PEMANFAATAN EKSTRAK RIMPANG LEMPUYANG EMPRIT
(Zingiber Amaricans) SEBAGAI ALTERNATIF INHIBITOR KOROSI
BAJA DALAM MEDIUM ASAM
(HCl 0,5 M)
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat Memperoleh
Gelar Sarjana Sains di Bidang Kimia
Oleh:
FransiskaMulyani
0801356
PROGRAM STUDI KIMIA
DEPARTEMEN PENDIDIKAN KIMIA
FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA
PEMANFAATAN EKSTRAK RIMPANG LEMPUYANG EMPRIT
(Zingiber Amaricans) SEBAGAI ALTERNATIF INHIBITOR KOROSI
BAJA DALAM MEDIUM ASAM
(HCl 0,5 M)
Oleh
Fransiska Mulyani
Sebuah skripsi yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Sains pada Fakultas Pendidikan Matematika dan IlmuPengetahuan Alam
©FransiskaMulyani 2015
Universitas Pendidikan Indonesia
Agustus 2015
Hak Cipta dilindungi undang-undang.
LEMBAR PENGESAHAN
PEMANFAATAN EKSTRAK RIMPANG LEMPUYANG EMPRIT (Zingiber
Amaricans) SEBAGAI ALTERNATIF INHIBITOR KOROSI BAJA DALAM
MEDIUM ASAM
(HCl 0,5 M)
Diajukan oleh:
FransiskaMulyani
0801356
DISETUJUI DAN DISAHKAN OLEH :
Pembimbing I
Dr. Yayan Sunarya, M.Si
NIP. 196102081990031004
Pembimbing II
Dr. Iqbal Musthapa, M.Si
NIP. 197512232001121001
Mengetahui,
Ketua Departemen Pendidikan Kimia FPMIPA UPI
Dr. rer. nat. Ahmad Mudzakir, M.Si
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Baja merupakan bahan yang banyak digunakan dalam industri maupun bahan
bangunan. Namun pada kenyataanya baja sering mengalami kerusakan akibat korosi.
Korosi merupakan penyakit yang sangat merugikan dan sudah dikenal sejak lama.
Tidak sedikit biaya yang harus dikeluarkan akibat masalah tersebut. Korosi dapat
menimbulkan kerugian langsung maupun tidak langsung. Kerugian langsung korosi
bisa berupa terjadinya kerusakan pada peralatan mesin yang digunakan dalam
kehidupan sehari-hari maupun dalam industri. Banyak peralatan dan mesin di industri
berasal dari bahan logam yang mudah terkorosi sehingga dapat mengakibatkan
kegagalan produksi pada komponen industry. Kerugian tidak langsung bisa berupa
aktifitas produksi atau perbaikan peralatan yang digunakan akibat korosi. Bahkan
korosi dapat menyebabkan kecelakaan yang dapat menimbulkan korban jiwa. Seperti
bangunan ambruk, jembatan roboh, kebocoran pipa dan lainnya (Supriadi 1997).
Pada umumnya korosi tidak dapat dicegah tetapi dikendalikan sehingga
struktur atau komponen mempunyai masa pakai lebih lama. Pengendalian atau
perawatan terhadap korosi sangatlah penting untuk mengurangi kerugian yang
ditimbulkan. Pengendalian korosi banyak dilakukan dengan berbagai cara, salah
satunya adalah penambahan inhibitor korosi. Inhibitor korosi adalah suatu zat kimia
yang ditambahkan ke dalam lingkungan korosif, walaupun dalam jumlah sangat
sedikit (orde ppm) tetapi dapat menurunkan laju korosi logam. Salah satu mekanisme
kerja inhibitor korosi adalah melalui pembentukan lapisan molekul-molekul tunggal
dari inhibitor yang teradsorpsi pada permukaan logam (Jones, 1992). Sejauh ini
penggunaan inhibitor merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk mencegah
korosi karena biayanya yang relatif murah dan prosesnya yang sederhana.
Umumnya inhibitor korosi berasal dari senyawa-senyawa organik dan
anorganik. Seperti, nitrit, kromat, fospat, urea, fenilalanin, imidazolin dan
senyawa-senyawa amina. Namun, bahan-bahan sintesis tersebut relatif mahal dan sangat tidak
ramah lingkungan terutama senyawa-senyawa anorganik. Oleh karena itu, pengunaan
inhibitor korosi yang aman, mudah didapat, bersifat biodegradable, murah dan ramah
lingkungan sangat diperlukan (Haryono, 2010). Salah satu alternatifnya adalah
penggunaan ekstrak bahan alam. Senyawa ekstrak bahan alam yang dijadikan
inhibitor harus mengandung atom N,O, P, S, dan atom-atom yang memiliki pasangan
elektron bebas (Mitra, 2013).
Dari beberapa penelitian yang sudah dilakukan, tidak banyak penelitian yang
menggunakan inhibitor korosi dari bahan rempah-rempah. Ekstrak rimpang jahe
(Zingiber officinaler) digunakan sebagai inhibitor korosi baja karbon API 5L Grade
B dalam media 3,5% NaCl dan 0.1M HCl menunjukan bahwa laju korosi menurun
dengan laju terendah pada 500 ppm dengan nilai 12.13 mpy pada NaCl 3.5% dan
8.19 mpy pada 0.1M HCl (Andhi, 2013). Pengujian Weight loss pada larutan NaCl
yang dialiri gas CO2 pH 5 dengan penambahan 100 ppm inhibitor ekstrak jahe
selama 30 hari,didapatkan laju korosi 0,239 mm/year dengan nilai efisiensi 58,582%
(Jarot, 2013).
Hasil laju korosi ekstrak lengkuas dalam larutan NaCl 1% pH 4 Jenuh CO2
meningkat seiring dengan meningkatnya temperature efisiensi inhibisi mencapai
82,24% pada konsentrasi 240 ppm dan temperatur 298K (Triastiani, 2014). Dari
penelitian yang ada, inhibitor yang berasal dari genus zingiber hanya sebatas pada
rempah jahe dan lengkuas. Belum ada penelitian rempah lainnya yang berasal dari
genus zingiber yang digunakan sebagai inhibitor korosi seperti lempuyang.
Lempuyang atau sering disebut juga sebagai lampiyang atau rempuyang adalah salah
satu bahan dasar pembutan obat, khususnya jamu. Lempuyang biasanya dicampur
Budidaya tanaman lempuyang ini sangatlah mudah hanya dengan menanam
rimpangnya. Perawatannya pun cukup dengan menyiram dan memberikan pupuk
kandang. Sejauh ini tanaman lempuyang hanya digunakan sebagai bahan dasar jamu
saja, sehingga pemanfaatannya kurang dilakukan secara maksimal. Jika dimanfaatkan
secara optimal tanaman lempuyang ini cukup mudah dan akan menaikan nilai
ekonomis dari tanaman tersebut (Ulung, 2014).
Lempuyang terbukti dapat mengatasi berbagai penyakit. Antara lain,
penyakit empedu, penyakit syaraf, nyeri perut, masuk angin, penambah nafsu makan,
pembersih darah, asma dan penyakit lainnya. Secara umum lempuyang mengandung
flavonoid, saponin dan minyak atsiri. Selain itu, lempuyang pun mengandung
limonene dan zerumbon yang berkhasiat sebagai anti kejang (Gendrowati, 2014).
kadar minyak atsiri dalam lempuyang adalah 1,34–4,61%, kadar sari larut dalam air
16,22– 23,5%, kadar sari larut etanol 7,9–13,8%, kadar serat 5,47–8,87% dan kadar
pati 40-50%. Hasil analisis ekstrak rimpang lempuyang dengan GCMS menunjukkan
bahwa sekitar 50 komponen terdeteksi. Zerumbone merupakan komponen utama
lempuyang dengan nilai sebesar 36–49% dan komponen lainnya adalah alpha
humulene, humulene oxide, beta-eudesmol, beta-selinene, linalool, 12-oxabicyclo,
caryophilene oxide, 3-octadecyne, hexadecanoic acid, dan 3-octyne 5-methyl.
(wahyuni 2013).
Dengan kandungan tersebut diharapkan ekstrak lempuyang emprit (Zingiber
amaricans) dari rimpang tanaman tersebut dapat digunakan sebagai inhibitor korosi
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka permasalah utama dalam
penelitian ini dirumuskan sebagai berikut: “Bagaimana pengendalian korosi logam
dalam medium HCl 0,5 M menggunakan bahan alam dari ekstrak lempuyang emprit
(Zingiber amaricans)”. Agar permasalahan tersebut lebih spesifik maka permasalahan
difokuskan dalam bentuk pertanyaan sebagai berikut:
1. Senyawa metabolit sekunder apa yang terkandung dalam ekstrak rimpang
tanaman lempuyang emprit (Zingiber amaricans) menggunakan pelarut metanol
dan etilasetat?
2. Bagaimana potensi ekstrak rimpang lempuyang emprit (Zingiber amaricans)
sebagai inhibitor korosi pada baja karbon dalam medium HCl 0,5 M?
3. Bagaimana proses korosi/inhibisi dari ekstrak rimpang lempuyang emprit
(Zingiber amaricans) pada baja karbon dalam medium HCl 0,5 M?
1.3. Batasan Masalah
Oleh karena variabel yang mempengaruhi proses korosi logam sangat banyak,
maka dalam penelitian ini variabel yang akan dikaji dibatasi sebagai berikut:
1. Jenis logam yang diteliti pada penelitian ini adalah baja karbon jenis BS 1501 161
430A dengan komposisi kimia sebagai berikut (ASTM, 2012):
C Si S P Mn Ni Cr Cu W Al Fe
0,25 0,15 0,03 0,03 1,40 0,01 0,25 0,30 0,003 0,028 sisanya
1.4.Tujuan Penelitian
Tujuan utama yang ingin di dapat dalam penelitian ini adalah memperoleh
informasi tentang potensi ekstrak rimpang tanaman lempuyang emprit (Zingiber
amaricans) sebagai inhibitor korosi pada baja karbon dalam medium asam (HCl 0,5
M) untuk keperluan pencucian logam dengan asam (pickling).
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah memperoleh komponen
senyawa yang terkandung yang terdapat dalam ekstrak lempuyang emprit (Zingiber
amaricans) sebagai alternatif inhibitor korosi sehingga dapat meningkatkan nilai
BAB III
METODELOGI PENELITIAN
3.1 Desain penelitian
Penelitian ini dilakukan untuk menguji potensi inhibisi ektrak rimpang
lempuyang jenis emprit (Zingiber amaricans) sebagai alternatif inhibitor korosi pada
baja dalam medium larutan HCl 0,5 M. Secara umum, penelitian yang dilakukan
terbagi dalam tiga tahap. Tahap pertama adalah ekstraksi rimpang lempuyang dengan
cara maserasi menggunakan 2 pelarut, yaitu metanol dan etilasetat. Tahap kedua
adalah karakterisasi ekstrak rimpang lempunyang yang diperoleh dengan cara
kromatogrfi lapis tipis, fotokimia dan dengan menggunakan FTIR (Fourier
transform infra red). Tahap ketiga adalah pengukuran laju korosi dan pengukuran
kinerja ektrak rimpang lempuyang hasil maserasi menggunakan metoda kehilangan
berat (weight loss). Ketiga tahap tersebut dapat disajikan dalam bentuk diagram
Rimpang tanaman
Serbuk rimpang
Ekstrak
Pengukuran dengan metode weight loss
Baja karbon
Spesimen baja
Efisiensi Laju korosi/ inhibisi Media korosi
HCl 0,5 M
Komponen Gugus fungsional Preparasi Maserasi Karakterisasi
Inhibitor korosi Elektroda
kerja
[image:10.612.136.509.106.446.2]
Gambar 3.1. Bagan alir penelitian
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
Peralatan yang digunakan untuk memperoleh ekstrak rimpang lempuyang
emprit (Zingiber amaricans) adalah toples besar, gelas ukur 500 mL, geas ukur
250 mL, gelas ukur 100 mL, gelas kimia 250 mL, gelas kimia 400 mL, corong,
labu erlenmeyer 500 ml, labu erlenmeyer berpenghisap 500 mL, kertas saring
whatman, spatula, batang pengaduk, corong pisah 500 mL. labu evaporating 500
mL, labu epavorating 250 mL. Pemisahan pelarut yang terdapat dalam ekstrak
lempuyang emprit dilakukan menggunakan alat evaporator (Buchi Oilbath
Peralatan yang dibutuhkan untuk karakterisasi produk adalah gelas kimia
400 mL, pipet tetes, pipa kapiler, tabung reaksi dan chamber untuk analisis
kromatografi lapis tipis dan fitokimia. Karakterisasi gugus fungsi produk hasil
penelitian dilakukan dengan menggunakan alat fourier transform infrared (FTIR)
SHIMADZU. Adapun pengukuran laju korosi dan efisiensi inhibisi zat inhibitor
digunakan set alat weight loss yang terdapat di Laboratorium Kimia Fisika
Jurusan Pendidikan Kimia FPMIPA UPI.
3.2.2 Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah serbuk rimpang
lempuyang emprit (Zingiber amaricans) yang didapat dari toko baba kuya,
metanol (CH4OH) p.a produksi Merck, etil asetat (C4H8O2) p.a produksi
Merck, n-heksana (C6H14) p.a produksi Merck, aquades, dikoloro metana
(CH2Cl2) p.a produksi Merck, HCl p.a produksi Merck, kloroform (CHCl3), KI,
CH3COOH grasial, H2SO4 p.a produksi Merck, FeCl3, Mg.
3.3 Ekstraksi Rimpang Lempuyang Emprit
Rimpang lempuyang emprit disiapkan berbentuk serbuk, yang didapat dari
toko di Bandung”. Pada penelitian ini maserasi dilakukan selama 24 jam dengan 3
kali penggantian pelarut. Serbuk rimpang lempuyang emprit tersebut dimaserasi
menggunakan dua pelarut yaitu, metanol dan etilasetat. Ekstrak yang didapat disaring
menggunakan corong Buchner untuk memisahkan residu dan filtratnya. Selanjutnya
dilakukan evaporasi untuk memisahkan pelarut hingga didapat ekstrak pekat
berwarna coklat tua. Untuk ekstrak dengan pelarut metanol, evaporasi dilakukan
hingga ekstak yang didapat sebanyak ± 250 mL dan difraksinasi menggunakan
pelarut n-heksana untuk memisahkan senyawa polar dan nonpolar. Senyawa yang
terlarut dalam metanol yang bersifat polar kemudian dievaporasi kembali sehingga
3.4 Karakteriasi Hasil Ekstraksi
3.4.1 Uji Jumlah Komponen dengan KLT
Analisis kromatografi lapis tipis (KLT) dilakukan untuk mengetahui
jumlah komponen senyawa campuran yang terekstraksi pada proses maserasi.
Terdapat 2 jenis eluen yang digunakan yaitu, n-heksan:etilasetat dengan
perbandingan 1:1 dan diklorometana:metanol dengan pebandingan 9,5:0,5.
Lempeng KLT dipotong dengan ukuran 1,5 cm x 7 cm, dengan batas atas 1,5 cm
dan batas bawah 2 cm. Pipa kapiler digunakan untuk meneteskan sampel pada
lempeng KLT dalam bentuk spot (noda). Chamber diisi dengan fasa gerak.
Lempeng KLT yang telah ditetesi sampel (noda) dimasukan ke dalam chamber
yang telah terisi fasa gerak. Setelah noda sampai pada batas atas, lempeng
diangkat lalu dianalisis jumlah dan tinggi noda dalam sinar UV.
3.4.2 Uji Skrining Fitokimia
Uji skrining fitokimia dilakukan untuk mengetahui golongan senyawa
yang terdapat pada ekstrak rimpang lempuyang emprit. Uji fitokimia dilakukan
terhadap golongan senyawa alkaloid, terpenoid, steroid, saponin, tanin dan
flavonoid. Prosedur kerja yang dilakukan adalah sebagai berikut:
1. Pemeriksaan Terpenoid dan Steroid
Pemeriksaan terpenoid dan steroid dilakukan dengan mereakasikan ekstrak
sebanyak 1 mL dengan 1 mL CH3COOH glasial dan 1 mL H2SO4pekat.
Adanya terpenoid ditunjukan dengan timbulnya warna merah sedangkan
adanya steroid ditunjukan dengan timbulnya warna biru atau ungu.
2. Pemeriksaan Tanin
Pemeriksaan tanin dilakukan dengan mereaksikan ekstrak sebanyak 1 mL
dengan beberapa tetes FeCl31%. Adanya tanin ditunjukan dengan timbulnya
3. Pemeriksaan Saponin
Pemeriksaan saponin dilakukan dengan mencampurkan ekstrak sebanyak 2
mL dengan aquades dalam tabung reaksi lalu dikocok dengan kuat selama 10
menit. Adanya saponin ditunjukan dengan terbentuknya buih atau busa.
4. Pemeriksaan Alkaloid
Pemeriksaan alkaloid dilakukan dengan mereaksikan ekstrak sebanyak 1 mL
ditambahkan dengan 5 tetes kloroform dan beberapa tetes pereaksi Mayer.
Adanya alkaloid ditunjukan dengan terbentuknya endapan putih.Pereaksi
Mayer dibuat dari 1 gram KI yang dilarutkan dalam 20 mL aquades sampai
semuanya melarut. Lalu ke dalam KI tersebut ditambahkan 0,271 gram HgCl2
sampai larut.
5. Pemeriksaan Flavonoid
Pemeriksaan flavonoid dilakukan dengan mereaksikan ekstrak sebanyak 1 mL
dengan 1 gram Mg dan 190 mL HCl pekat. Adanya flavonoid ditunjukan
dengan timbulnya warna kuning.
3.4.3 Karakterisasi Gugus Fungsi dengan FTIR
Analisis gugus fungsi hasil ekstraksi dikarakterisasi menggunakan metode
spektroskopi inframerah (FTIR). Pengukuran menggunakan alat fourier
transform infrared (FTIR)-8400 SHIMADZU. Pengukuran metode ini dilakukan
untuk mengetahui senyawa-senyawa yang terdapat dalam ekstrak rimpang
lempuyang. Adapun prinsip kerja alat tersebut adalah adanya interaksi cahaya
infrared dengan sampel. Interaksi antara sampel berupa senyawa organik dengan
sinar infrared yang mengakibatkan molekul-nolekul bervibrasi, dimana besarnya
energi tiap komponen molekul berbeda-beda tergantung pada atom dan kekuatan
ikatan yang menghubungkannya sehingga akan menghasilkan frekuensi yang
3.5 Persiapan Sampel Uji Korosi
3.5.1 Persiapan Material
Pada penelitian ini digunakan sampel baja dalam bentuk lembaran
berukuran 1x2 cm. Permukaan baja diampelas dengan menggunakan amplas besi.
Permukaan yang telah halus dicuci kemudian dikeringkan sebelum ditimbang,
baja dikaitkan menggunakan benang sehingga menggantung ditengah alat weight
[image:14.612.235.330.294.366.2]loss dan dicelupkan ke dalam larutan uji.
Gambar 3.2. Spesimen uji weight loss
3.5.2 Persiapan larutan induk dan larutan uji
Larutan media uji dibuat dengan mengencerkan HCl 12 M menjadi HCl
0,5 M dengan menggunakan pelarut air destilat. Sedangkan larutan induk inhibitor
dibuat dalam konsentrasi 10.000 ppm dengan melarutkan 1 gram ekstrak ke dalam
100 mL air destilat.
(a) (b)
Gambar 3.3. (a) larutan uji, (b) larutan inhibitor lempuyang (pelarut mrtanol) dan
[image:14.612.217.386.526.653.2]3.6 Analisis kehilangan Berat (Weight Loss)
Tahapan ini dilakukan untuk mengukur laju korosi dan kemampuan inhibisi
dari ekstrak lempuyang dengan metode weight loss. Ke dalam enam buah alat “weight
loss”, dimasukkan larutan uji masing-masing 250 ml. Salah satu alat ditetapkan
sebagai blanko, dan lima alat lainnya ditambahkan larutan ekstrak lempuyang sebagai
inhibitor dengan variasi konsentrasi 40 ppm, 80 ppm, 120 ppm,160 ppm dan 200
ppm. Ke dalam masing-masing alat tersebut dialiri udara secara bubling
menggunakan aerator dan dilaksanakan pada temperatur kamar. Sampel awal baja
karbon ditimbang, kemudian dimasukkan ke dalam media uji dengan cara digantung
menggunakan benang. Setelah 24 jam direndam, sampel baja karbon diangkat dan
dicuci. Baja karbon ditimbang kembali. Selisih antara berat awal dengan berat akhir
