2013) 217