MPDPL KOROSI DAN CARA PRNCEGAHANNYA

MAKALAH MPDPL KOROSI DAN CARA PRNCEGAHANNYA NAMA : SINGGIH AULLIYASAPUTRA KELAS : XI TEKNIK PEMESINAN 4 NO : 17 PENGERTIAN KOROSI Pengertian Korosi, Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan senyawa-senyawa yang tidak dikehendaki. Selain itu korosi dapat berarti penurunaan kualitas logam yang disebabkan oleh reaksi kimia suatu logam dengan unsur-unsur lain yang terdapat di alam. Penyebab, Cara Pencegahan, Proses Terjadinya, Besi, Logam, Faktor-Faktor yang Mempengaruhi, Kimia - Aplikasi lain dari prinsip elektrokimia adalah pemahaman terhadap gejala korosi pada logam dan pengendaliannya. Berdasarkan data potensial reduksi standar, diketahui bahwa logam-logam selain emas umumnya terkorosi (teroksidasi menjadi oksidanya). 1. Definisi / Pengertian Korosi Korosi pada logam terjadi akibat interaksi antara logam dan lingkungan yang bersifat korosif, yaitu lingkungan yang lembap (mengandung uap air) dan diinduksi oleh adanya gas O2, CO2, atau H2S. Korosi dapat juga terjadi akibat suhu tinggi. Korosi pada logam dapat juga dipandang sebagai proses pengembalian logam ke keadaan asalnya, yaitu bijih logam. Misalnya, korosi pada besi menjadi besi oksida atau besi karbonat. 4Fe(s) + 3O2(g) + 2nH2O(l) → 2Fe2O3.nH2O(s) Fe(s) + CO2(g) + H2O(l) → Fe2CO3(s) + H2(g) Oleh karena korosi dapat mengubah struktur dan sifat-sifat logam maka korosi cenderung merugikan. Diperkirakan sekitar 20% logam rusak akibat terkorosi pada setiap tahunnya. Logam yang terkorosi disebabkan karena logam tersebut mudah teroksidasi. Menurut tabel potensial reduksi standar, selain logam emas umumnya logam-logam memiliki potensial reduksi standar lebih rendah dari oksigen. Jika setengah reaksi reduksi logam dibalikkan (reaksi oksidasi logam) digabungkan dengan setengah reaksi reduksi gas O2 maka akan dihasilkan nilai potensial sel, Esel positif. Jadi, hampir semua logam dapat bereaksi dengan gas O2 secara spontan. Beberapa contoh logam yang dapat dioksidasi oleh oksigen ditunjukkan pada persamaan reaksi berikut. 4Fe(s) + O2(g) + 2nH2O(l) → 2Fe2O3.nH2O(s) Esel = 0,95 V Zn(s) + O2(g) + 2H2O(l) → Zn(OH)4(s) Esel = 0,60 V 2. Mekanisme / Proses Terjadinya Korosi pada Besi Oleh karena besi merupakan bahan utama untuk berbagai konstruksi maka pengendalian korosi menjadi sangat penting. Untuk dapat mengendalikan korosi tentu harus memahami bagaimana mekanisme korosi pada besi. Korosi tergolong proses elektrokimia, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Gambar 1. Proses korosi pada besi. Besi memiliki permukaan tidak halus akibat komposisi yang tidak sempurna, juga akibat perbedaan tegangan permukaan yang menimbulkan potensial pada daerah tertentu lebih tinggi dari daerah lainnya. Pada daerah anodik (daerah permukaan yang bersentuhan dengan air) terjadi pelarutan atom-atom besi disertai pelepasan elektron membentuk ion Fe2+ yang larut dalam air. Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e– Elektron yang dilepaskan mengalir melalui besi, sebagaimana elektron mengalir melalui rangkaian luar pada sel volta menuju daerah katodik hingga terjadi reduksi gas oksigen dari udara: O2(g) + 2H2O(g) + 2e– → 4OH–(aq) Ion Fe2+ yang larut dalam tetesan air bergerak menuju daerah katodik, sebagaimana ion-ion melewati jembatan garam dalam sel volta dan bereaksi dengan ion-ion OH– membentuk Fe(OH)2. Fe(OH)2 yang terbentuk dioksidasi oleh oksigen membentuk karat. Fe2+(aq) + 4OH–(aq) → Fe(OH)2(s) 2Fe(OH)2(s) + O2(g) → Fe2O3.nH2O(s) Reaksi keseluruhan pada korosi besi adalah sebagai berikut (lihat mekanisme pada Gambar 2) : 4Fe(s) + 3O2(g) + n H2O(l) → 2Fe2O3.nH2O(s) Karat Akibat adanya migrasi ion dan elektron, karat sering terbentuk pada daerah yang agak jauh dari permukaan besi yang terkorosi (lubang). Warna pada karat beragam mulai dari warna kuning hingga cokelat merah bahkan sampai berwarna hitam. Warna ini bergantung pada jumlah molekul H2O yang terikat pada karat. Gambar 2. Mekanisme korosi pada besi. Emas dengan potensial reduksi standar 1,5 V lebih besar dibandingkan potensial reduksi standar gas O2 (1,23 V) sehingga emas tidak terkorosi di udara terbuka. Di alam emas terdapat sebagai logam murni. 3. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi / Penyebab Korosi Berdasarkan pengetahuan tentang mekanisme korosi, Anda tentu dapat menyimpulkan faktor-faktor apa yang menyebabkan terbentuknya korosi pada logam sehingga korosi dapat dihindari. Percobaan / Praktikum Faktor-Faktor yang Dapat Menyebabkan Korosi Tujuan : Menjelaskan faktor-faktor yang dapat menyebabkan korosi. Alat : 1. Tabung reaksi 2. Paku 3. Ampelas Bahan : 1. Air 2. CaCl2 3. Oli 4. NaCl 0,5% 5. Aseton Langkah Kerja : 1. Sediakan 5 buah tabung. Masing-masing diisi dengan paku yang permukaannya sudah diampelas dan dibersihkan dengan aseton. 2. Tabung 1 diisi dengan sedikit air agar sebagian paku terendam air dan sebagian lagi bersentuhan dengan udara. 3. Tabung 2 diisi dengan udara tanpa uap air (tambahkan CaCl2 untuk menyerap uap air dari udara) dan tabung ditutup rapat. 4. Tabung 3 diisi dengan air tanpa udara terlarut, yaitu air yang sudah dididihkan dan tabung ditutup rapat. 5. Tabung 4 diisi dengan oli agar tidak ada udara maupun uap air yang masuk. 6. Tabung 5 diisi dengan sedikit larutan NaCl 0,5% (sebagian paku terendam larutan dan sebagian lagi bersentuhan dengan udara. 7. Amati perubahan yang terjadi pada paku setiap hari selama 3 hari. Pertanyaan : 1. Bagaimana kondisi paku pada setiap tabung reaksi? Pada tabung manakah paku berkarat dan tidak berkarat? 2. Apa kesimpulan Anda tentang percobaan ini? Diskusikan dengan teman sekelompok Anda. Setelah dibiarkan beberapa hari, logam besi (paku) akan terkorosi yang dibuktikan oleh terbentuknya karat (karat adalah produk dari peristiwa korosi). Korosi dapat terjadi jika ada udara (khususnya gas O2) dan air. Jika hanya ada air atau gas O2 saja, korosi tidak terjadi. Adanya garam terlarut dalam air akan mempercepat proses korosi. Hal ini disebabkan dalam larutan garam terdapat ion-ion yang membantu mempercepat hantaran ion-ion Fe2+ hasil oksidasi. Kekerasan karat meningkat dengan cepat oleh adanya garam sebab kelarutan garam meningkatkan daya hantar ion-ion oleh larutan sehingga mempercepat proses korosi. Ion-ion klorida juga membentuk senyawa kompleks yang stabil dengan ion Fe3+. Faktor ini cenderung meningkatkan kelarutan besi sehingga dapat mempercepat korosi. Macam-macam Bentuk Korosi 1. Korosi Merata (Uniform Corrosion) Korosi merata adalah korosi yang terjadi secara serentak di seluruh permukaan logam, oleh karena itu pada logam yang mengalami korosi merata akan terjadi pengurangan dimensi yang relatif besar per satuan waktu. Kerugian langsung akibat korosi merata berupa kehilangan material konstruksi, keselamatan kerja, dan pencemaran lingkungan akibat produk korosi dalam bentuk senyawa yang mencemarkan lingkungan. Sedangkan kerugian tidak langsung antara lain berupa penurunan kapasitas dan peningkatan biaya perawatan (preventive maintenance). 2. Korosi Galvanik (Galvanic Corrosion) Korosi galvanik terjadi apabila dua logam yang tidak sama dihubungkan dan berada di lingkungan korosif. Salah satu dari logam tersebut akan mengalami korosi, sementara logam lainnya akan terlindung dari serangan korosi. Logam yang mengalami korosi adalah logam yang memiliki potensial yang lebih rendah dan logam yang tidak mengalami korosi adalah logam yang memiliki potensial yang lebih tinggi. 3. Korosi Sumuran (Pitting Corrosion) Korosi sumuran adalah korosi lokal yang terjadi pada permukaan yangn terbuka akibat pecahnya lapisan pasif. Terjadinya korosi sumuran ini diawali dengan pembentukan lapisan pasif di permukaannya, pada antar muka lapisan pasif dan elektrolit terjadi penurunan pH, sehingga terjadi pelarutan lapisan pasif secara perlahan-lahan dan menyebabkan lapisan pasif pecah sehingga terjadi korosi sumuran. Korosi sumuran ini sangat berbahaya karena lokasi terjadinya sangat kecil tetapi dalam, sehingga dapat menyebabkan peralatan (struktur) patah mendadak. 4. Korosi Celah (Crevice Corrosion) Korosi celah adalah korosi lokal yang terjadi pada celah diantara dua komponen baik logam dengan non-logam maupun logam dengan logam. Mekanisme tejadinya korosi celah ini diawali dengan terjadi korosi merata diluar dan didalam celah, sehingga terjadi oksidasi logam dan reduksi oksigen. Pada suatu saat oksigen (O2) didalam celah habis, sedangkan oksigen (O2) didalam celah masih banyak, akibatnya permukaan logam yang berhubungan dengan bagian luar menjadi katoda dan permukaan logam didalam celah menjadi anoda sehingga terbentuk celah yang terkorosi. 5. Korosi Retak Tegang Korosi retak tegang terjadi karena kombinasi beban regang (tensile stress) dan koroden khusus (specific corrosive environment) yang dapat menimbulkan kerusakan awal yang kemudian menyebabkan fracture dalam logam. 6. Korosi Retak Fatik Korosi retak fatik terjadi karena kombinasi pengaruh beban dinamis (fluctuating stress) dan koroden (corrosion environment) yang dapat menyebabkan keretakan pada logam. 7. Korosi Intergranular Korosi intergranular adalah bentuk korosi yang terjadi pada paduan logam akibat terjadinya reaksi antar unsur logam di batas butirnya. Seperti yang terjadi pada baja tahan karat austenitik apabila diberi perlakuan panas. 8. Selective Leaching Selective leaching adalah korosi yang terjadi pada paduan logam karena pelarutan salah satu unsur paduan yang lebih aktif, seperti yang biasa terjadi pada paduan tembaga-seng. Mekanisme terjadinya korosi selective leaching diawali dengan terjadi pelarutan total terhadap semua unsur. Salah satu unsur pemadu yang potensialnya lebih tinggi akan terdeposisi, sedangkan unsur yang potensialnya lebih rendah akan larut ke elektrolit. Akibatnya terjadi keropos pada logam paduan tersebut. Pengukuran laju korosi dapat dilakukan dengan berbagai cara. Pengukuran yang paling sederhana biasanya dilakukan dengan cara mengukur kehilangan logam (berdasarkan perbedaan berat). Meskipun demikian beberapa metode pengukuran laju korosi yang dapat diterapkan antara lain adalah dengan mengukur ion logam yang terdapat di lingkungan, mengukur konduktivitas lingkungan, mengukur berat jenis lingkungan atau berdasarkan reaksi dengan metode elektrokimia. Begitu banyak bentuk-bentuk korosi yang dapat terjadi, oleh karena itu korosi harus dikenali dengan baik untuk dikendalikan. Sehingga diharapkan dapat meningkatkan umur (life time) peralatan yang digunakan dan dapat menghindari terjadinya akibat kegagalan material. 4. Pengendalian / Cara Pencegahan Korosi Korosi logam tidak dapat dicegah, tetapi dapat dikendalikan seminimal mungkin. Ada tiga metode umum untuk mengendalikan korosi, yaitu pelapisan (coating), proteksi katodik, dan penambahan zat inhibitor korosi. a. Metode Pelapisan (Coating) Metode pelapisan adalah suatu upaya mengendalikan korosi dengan menerapkan suatu lapisan pada permukaan logam besi. Misalnya, dengan pengecatan atau penyepuhan logam. Penyepuhan besi biasanya menggunakan logam krom atau timah. Kedua logam ini dapat membentuk lapisan oksida yang tahan terhadap karat (pasivasi) sehingga besi terlindung dari korosi. Pasivasi adalah pembentukan lapisan film permukaan dari oksida logam hasil oksidasi yang tahan terhadap korosi sehingga dapat mencegah korosi lebih lanjut. Logam seng juga digunakan untuk melapisi besi (galvanisir), tetapi seng tidak membentuk lapisan oksida seperti pada krom atau timah, melainkan berkorban demi besi. Seng adalah logam yang lebih reaktif dari besi, seperti dapat dilihat dari potensial setengah reaksi oksidasinya: Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e– Eo = –0,44 V Fe(s) → Fe2+(g) + 2e– Eo = –0,76 V Oleh karena itu, seng akan terkorosi terlebih dahulu daripada besi. Jika pelapis seng habis maka besi akan terkorosi bahkan lebih cepat dari keadaan normal (tanpa seng). Paduan logam juga merupakan metode untuk mengendalikan korosi. Baja stainless steel terdiri atas baja karbon yang mengandung sejumlah kecil krom dan nikel. Kedua logam tersebut membentuk lapisan oksida yang mengubah potensial reduksi baja menyerupai sifat logam mulia sehingga tidak terkorosi. b. Proteksi Katodik Proteksi katodik adalah metode yang sering diterapkan untuk mengendalikan korosi besi yang dipendam dalam tanah, seperti pipa ledeng, pipa pertamina, dan tanki penyimpan BBM. Logam reaktif seperti magnesium dihubungkan dengan pipa besi. Oleh karena logam Mg merupakan reduktor yang lebih reaktif dari besi, Mg akan teroksidasi terlebih dahulu. Jika semua logam Mg sudah menjadi oksida maka besi akan terkorosi. Proteksi katodik ditunjukkan pada Gambar 3. Gambar 3. Proses katodik dengan menggunakan logam Mg. Reaksi yang terjadi dapat ditulis sebagai berikut. Anode : 2Mg(s) → 2Mg2+(aq) + 4e– Katode : O2(g) + 2H2O(l) + 4e– → 4OH–(aq) Reaksi : 2Mg(s) + O2(g) + 2H2O → 2Mg(OH)2(s) Oleh sebab itu, logam magnesium harus selalu diganti dengan yang baru dan selalu diperiksa agar jangan sampai habis karena berubah menjadi hidroksidanya. c. Penambahan Inhibitor Inhibitor adalah zat kimia yang ditambahkan ke dalam suatu lingkungan korosif dengan kadar sangat kecil (ukuran ppm) guna mengendalikan korosi. Inhibitor korosi dapat dikelompokkan berdasarkan mekanisme pengendaliannya, yaitu inhibitor anodik, inhibitor katodik, inhibitor campuran, dan inhibitor teradsorpsi. 1) Inhibitor anodik Inhibitor anodik adalah senyawa kimia yang mengendalikan korosi dengan cara menghambat transfer ion-ion logam ke dalam air. Contoh inhibitor anodik yang banyak digunakan adalah senyawa kromat dan senyawa molibdat. 2) Inhibitor katodik Inhibitor katodik adalah senyawa kimia yang mengendalikan korosi dengan cara menghambat salah satu tahap dari proses katodik, misalnya penangkapan gas oksigen (oxygen scavenger) atau pengikatan ion-ion hidrogen. Contoh inhibitor katodik adalah hidrazin, tannin, dan garam sulfit. 3) Inhibitor campuran Inhibitor campuran mengendalikan korosi dengan cara menghambat proses di katodik dan anodik secara bersamaan. Pada umumnya inhibitor komersial berfungsi ganda, yaitu sebagai inhibitor katodik dan anodik. Contoh inhibitor jenis ini adalah senyawa silikat, molibdat, dan fosfat. 4) Inhibitor teradsorpsi Inhibitor teradsorpsi umumnya senyawa organik yang dapat mengisolasi permukaan logam dari lingkungan korosif dengan cara membentuk film tipis yang teradsorpsi pada permukaan logam. Contoh jenis inhibitor ini adalah merkaptobenzotiazol dan 1,3,5,7–tetraaza–adamantane. SOAL: 1. Sebutkan pengertian korosi! 2. Apa itu pengertian prinsip elektrokimia? 3. Sebutkan pengertian Lingkungan yang bersifat korosif! 4. Sebutkan 4 macam bentuk korosi! 5. Apa itu metode pelapisan? Jawaban: 1. korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan senyawa-senyawa yang tidak dikehendaki. Selain itu korosi dapat berarti penurunaan kualitas logam yang disebabkan oleh reaksi kimia suatu logam dengan unsur-unsur lain yang terdapat di alam. 2. prinsip elektrokimia adalah pemahaman terhadap gejala korosi pada logam dan pengendaliannya. 3. lingkungan yang bersifat korosif, yaitu lingkungan yang lembap (mengandung uap air) dan diinduksi oleh adanya gas O2, CO2, atau H2S. 4. Korosi Celah (Crevice Corrosion), Korosi Galvanik (Galvanic Corrosion), Korosi Sumuran (Pitting Corrosion), Korosi Merata (Uniform Corrosion) 5. Metode pelapisan adalah suatu upaya mengendalikan korosi dengan menerapkan suatu lapisan pada permukaan logam besi. DAFTAR PUSTAKA: http://www.planetkimia.com/2012/11/korosi/ http://kimia123sma.wordpress.com/2010/04/20/korosi-dan-cara-pencegahannya/ https://www.google.com/search?q=makalah+korosi+dan+pencegahannya&ie=utf-8&oe=utf-8&aq=t&rls=org.mozilla:id:official&client=firefox-a