KATA PENGANTAR
Dengan menyebut nama Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha Panyayang, Kami mengucapkan puji syukur kehadirat-Nya yang telah melimpahkan rahmat, hidayah, dan karunia-Nya kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah yang berjudul “ Peranan Lingkungan terhadap Korosi” dengan sebaik mungkin. Makalah ini telah kami susun dengan maksimal dan mendapatkan bantuan dari berbagai pihak sehingga dapat memperlancar pembuatan makalah ini. Untuk itu kami menyampaikan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah berkontribusi dalam
pembuatan makalah ini.
Terlepas dari semua itu, Kami menyadari sepenuhnya bahwa masih ada kekurangan baik dari segi susunan kalimat maupun tata bahasanya. Oleh karena itu dengan tangan terbuka kami menerima segala saran dan kritik dari pembaca agar kami dapat memperbaiki makalah ini. Akhir kata kami berharap semoga makalah ini memberikan manfaat maupun inspirasi terhadap pembaca.
Padang, April 2016
BAB 1
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Korosi atau pengaratan adalah hal yang umum kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari pada logam. Korosi merupakan reaksi elektrokimia yang berlangsung spontan. Korosi pada logam ini menimbulkan beberapa kerugian. Diantaranya pagar yang berkarat akan menurunkan estetika dan juga manfaatnya menjadi kurang kokoh, bagian tertentu dari kendaraan bermotor yang terbuat dari logam, tidak sedikit juga yang menurun kemampuannya karena proses pengaratan, dan lain-lain. Korosi ini tidak dapat dicegah ataupun dihentikan, namun dapat dikendalikan atau diperlambat laju reaksinya. Inilah yang melatarbelakangi percobaan tentang Peranan Lingkungan Terhadap Korosi, untuk melihat faktor lingkungan apa saja yang terkait dengan korosi.
B. Rumusan Masalah
C. Apa pengaruh udara terhadap proses pengaratan? D. Apa pengaruh air terhadap proses pengaratan?
E. Bagaimana pengaruh larutan asam terhadap pengaratan logam? F. Mengapa pengaratan dipengaruhi oleh inhibitor?
G. Bagaimana pengaruh inhibitor nitrit dan natrium kromat pada pengaratan paku beton?
C. Tujuan
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Korosi adalah suatu pokok bahasan yang menyangkut berbagai disiplin ilmu, atau dengan kata lain, ini menggabungkan aspek-aspek fisika, kimia, metalurgi, elektronika dan perekayasaan. Walaupun demikian kebanyakan dari kita yang berkecimpung dalam bidang penanggulangan korosi sering mempunyai latar belakang salah satu atau beberapa disiplin itu tetapi tidak semuanya.
Sulit bagi kita untuk menemukan proses alami yang tidak dipengaruhi oleh perubahan energi. Korosi adalah gejala yang timbul secara alami. Pengaruhnya dialami oleh hampir semua zat dan diatur oleh perubahan-perubahan energi. Oleh sebab itu diperlukan pembahasan teori-teori tentang energi dan zat.
Korosi adalah penurunan mutu logam akibat reaksi elektrokimia dengan lingkungannya. Beberapa hal penting menyangkut definisi ini bisa dijelaskan sebagai berikut:
a. Korosi berkaitan dengan logam. Ini berarti bahwa hanya setengah reaksi seperti persamaan di bawah yang bisa dianggap reaksi korosi sejati. Setengah reaksi yang kedua, walaupun menerangkan suatu proses yang harus ada agar korosi dapat berlangsung, namun bukanlah suatu raksi korosi.
M Mz+ + z e
-b. Melalui penggunaan istilah degradasi atau penurunan mutu kita mengandaikan bahwa korosi adalah proses yang tidak dikehendaki. Namun demikian ini tidak selamanya benar, dan dalam hal itu proses tersebut biasanya tidak disebut korosi. c. Penurunan mutu logam tidak hanya melibatkan reaksi kimia, yakni antara
baha-bahan bersangkutan terjadi perpindahan elektron. Karena elektron adalah sesuatu yang bermuatan negatif, maka pengangkutannya menimbulkan arus listrik, sehingga reaksi demikian dipengaruhi oleh potensial listrik.
Cacat dalam struktur logam
Kita mempunyai kecendrungan untuk mengandaikan bahwa ketika logam-logam membeku struktur kristal yang sangat tertata, tidak ada cacat dalam susuna tumpukan-tumpukannya. Sesungguhnya tidak demikian. Logam selalu mempunyai ketidaksempurnaan, yang disebut cacat (defact), pada struktur kisinya dan ini sering sangat berpengaruh pada sifat-sifat korosi logam. Salah satu cara bagaimana kristal menjadi tidak sempurna, yaitu ketika membahas batas butir yang merupakan daerah pertemuan tidak serasi antara kisi-kisi berebelahan, masing-masing dengan orientasi berbeda. Struktur butir logam terjadi akibat proses pemadatan selama percetakan. Ini juga sangat dipengaruhi oleh perlakuan mekanik yang diterima selama pengerjaan dan fabrikasi. Sifat dapat ditempa yang dimiliki logam mengandung arti bahwa proses tersebut dapat mengakibatkan perubahan bentuk yang tidak tanggung-tanggung pada butir-butir serta retak atau patah pada bagian kisi-kisi yang semula sempurna (Tim Kimia Fisika, 2017, 44-46).
Korosi merupakan proses perubahan logam menjadi senyawa, terutama terjadi dalam lingkungan yang mengandung air, atau peristiwa teroksidasinya suatu logam oleh gas oksigen di udara. Salah satu contoh korosi adalah yang terjadi pada besi, atau biasa disebut dengan karat. Besi yang mengalami korosi membentuk karat dengan rumus Fe2O3.XH2O. Pada proses pengamatan, besi (Fe) bertindak sebagai preduksi dan Oksigen (O2) yang terlarut dalam air bertindak sebagai pengoksidasi. Persamaan reaksi pembentukan karat :
Anode : Fe2+ + 2e→ Fe Katode : 2H2O → O2 + 4H+ + 4e
Karat disebut sebagai autokatalis karena karat yang terjadi pada logam akan mempercepat proses pengaratan berikutnya.korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan senyawasenyawa yang tidak dikehendaki. Dalam bahasa seharihari, korosi disebut perkaratan. Contoh korosi yang paling lazim adalah perkaratan besi.
Korosi merupakan proses degradasi,deterorisasi,pengerusakan materil yang di sebabkan oleh pengaruh lingkungan sekelilingnya.Adapun prosesnya yakni merupakan reaksi redoks antara satu logam dengan berbagai zat di sekelilingnya tersebut.Dalam bahasa sehari-hari korosi di sebut dengan perkaratan.Kata korosi berasal dari bahasa latin “Corrodere” yang artinya pengrusakan logam atau perkaratan.jadi jelas korosi di kenal sangat merugikan. Korosi merupakan sistem termodinamika logam dengan lingkungannya,yang berusaha untuk mencapai kesetimbangan.Sistem ini di katakan setimbang bila logam telah membentuk oksida atau senyawa kimia lain yang lebih stabil. Pencegahan korosi merupakan salah satu dari banyak jenis logam yang penggunaanya sangat luas dalam kehidupan sehari-hari.Namun kekurangan dari besi adalah sifatnya yang sangat mudah mengalami korosi.Padahal besi yang telah mengalami korosi akan kehilangan nilai jual ada fungsi komersialnya.Ini tentu saja akan merugikan sekaligus membahayakan.Berdasarkan dari asumsi tersebut ,percobaan ini di fokuskan dalam upaya pencegahan terjadinya peristiwa korosi ini khususnya pada besi. Selain itu pada percobaan ini akan di ketahui logam-logam apa sajakah yang dapat menghambat terjadinya korosi sesuai dengan sifat-sifat kimia nya (Keenan, Charles W, 1984).
Besi merupakan logam yang menempati urutan kedua dari logam-logam yang umum terdapat pada kerak bumi . Besi cukup reaktif, besi bila di biarkan di udara terbuka untuk beberapa lama mengalami perubahan warna yang lazim di sebut perkaratan besi. Proses perubahan besi menjadi besi berkarat merupakan reaksi redoks yag melihat oksigen. Korosi merupakan proses elektrokimia. Pada korosi besi, bagian tertentu dari besi itu berlaku sebagai anode, di mana besi mengalami oksidasi.
Fe(s)<--> Fe2+(aq) + 2e
Elektron yang dibebaskan di anode mengalir ke bagian lain dari besi itu yang bertindak sebagai katode, di mana oksigen tereduksi.
O2(g) + 4H+(aq) + 4e <--> 2H2O(l)
atau
O2(g) + 2H2O(l) + 4e <--> 4OH-(aq)
Besi yang murni adalah logam yang berwarna putih perak yang kukuh dan liat. Ia melebur pada suhu 1535oC. Jarang terdapat besi komersial yang murni, biasanya besi
mengandung sejumlah kecil karbida, silsida, fosfida, dan sulfida dari besi, serta sedikit grafit. Zat-zat pencemar ini memainkan peranan penting dalam kekuatan struktur besi. Berbeda dengan tembaga, tembaga adalah logam merah muda, yang lunak, dapat ditempa, dan liat. Melebur pada 1038o+C. Karena potensial elektroda standarnya positif,
ia tidak larut dalam asam klorida dan asam sulfat encer, meskipun dengan adanya oksigen ia bisa larut sedikit.
Deret Volta dan hukum Nernst akan membantu untuk dapat mengetahui kemungkinan terjadinya korosi. Kecepatan korosi sangat tergantung pada banyak faktor, seperti ada atau tidaknya lapisan oksida, karena lapisan oksida dapat menghalangi beda potensial terhadap elektrode lainnya yang akan sangat berbeda bila
masih bersih dari oksida (Sukardjo, 2002).
Faktor yang berpengaruh terhadap korosi dapat dibedakan menjadi dua, yaitu yang berasal dari bahan itu sendiri dan dari lingkungan. Faktor dari bahan meliputi kemurnian bahan, struktur bahan, bentuk kristal, unsurunsur kelumit yang ada dalam bahan, teknik pencampuran bahan dan sebagainya. Faktor dari lingkungan meliputi tingkat pencemaran udara, suhu, kelembaban, keberadaan zatzat kimia yang bersifat korosif dan sebagainya. Bahanbahan korosif (yang dapat menyebabkan korosi) terdiri atas asam, basa serta garam, baik dalam bentuk senyawa maupun anorganik. Penguapan dan pelepasan bahanbahan korosif keudara dapat mempercepat proses korosi. Udara dalam ruangan yang terlalu asam atau basa dapat mepercepat proses korosi peralatan elektronik yang ada dalam ruangan tersebut. Flour, hidrogen fluorida beserta senyawaansenyawaannya dikenal sebagai bahan korosif. Dalam industri, bahan ini umumnya dipakai untuk sintesa bahanbahan organik. Amoniak (NH3) merupakan bahan kimia yang cukup banyak digunakan dalam kegiatan industri. Pada suhu dan tekanan normal, bahan ini berada dalam bentuk gas dan sangat mudah terlepas ke udara (Oxtoby, D.W. Gilis,H, 1999).
Dampak korosi
terhentinya aktifitas produksi karena terjadinya penggantian peralatan yang rusak akibat korosi, kehilangan produk akibat adanya kerusakan pada kontainer, tangki bahan bakar atau jaringan pipa air bersih atau minyak mentah, terakumulasinya produk korosi pada alat penukar panas dan jaringan pemipaannya akan menurunkan efisiensi perpindahan panas, dan lain sebagainya. Berdasarkan kondisi lingkungannya, korosi dapat diklasifikasikan sebagai korosi basah yaitu korosi yang terjadi dilingkungan air, korosi atmosferik yang terjadi di udara terbuka dan korosi temperatur tinggi yaitu korosi yang terjadi dilingkungan bertemperatur diatas 500oC (Akhadi, Muklis, 2002).
Mencegah terjadinya korosi
Prinsip sederhananya adalah ”menutup” jalan masuk dan kontak antara permukaan besi dengan air dan udara. Korosi besi memerlukan oksigen dan air. Kemudian, kita ketahui bahwa berbagai jenis logam dapat melindungi besi terhadap korosi. Cara-cara pencegahan korosi besi yang akan dibahas berikut ini didasarkan pada dua sifat tersebut.
1. Mengecat
Jembatan, pagar dan railing biasanya dicat. Cat menghindarkan kontak besi dengan udara dan air.
2. Melumuri dengan oli atau gemuk
Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin. Oli dan gemuk mencegah kontak besi dengan air.
3. Dibalut dengan plastic
Berbagai macam barang, misalnya rak piring dan keranjang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik mencegah kontak besi dengan udara dan air.
4. Tin plating
Kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi yang dilapisi dengan timah. Tin planting mencegah kontak besi dengan udara dan air.
5. Galvanisasi
Besi terlindung dan zink yang mengalami oksidasi. 6. Cromium planting
BAB III
METEDOLOGI PERCOBAAN
A. Waktu Pelaksanaan
Hari / Tanggal : Rabu / 15 Maret 2017-04-04
Pukul : 13.20 – 15.50 WIB
Tempat : Laboratorium Kimia Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Padang
B. Alat dan Bahan
Alat :
Gelas Kimia Penangas Air
HCL Air Mendidih
Aquades
C. Prosedur kerja
2. Biarkan paku dalam tabung no 1 berhubungan langsung dengan udara 3. Masukkan air kedalam tabung no 2 sehingga paku terbenam
5. Isi tabung no 4 dengan air yang sudah dididihkan
8. Masukkan larutan natrium kromat kedalam tabung no 7 sehingga pakunya terbenam
9. biarkan semua tabung reaksi itu sekurang-kurangnya sehari semalam, atau lebih baik satu minggu.
BAB IV
5 Natrium Nitrat Tidak berkarat, paku terkikis, terlihat mengkilat, terdapat
endapan hitam
6 Natrium Chromat Tidak berkarat, paku terkikis, terdapat endapan hitam
B. Pembahasan
Pada percobaan kali ini, praktikan melakukan percobaan mengenai peran lingkungan terhadap korosi. Dimana praktikan melakukan beberapa perlakuan untuk membuat keadaan lingkungan terhadap paku berbeda-beda. Dengan adanya perbedaan pengaruh lingkungan terhadap paku, praktikan ingin mengamati dan mengetahui keadaan seperti apa dan keadaan lingkungan yang bagaimana yang dapat mempengaruhi korosi baik dengan cepat maupun lambat.
Disini praktikan membuat 6 buah keadaan lingkungan yang berbeda terhadap paku dalam tabung reaksi, diantaranya yaitu tabung 1 dibiarkan pada udara terbuka, tabung 2 tabung diisi dengan aquades, tabung 3 diisi dengan air panas, tabung 4 dan 5 diisi dengan natrium kromat dan natrium nitrit, dan tabung 6 diisi dengan larutan HCl.
Dari keenam tabung dengan keadaan yang berbeda dan diamati setelah lebih kurang satu minggu praktikan mendapatkan hasil bahwa pada tabung reaksi 1 yaitu pada paku yang dibiarkan diudara terbuka hanya terbentuk sedikit karat, hal ini karena besi pada paku akan bereaksi O2 diudara dan H2O membentuk Fe2O3.XH2O.
dalam tabung yang berisi aquades dan pada paku dalam air panas yang terbentuk hampir sama banyak. Hal ini karena air panas yang digunakan sebagai lingkungan terhadap paku dengan maksud agar proses karat dapat berlangsung lambat tidak berhasil, karna air panas itu hanya bertahan lebih kurang selama 2 jam, sedangkan pengamatan terhadap korosi dilakukan setelah 1 minggu, maka pengaruh air panas ini tidak akan jauh berbeda dengan air dingin(aquades). Secara teori paku yang dimasukkan kedalam air panas akan lambat terkorosi karena pada air panaskandungan O2 sangat sedikit, sedangkan pada air dingin perbandingan H2O dan air lebih kurang
seimbang sehingga seharusnya karat pada paku yang direndam dengan aquades lebih banyak dari pada karat paku dalam air panas.
Pada tabung 4 dan 5 praktikan menggunakan larutan natrium kromat dan natrium nitrat sebagai faktor pengaruh lingkungan terhadap korosi paku. Dimana dari data percobaan didapat bahwa paku pada kedua larutan ini tidak membentuk karat, melainkan paku terkikis sehingga pada paku yang direndam dengan natrium kromat terlihat mengkilat serta timbulnya endapan hitam akibat pengikisan paku oleh larutan natrium kromat. Pada paku yang direndam dengan natrium nitrat juga terlihat seperti terkikis dan ditandai dengan terbentuknya endapan hitam di dasar tabung. Hal ini terjadi karena larutan natrium nitrat dan natrium kromat bertindak sebagai inhibitor atau penghambat (mencegah) terjadinya korosi.
Selanjutnya pada tabung 6 dengan menggunakan larutan asam sebagai lingkungan yang mempengaruhi korosi terhadap paku, yang mana larutan asam yang digunakan ialah larutan HCl. Larutan HCl membuat paku mengalami korosi dengan cepat, karat yang terbentuk sangat banyak. Ditandai dengan berubahnya warna larutan HCl yang bening menjadi kuning kecoklatan dan banyak dan tebal karat yang terbentuk pada badan paku.
Dari percobaan ini praktikan dapat mengetahui bahwa korosi itu merupakan suatu keadaan atau proses penurunan mutu logam akibat adanya reaksi kimia. Korosi dipengaruhi oleh keadaan lingkungan. Pada lingkungan asam dan lingkungan yang mengandung H2O dan O2 berlebih korosi(karat) cepat sekali terjadi. Adapun persamaan reaksi pada proses perkaratan besi yaitu :
Anoda : Fe(s) Fe2+ + 2e
Maka, Fe2+ + 2OH- Fe(OH)2
Fe(OH)2 + H2O + O2 Fe2O3.xH2O
Selanjutnya proses penghambat karatan /karat dapat juga dilakukan dengan perendamanbesi/paku kedalam larutan natrium kromat dan natrium nitrit. Karena kedua larutan ini bertindak sebagai inhibitor (anti karat). Ia membersihkan besi dan membuat besi menjadi mengkilat.
Besi yang berkarat disebut juga besi yang cacat, cacat besi ini biasa dikenal sebagai cacat kristal. Dimana cacat kristal merupakan suatu keadaan dimana kisi dan struktur kristal tidak sempurna (mengalami cacat).
BAB V
KESIMPULAN
A. Kesimpulan
1. Korosi adalah penurunan mutu logam akibat reaksi elektrokimia dengan lingkungannya.
2. Adanya larutan asam yang bertindak dengan logam, semakin asam suatu larutan, akan semakin cepat pula korosi terjadi.
3. Reaksi logam dengan air dan oksigen, juga akan mempercepat proses pengkaratan. 4. Meningkatnya suhu, laju rekasi korosi akan meningkat.
5. Korosi dapat dihambat dnegan menggunakan inhibitor:
Natrium nitrit : inhibitor anodic yang menghambat reaski oksidasi terjadi (menurunkan laju korosi).
Kalium Kromat : inhibitor pasivator, membentuk lapisan pasif pada permukaan logam (sehingga laju korosi dapat ditekan).
B. Saran
DAFTAR PUSTAKA
Akhadi, Muklis. 2002. Ahli peneliti Muda Bidang Fisika dibidang Tenaga Nuklir
Indonesia. Jakarta : Migas Indonesia.
Aris, Tris, dan Antonio Gomes. 2009. Bahan Konstruksi Alat Proses dan Korosi.
Malang : ITM.
Keenan, Charles W.1984. Kimia untuk Universitas .Jakarta : Erlangga.
Oxtoby, D.W. Gilis,H. 1999. Kimia Modern. Jakarta : Erlangga.
Sukardjo.2002. Kimia Fisika. Bandung : Ganeca Exact
Svehla,G. 1990. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semi Makro.
Jakarta : Kalman Media Pustaka.
Timi kimia Fisika.2017. Penuntun Praktikum Kimia Fisika 2. Padang : FMIPA UNP
