Kinerja Inhibitor Korosi Zink bis(disetilditiofosfat) terhadap Logam Cu dengan Teknik Polarisasi Potensiodinamik

KINERJA INHIBITOR KOROSI

ZINK BIS(DISETILDITIOFOSFAT) TERHADAP LOGAM Cu

DENGAN TEKNIK POLARISASI POTENSIODINAMIK

DESI TRI PRATIWI

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Kinerja Inhibitor Korosi Zink bis(disetilditiofosfat) terhadap Logam Cu dengan Teknik Polarisasi Potensiodinamik adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.

ABSTRAK

DESI TRI PRATIWI. Kinerja Inhibitor Korosi Zink bis(disetilditiofosfat) terhadap Logam Cu dengan Teknik Polarisasi Potensiodinamik. Dibimbing oleh KOMAR SUTRIAH dan MOHAMMAD KHOTIB.

Zink dialkilditiofosfat (ZDTP) telah digunakan sebagai aditif pelumas automotif dengan beberapa manfaat di antaranya sebagai antiaus, antioksidan, dan inhibitor korosi. Senyawa ZDTP dengan alkil rantai panjang, memiliki kestabilan termal yang tinggi dan memberikan kinerja inhibisi korosi yang lebih baik dibandingkan dengan alkil rantai pendek dan bercabang. Rendemen sintesis Zink bis(disetilditiofosfat) diperoleh sebesar 87%. Pengukuran aktivitas Zink bis(disetilditiofosfat) dengan teknik polarisasi potensiodinamik menghasilkan efisiensi inhibisi terhadap korosi sebesar 75% pada konsentrasi larutan sampel 3.0%, dengan perubahan laju korosi pada logam tembaga dari 17.20 mm/tahun ke 4.30 mm/tahun. Spontanitas korosi dihambat dengan adanya ZDTP16, ditunjukkan oleh perubahan nilai energi bebas Gibbs dari 72.15 kJ mol-1 menjadi 87.53 kJ mol -1

dan energi aktivasi naik dari 51.76 kJ mol-1 ke 71.60 kJ mol-1 yang menunjukkan terjadinya penurunan laju reaksi korosi.

Kata kunci: efisiensi inhibisi, kinetika, laju korosi, termodinamika, zink bis(disetilditiofosfat)

ABSTRACT

DESI TRI PRATIWI. The Performance of Zinc bis(dicetyldithiophosphates) on Cu Metal using Potentiodynamic Polarization Technique. Supervised by KOMAR SUTRIAH and MOHAMMAD KHOTIB.

Zinc dialkyldithiophophates (ZDTP) has been used as an automotive lubricant additives with several benefits such as antiwear, antioxidant, and corrosion inhibitors. ZDTP compound with long alkyl chains, has high thermal stability and gives corrosion inhibition performance better than the short and branched chains alkyl. The yield of synthesis Zinc bis(dicetyldithiophosphates) obtained by 87%. The measurement of activity of zinc bis(dicetyldithiophosphates) using potentiodynamic polarization technique produced corrosion inhibition efficiency of 75% at 3.0% concentration of the sample solution, with change of corrosion rate on Cu metal from 17.20 mm/year to 4.30 mm/year. The spontaneity corrosion inhibited by the presence of ZDTP16, indicated by the change in Gibbs free energy value of 72.15 kJ mol-1 to 87.53 kJ mol-1 and the activation energy increased from 51.76 kJ mol-1 to 71.60 kJ mol-1 which showed a decrease in the rate of corrosion reaction.

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains

pada

Departemen Kimia

KINERJA INHIBITOR KOROSI

ZINK BIS(DISETILDITIOFOSFAT) TERHADAP LOGAM Cu

DENGAN TEKNIK POLARISASI POTENSIODINAMIK

DESI TRI PRATIWI

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Judul Skripsi : Kinerja Inhibitor Korosi Zink bis(disetilditiofosfat) terhadap Logam Cu dengan Teknik Polarisasi Potensiodinamik Nama : Desi Tri Pratiwi

NIM : G44090066

Disetujui oleh

Dr Komar Sutriah, MS Pembimbing I

Mohammad Khotib, SSi, MSi Pembimbing II

Diketahui oleh

Prof Dr Dra Purwantiningsih Sugita, MS Ketua Departemen

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penulis melakukan penelitian yang berjudul Kinerja Inhibitor Korosi Zink bis(disetilditiofosfat) terhadap Logam Cu dengan Teknik Polarisasi Potensiodinamik pada bulan Maret sampai Agustus 2014

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Dr Komar Sutriah, MS selaku pembimbing pertama dan Bapak Mohammad Khotib, SSi, MSi selaku pembimbing kedua yang senantiasa memberikan arahan dan saran. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Denar Zuliandanu, rekan-rekan angkatan Kimia 46 dan 47 yang telah membantu selama pengumpulan data. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, serta seluruh keluarga, atas segala doa dan kasih sayangnya.

Meskipun penulis telah berupaya semaksimal mungkin, namun menyadari sepenuhnya bahwa karya ilmiah ini masih belum sempurna. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL vi

DAFTAR GAMBAR vi

DAFTAR LAMPIRAN vi

PENDAHULUAN ... 1

Latar Belakang 1

Tujuan Penelitian 2

Waktu dan Tempat Penelitian 2

METODE ... 2

Bahan dan Alat 2

Sintesis Zink bis(disetilditiofosfat) (ZDTP16) 2

(Dinoui et al. 2007) 2

Pemisahan Produk 2

Penentuan Kadar Zn dengan AAS 3

Pencirian Produk 3

Pengukuran dengan Teknik Polarisasi Potensiodinamik 3

Parameter Termodinamika dan Kinetika Korosi 4

HASIL DAN PEMBAHASAN ... 4

Sintesis Senyawa Zink bis(disetilditiofosfat) 4

Efektivitas Inhibisi Korosi ZDTP16 Berdasarkan Polarisasi Potensiodinamik 6

Parameter Termodinamika Korosi 8

Parameter Kinetika Korosi 9

SIMPULAN DAN SARAN... 10

Simpulan 10

Saran 10

DAFTAR TABEL

1 Hasil rendemen sintesis Zink bis(disetilditiofosfat) 5 2 Pengaruh konsentrasi ZDTP16 terhadap laju korosi tembaga dalam

larutan NaCl 1.0% 7

3 Parameter termodinamika inhibitor korosi ZDTP16 8 4 Pengaruh suhu terhadap arus korosi larutan dalam ZDTP16 pada

konsentrasi 1.0% 9

DAFTAR GAMBAR

1 Reaksi umum pembentukan ZDTP 5

2 Penampakan fisik senyawa ZDTP16 5

3 Spektrum inframerah ZDTP16 6

4 Hubungan konsentrasi larutan ZDTP16 terhadap efektivitas inhibisi

korosi 8

5 Kurva persamaan Arrhenius keadaan transisi 9

6 Kurva persamaan Arrhenius 10

DAFTAR LAMPIRAN

1 Diagram alir penelitian 12

2 Rangkaian alat sintesis dan elektrokimia 13

3 Perhitungan rendemen sintesis Zink bis(disetilditiofosfat) 14

4 Penentuan kadar Zn 15

5 Perhitungan laju korosi 16

6 Perhitungan data polarisasi potensiodinamik pada berbagai suhu 17 7 Perhitungan parameter termodinamika dan kinetika inhibitor korosi

Zink bis(disetilditiofosfat) 18

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Selama beberapa dekade terakhir, fenomena korosi menjadi pusat perhatian dunia. Efek yang ditimbulkan dari adanya proses korosi, menghasilkan banyak kerugian beberapa diantaranya dari segi tingkat produktivitas, keamanan, dan ekonomi. Alat-alat produksi berbahan dasar logam akan mengalami proses korosi sehingga menurunkan kemampuan alat untuk melakukan proses produksi. Berbagai infrastruktur akan mengalami proses oksidasi akibat kontak dengan air, udara, dan suhu yang mempercepat terjadinya proses korosi sehingga memperbesar tingkat kerusakan. Kerugian secara ekonomi yang dialami industri dan pemerintah di Amerika Serikat, Australia, dan Jepang diperkirakan mencapai 3.1 % dari PDB untuk menanggulangi masalah ini (Revie dan Uhlig 2008).

Korosi adalah proses degradasi suatu material akibat reaksi elektrokimia dengan lingkungannya. Fenomena ini membutuhkan upaya pencegahan awal untuk memperkecil tingkat kerugian. Penambahan senyawa inhibitor merupakan teknik pengendalian korosi yang mudah dan efektif sehingga banyak diaplikasikan pada berbagai bidang industri. Senyawa inhibitor akan membentuk lapisan pelindung pada permukaan logam yang dapat mengurangi tingkat oksidasi. Dengan demikian, hadirnya senyawa inhibitor dapat meminimalisasi dampak buruk yang ditimbulkan oleh korosi.

Selama lebih dari 50 tahun, senyawa ZDTP (Zink dialkilditiofosfat) telah digunakan sebagai aditif pelumas automotif. Di samping itu, ZDTP juga bertindak sebagai antiaus dan antioksidan. Namun ternyata, senyawa ini pun memiliki fungsi sebagai inhibitor korosi (Rudnick 2009). Efektivitas senyawa inhibitor dalam menginhibisi suatu korosi dapat ditentukan dari sifat fisikokimia. Rantai alkil yang terkandung pada senyawa ZDTP mempengaruhi tingkat efektivitas dalam menginhibisi korosi. Menurut Evstaf’ev et al. (2001), senyawa ZDTP dengan rantai alkil panjang, memiliki kestabilan yang tinggi dan daya antioksidan yang lebih baik dibanding rantai alkil yang pendek. Selain itu, struktur ZDTP yang lebih teratur dan rapat akan memberikan kinerja inhibisi korosi yang lebih baik dibandingkan dengan struktur yang lebih meruah dan bercabang (Peng et al. 2011).

Metode polarisasi potensiodinamik dengan ekstrapolasi Tafel merupakan salah satu metode untuk mengukur aktivitas inhibitor korosi. Metode ini memiliki beberapa keuntungan, diantaranya penentuan laju korosi yang singkat dan cepat, mudah, murah, efektif serta memiliki sensitivitas tinggi. Pengukuran ini menghasilkan data berupa potensial korosi (Ecorr), arus korosi (icorr), tetapan Tafel

2

Tujuan Penelitian

Penelitian bertujuan menyintesis dan mengukur kinerja inhibitor korosi Zink bis(disetilditiofosfat) terhadap logam Cu dalam medium NaCl dengan teknik polarisasi potensiodinamik.

Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Terpadu IPB Baranangsiang pada bulan Maret-Agustus 2014.

METODE

Bahan dan Alat

Alur penelitian yang tertera pada Lampiran 1, menampilkan tahapan sintesis ZDTP16 hingga penentuan kinerja inhibitor korosi. Bahan-bahan yang diperlukan adalah P2S5 (Merck), setil alkohol (Merck), n-heptana (BDH), ZnO (teknis), HNO3 pekat, NaCl 1%, HCl 5%, HCl 25%, aseton, ampelas silikon karbida (SiC) 100 CW, dan plat tembaga (Cu). Alat yang digunakan yaitu neraca analitik, labu didih, labu erlenmeyer 100 mL, pemanas, pengaduk magnetik, termometer, potensiostat DY2300 yang dilengkapi program Echem versi 2.1, spektrofotometer inframerah transformasi Fourier (FTIR) Prestige-21 Shimadzu, dan spektrofotometer serapan atom (AAS) AA-6300 Shimadzu.

Sintesis Zink bis(disetilditiofosfat) (ZDTP16) (Dinoui et al_{. 2007)}

Pembuatan Zink bis(disetilditiofosfat) dilakukan dalam dua tahap. Tahap pertama 0.036 mol P2S5 direaksikan dengan 0.144 mol setil alkohol dalam pelarut n-heptana di dalam labu didih yang telah dihubungkan dengan alat penjerap H2S pada suhu 90 °C di atas penangas air (Lampiran 2). Sintesis yang dilakukan menghasilkan Asam Disetilditiofosfat (ADTP). Tahap kedua Asam Disetilditiofosfat (ADTP) direaksikan dengan 0.036 mol ZnO tanpa pemanasan dengan proses pengadukan.

Pemisahan Produk

3 padat yang diperoleh dicuci kembali dengan air dan n-heptana, kemudian dipisahkan kembali. Pencucian dilakukan sebanyak 3 kali atau sampai fase air berwarna jernih. Fase minyak yang didapat diuapkan pelarutnya dan ditimbang bobotnya untuk memperoleh persen rendemen.

Penentuan Kadar Zn dengan AAS

Sebanyak 0.5 g sampel dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer dan ditambahkan 10 mL HNO3 pekat dan 10 mL HCl 25%. Campuran tersebut dipanaskan di atas penangas hingga terjadi perubahan warna dari kuning kemerahan menjadi bening. Selanjutnya didinginkan dan disaring. Filtrat yang dihasilkan, diencerkan sebanyak 1000 kali dalam labu erlenmeyer 100 mL dan dianalisis dengan AAS.

Pencirian Produk

Sebanyak 0.001 g sampel Zink bis(disetilditiofosfat) dicampurkan dengan 0.1 g KBr dan digerus menggunakan mortar hingga homogen. Campuran KBr-sampel dianalisis dengan spektrofotometer FTIR Prestige 21 Shimadzu pada rentang bilangan gelombang 3500 - 500 cm-1.

Pengukuran dengan Teknik Polarisasi Potensiodinamik

Pengukuran kinerja inhibitor korosi dilakukan menggunakan alat potensiostat DY2300 (Lampiran 2). Secara umum pengukuran dilakukan berdasarkan sel elektrokimia yang terdiri dari tiga elektrode. Ketiga elektrode tersebut adalah elektrode kerja tembaga (Cu), elektrode pembantu platina (Pt), dan elektrode pembanding Ag/AgCl. Elektrode kerja yang telah dibersihkan dengan HCl 5%, diampelas dengan silikon karbida (SiC) hingga halus, dan dicuci dengan akuades serta aseton kemudian dicelupkan pada sampel ZDTP16 selama 15 detik. Selanjutnya tiga elektrode dimasukkan ke dalam reservoir yang berisi larutan NaCl 1% dan dihubungkan dengan potensiostat. Pengukuran dilakukan terhadap larutan ZDTP dengan konsentrasi 0.5%, 1.0%, 2.0%, dan 3.0% pada rentang potensial 60 sampai 120 mV untuk anode dan 60 sampai -50 mV untuk katode dengan scan rate 0.25 mV/s. Hasil pengukuran diproses menggunakan program Echem dengan ekstrapolasi Tafel dan Microsoft Excel. Data didapatkan berupa kurva dengan informasi potensial korosi (Ecorr), tetapan Tafel anode (βa) dan

katode (βc), serta arus korosi (icorr) (Perez 2004).

Efisiensi inhibisi korosi ditentukan dengan membandingkan selisih kerapatan arus korosi logam dalam larutan blanko dan sampel terhadap kerapatan arus korosi logam dalam larutan blanko. Efisiensi inhibitor dapat diungkapkan sebagai suatu ukuran untuk menunjukkan penurunan laju korosi sebagai berikut (Kuznetsov 2002).

a t

a

4

De ajat pe utupa pe mu aa (θ) dapat d tu da a us s pada metode Tafel, seperti dinyatakan oleh persamaan berikut (Morad dan El-Dean 2006):

θ ( t )

( a )

Parameter Termodinamika dan Kinetika Korosi

Parameter termodinamika diperoleh dari persamaan Arrhenius keadaan transisi (Rafiquee et al. 2008).

Dari plot ln icorr/T terhadap 1/T diperoleh sebagai slope dan sebagai intersept. Nilai dihitung dengan menggunakan nilai dan yang diperoleh melalui persamaan:

Kinetika korosi diperoleh dari nilai energi aktivasi yang dihasilkan. Berdasarkan persamaan Arrhenius, nilai energi aktivasi dapat ditentukan melalui persamaan berikut:

( )

icorr adalah kerapatan arus korosi, NAh adalah tetapan Planck molar (3.99 x

10-10 J S mol-1), A adalah faktor pre-eksponensial (tetapan Arrhenius), Ea adalah

energi pengaktifan (kJ mol-1), R adalah tetapan gas ideal (8.314 kJ mol-1K-1), dan T adalah suhu (K).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Sintesis Senyawa Zink bis(disetilditiofosfat)

5 berlangsung secara eksotermik dengan produk samping H2S. Selanjutnya ADTP yang diperoleh direaksikan dengan ZnO (Dinoui et al. 2007).

Gambar 1 Reaksi umum pembentukan ZDTP

Tabel 1 menyajikan rendemen ZDTP16 dengan perhitungan yang tertera pada Lampiran 3. Berdasarkan variasi waktu yang dilakukan dalam menyintesis senyawa ZDTP16, sintesis yang dilakukan selama 6 jam pada tahap pertama dan kedua menghasilkan rendemen sebesar 21.95% sedangkan waktu 12 jam pada tahap pertama dan kedua rendemen yang diperoleh sebesar 87.17%. Hal ini menunjukkan bahwa waktu sintesis mempengaruhi rendemen yang dihasilkan. Di samping itu, hasil rendemen dipengaruhi oleh suhu yang digunakan selama proses sintesis. Suhu 90 °C merupakan suhu optimum untuk terjadinya reaksi sintesis ZDTP16. Menurut Becchi et al. (2001), jika suhu reaksi yang digunakan lebih dari 100 °C, maka produk akan mengalami dekomposisi sehingga rendemen yang dihasilkan rendah. Wujud fisik senyawa inhibitor ZDTP16 tampak seperti bubur yang kemungkinan dipengaruhi oleh panjangnya rantai alkohol (Gambar 2).

Tabel 1 Hasil rendemen sintesis Zink bis(disetilditiofosfat) Senyawa Waktu sintesis (jam) Rendemen (%)

Tahap 1 Tahap 2 ZDTP16

6 6 21.95

12 12 87.17

Gambar 2 Penampakan fisik senyawa ZDTP16 (ADTP)

6

Analisis Kadar Zn dan Pencirian Senyawa ZDTP16

Penentuan kadar Zn pada senyawa Zink bis(disetilditiofosfat) yang dianalisis menggunakan AAS ditampilkan pada Lampiran 4. Penentuan persentase kadar Zn dilakukan dua kali pengukuran. Pengukuran pertama didapatkan hasil sebesar 3.81%, sedangkan hasil pengukuran kedua sebesar 4.05% dan 3.50%. Hasil penentuan kadar Zn tersebut memiliki perbandingan yang berbeda dengan kadar Zn teoritis. Hal ini dimungkinkan karena proses sintesis yang tidak sempurna sehingga memperoleh kemurnian yang kurang baik.

Hadirnya gugus fungsi pada senyawa ZDTP16 dapat ditelusuri dengan menggunakan FTIR. Gambar 3 menampilkan beberapa bilangan gelombang yang diduga menunjukkan senyawa ini. Adanya intensitas serapan tajam pada bilangan gelombang 1467.83 cm-1 dan 1377.17 cm-1 menunjukkan adanya vibrasi –CH2- tekuk dan –CH3 tekuk. Hilangnya pita pada bilangan gelombang 3500-3200 cm-1 menandakan alkohol telah bereaksi habis. Keberhasilan sintesis juga ditunjukkan oleh adanya gugus P-S ulur dan P-O-C ulur masing-masing pada bilangan gelombang 650-540 cm-1 dan 1000-980 cm-1 (Pavia et al 2001). Sementara gugus Zn-S dengan bilangan gelombang 400-300 cm-1 tidak diukur.

Keterangan gambar: a. –CH2- tekuk, b. –CH3 tekuk, c. P-S ulur, d. P-O-C ulur Gambar 3 Spektrum inframerah ZDTP16

Efektivitas Inhibisi Korosi ZDTP16 Berdasarkan Polarisasi Potensiodinamik

Pengaruh senyawa Zink bis(disetilditiofosfat) dalam menginhibisi korosi dapat diukur dengan metode polarisasi potensiodinamik. Pada metode ini, nilai potensial korosi (Ecorr), nilai arus korosi (icorr), dan kemiringan Tafel ditentukan

melalui ekstrapolasi kurva polarisasi. Kurva Tafel anode dan Tafel katode akan berpotongan dan membentuk garis lurus yang menghasilkan nilai arus dan potensial korosi (Lampiran 8). Berdasarkan data pada Tabel 3, konsentrasi

d c

b

7 ZDTP16 yang semakin meningkat memberikan penurunan nilai arus korosi serta peningkatan efektivitas inhibisi. Hal ini mengindikasikan semakin besarnya konsentrasi sampel, menyebabkan semakin teradsorpi senyawa inhibitor pada permukaan logam tembaga sehingga proses korosi mengalami penghambatan dan menghasilkan nilai arus korosi semakin rendah. Tabel 3 juga menampilkan laju korosi yang menurun sejalan dengan penurunan arus korosi sebagaimana dihitung pada Lampiran 5.

Tabel 2 Pengaruh konsentrasi ZDTP16 terhadap laju korosi tembaga dalam larutan NaCl 1%

Sementara, tinggi rendahnya nilai potensial korosi menandakan kecenderungan inhibitor untuk mengalami oksidasi selama berada dalam media pengkorosi. Pengukuran nilai potensial mengalami peningkatan seiring dengan bertambahnya konsentrasi, namun data menunjukkan adanya penurunan nilai potensial pada konsentrasi 3%.

Efektivitas inhibisi (%EI) ditentukan dari selisih arus korosi sampel dan blanko terhadap arus korosi blanko (Lampiran 5). Hasil menunjukkan peningkatan konsentrasi sampel seiring dengan meningkatnya efektivitas inhibisi dan derajat penutupan permukaan (θ). Hal ini disebabkan, semakin banyaknya molekul inhibitor dalam larutan, kemungkinan molekul teradsorpsi secara fisika atau kimia pada permukaan logam menjadi sangat besar. Selanjutnya, nilai laju korosi (CR)

yang mengindikasikan adanya perlambatan korosi, menunjukkan penurunan nilai dengan semakin meningkatnya konsentrasi sampel ZDTP16 (Gambar 4). Adanya nilai laju korosi yang sama pada konsentrasi 2.0% dan 3.0%, mengindikasikan konsentrasi tersebut merupakan konsentrasi optimum yang dibutuhkan untuk melindungi logam dari korosi.

8

Gambar 4 Hubungan konsentrasi larutan ZDTP16 terhadap efektivitas inhibisi korosi

Parameter Termodinamika Korosi

Penentuan parameter termodinamika diperoleh dari kurva persamaan Arrhenius keadaan transisi (Gambar 5) yang perhitungannya ditampilkan pada Lamp a 6 da 7. Pa amete d yata a de a a ∆H*, ∆S*, da ∆G*. Hasil pengukuran (Tabel 4) didapatkan nilai ∆H* blanko lebih rendah dibanding ∆H* sampel. Tingginya nilai ∆H* sampel mengindikasikan semakin sulit untuk mengalami proses korosi sehingga dibutuhkan energi yang besar. ∆S* diartikan sebagai derajat ketidakteraturan dalam sistem. Semakin besar ∆S*, tingkat derajat ketidakteraturan semakin tinggi. Proses spontanitas suatu reaksi ditentukan dari besar kecilnya energi bebas Gibbs (∆G*). Energi bebas Gibbs ditentukan dari selisih antara ∆H* dan ∆S* pada berbagai kondisi suhu. Semakin besar nilai ∆G*, maka proses spontanitas menurun yang berpengaruh terhadap penghambatan suatu reaksi. Nilai ∆G* sampel lebih besar dibanding blanko yang mengindikasikan aktivitas korosi menurun dengan hadirnya senyawa inhibitor ZDTP16.

Tabel 3 Parameter termodinamika inhibitor korosi ZDTP16 Larutan uji H*

Pengukuran sampel dengan berbagai variasi suhu ditentukan untuk melihat aktivitas dan efisiensi inhibitor korosi ZDTP16. Tabel 5 menampilkan data pengaruh suhu terhadap nilai arus korosi larutan sampel ZDTP16 pada konsentrasi 1.0% dengan penjelasan data secara rinci pada Lampiran 6. Peningkatan suhu menghasilkan nilai korosi yang semakin tinggi dan efektivitas inhibisi yang semakin menurun. Kenaikan suhu cenderung menurunkan kekuatan interaksi antara permukaan logam dengan senyawa inhibitor sehingga kemampuan inhibisi

9 ZDTP16 cenderung menurun. Selanjutnya, hal ini berimplikasi terhadap peningkatan laju oksidasi yang memperluas serangan konstituen korosif terhadap permukaan logam. Data yang diperoleh menunjukkan, setiap kenaikan suhu 10 °C, arus korosi mengalami peningkatan hampir dua kali dari nilai arus korosi sebelumnya

Tabel 4 Pengaruh suhu terhadap arus korosi dalam larutan ZDTP16 pada konsentrasi 1.0% Gambar 5 Kurva Persamaan Arrhenius keadaan transisi

Parameter Kinetika Korosi

Energi aktivasi menentukan reaksi kimia dapat berlangsung. Dalam kinetika korosi, nilai Ea mengindikasikan laju korosi berjalan dengan cepat atau lambat. Berdasarkan nilai Ea yang didapatkan dari kurva persamaan Arrhenius (Gambar 6), pengaruh adanya inhibitor pada logam tembaga berpengaruh terhadap peningkatan energi aktivasi. Hal ini dapat dilihat pada Lampiran 7, Ea blanko sebesar 51.76 kJ mol-1 dan Ea sampel 71.60 kJ mol-1. Nilai energi aktivasi pada sampel mengindikasikan adanya peningkatan energi minimum yang dibutuhkan untuk memulai reaksi korosi dibanding blanko. Semakin tinggi energi aktivasi,

10

proses korosi menjadi lebih sulit, karena kebutuhan energi minimum sebagai suatu reaksi terjadi menjadi lebih besar.

Keterangan gambar : blanko ( ), sampel ( ) Gambar 6 Kurva persamaan Arrhenius

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Senyawa inhibitor Zink bis(disetilditiofosfat) (ZDTP16) merupakan senyawa yang efektif untuk menurunkan aktivasi korosi pada logam Cu. Sintesis senyawa ini memperoleh rendemen sebesar 87.17%. Berdasarkan teknik polarisasi potensiodinamik, senyawa ini memiliki efektivitas inhibisi korosi maksimum mencapai 75.16% dengan laju korosi 4.30 mmy-1 pada konsentrasi 3%. Parameter termodinamika dan kinetika memperlihatkan kemampuan ZDTP16 sebagai inhibitor. G* yang menunjukkan proses spontanitas, diperoleh nilai G* ZDTP16 lebih besar, yaitu sebesar 87.53 kJ mol-1 dibanding blanko 72.15 kJ mol-1 yang menunjukkan semakin terhambatnya proses korosi. Sementara kinetika laju korosi ditentukan dari Ea. Nilai Ea sampel lebih besar, yaitu 71.60 kJ mol-1 dibanding blanko dengan nilai 51.76 kJ mol-1 yang menandakan reaksi korosi menjadi semakin sulit.

Saran

Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut pada senyawa Zink Dialkilditiofosfat dengan berbagai variasi rantai alkil dan logam pusat untuk mengetahui senyawa yang paling efektif dalam menginhibisi korosi.

DAFTAR PUSTAKA

Becchi M, Perret F, Carraze B, Beziau JF, Michael JP. 2001. Structural determination of zinc dithiophosphates in lubricating oils by GCMS with

11 electron impact and electron-capture negative ion chemical ionization. J Chrom. 905:207–222.

Dinoiu V, Danilian F, Bogatu L. 2007. The influence of synthesis method of zinc dialkyldithiophosphates on the process of additivation. Rev Chim (Bucureºti). 58(2):183-185.

Evstaf’ev VP, K va EA, Lev AYa, T f m va, Iva va OV. 2 . A ew dithiophosphate additive for lubricating oils. J Chem Tech Fuels Oils. 37(6):427-431.

Fahrurrozie A, Sunarya Y, Mudzakir A. 2010. Efisiensi inhibisi cairan ionik turunan imidazolin sebagai inhibitor korosi baja karbon dalam larutan elektrolit jenuh karbondioksida. J Sains Teknol Kim. 1(2):100-111.

Ketis NK, Wahyuningrum D, Achmad S, Bundjali B. Efektivitas asam glutamat sebagai inhibitor korosi pada baja karbon dalam larutan NaCl 1%. J Mat Sains. 15(1).

Kuznetsov YI. 2002. Current state of the theory of metal corrosion inhibition. J Prot Met.38(2):103-111.

Mobin M, Parveen M, Rafiquee MZA. 2013. Synergistic effect of sodium dodecyl sulfat and cetyltrimethyl ammonium bromide on the corrosion inhibition behavior of L-methionine on mild steel in a acidic medium. J Chem. doi:10.1016/j.arabjc.2013.04.006.

Morad MS, El-Dean AMK. 2006. 2,2'- dithiois(3-cyano-4,6-dimethylpyridine): A new class of acid corrosion inhibitors for mild steel. J Corros Sc. 48(11):3398-3412.

Pavia DL, Lapman GM, Kriz GS. 2001. Introduction to Spectroscopy Ed ke-3. Washington (US): Thomson Learning.

Peng L, Li F, Ren T, Wu H, Ma C. 2011. The tribological behaviour of a novel triazine derivative and its combination with ZDDP as additive in mineral oil. Ind L Tribology. 63(3):216-221.doi: 10.1108/00368791111126644.

Perez N. 2004. Electrochemistry and Corrosion Science. New York (US): Kluwer Academic.

Rafiquee MZA, Saxena N, Khan S, Quraishi MA. 2008. Influence of surfactants on the corrosion inhibition behavior of 2-aminophenyl-5-mercapto-1-oxa-3,4-diazole (AMOD) on mild steel. M Chem and Phys. 107(2-3):528-533. doi:10.1016/j.matchemphys.2007.08.022.

Revie RW, Uhlig HH. 2008. Corrosion and Corrosion Control. New Jersey (US): J Wiley.

12

Lampiran 1 Diagram alir penelitian

dalam pelarut n-heptana T = 90 °C

+

proses ekstraksi

dengan n-heptana dan air proses

pengadukan

Penentuan Kadar Zn

Karakterisasi FTIR

Kinerja inhibitor korosi dengan potensiostat

DY2300 Zink bis(disetilditiofosfat)

ADTP

P2S5 C16H33OH

13 Lampiran 2 Rangkaian alat sintesis dan elektrokimia

rangkaian alat sintesis

rangkaian alat pengukuran dengan variasi suhu

reservoir

14

Lampiran 3 Perhitungan rendemen sintesis Zink bis(disetilditiofosfat)

 Perhitungan :

a. Mol setil alkohol (reaktan pembatas) = a set

= . 2

2 2. m

-= 0.144 mol

b. Mol produk = 1/4 x mol setil alkohol = 1/4 x 0.144 mol

= 0.036 mol

c. Bobot teoritis ZDTP16 = mol produk x Mr ZDTP16 = 0.036 mol x 1221.3 g mol-1 = 43.96702 g

d. Rendemen (%) = t pe aa

t te t s x 100%

= .6

. 67 2 x 100%

= 21.95% No.

Waktu sintesis (jam) Bobot (g)

Rendemen (%) Pemanasan Pengadukan P2S5

Setil

Alkohol ZnO Sampel

1 6 6 8.1460 34.9128 2.93069 9.6541 21.95

2 12 12 8.1520 34.1790 2.9330 33.8254 76.93

3 12 12 4.073 17.4564 1.4653 18.0857 82.26

15 Lampiran 4 Penentuan kadar Zn

Pengukuran Ulangan Bobot sampel (g)

AAS (mg/L)

Kadar Zn (%) Teoritis Percobaan

1 1 0.5040 191.91 5.35 3.81

2 1 0.5043 204.30 5.35 4.05

2 0.5004 175.10 3.50

 Perhitungan :

a. Kadar Zn teoritis (%) = A

p du x 100%

= 6 . m -

m -

= 5.35%

b. Kadar Zn percobaan (%) = . m

- _{. L}

. m x 100%

16

Lampiran 5 Perhitungan laju korosi

17 Lampiran 6 Perhitungan data polarisasi potensiodinamik pada berbagai suhu

 Perhitungan :

a. Arus korosi blanko

 Persamaan garis Tafel anode y1 = -10.877x + 0.0814

 Persamaan garis Tafel katode y2 = 9.1076x + 0.0409

Garis Tafel Arus korosi

18  ( pada persamaan garis Arrhenius keadaan transisi)

y = -5.9213x + 14.662 [y = ax + b] ; a =

 (pada persamaan garis Arrhenius)

y = -6.2255x + 21.379 [y = ax + b] ; a =

& b =

-6.2255x =

. m - _K- _K

19 Lampiran 8 Kurva polarisasi Zink bis(disetilditiofosfat)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

0 2 4 6 8 10

Blanko 0.5% 1.0% 2.0% 3.0%

Arus (mA)

P

otensial

(mV

20

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Sukabumi pada tanggal 13 Desember 1990 sebagai putri ketiga dari pasangan Paridjan dan Lies Paryati. Tahun 2009 penulis lulus dari SMA Negeri 4 Kota Sukabumi dan pada tahun yang sama penulis diterima di Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuna Alam, Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI).

Pada bulan Juli hingga September 2013, penulis melaksanakan Praktik Lapangan dengan judul Fraksionasi dan Uji Fitokimia Ekstrak Etil Asetat Daun Kelor (Moringa oleifera) di Laboratorium Bahan Alam, Pusat Penelitian Biologi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), Cibinong, Bogor.Disamping itu, selama masa perkuliahan, penulis aktif mengikuti Unit Kegiatan Mahasiswa BKIM IPB sebagai Koordinator PPSDM.