PEWARNAAN LOGAM
Oleh : Mudjijono*)
*). Dosen Jurusan Kimia, FMIPA Universitas Sebelas Maret
Jl. Ir. Sutami 36A, Kentingan, Solo. 57126. Indonesia
Ringkasan
Pewarnaan Logam sangat diperlukan untuk memperoleh warna logam seakan-akan asli bukan permukaan cat pada logam. Bahan-bahan logam baik sebagai asesoris maupun funsgsi utama akan lebih menarik dengan pewarnaan logam bukan cat. Kesan warna yang indah dan bermutu tinggi, pewarnaan logam menggunakan teknik chemical-plating atau sering dikenal dengan chemical coating. Prinsip dasar dari metal-chemical coating adalah reaksi redoks seperti yang terjadi pada elektroplating. Pada elektroplating reaksi tak spontan didorong oleh arus listrik sehingga terjadi reduksi logam pada katoda dan hasil reduksi melapisi katodanya. Sedangkan chemical coating yang juga dapat disebuat conversion coating, menggunakan prinsip reaksi spontan dari bahan kimia dengan permukaan logam dan hasil reaksi menempel pada permukaan logam tersebut. Hasil reduksi yang terjadi pada larutan pewarna beraviliasi dengan hasil oksidasi logam membentuk warna pada permukaan logam.
Pendahuluan
Walaupun telah tersaingi oleh kehadiran plastik atau polimer, logam masih sangat mendominasi bahan baku barang fungsional untuk kehidupan manusia, dimana telah ribuan tahun sejak ditemukannya, logam menggantikan batu. Teknologi metalurgi mengalami perkembangan yang hebat sehingga fungsi dari logam seakan tak jenuh dalam menyangga kebutuhan hidup manusia. Peralatan rumah tangga, mesin, tools, dan asesoris tak lepas dari logam.
Pewarnaan logam ditujukan untuk beberapa keperluan seperti penahan korosif dan peningkatan penampilan (fasion). Memang secara fungsi pewarnaan lebih terbatas dibandingkan dengan pelapisan/plating, dimana plating dapat berfungsi sebagai penahan korosi, fasion, pengaturan paramagnitig, pengaturan resistansi listrik, dan lain-lainnya. Tetapi pewarnaan secara chemical coatingmemberikan variasi warna yang lebih banyak sehingga dapat menjadi pilihan yang lebih luwes.
Bermacam-macam bahan pewarna logam telah dikembangkan oleh perusahaan di bidangnya, juga diteliti diberbagai pusat riset baikscience and teknology organisations maupun universitas. Bahkan telah banyak bahan-bahan patented. Oleh karena itu bisnis pewarnaan logam menjadi bisnis yang menjanjikan dan tak pernah surut. Tulisan ini memberikan gambaran beberapa cara pewarnaan logam yang dapat dipraktekkan secara mandiri dan dalam sekala kecil. Untuk pelaksanaan dengan skala indiustri tentunya perlu peralatan industri dan instrumen pendukung yang tidak dibahas di sini.
Ada tiga poin penting untuk diingat ketika melakukan pewarnaan logam:
1. pekerjaan harus bersih sempurna;
2. semua larutan kimia ketika tidak digunakan harus disimpan dalam botol yang ditutup rapat.
3. penyelesaian kerja harus dilakukan perlindungan untuk menjaga warna tetap bertahan dengan sejenis lapisan pernis atau wax.
<Edited>
Teori
Pada dasarnya semua logam mempunyai warna kilap yang sudah indah disebut warna metalik, ada yang mengkilap putih seperti besi, seng, alumnium, krom, tin, adapula yang berwarna kuning seperti emas, tembaga dll. kilap logam ini akan cepat hilang untuk logam-logam yang bukan merupakan logam mulia, hal ini disebabkan oleh kereaktifan logam yang tinggi terutama oksidasinya dengan oksigen diudara. Logam membentuk oksida logam ketika reaksi dengan oksigen:
Persamaan reaksi totalnya adalah: x M(s) + y O2(g) –> MxO2y(s)
Oleh karena itu paling utama dalam mengelola warna logam tetap awet adalah melindungi permukaan logam dari oksidasinya.
Beberapa oksida logam sangat erat melekat pada logamnya sehingga melindungi proses oksidasi lanjutan sehingga logam akan terlindungi dari reaksi oksidasi yang merapuhkan karakter logam itu sendiri. Hal ini terjadi pada logam-logam seperti alumunium, krom, dan campuran-campurannya. Bahkan oksida yang transparan membuat kenampakan seakan-akan tidak ada oksidasi yang terjadi, karena warna logam hampir tidak terkurangi. Tetapi tidak demikian dengan logam besi, oksida besi sangat rapuh dan terangkat dari logamnya, sehingga memberikan efek percepatan reaksi oksidasi karena terjadinya situs-situs positif dan negatif.
Warna logam dan campurannya
Pewarnaan logam dapat dilakukan dengan memanfaatkan warna logam dan campurannya, misalnya warna tembaga-cobalt memberikan efek warna coklat sampai hitam yang indah tergantung komposisi dan suhu maupun logam yang diwarnainya. Pewarnaan dengan pencelupan memanfaatkan reaksi pendesakan logam-ionlogam
M1(s) + ion M2(aq) + ion M3(aq) –> ion M1(aq) + M2(s) + ion M3(s)
dimana logam M2 dan M3 hasil reaksi menempel pada permukaan logam M1 sebagai subtrat (benda kerja)
Warna-warna garam komplek
Logam dengan senyawa-senyawa organik dapat membentuk komplek dengan warna-warna khusus yang indah. Oleh karena itu jika logam benda kerja dimasukkan pada senyawa organik yang dapat membentuk senyawa komplek maka senyawa komplek akan terbentuk dan menempel pada permukaan logam sebagai benda kerja dan membentuk warna sesuai dengan komplek yang terbentuk.
M(S) + ion H(+) –> ion M(+)(s) + H2(g)
ion M(+)(s) + R-org –> M(R-org)(+) yang berwarna
yang perlu diperhatikan akan menjaga agar senyawa komplek tidak larut lagi dalam air karena pada umumnya senyawa komplek larut dalam air.
Persiapan permukaan benda kerja
Benda kerja disiapkan dengan pembersihan dan memberikan efek pori-pori akan mudah menyerap sistem garam maupun logam lain. Ini dilakukan dengan memanfaatkan reaksi logam dengan asam. Beberapa campuran asam pada umumnya digunakan, reaksi asam dan logam seperti pada reaksi yang ditunjukkan di atas.
Beberapa catatan tentang pewarnaan yang banyak digunakan adalah sebagai berikut:
Penggunaan pencelupan asam
1. Sulphuric Acid dan Asam nitrat dalam air
2. Sulphuric Acid, Sendawa dalam air
3. Kuning aqua fortis, asam Sulfat, asam Muriatic , dalam air.
4. Hydrofluoric acid, Asam nitrat, garam.
1. Sulphuric Acid dan Asam nitrat dalam air
2. Sulphuric Acid, Sendawa dalam air
3. Kuning aqua fortis, asam Sulfat, asam Muriatic , dalam air.
4. Hydrofluoric acid, Asam nitrat, garam.
Catatan: jangan mencoba di rumah tanpa pengawasan dan pengalaman.
<Edited>
Logam Alumunium
A. Persiapan Logam Dasar
Aluminium yang akan diwarnai harus dibersihkan dulu dari pengotor dengan larutan NaOH panas, kemudian larutan HCL encer dan dibilas dengan air, lalu dikeringkan.
B. Persiapan Pewarna:
Beberapa jenis warna dibahas di bawah ini:
a. Warna Hitam:
1. Amonium khlorida 125 ml
2. Kalium Nitrat 32 gr
3. MTK 450S 65 gr
4. MTK 44CA 32 gr
5. Aquades 3,8 Lt
atau menggunakan formula lain:
1. Kalium permanganat 10 gr
2. Asam nitrat 4 gr
3. MTK 420 S 25 gr
4. Aquades 1 Lt
Cara Kerja:
1. Semua bahan dicampurkan dalam wadah plastik tahan panas atau stainlessteel dan dipanaskan kira-kira 80 derajad celcius.
2. celupkan aluminium sehingga terlapisi warna hitam rata.
b. Warna Biru
Persiapan Bahan
MTK 370 S 500 gr
MTK 380 S 500 gr
Aquadest 1 Lt
Cara Kerja : Seperti cara kerja di atas
Beberapa yang dapat dicoba pada tabel 1
Tabel 1 Bahan pewarnaan logam
ZAT W BRASS SENG
BIRU HIJAU HGREEN COKLAT HITAM HITAM COKLAT
390S 768 g 48 g 16 g
400S 256 g 16 g
410S 384 g
420S
430S
440S
450S
460S 75 g
470S 260 g 256 g 192 g
480S 176 g 16 g
490S
NH4Cl
HNO3
HSO4
HCl
As Aset
KCl 48 g
KNO3
KMnO4
FeNO3 32 g
NiSO4 88 g
NH3 1 g
White Arsenic
H2O 5 L 5 L 5 L 5 L 2,5 L 1 L 5 L
BIRU HIJAU HGREEN COKLAT HITAM HITAM COKLAT
390S 768 g 48 g 16 g
400S 256 g 16 g
410S 384 g
420S
430S
440S
450S
460S 75 g
470S 260 g 256 g 192 g
480S 176 g 16 g
490S
NH4Cl
HNO3
HSO4
HCl
As Aset
KCl 48 g
KNO3
KMnO4
FeNO3 32 g
NiSO4 88 g
NH3 1 g
White Arsenic
H2O 5 L 5 L 5 L 5 L 2,5 L 1 L 5 L
