JUDUL PROGRAM
Kinerja Biji Kelor Sebagai Inhibitor Korosi Besi pada Medium H2SO4. BIDANG KEGIATAN:
PKM PENELITIAN
Diusulkan oleh:
Ninin Anindia Kartika, NIM: 2010–112, angkatan 2010
Prima Dihaisya Rahawarin, NIM: 2010–41–112, angkatan 2010
Zulfitrah Syaputra, NIM: 2012–41–154, angkatan 2012
UNIVERSITAS PATTIMURA AMBON
2014
NIP.
HALAMAN KULIT MUKA ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
DAFTAR ISI ... iii
RINGKASAN ... iv
BAB 1. PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Perumusan Masalah ... 2
1.3. Tujuan ... 2
1.4. Luaran yang Diharapkan ... 3
1.5. Manfaat ... 3
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA ... 3
2.1. Korosi ... 3
2.2. Parameter Korosi dan Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Laju Korosi... 3
2.3. Inhibitor Korosi ... 5
2.4. Biji Kelor ... 5
BAB 3. METODE PENELITIAN ... 7
Jenis Penelitian ... 7
Tempat Penelitian ... 7
Bahan dan Alat Penelitian ... 7
Cara Kerja ... 7
BAB4. HASIL PENELITIAN ………. 8
RENCANA TAHAPAN SELANJUTNYA ……… 9
DAFTAR PUSTAKA ... 10
LAMPIRAN... 11
permukaan logam dengan lingkungannya.Kondisi ini dapat menimbulkan kerugian, karena mengakibatkan daya guna logam menjadi berkurang. Korosi merupakan fenomena alam yang tidak dapat dihindari kecuali dicegah atau dikendalikan, sehingga logam mempunyai masa pakai yang lebih lama. Ada beberapa cara untuk mencegah korosi, salah satunya yaitu dengan penambahan inhibitor korosi. Inhibitor korosi adalah suatu zat kimia yang bila ditambahkan kedalam suatu lingkungan dapat menurunkan laju penyerangan korosi lingkungan itu terhadap suatu logam. Umumnya inhibitor korosi berasal dari senyawa-senyawa organik dan anorganik yang mengandung gugus-gugus yang memiliki pasangan elektron bebas. Namun pada kenyataannya bahan-bahan kimia sintesisi ini merupakan bahan kimia yang berbahaya, mahal harganya, dan tidak ramah lingkungan, sehingga perlu adanya inhibitor yang lebih efektif yang tidak berbahaya, murah, mudah didapat dan ramah lingkungan. Inhibitor dari ekstrak bahan alam adalah solusinya, karena tidak berbahaya, ramah lingkungan, mudah didapat dan harganya yang murah. Biji kelor merupakan bahan alam yang sering digunakan dalam proses penjernihan air, karena mengandung senyawa aktif 4-alfa-4-rhamnosiloxi-benzil-isothiosianat yang dapat mengadsorpsi logam dalam air. Selain itu biji kelor juga mengandung asam-asam amino diantaranya asam glutamat, metionin dan arginin. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui potensi biji kelor sebagai inhibitor korosi besi. Untuk menganalisis gugus fungsi senyawa yang terkandung dalam biji kelor digunakan metode spektrofotmeter infra merah (FTIR). Kemudian untuk mendapatkan ekstrak biji kelor digunakan metode ekstraksi soxhlet dengan pelarut methanol, dan dilanjutkan dengan destilasi untuk menguapkan pelarut. Pengukuran inhibisi korosi dilakukan dengan menggunakan metode pengurangan massa dalam medium H2SO4 1M. Selain efisiensi
inhibisi, parameter korosi lainnya yang umum digunakan untuk mempelajari jenis dan mekanisme adsorpsi inhibitor pada permukaan suatu logam dengan metode pengurangan massa, adalah isoterm adsorpsi dan termodinamika korosi. Untuk mengetahui morfologi logam besi sebelum dan sesudah inhibisi digunakan SEM.
1.1. Latar Belakang
BAB 1. PENDAHULUAN
Sebagai Negara berkembang, di Indonesia banyak bermunculan industri-industri yang menggunakan teknologi yang terbuat dari logam. Fenomena alam dan material khususnya logam mempunyai suatu keterikatan dalam suatu sistem dan proses. Hubungan tersebut diimplementasikan dalam suatu proses kerusakan yang dinamakan korosi (sidiq, 2013).
Korosi atau secara awam dikenal sebagai pengkaratan adalah proses perusakan pada permukaan logam yang disebabkan oleh terjadinya reaksi kimia (reaksi elektrokimia) pada permukaan logam.Kondisi ini mengakibatkan daya guna logam menjadi berkurang. Oleh karena itu, dibutuhkan suatu pencegahan dan salah satunya adalah dengan penambahan inhibitor.
Inhibitor korosi sendiri dapat didefenisikan sebagai suatu zat yang apabila ditambahkan dalam jumlah sedikit ke dalam lingkungan akan menurunkan serangan korosi lingkungan terhadap logam. Umumnya inhibitor korosi berasal dari senyawa-senyawa organik dan anorganik sintetik yang memiliki pasangan electron bebas. Namun pada kenyataannya bahan-bahan kimia sintesis ini merupakan bahan kimia yang berbahaya, harganya lumayan mahal dan tidak ramah lingkungan, maka sering industri-industri kecil dan menengah jarang menggunakan inhibitor pada sistem pendingin, sistem pemipaan, dan sistem pengolahan air produksi mereka, untuk melindungi peralatan mereka dari serangan korosi. Untuk itu penggunaan inhibitor yang aman dan mudah diperoleh, bersifat biodegradable serta ramah lingkungan dan biayanya murah sangatlah diperlukan (Haryono dkk, 2010 : 1), dan inhibitor dari ekstrak bahan alam adalah solusinya. Misalnya dengan menggunakan ekstrak dari biji kelor.
Biji kelor merupakan tumbuhan yang sering digunakan sebagai penjernih air, selain itu dalam penelitian sebelumnya dikatakan bahwa biji kelor memiliki potensi sebagai koagulan pada limbah industri dan limbah rumah sakit (irianty, 2010; khasanah, 2008).
Dalam khasanah (2008) dikatakan bahwa biji kelor mengandung zat aktif 4-alfa-4-rhamnosiloxi-benzil-isothiosianat yang mengandung gugus amin dan gugus tiol yang memiliki pasangan elektron bebas, sehingga dapat mengikat ion-ion logam. Selain itu terdapat asam amino arginin yang mengandung gugus amin , metionin yang memiliki gugus amin dan gugus tiol, dan asam glutamat yang juga mengandung gugus amin dan gugus karboksilat. Ketiganya memiliki gugus fungsi yang mengandung atom-atom yang memiliki elektron bebas, sehingga dapat mengikat ion-ion logam. Dengan melihat kandungan dari biji kelor tersebut, maka dimungkinkan biji kelor selain dapat digunakan sebagai penjernih air, dimungkinkan pula dapat dijadikan sebagai inhibitor korosi dengan memanfaatkan ekstrak dari biji kelor tersebut.
Metode yang digunakan dalam penelitian ini yaitu metode ekstraksi untuk memperoleh ekstrak dari biji kelor, dan penentuan laju korosi dengan metode pengurangan massa dalam medium H2SO4.Berdasarkan uraian di atas, kami ingin
menuangkan kreativitas dan sekaligus melakukan penelitian ini. Bila memungkinkan, setelah usaha ini berhasil dikembangkan bisa bermanfaat bagi masyarakat.
1.2. Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dikemukakan, maka yang menjadi permasalahan yang mendasari penelitian ini adalah bagaimana potensi dari ekstrak biji kelor sebagai inhibitor korosi yang bersifat, ramah lingkungan dan mudah didapatkan?
1.3. Tujuan
1.4. Luaran yang Diharapkan
Luaran yang diharapkan dari penelitian ini adalah agar kelak hasil dari penelitian ini dapat dipublikasikan dan dapat bermanfaat bagi masyarakat.
1.5. Manfaat
Memberikan informasi ilmiah bagi masyarakat khususnya para produsen dalam rangka menemukan solusi dari masalah korosi.
2.1. Korosi
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
Korosi merupakan penurunan kualitas yang disebabkan oleh reaksi kimia bahan logam dengan unsur-unsur lain yang terdapat dilingkungannya. Korosi pada logam tidak dapat dihindari, tetapi hanya dapat dicegah dan dikendalikan sehingga logam mempunyai masa pakai yang lebih lama (sidiq, 2013).
Proses korosi terjadi karena logam-logam tersebut secara termodinamik lebih stabil berada dalam kondisi teroksidasi (terkorosi) daripada kondisi tereduksi (Threthewey, 1991). Dalam Trethewey (1991), dikatakan bahwa syarat terjadinya korosi adalah adanya anoda, katoda, elektrolit dan rangkaian listrik. Anoda merupakan daerah yang teroksidasi dengan melepaskan elektron dari atom logam netral dan menjadi ion logam yang membentuk produk korosi (bentuk teroksidasi) yang tidak dapat larut. Sedangkan daerah katoda merupakan daerah yang tereduksi dengan menangkap elektron dari logam tersebut. Reaksi-reaksi yang terjadi pada anoda dan katoda sebagai berikut:
Anoda : M Mn+ + ne
Katoda : 2H++ 2e H
2 (pH<7)
2H2O + O2+ 4e 4OH-(pH 7)
Dari reaksi anoda dan katoda di atas, dapat diketahui bahwa korosi yang terjadimerupakan akibat dari reaksi redoks.
ads ads
% Efisiensi Inhibisi = Wo Wi
Wo
x 100 %
DenganWoadalah pengurangan massa spesimen pada media korosi tanpa inhibitor, dan Wi adalah pengurangan massa spesimen pada media korosi dengan inhibitor.
Data isoterm adsorpsi diperoleh dari data variasi konsentrasi dan diuji dengan menggunakan isotherm Langmuir dan isotherm temkin. Data penelitian yang sesuai dilihat dari tingkat kelinearan suatu data, yang ditunjukkan dengan nilai R2 yang diperoleh dari grafik hubungan y Vs x, sehingga diperoleh
persamaan regresi linear, y = mx + b. Pengujian terhadap 4isbandi Langmuir
dilakukan dengan membuat grafik hubungan Cinhib Vs C sesuai persamaan:
Cinhib
Sementara untuk 4isbandi Temkin, dibuat grafik hubungan θ Vs Cinhib
sesuai persamaan:
Nilai Energi aktivasi (Ea) merupakan nilai hambatan suatu reaksi, diperoleh dari data variasi suhu, dengan membuat grafik hubungan lnKadsVs 1/T,
sesuai persamaan Arrhenius:
ln Kads Eax1 lnA
R T
Parameter termodinamika, ditentukan baik untuk variasi konsentrasi maupun suhu dengan menghitung nilai θ untuk masing-masing variasi, menurut persamaan:
θ 1 Wi
W0 .
Perubahan energi bebas (Δ Go), diperoleh dari persamaan
Δ Go RT ln (55,5K )dengan nilai Kads diperoleh dari persamaan
Kads
θ .
c(1θ )
ads
Sementara perubahan entropi (Δ So) ditentukan dengan membuat grafik
o o o
hubungan Δ Go Vs Tsesuai persamaan: Gads Hads TSads
Umumnya masalah korosi disebabkan oleh air, tetapi ada beberapa faktor selain air yang mempengaruhi laju korosi, diantaranya yaitu : faktor gas terlarut, temperature, pH, padatan terlarut, dan bakteri pereduksi/ Sulfat Reducing Bacteria (SRB) (sidiq, 2013).
2.3. Inhibitor Korosi
Inhibitor korosi adalah suatu zat kimia yang bila ditambahkan kedalam suatu lingkungan, dapat menurunkan laju penyerangan korosi lingkungan itu terhadap suatu logam.
Secara umum inhibitor korosi dibagi atas dua kategori yakni inhibitor organik dan anorganik. Ada beberapa jenis inhibitor, yaitu: (1) Inhibitor Korosi Katodik, inhibitor ini menurunkan laju korosi dengan cara memperlambat reaksi katodik. (2) Inhibitor Korosi Anodik, inhibitor ini menurunkan laju korosi dengan cara memperlambat reaksi anodik. (3) Inhibitor korosi organik, Inhibitor ini kebanyakan membentuk lapisan film organik. Inhibitor korosi organik biasanya berupa garam logam yang berperan mempasifkan permukaan logam. Inhibitor korosi organik pemakaiannya agak terbatas karena memerlukan konsentrasi yang tetap, pH yang sensitive dan kadang tidak efektif dengan adanya klorida. (4) Inhibitor korosi adsorpsi, menurunkan laju korosi disebabkan polarisasi logam dengan lapisan tipis dari molekul inhibitor yang teradsorpsi pada permukaan. Senyawa yang biasa digunakan sebagai inhibitor adsorpsi yaitu:Amin (R-NH2),
Karboksil (R-COOH), Thiourea (NH2CSNH2), Fosfonat (R-PO3H2), Benzoat
(C6H5COO-), dan Antimoni triklorida (SbCl3) (Febrianto dkk, 2010, Hal:
616-617).
2.4. Biji kelor
membundar kecil-kecil. Bunganya berwarna putih kekuning kuningan dan tudung pelepah bunganya berwarna hijau. Buah dari tanman kelor berbentuk segitiga memanjang. Tanaman ini memiliki tinggi 7-11 meter, pohonnya tidak terlalu besar, batang kayunya getas (mudah patah), mempunyai akar yang kuat dan bertangkai-tangkai (Khasanah, 2008).
Biji kelor merupakan bahan alam yang sering digunakan sebagai penjernih air, karena sifatnya yang mudah di dapat, ramah lingkungan dan biayanya murah sehingga akan lebih efektif digunakan oleh masyarakat dibanding menggunakan tawas (Irianty, 2010).Biji kelor juga berperan sebagai koagulan yang efektif karena adanya zat aktif 4-alfa-4-rhamnosiloxi-benzil-isothiosianat dalam biji kelor (khasanah, 2008).
Gambar 1. Senyawa 4-alfa-4-rhamnosiloxi-benzil-isothiosianat
Selain itu, biji kelor kering mengandung unsur-unsur dengan komposisinya yaitu air 4,08 gram, protein 38,4 gram, lemak 34,7%, serat 3,5 gram, ampas 3,2 gram, dan ekstrak N 16,4 gram.
Biji kelor merupakan bagian dari tanaman kelor yang memiliki protein dengan konsentrasi tinggi yang merupakan flokulan polielektrolit kationik alami berbasis polipeptida dengan berat molekul berkisar antara 6.000-16.000 dalton.Protein tersebut mengandung tiga asam amino yang sebagian besar merupakan merupakan asam glutamat, metionin, dan arginin. Ketiga asam amino ini mengandung gugus fungsi amin, diantaranya ada mengandung gugus tiol dan gugus karboksilat, yang memiliki pasangan elektron bebas sehingga dapat mengikat ion-ion logam.
Jenis Penelitian
BAB 3. METODE PENELITIAN
Penelitian ini bersifat deskriptif. Data dalam bentuk tabel maupun grafik diperoleh dari hasil analisa laboratorium.
Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Kimia Dasar Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Pattimura Ambon.
Bahan dan Alat Penelitian
Bahan Penelitian
Bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah biji kelor yang telah dihaluskan, HCl pekat (37%), H2SO4 pekat (96%), besi, aquades, aseton,
methanol dan kertas saring.
Alat Penelitian
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah peralatan maserasi, peralatan evaporasi, spektrofotometer IR (FTIR), SEM, hot plate, neraca analitik , gelas kimia, kertas ampelas, labu takar, pipet volume, Erlenmeyer, stopwatch dan thermometer.
Cara Kerja
Isolasi dan variasi konsentrasi Inhibitor dari Biji Kelor
Pengambilan ekstrak biji kelor dilakukan dengan metode maserasi dengan pelarut methanol, dilanjutkan dengan evaporasi untuk menguapkan pelarut. Kemudian ekstrak biji kelor 100% divariasikan konsentrasinya menjadi
dengan cara pengenceran.
Persiapan Spesimen Logam Besi
Sampel logam besi dibersihkan menggunakan ampelas, selanjutnya dicelupkan dalam larutam HCl 1M. kemudian dibilas menggunakan aseton dan dicuci menggunakan aquades. Dikeringkan dan ditimbang.
Pembuatan Media Korosi
Media korosi merupakan larutan H2SO4 1M yang dibuat dari larutan
H2SO4 pekat (96%). Dibuat dalam 5 wadah yang berbeda. Wadah pertama diisi
dengan H2SO4 1M tanpa inhibitor, kemudian pada wadah kedua sampai kelima
diisi dengan larutan H2SO41M dengan ditambahkan inhibitor dengan konsentrasi
berbeda.
Pengukuran Inhibisi dengan Metode Pengurangan Massa
konsentrasi 2%, 4%, 6%, 8% ) selama 4 jam pada suhu ruang, setelah diangkat, dibilas dengan aquades dan dikeringkan. Spesimen besi ditimbang dengan neraca analitik untuk mengetahui pengurangan massanya. Kemudian dihitung % Efisiensi inhibisi-nya. Konsentrasi inhibitor dengan efisiensi inhibisi optimum digunakan untuk mempelajari pengaruh suhu dengan variasi 35oC, 40 oC, 45 oC, 50oC, dan 55oC.
Pengolahan data dilakukan dengan membuat grafik hubungan Y Vs X dengan isotherm lagmuir dan isotherm temkin untuk menguji isotherm adsorpsi. Kemudian menghitung nilai Ea, perubahan energi bebas (Δ Go), perubahan entalpi (Δ Ho), serta perubahan entropi (Δ So).
BAB. 4 HASIL YANG DICAPAI
Berdasarkan perencanaan penelitian, kegiatan awal penelitian yang di lakukan adalah melakukan pengekstrakan biji kelor dengan menggunakan metode maserasi. Pada awalnya pengekstrakan akan dilakukan dengan metode ekstraksi soxhlet, namun melihat kondisi sampel yang cukup banyak maka digunakan metode maserasi agar dapat lebih menghemat waktu. Banyaknya serbuk biji kelor yang di ekstrak adalah 500 gram dengan penggunaan pelarut sebanyak 1.5 L. Pengekstrakan dilakukan selama 4 hari dan di dapat hasil berupa ekstrak kasar sebanyak ± 1L.
RENCANA TAHAPAN BERIKUTNYA
Tahapan selanjutnya yang akan dilakukan sebagai berikut :
No Jenis Kegiatan Bulan
Juni Juli Agustus 1. Identifikasi senyawa dari ekstrak biji kelor X
2. Pembuatan media korosi X
3. Pengukuran inhibisi dengan metodepengurangan Massa X
4. Pengolahan data hasil pengujian inhibisi X X
5. Penyusunan laporan akhir X
Febrianto, Sunaryo G. R., Butarbutar S. L., 2010, Analisis Laju Korosi dengan Penambahan
Inhibitor Korosi pada Pipa sekunder Reaktor RSG-GAS, Seminar Nasional VI,
Yogyakarta, Hal. 615-620
Haryono G., Sugiarto B., Farid H., Tanoto Y., 2010, Ekstrak Bahan Alam Sebagai Inhibitor
Korosi, Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia “Kejuangan”, Jurusan Teknik Kimia,
FTI UPN“Veteran”Yogyakarta, Hal. 1-6
Iloamaeke I. M., Onuegbu T. U., Umeobika U. C., Umedum N. L., 2013, Green Approach to
Corrosion Inhibition of Mild Steel Using Emilia Sonchifolia and Vitex Doniana in 2,5M HCl Medium, International Journal of Science and Modern Engineering, Vol. 1, Hal.
48-52
Irianty R. S., 2010, Pengaruh Massa Biji Kelor (Moringa Oleifera Lamk) dan Waktu
Pengendapan pada Pengolahan Air Gambut, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik,
Universitas Riau, Hal. 82-86
Khasanah U., 2008, Efektifitas Biji Kelor (moringa oleifera lamk) Sebagai Koagulan Fosfat dalam
Limbah Rumah Sakit, Skripsi, Jurusan Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas
Islam Negeri Malang
Sidiq M. F., 2013, Analisa Korosi dan Pengendaliannya, Jurnal Foundry, Akademi Perikanan Baruna Slawi, Vol. 3, Ni. 1, Hal. 25-30
Trethewey K.R., 1991,“Korosi Untuk Mahasiswa Sains dan Rekayasa”
No. Rincian Biaya Anggaran Satuan
(Rp) Volume Jumlah
1. Bahan Habis Pakai
HCl pekat (37%) 500.000/ 1L 0,74 L 375.000
Tissue rol 4.000/ pcs 1 pcs 4.000
Plat Besi 20.000/ plat 10 plat 200.000
Methanol 360.000/ 2,5L 2,5 L 360.000
Ampelas 5.000/ Lembar 2 Lembar 10.000
Aquabides 5000/ 1L 15 L 75.000
Kertas saring 5000/ 1 lembar 1 lembar 5.000
Sabun dan spon 8.000
Sub Total 1. 1.037.000
2. Peralatan Penunjang Penelitian
Shaker 100.000/ pemakaian 17 kali 1.700.000
Evaporator 50.000/pemakaian 1 kali 50.000
Pompa vakum 50.000/pemakaian 4 kali 200.000
Masker 2.000/pcs 2 pcs 4.000
Neraca analitik 30.000/ pemakaian 10 kali 300.000
Baskom 12.000/buah 1 buah 12.000
Blender 263.000/buah 1 buah 263.000
Jirigen 10.000/buah 2 buah 10.000
Desikator 10.000/hari 21 hari 210.000
Hairdryer 65.000/buah 1 buah 65.000
Sub Total 2. 2.814.000
3. Biaya Transportasi
Pengambilan biji kelor di desa Tulehu
(PP) 50.000/ orang 2 orang 100.000
Pengiriman sampel dari Tual melalui
kapal 50.000
Sub Total 3. 150.000
4. Biaya Lain-lain
Dokumentasi
log book dan pena 19.000
Sub Total 4. 19.000
l
Proses pengambilan sampel buah kelor Proses pengupasan buah kelor
Proses Penimbangan sampel serbuk biji Pengukuran volume methanol