log(Bt C
A
x= +
A, B, dan C adalah konstan. Kondisi ini berlaku jika terjadi pemumpukan muatan (ion, elektron) yang dikenal dengan muatan ruang, yang menghalangi gerakan ion dan elektron lebih lanjut.
Agar lapisan oksida menjadi protektif, beberapa hal perlu dipenuhi oleh lapisan ini.
Ia tak mudah ditembus ion, sebagaimana;
Ia harus melekat dengan baik ke permukaan metal; adhesivitas antara oksida dan metal ini sangat dipengaruhi oleh bentuk permukaan metal, koefisien muai panjang relatif antara oksida dan metal, laju kenaikan temperatur relatif antara oksida dan metal; temperatur sangat berpengaruh pada sifat protektif oksida.
Ia harus nonvolatile, tidak mudah menguap pada temperatur kerja dan juga harus tidak reaktif dengan lingkungannya.
Oksidasi Selektif
Oksidasi selektif terjadi pada larutan biner metal di mana salah satu metal lebih mudah teroksidasi dari yang lain. Peristiwa ini terjadi jika salah satu komponen memiliki energi bebas jauh lebih negatif dibanding dengan komponen yang lain dalam pembentukan oksida. Kehadiran chrom dalam alloy misalnya, memberikan ketahanan lebih baik terhadap terjadinya
oksidasi.
Oksidasi Internal. Dalam alloy berbahan dasar tembaga dengan kandungan alluminium bisa terjadi oksidasi internal dan terbentuk Al2O3 dalam matriksnya. Penyebaran oksida yang terbentuk itu membuat material ini menjadi keras.
Oksidasi Intergranular. Dalam beberapa alloy oksidasi selektif di bidang batas antar butiran terjadi jauh sebelum butiran itu sendiri teroksidasi. Peristiwa in membuat berkurangnya luas penampang metal yang menyebabkan penurunan kekuatannya.
301
Korosi Karena Perbedaan Metal Elektroda
n + 1 M +m 2 M hubungan listrik katoda anoda elektrolit M1 M2
Peristiwa korosi ini merupakan peristiwa elektro-kimia, karena ia terjadi jika dua metal berbeda yang saling kontak secara listrik berada dalam lingkungan elektrolit
perbedaan ∆∆∆∆G yang terjadi apabila kedua metal terionisasi dan melarutkan ion dari permukaan masing-masing ke elektrolit dalam jumlah yang ekivalen 2 1 2 1 ( / )M M ( / )M M + n m +m→ +n+ n m
Jika∆G < 0 →M1→elektron →mereduksi ion M2 →M1mengalami korosi
Beda tegangan muncul antara M1dan M2
302
dapat dipandang sebagai dua kali setengah-reaksi dengan masing-masing setengah-reaksi adalah
2 1 2 1 ( / )M M ( / )M M + n m +m→ +n+ n m Reaksi − + + → 1n ne 1 M M ∆G1=−nV1F − + + →M m me M ∆G2=−nV2F dengan dengan
1 mole metal mentransfer 1 mole elektron ≈96.500 coulomb Angka ini disebut konstanta Faraday, dan diberi simbol F.
nVF G=− ∆
perubahan G adalah negatif jika tegangan V positif perubahan energi bebas
tegangan antara M1 dan M2 (dalam volt)
Dengan pandangan setengah reaksi, tegangan antara anoda M1dan katoda M2 dapat dinyatakan sebagai jumlah dari potensial setengah reaksi. Potensial setengah reaksi membentuk deret yang disebut deret emf (electromotive force series).
Deret emf Deret emf pada 25oC, volt. [12].
Reaksi Elektroda Potensial Elektroda Na→Na++ e− + 2,172 Mg→Mg+2+ 2e− + 2,34 Al→Al+3+ 3e− + 1,67 Zn→Zn+2+ 2e− + 0,672 Cr→Cr+3+ 3e− + 0,71 Fe→Fe+2+ 2e− + 0,440 Ni→Ni+2+ 2e− + 0,250 Sn→Sn+2+ 2e− + 0,136 Pb→Pb+2+ 2e− + 0,126 H2→2H++ 2e− 0,000 Cu→Cu+2+ 2e− −0,345 Cu→Cu++ e− −0,522 Ag→Ag++ e− −0,800 Pt→Pt+2+ 2e− −1,2 Au→Au+3+ 3e− −1,42 Au→Au++ e− −1,68 basis
Korosi Karena Perbedaan Konsentrasi Ion Dalam Elektrolit
dua metal sama
tercelup dalam elektrolit dengan konsentrasi berbeda
G per mole tergantung dari konsentrasi larutan.
Anoda melepaskan ion dari permukaannya ke elektrolit dan
memberikan elektron mereduksi ion pada katoda
membran katoda
anoda
Fe Fe
Fe+2 Fe+2
membran untuk memisahkan elektrolit di mana anoda tercelup dengan elektrolit di mana katoda tercelup
agar perbedaan konsentrasi dapat dibuat
305
Dalam praktik, tidak harus ada membran Perbedaan kecepatan aliran fluida pada suatu permukaan
metal dapat menyebabkan terjadinya perbedaan konsentrasi ion pada permukaan metal tersebut
Kecepatan fluida di bagian tengah cakram lebih rendah dari bagian
pinggirnya Konsentrasi ion di bagian tengah lebih tinggi dibandingkan dengan
bagian pinggir Bagian pinggir akan menjadi anoda
dan mengalami korosi
cakram logam berputar fluida Contoh 306
Korosi Karena Perbedaan Kandungan Gas Dalam Elektrolit
Apabila ion yang tersedia untuk proses sangat minim, kelanjutan proses yang terjadi tergantung dari keasaman elektrolit
H hasil reduksi menempel dan melapisi permukaan katoda; terjadilah polarisasi pada katoda.
Polarisasi menghambat proses selanjutnya dan menurunkan V. Namun pada umumnya atom hidrogen membentuk molekul gas
hidrogen dan terjadi depolarisasi katoda.
Elektrolit bersifat asam ion hidrogen pada katoda
akan ter-reduksi terjadi reaksi − −→ + +2H O 4e 4OH O2 2
→konsentrasi oksigen menurun
→konsentrasi ion OH−−−−di permukaan
katoda meningkat
→terjadi polarisasi katoda→→→→transfer
elektron dari anoda ke katoda menurun dan V juga menurun
Elektrolit bersifat basa atau netral OH−−−−terbentuk dari oksigen yang
terlarut dan air
Depolarisasi katoda dapat terjadi jika
kandungan oksigen di sekitar katoda bertambah melalui penambahan
oksigen dari luar membran katoda
anoda
Fe Fe
O2 O2
Dalam praktik, perbedaan kandungan oksigen ini terjadi misalnya pada fluida dalam tangki metal Permukaan fluida bersentuhan langsung dengan
udara sehingga terjadi difusi gas melalui permukaan fluida.
Kandungan oksigen di daerah permukaan menjadi lebih tinggi dari daerah yang lebih jauh
dari permukaan
Dinding metal di daerah permukaan fluida akan menjadi katoda
sedangkan yang lebih jauh akan menjadi anoda Breather valve
Korosi Karena Perbedaan Stress
Yang mendorong terjadinya korosi adalah perubahan energi bebas Apabila pada suhu kamar terjadi deformasi pada sebatang logam (di
daerah plastis), bagian yang mengalami deformasi akan memiliki energi bebas lebih tinggi dari bagian yang tidak mengalami
deformasi.
Bagian metal di mana terjadi konsentrasi stress akan menjadi anoda dan bagian yang tidak mengalami stress menjadi katoda.
309
Kondisi Permukaan Elektroda
Proses korosi melibatkan aliran elektron, atau arus listrik. Jika permukaan katoda lebih kecil dari anoda, maka kerapatan arus
listrik di katoda akan lebih besar dari kerapatan arus di anoda. Keadaan ini menyebabkan polarisasi katoda lebih cepat terjadi dan
menghentikan aliran elektron; proses korosi akan terhenti. Jika permukaan anoda lebih kecil dari katoda, kerapatan arus di permukaan katoda lebih kecil dari kerapatan arus di anoda. Polarisasi
katoda akan lebih lambat dan korosi akan lebih cepat terjadi. Terbentuknya oksida yang bersifat protektif akan melindungi metal terhadap proses oksidasi lebih lanjut. Lapisan oksida ini juga dapat
melindungi metal terhadap terjadinya korosi.
Ketahanan terhadap korosi karena adanya perlindungan oleh oksida disebut pasivasi. Pasivasi ini terjadi karena anoda terlindung oleh
lapisan permukaan yang memisahkannya dari elektrolit. Namun apabila lingkungan merupakan pereduksi, lapisan pelindung dapat
tereduksi dan metal tidak lagi terlindungi.
310
Tentang
Karbon dan Ikatan Karbon dan
Senyawa Hidrokarbon dapat dibaca dalam Buku