LAPORAN PRAKTIKUM LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA KIMIA FISIKA
KOROSI
KOROSI
NAMANAMA : : IKA IKA SARTIKASARTIKA NIM
NIM : : H31107018H31107018 KEL/
KEL/ REGU REGU : : II/IIIII/III HARI/TGL
HARI/TGL PERC PERC : : KAMIS, KAMIS, 19 19 NOVEMBER NOVEMBER 20092009 ASISTEN
ASISTEN : : FITRI FITRI JUNIANTIJUNIANTI
LABORATORIUM KIMIA FISIKA LABORATORIUM KIMIA FISIKA
JURUSAN KIMIA JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS HASANUDDIN UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR MAKASSAR 2009 2009
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Secara umum korosi didefenisikan sebagai proses degradasi atau perusakan material logam yang disebabkan oleh pengaruh lingkungan sekelilingnya. Di negara yang sudah maju, masalah korosi telah mendapat perhatian yang serius sehingga dibentuk lembaga-lembaga yang dikelola oleh pemerintah, semi pemerintah maupun swasta yang menangani secara sungguh-sungguh masalah korosi, karena fakta membuktikan bahwa kerugian yang diakibatkan korosi sangat besar.
Korosi atau pengkaratan merupakan fenomena kimia yang terjadi pada bahan-bahan logam yang pada dasarnya merupakan reaksi logam menjadi ion pada permukaan logam yang mengalami kontak langsung dengan oksigen. Salah satu penyebab rusaknya suatu infrastruktur seperti jembatan, jalan layang atau dermaga adalah terkorosinya besi dalam beton infrastruktur tersebut.
Logam digunakan untuk bangunan, maka logam tersebut harus diproteksi terhadap kondisi-kondisi yang dapat menyebabkan terjadinya korosi dengan cepat. Pengecatan dan pelapisan permukaaan lainya merupakan metode untuk menghindari korosi. Penggunaan sifat-sifat kimia logam juga merupakan salah satu metode untuk pencegahan korosi. Berbagai logam kurang reaktif daripada yang diharapkan karena adanya lapisan oksida yang bersifat melindungi, seperti aluminium. Logam lain dapat dilindungi dari korosi dengan menggunakan elektroda-elektroda pelindung.
Besi merupakan salah satu logam yang mudah mengalami korosi.. Peristiwa korosi pada besi sulit dihentikan, tetapi hanya dapat dihambat dengan berbagai cara. Pencegahan korosi pada besi banyak dilakukan karena besi banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk menghambat korosi pada besi yaitu dengan melapisi permukaan besi dengan logam lain. Untuk dapat menentukan logam yang dapat meningkatkan korosi besi dan menghambat korosi besi maka diadakanlah percobaan ini.
1.2 Maksud dan Tujuan Percobaan 1.2.1 Maksud percobaan
Maksud dari percobaan ini yaitu untuk mempelajari korosi pada besi yang tidak dilapisi logam dan besi yang dilapisi dengan logam seperti Al, Cu, dan Zn. 1.2.2 Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan ini yaitu untuk menentukan logam yang meningkatkan korosi dan yang menghambat korosi besi.
1.3 Prinsip Percobaan
Prinsip percobaan ini adalah mengamati proses terjadinya korosi pada besi yang tidak dilapisi logam lain dan besi yang dilapisi logam Zn, Al dan Cu dalam gel, dengan bantuan indikator PP yang akan memberikan warna merah muda pada tempat terjadinya reaksi reduksi dan K3Fe(CN)6 yang akan menghasilkan warna
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Oleh sebagian orang, korosi diartikan sebagai karat, yakni sesuatu yang hampir dianggap musuh umum masyarakat. Karat tentu saja adalah sebutan yang belakangan ini hanya dikhususkan bagi korosi pada besi, sedangkan korosi adalah gejala destruktif yang mempengaruhi hampir semua logam. Walaupun besi bukan logam pertama yang dimanfaatkan oleh manusia, tidak perlu diingkari bahwa logam ini paling banyak digunakan, dan karena itu paling awal menimbulkan masalah korosi serius. Karena itu tidak mengherankan bila istilah korosi dan karat hampir dianggap sinonim (Trethewey dan Chamberlain, 1991).
Korosi secara umum mempunyai pengertian sebagai kerusakan yang terjadi pada material yang terjadi akibatnya adanya reaksi kimia. Proses korosi yang terjadi pada material yang terbuat dari bahan logam disebabkan karena adanya proses pelepasan elektron pada logam (anoda) yang kemudian electron tersebut diterima oleh logam lain (katoda). Proses tersebut terjadi apabila adanya zat yang bersifat sebagai elektrolit yang berfungsi sebagai penghantar listrik (Wicaksono, dkk., 2002).
Jenis-jenis korosi yang sering terjadi antara lain (Kuswurjanto, 2009): a. Uniform attack
Korosi yang terjadi di permukaan logam karena adanya kontak dengan lingkungan dan atmosfer.
b. Pitting Corrosion
Korosi secara lokal pada permukaan logam, berusaha menembus kedalam logam. Penyebab utamanya adanya serangan oleh ion klorida.
c. Cavitation Damage
Kerusakan material yang disebabkan oleh adanya kavitasi (terbentuk gelembung) dari cairan dalam aliran fluida pada fase antar muka padat cair. Contohnya di impeller pompa.
d. Korosi Mikrobiologis
Korosi yang disebabkan oleh mikroba, misal bakteri penghasil sulfat (sulfobrio) menghasilkan H2S atau H2SO4yang bersifat korosif.
Sejumlah faktor mempercepat korosi. Garam yang larut menghasilkan sebuah elektrolit yang menaikkan aliran muatan menuju larutan; contoh yang dikenal dengan baik adalah pengaratan mobil yang cepat di daerah di mana garam terbesar di jalan yang banyak es. Keasaman yang lebih tinggi juga meningkatkan korosi, seperti yang terlihat pada peran H3O+sebagai reaktan dalam proses reduksi
dalam proses di katoda. Keasaman diperkuat oleh adanya CO2 terlarut (yang
menghasilkan ion H3O+ dan HCO3-) dan oleh polusi udara dari belerang oksida,
yang menyebabkan pembentukan asam sulfat yang larut dalam endapan asam (Oxtoby, dkk., 2001).
Korosi adalah salah satu faktor yang mempengaruhi penurunan kekuatan konstruksi. Faktor yang menyebabkan terjadinya korosi adalah faktor dalam diri beton dan faktor lingkungan. Dari penelitian yang telah dilakukan sebelumnya terlihat bahwa air rawa dan lumpur rawa memiliki kandungan yang menyebabkan terjadinya korosi pada tulangan beton. Air dan lumpur rawa mengandung zat
organik, humus yang tinggi sehingga pH-nya rendah yang mengakibatkan air rawa bersifat asam. Karat sebutan orang awam terhadap korosi menjadi penyebab utama kerusakan material yang umumnya terbuat dari logam sehingga menimbulkan kerugian. Korosi dapat berlangsung apabila semua komponen sel elektrokimia tersedia yaitu tersedianya katoda dan anoda serta elektrolit dalam kadar yang cukup. Dengan adanya elektrolit maka akan terjadi perpindahan elektron dari anoda menuju katoda akibat perbedaan potensial antara keduanya (Wicaksono, dkk., 2002).
Industri gula, seperti proses industri lainnya tentu mengalami permasalahan korosi pada setiap tahapan prosesnya. Dengan adanya bahan konstruksi yang terbuat dari logam, maka Pabrik Gula rentan terhadap serangan korosi. Korosi tidak dapat dihindari, tetapi dapat diperlambat lajunya. Selama ini permasalahan korosi di pabrik gula kurang mendapat perhatian bahkan terkesan diabaikan, padahal biaya yang ditimbulkan akibat adanya korosi tidaklah sedikit. Korosi berpotensi terjadi di Pabrik gula karena bahan konstruksinya banyak terbuat dari logam khususnya besi (Kuswurjanto, 2009).
Besi adalah logam yang kedua melimpahnya, sesudah Al dan unsur keempat yang paling melimpah dalam kulit bumi. Teras bumi dianggap terutama terdiri atas Fe dan Ni. Bijih yang utama adalah hermatite Fe2O3, megnetite Fe3O4,
limotite FeO(OH), dan siderite FeCO3. Besi murni cukup reaktif. Dalam udara
lembab cepat teroksidasi memberikan besi (III) oksidasi hidrat (karat) yang tidak sanggup melindungi, karena zat in hancur dan membiarkan permukaan logam yang baru, terbuka. Besi yang sangat hakus bersifat pirofor (Cotton dan Wilkinson, 1989).
Korosi besi membentuk besi(III) oksida berhidrat Fe2O3. xH2O. Perkaratan
hanya terjadi bila ada air dan oksgen.ini merupakan proses elektrokimia, dengan bagian permukaan besi yang berbeda bertindak sebagai elektroda-elektroda dalam reaksi sel. Pada anoda, atom besi melarut sebagai ionFe2+
Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e
-Sedangakan pada katoda membentu ion hidroksida O2(aq) + 2H2O(l) + 4e- → 4OH-(aq)
Fe(OH)2 dalam larutan teroksidasi menjadi Fe2O3. Perkaratan dipercepat oleh
bahan asing dalam besi dan oleh adanya asam atau elektrolit lain dalam air (Daintith, 1999).
Pada dasarnya peristiwa korosi adalah reaksi elektrokimia. Secara alami pada permukaan logam dilapisi oleh suatu lapisan film oksida (FeO.OH). Pasivitas dari lapisan film ini akan rusak karena adanya pengaruh dari lingkungan, misalnya adanya penurunan pH atau alkalinitas dari lingkungan ataupun serangan dari ion-ion klorida. Pada proses korosi terjadi reaksi antara ion-ion dan juga antar elektron. Anode adalah bagian dari permukaan logam dimana metal akan larut. Reaksinya :
Fe 2 Fe++ + 4e
-Dengan kata lain ion-ion besi Fe++ akan melarut dan elektron-elektron e- tetap tinggal pada logam. Katode adalah bagian permukaan logam dimana elektron-elektron 4e- yang tertinggal akan menuju ke sana (oleh logam) dan bereaksi dengan O2 dan H2O.
-Ion-ion 4 OH-di anode bergabung dengan ion 2 Fe++ dan membentuk 2 Fe(OH)2.
DAFTAR PUSTAKA
Cotton, F. A., dan Wilkinson, G., 1989, Kimia Anorganik Dasar, , Universitas Indonesia Press, Jakarta.
Daintith, J., 1999, Kamus Lengkap Kimia, Erlangga, Jakarta.
Kuswurjanto, R., 2009, Korosi dan Potensi Terjadinya di Pabrik Gula, (online), www.google.co.id, diakses 21 November 2009 pukul 15.00 WITA.
Oxtoby, D. W., Gillis, H. P., Nachtrieb, N. H., 2001, Prinsip-prinsip Kimia Modern Edisi Keempat JIlid 1, Erlangga, Jakarta.
Trethawey, K. R. dan Chamberlain, J., 1991, Korosi, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Wicaksono, dkk., 2002, Pengaruh Unsur-Unsur Kimia Korosif Terhadap Laju Korosi Tulangan Beton: Di Dalam Air Rawa, (online), Vol 6 (2), (www.google.co.id, diakses 21 November 2009 pukul 15.00 WITA.
BAB III
METODE PERCOBAAN
3.1 Bahan
Bahan-bahan yang digunakan pada percobaan ini yaitu foil Cu, foil Al, foil Zn, paku (besi), agar, NaCl, indikator PP, K3Fe(CN)6 0,1 M, H2SO4 2 M,
akuades, kertas label, korek api, kertas amplas dan tissue roll.
3.2 Alat
Alat-alat yang digunakan pada percobaan ini yaitu tabung reaksi, rak tabung reaksi, gelas kimia 250 mL, pipet tetes 2 mL, pipet tetes 1 mL, batang pengaduk, pinset, kasa, kaki tiga, bunsen, sendok tanduk dan neraca digital.
3.3 Prosedur Percobaan
1. Air dipanaskan sebanyak 50 mL dalam gelas kimia 250 mL sampai mendidih. 2. Ditambahkan 0,5 g agar ke dalam air dan dipanaskan sambil diaduk sampai
agar larut.
3. Ditambahkan 5 g NaCl ke dalam larutan panas dan diaduk.
4. Ditamahkan 2 mL indikator PP dan 1 mL K3Fe(CN)6 0,1 M, larutan diaduk
dengan baik dan pemanasan dihentikan. Larutan didiamkan sampai hangat sebelum digunakan.
5. Disiapkan 4 buah paku (besi) kemudian dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang berisi larutan H2SO4 2 M selama 5 menit.
Paku Zn Cu Al 6. Dididihkan air dalam gelas kimia 250 mL, kemudian paku didekantasi asam,
dibilas dengan air kemudian dimasukkan kedalam air panas. Paku dipindahkan dengan menggunakan pinset .
7. Tabung reaksi diberi nama sesuai dengan foil logam yang digunakan untuk melindungi paku, harus diingat bahwa foil yang digunakan harus melekat kuat dengan paku.
8. Paku dibungkus dengan foil Cu, diusahakan supaya rapat agar foil tidak jatuh pada saat paku dalam tabung reaksi.
9. Langkah 8 diulangi dengan menggunakan foil Zn dan Al kemudian dimasukkan ke dalam tabung reaksi sesuai dengan namanya masing-masing. Lalu dituangkan indikator ke dalam tiap tabung sampai seluruh paku tertutupi dengan gel.
10. Tabung ditempatkan dalam rak tabung dan diamati perubahan warna yang muncul dalam gel.
Diagramnya dapat dilihat dibawah ini:
11. 12. 13. 14. 15. 16.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Tabel Pengamatan
Sistem Keberadaan dan lokasi warna merah muda
Keberadaan dan lokasi warna biru
Fe - Sepanjang paku
Fe/Zn Sepanjang paku Foil Zn
Fe/Al Foil Al
-Fe/Cu Foil Cu Ujung dan kepala paku
4.2 Reaksi a. Fe
Anoda : Fe Fe2+ + 2e- x 2
Katoda : O2 + 2H2O + 4e- 4OH- x 1
2Fe + O2 + 2H2O 2Fe2+ + 4OH
-Reaksi lengkap : 2Fe + O2 + 2H2O 2Fe(OH)2
b. Fe/Zn
Anoda : Zn Zn2+ + 2e- x 2
Katoda : O2 + 2H2O + 4e- 4OH- x 1
2Zn + O2+ 2H2O 2Zn2+ + 4OH
-Reaksi lengkap : 2Zn + O2+ 2H2O 2Zn(OH)2
c. Fe/Al
Katoda : O2 + 2H2O + 4e- 4OH- x 3
4Al + 3O2+ 6H2O 4Al3+ + 12OH
-Reaksi lengkap : 4Al + 3O2 + 6H2O 4Al(OH)3
d. Fe/Cu
Anoda : Fe Fe2+ + 2e- x 2
Katoda : O2 + 2H2O + 4e- 4OH- x 1
2Fe + O2 + 2H2O 2Fe2+ + 4OH
-Reaksi lengkap : 2Fe + O2 + 2H2O 2Fe(OH)2
4.4 Pembahasan
Dalam percobaan ini akan diamati korosi pada besi yaitu paku yang tidak dilapisi logam lain dan paku yang dilapisi dengan berbagai logam seperti Al, Cu dan Zn, sehingga dapat diketahui logam mana yang dapat menghambat korosi dan yang dapat mempercepat korosi pada besi.
Pada percobaan ini, digunakan agar sebagai medium indikator. Medium agar ini digunakan untuk melihat perubahan warna yang terjadi akibat reaksi oksidasi dan reduksi sehingga dapat diamati dengan jelas. Terlebih dahulu agar dilarutkan dalam air yang dipanaskan dan ditambahkan NaCl. NaCl pada gel agar ini berfungsi untuk menggaramkan atau sebagai jembatan garam yang nantinya tempat terjadi peristiwa transfer elektron.
Larutan agar ditambahkan dengan indikator PP dan K3Fe(CN)6.
Penambahan indikator PP dimasukkan sebagai penunjuk tempat terjadinya peristiwa reduksi bagian anoda dari sel elekrokimia yang akan dibuat. Hal ini disebabkan karena indikator PP akan memberikan warna merah dari kondisi lingkungan yang basa oleh adanya ion OH- yang berasal dari reduksi yang
melibatkan O2 dan H2O, dimana reduksi ini terjadi pada katoda. Sedangkan
K3Fe(CN)6 digunakan untuk menunjukkan terjadinya peristiwa oksidasi pada
anoda dari sistem yang ada. Hal ini disebabkan oleh K3Fe(CN)6akan memberikan
warna biru (KFe[Fe(CN)6]) dari reaksi dengan ion Fe2+ yang terbentuk dari
adanya peristiwa oksidasi dari logam besi (Fe) dengan biloks awalnya 0 menjadi +2. Campuran larutan kemudian dipanaskan sambil diaduk hal ini dimasukkan untuk mencegah pemadatan dari agar dan menjadikan reaksi pencampuran berjalan lebih sempurna.
Paku yang akan digunakan diamplas terlebih dahulu, yang bertujuan supaya karat dan kotoran-kotoran pada paku dapat dihilangkan. Kemudian paku-paku tersebut dimasukkan ke dalam gelas kimia yang berisi asam sulfat. Hal ini dilakukan untuk mempercepat terjadinya korosi. Larutan elektrolit seperti asam sulfat merupakan media yang baik untuk melangsungkan transfer muatan sehingga korosi dapat berlangsung lebih cepat. Selanjutnya kemudian paku tersebut dibilas dengan akuades panas. Hal ini bertujuan untuk membilas sisa asam yang mungkin masih tinggal pada bagian permukaan paku dan juga menciptakan kondisi adanya uap air pada permukaan logam yang nantinya dengan mudah tereduksi. Keempat paku tersebut dimasukkan ke dalam 4 buah tabung reaksi yang berbeda, kemudian kedalam masing-masing tabung reaksi dituangkan gel indikator dalam keadaan hangat. Perlakuan ini dimaksudkan untuk mengamati peristiwa korosi yang terjadi pada paku dalam gel indikator yang akan menunjukkan tempat terjadinya reaksi reduksi dan oksidasi.
Pada percobaan ini diperoleh hasil untuk paku yang tidak terbungkus terdapat lokasi warna biru di sepanjang paku sedangkan lokasi warna merah tidak
terdapat pada bagian manapun dari paku. Hal ini menunjukkan bahwa paku yang mengandung besi dengan mudah mengalami korosi dengan teroksidasinya logam besi membentuk ion besi II oleh uap air disekitarnya. Kenyataan ini terjadi oleh karena potensial reduksi dari Fe yang lebih kecil dibandingkan O2 dan H2O
sehingga Fe cenderung mengalami oksidasi pada sistem diatas. Untuk paku yang terbungkus logam Zn diperoleh hasil yang tidak sama pada paku yang tidak terbungkus. Hal ini juga menunjukkan bahwa Zn mudah teroksidasi bahkan lebih mudah dari teroksidasi dari besi. Oleh karena dalam deret volta Zn berada disebelah kanan dari Fe sehingga kecenderungan teroksidasinya lebih besar. Untuk paku yang terbungkus logam Cu diperoleh hasil terdapatnya lokasi warna biru ujung dan kepala paku. Hal ini menunjukkan bahwa logam Cu dapat mempercepat terjadinya korosi pada besi. Kenyataan ini terjadi oleh karena pada paku yang dibungkus dengan logam Cu, logam Fe lebih cenderung teroksidasi dari pada logam Cu karena logam Cu memiliki potensial oksidasi yang lebih kecil daripada logam Fe. Sehingga keberadaan logam Cu yang kontak dengan logam Fe akan mendorong Fe untuk dengan segera teroksidasi. Karenanya peristiwa korosi akan lebih cepat berlangsung. Sedangkan untuk paku yang dibungkus logam Al, hasilnya diperolah terdapat lokasi warna merah muda dalam foil Al. Hal ini menunjukkan bahwa logam Al sangat kuat mencegah teroksidasi logam besi untuk mengalami korosi. Fenomena ini disebabkan oleh karena logam Al lebih kuat untuk teroksidasi dan menggantikan posisi besi untuk teroksidasi. Kenyataan ini adalah pengaruh dari potensial reduksi dari Al yang lebih kecil dari Fe atau berada pada posisi yang lebih kekanan dari posisi Fe pada deret volta. Sehingga Al mampu menggeser dan menggantikan posisi Fe untuk teroksida.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil percobaan ini dapat ditarik kesimpulan bahwa logam yang dapat meningkatkan korosi pada besi adalah logam Cu dan logam yang dapat menghambat korosi besi adalah logam Zn dan Al.
5.2 Saran
Sebaiknya digunakan pula logam yang lain seperti Mg untuk mengetahui tingkat penghambatannya terhadap korosi.
LEMBAR PENGESAHAN
Makassar, November 2009
Asisten Praktikan
BAGAN PROSEDUR KERJA
- dimasukkan ke dalam gelas kimia - diamplas sampai bersih yang berisi 50 mL air lalu dipanaskan - dimasukkan ke dalam gelas - ditambahkan 5 g NaCl ke dalam larutan kimia yang berisi larutan H2SO4
- ditambahkan 2 mL indikator PP - paku dibilas dengan air lalu di - ditambahkan 1 mL H2SO K3Fe(CN)6 dimasukkan ke dalam air panas
0,1 M lalu diaduk dan dihentikan - 1 paku tidak dilapisi logam
pemanasan dan 3 paku dilapisi dengan
- didiamkan selama 5 menit foil Al, Zn dan Cu.
- paku tersebut dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang
berbeda.
- masing-masing tabung reaksi yang telah berisi paku ditambahkan larutan gel indikator, sampai seluruh paku tertutupi oleh gel
- ditempatkan 4 tabung reaksi tersebut pada rak tabung dan diamati perubahan warna yang terjadi.
0,5 g agar Paku
