MAKALAH KIMIA LANJUT
PENGARUH EKSTRAK TEKMBAKAU DAN TEH ROSELLA TERHADAP
KOROSI BAJA PADA LARUTAN GARAM
Alfisahr Ferdian
1206262992
Ilham Rahman Arifin
1206263010
M. Irfan Aprianda
1206224464
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS INDONESIA
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Proses korosi pada logam merupakan salah satu masalah utama yang dialami oleh kelompok – kelompok industry maju. Diperkirakan bahwa di negara Amerika Serikat saja biaya tahunan untuk korosi mencapai sepuluh milyar dollar. Korosi atau bisa disebut juga dengan pengkaratan merupakan suatu peristiwa kerusakan atau penurunan mutu dari suatu bahan logam yang disebabkan karena terjadinya reaksi antara logam dan lingkungan. Proses korosi logam berlangsung secara elektrokimia yang pada prosesnya terjadi secara simultan di anoda dan katoda yang membentuk rangkaian arus listrik tertutup.
1.2 Perumusan Masalah
1. Apakah yang dimaksud dengan korosi?
2. Reaksi kimia apakah yang terjadi pada baja saat korosi?
3. Bagaimana tembakau dan teh rosella dapat melindungi baja dari korosi?
4. Seberapa besar pengaruh tembakau dan teh rosella terhadap korosi?
1.3 Tujuan Penulisan
1. Mengetahui pengertian dan proses kimia dari korosi
2. Mengetahui bagaimana cara tembakau dan teh rosella dapat melindungi baja dari korosi
3. Mengetahui seberapa besar pengaruh tembakau dan teh rosella terhadap laju korosi baja
1.4 Batasan masalah
1. Pengertian korosi, penyebabnya, dan reaksi kimia yang terjadi
2. Reaksi kimia pada korosi
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Korosi
Korosi adalah degradasi atau penurunan mutu material, biasanya logam, yang sering kita kenal sebagai karat. Fenomena ini disebabkan baik oleh proses elektrokimia yang terjadi secara spontan dari logam yang berinteraksi dengan lingkungannya maupun oleh sifat materialnya sendiri. Secara umum, korosi memecah atom unsur dari logam menjadi ion ion akibat bereaksi dengan zat lain, sehingga dapat menghilangkan massa. Pada besi, proses korosi yang terjadi pada udara normal dapat kita modelkan sebagai berikut
Fe (s) + H2O (l) + ½ O2(g) Fe(OH)2 (s) ..…(1)
Fero hidroksida [Fe(OH)2] yang terbentuk pada reaksi ini kemudian akan bereaksi kembali menjadi ferri hidroksida [Fe(OH)3] karena terpapar dengan air dan udara di lingkungan. Reaksi tersebut dapat kita tulis menjadi:
4 Fe(OH)2(s) + O2 (g) + 2H2O(l) 4Fe(OH)3 (s) ...(2) 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O ...(3)
Ferri hidroksida yang terbentuk dapat pula berubah menjadi Fe2O3 yang berwarna merah kecoklatan yang biasa disebut karat (Vogel, 1979). Secara umum, produk produk yang dihasilkan pada korosi besi pada udara dan air dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel 2.1Produk korosi pada baja
Senyawa Warna Oksida Keterangan Fe2O3H2O
Fe(OH)3 Merah kecoklatan Fe
3+ Hematite
Fe3O4 Hitam Fe2+/Fe3+ Magnetite/Iodestone Fe(OH)2 Biru/Hijau Fe2+ Dapat larut dan warna
dapat berubah sesuai pH
Korosi merupakan reaksi antara logam dengan lingkungannya, sehingga perubahan lingkungan menjadi kurang agresif akan memperlambat laju korosi. Substansi yang apabila ditambahkan dalam jumlah kecil kedalam lingkungan yang korosif dapat menurunkan laju korosi dari material disebut inhibitor.
2.2 Inhibitor
Korosi dapat dikurangi dengan bebagai macam cara, diantaranya ada proses proteksi katodik, coating, ataupun dengan inhibitor. Namun cara yang paling mudah dan paling murah untuk dilakukan adalah dengan menambahkan inhibitor ke dalam media. Inhibitor adalah suatu zat kimia yang apabila ditambahkan / dimasukkan dalam jumlah sedikit kedalam suatu zat karoden ( lingkungan yang korosif), dapat secara efektif menjadi katalisator memperlambat atau mengurangi laju pengkaratan yang ada (retarding catalyst). Secara umum, jenis jenis inhibotor adalah :
1. Passivating inhibitor
Passivating inhibitor adalah jenis inhibitor yang paling efektif dari seluruh jenis inhibitor lainnya karena dapat melumpuhkan pengkaratan hampir secara menyeluruh , namun jenis inhibitor ini disebut sebagai inhibitor yang berbahaya, karena dalam kondisi tertentu justru akan mempercepat pengkaratan.
2. Inhibitor katodik
Ialah zat-zat yang dapat menghambat terjadinya reaksi di katoda. Pelambatan karat ( inhibition ) dengan mempolarisasi reaksi katodik. Berpengaruh terhadap kedua reaksi katodik yang biasa. Dalam reaksi pertama: 2H2O + O2 + 4e- 4OH- Inhibitor bereaksi dengan ion hidroksil untuk mengendapkan senyawa-senyawa tidak dapat larut ke permukaan katoda, yang karena itu menyelimuti katoda dari elektrolit dan mencegah masuknya oksigen ke situ.. Dalam reaksi katodik kedua : 2H+ + 2e- 2HH2 Inhibitor katodik ada kecenderungan tidak efisien walaupun tidak berbahaya pada logam , tapi jelas kurang memperbaiki ketahanan pada korosi.
3. Inhibitor anodik
membentuk zat tidak laruit seperti NaOH, PO43-, CO32-, karena akan membentuk Fe(OH)3, FePO4, Fe(CO3)3 yang jadi lapis lindung pada besi.
4. Inhibitor Adsorpsi
Jenis inhibitor adsorpsi adalah merupakan kelompok yang terbesar. Terutama zat organik dan koloid-koloid yang dapat membentuk lapisan film pada permukaan logam. 5. Inhibitor organik
Senyawa organik banyak yang bersifat menghambat proses pengkaratan yang tidak dapat digolongkan sebagai bersifat katodik atau anodik. Secara umum dapat dikatakan bahwa zat ini mempengaruhi seluruh permukaan metal yang sedang berkarat apabila diberikan dalam konsentrasi secukupnya. ( Rachmat Supardi, 1997 )
2.3 Larutan Garam
Larutan merupakan campuran yang homogen, yaitu campuran yang memiliki komposisi merata atau serba sama di seluruh bagian volumenya. Suatu larutan mengandung dua komponen atau lebih yang disebut zat terlarut (solut) dan pelarut (solven). Zat terlarut merupakan komponen yang jumlahnya sedikit, sedangkan pelarut adalah komponen yang terdapat dalam jumlah banyak. Contoh yang paling umum dalam kehidupan sehari hari adalah larutan gula, air merupakan pelarut sedangkan gula merupakan zat terlarut.
Asam adalah zat-zat yang dalam air melepaskan ion hidronium (H3O+) sedangkan basa melepaskan ion hidroksida (OH-). Garam sendiri adalah hasil reaksi antar anion-kation dari reaksi asam dan basa tersebut. Konsep yang cukup memuaskan tentang asam dan basa, serta yang tetap diterima hingga sekarang ini dikemukakan oleh Arrhenius pada tahun 1884. Jadi secara umum, larutan asam dan Garam adalah zat asam atau garam yang terlarut dalam suatu pelarut, dalam hal ini air. Air laut juga merupakan larutan garam, dengan garam garam klorida seperti NaCl, MgCl2, KCl yang terlarut dalam air.
2.4 Kandungan Pada Teh Rosella Dan Tembakau
pestisida Nikotin merupakan alkaloid yang ditemukan dalam keluarga nightshade Plants (''Solanaceae'') yang merupakan sekitar 0,6-3,0% dari berat kering tembakau
Gambar1. Struktur senyawa nikotin
Hibiscus Sabdariffa L atau lebih dikenal dengan nama Rosella merupakan sebuah tanaman yang termasuk dalam keluarga Malvaceae yaitu tumbuhan semak tegak yang kebanyakan bercabang, memiliki bunga dan batang yang sewarna dan biasanya mencolok, memiliki daun berwarna hijau gelap sampai dengan merah, dan memiliki kulit dan batang yang berserat kuat. Dalam tanaman rosella banyak terkandung antioksidan serta vitamin c. Vitamin C dikenal juga dengan nama kimia dari bentuk utamanya yaitu asam askorbat. Vitamin C adalah nutrien dan vitamin yang larut dalam air dan ia adalah antioksidan paling dikenal yang efektif pula menangkal radikal bebas. Dalam pengertian kimia, senyawa antioksidan adalah senyawa pendonor elektron (electron donor). Antioksidan bekerja dengan cara memberikan elektronnya kepada senyawa oksidan sehingga aktifitas senyawa itu menjadi terhambat.
Gambar 2. Struktur Senyawa Asam Askorbat
2.3 Mekanisme Inhibisi Ekstrak Tembakau dan Teh Rosella Pada Larutan Garam
dan diperkirakan menghasilkan FeCl2. Jika ion klorida yang bereaksi semakin besar, maka FeCl2 yang terbentuk juga akan semakin besar, reaksi nya dapat kita lihat seperti berikut:
NaCl Na+ + Cl -MgCl2 Mg2+ + 2Cl
-KCl K+ + Cl
-Ion klorida pada reaksi diatas akan menyerang logam besi (Fe) sehingga besi akan terkorosi menjadi : 2Cl- + Fe3+ FeCl3. Untuk mengurangi dampak tersebut, maka ditambahkanlah inhibitor. Umumnya inhibitor korosi berasal dari senyawa senyawa organik dan anorganik yang mengandung gugus-gugus yang memiliki pasangan elektron bebas, seperti nitrit, kromat, fospat, urea, fenilalanin, imidazolin, dan senyawa-senyawa amina. Dalam inhibitor organik umumnya megandung atom N, O, P, S, atom-atom yang memiliki pasangan elektron bebas. Unsur-unsur yang mengandung pasangan elektron bebas ini nantinya dapat berfungsi sebagai ligan yang akan membentuk senyawa kompleks dengan logam. Contohnya pada Nikotin di tembakau yang bereaksi dengan ion besi menjadi ion heksaamin besi (II). Pada reaksi tersebut ion Fe2+ diikat oleh aton N dengan ikatan rangkap. Senyawa kompleks ini bersifat stabil, tidak mudah dioksidasi dan akan menyelubungi permukaan logam besi. Dengan demikian korosi bisa dihambat.
Gambar 3. Pasangan elektron bebas pendonor elektron pada nikotin
Dehydro-ascorbic acid (DAA). Bentuk inilah yang nantinya membentuk lapisan tipis untuk proteksi pasif pada logam. Asam dehidroaskorbat ini membentuk diketogulionic (C6H8O7) pada air
Gambar 4. Asam Askorbat dan Asam Dehidroaskorbat
2.4 Pengaruh Inhibitor Terhadap Laju Korosi
Menurut ASTM G31-72, Perhitungan Laju korosi dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan :
R= KW DAT
Dimana, K = Konstanta (mpy=3,45 x 106) R = Laju korosi (cm/tahun) W = Kehilangan berat (gram) D = Densitas logam (g/cm3) A = Luas spesimen logam (cm2) T = Waktu kontak (tahun)
Sementara, Efisiensi atau penurunan dari laju korosi nya dihitung dengan
Efisiensi=R o−R Ro x100
Dimana, Ro = Laju korosi Awal
Dari hasil studi literatur yang dilakukan. Spesimen logam yang dilapisi tembakau dan bahan alam lain yang direndan pada air Laut dengan Densitas air laut = 1,030495 gram/cm3 dan suhu berkisar 29oC-37oC menunjukkan penurunan laju korosi yang dapat kita lihat dalam tabel dibawah ini.
Tabel 2. Penurunan laju korosi pada Bahan alam
jenis inhibitor penurunan laju korosi (%)
Getah pinus 87,22
Gambir 11,34
Ekstrak tembakau 63,75 Ekstrak kopi 57,84
Sedangkan pada baja yang dilapisi dengan Teh Rosella pada medium korosi 3,5% NaCl dan suhu 40oC menunjukkan efisiensi inhibitor sebesar 13,2% untuk inhibitor 2 ml 7,83% untuk inhibitor yang ditambahkan sebesar 4 ml, dan 5,21% untuk 6 ml.
Tabel 2. Efisiensi Inhibitor Asam Askorbat
KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian yang dilakukan terhadap baja dengan penambahan ekstrak tembakau dan teh rosella sebagai inhibitor, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Korosi merupakan suatu peristiwa kerusakan atau penurunan mutu dari suatu bahan logam yang disebabkan karena terjadinya reaksi antara logam dan lingkungan
2. Penambahan inhibitor alam seperti tembakau dan teh rosella dapat mengurangi laju korosi pada besi dalam larutan air laut
3. Penambahan inhibitor teh rosella menyebabkan terjadinya penurunan laju korosi pada baja sampai pada tiik optimum konsentrasi yaitu pada penambahan 2ml inhibitor
4. Penambahan tembakau dan inhibitor alam lain dapat mengurangi laju korosi besi dalam larutan air laut pada rentang suhu 29-37oC.
DAFTAR PUSTAKA
Haryono, Gogot. Sugiarto, Bambang., Dkk. 2010. Ekstrak bahan alam sebagai imhibitor korosi, Yogyakarta.
Harris, Robin J. 1996. Ascorbic Acid: Biochemistry and Biochemical Cell Biology Volume 25 dari Subcellular biochemistry
Saputra, Roni. 2011. Studi Pengaruh Konsentrasi Ekstrak Teh Rosella (Hibiscus Sabdariffa) Sebagai Green Corrosion Inhibitor Untuk Material Baja Karbon Rendah di Lingkungan NaCl 3.5% Pada Temperatur 40 Derajat Celcius.Depok.
Supardi, Rachmat. 1997. Korosi.Tarsito. Bandung. http://www.corrosion-doctors.org
