BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang masalah
Dalam bahasa sehari-hari korosi dikenal
dengan perkaratan. Karat adalah sebutan bagi korosi pada besi, padahal korosi
merupakan gejala destruktif yang mempengaruhi hampir semua logam. Besi adalah
salah satu dari banyak jenis logam yang mengalami korosi. Karena itu tidak
mengherankan bila istilah korosi dan karat hampir dianggap sama. Korosi dikenal
merugikan karena bersifat merusak logam dan membahayakan. Oleh karena itu, dengan
pentingnya mempelajari pencegahan korosi.
Mempelajari korosi juga penting bagi
dunia industry terutama industry yang bahan bakunya atau alat yang digunakan
merupakan bahan yang mudah terjadinya proses korosi. Akan sangat berbahaya,
jika hasil dari proses korosi ini masuk ke dalam pencernaan manusia. Maka dari
itu akan dijabarkan bagaimana pencegahan korosi pada benda logam.
1.2.
Rumusan Masalah
1. Bagaimana proses terjadinya korosi?
2. Apa yang menyebabkan terjadinya
korosi?
1.3.
Tujuan masalah
1. Mengetahui proses bagaimana
terjadinya korosi.
2. Mengetahui penyebab terjadinya
korosi.
BAB II
KAJIAN TEORITIS
2.1.
Korosi
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-
Redoks
: Fe2+ + 2 H2O → 2 Fe + O2
+ 4 H+
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 senyawa-senyawa
yang tidak dikehendaki. Dalam bahasa sehari-hari, korosi disebut perkaratan.
Contoh korosi yang paling lazim adalah perkaratan besi. Pada peristiwa korosi,
logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen (udara) mengalami reduksi. Karat
logam umumnya berupa oksida atau karbonat. Rumus kimia karat besi adalah Fe2O3.
nH2O, suatu zat padat yang berwarna coklat-merah. Korosi merupakan proses
elektro kimia.Pada korosi besi, bagian tertentu dari besi itu berlaku sebagai
anode, dimana besi mengalami oksidasi.
Dari data potensial
elektrode dapat dihitung bahwa emf standar untuk proses korosi ini adalah Eosel = +1,67 V. Reaksi ini terjadi pada
lingkungan asam dengan ion H+ sebagian
dapat diperoleh dari reaksi karbon dioksida atmosfer dengan air membentuk H2CO3.
Ion Fe2+ yang
terbentuk di anode kemudian teroksidasi lebih lanjut oleh oksigen membentuk
besi(III) oksida:
4 Fe2+ (aq)
+ O2 (g) + (4 +
2x) H2O (l) 
2 Fe2O3.x H2O + 8 H+ (aq)
Hidrat besi(III) oksida inilah yang dikenal dengan karat
besi. Sirkuit listrik dipacu oleh migrasi elektron dan ion. Itulah sebabnya
korosi cepat terjadi dalam air garam. Jika proses korosi terjadi dalam
lingkungan basa, maka reaksi katodik yang terjadi adalah:
O2 (g) + 2 H2O (l)
+ 2 e 4 OH- (aq)
Korosi besi relatif lebih cepat terjadi dan berlangsung
terus, sebab lapisan senyawa besi(III) oksida yang terjadi bersifat porous sehingga mudah
ditembus oleh udara maupun air. Tetapi, aluminium mempunyai potensial reduksi
jauh lebih negatif dibandingakn besi, proses korosi lanjut menjadi terhambat
karena hasil oksidasi, Al2O3, yang melapisinya tidak
bersifat porous sehingga melindungi logam yang dilapisi dari kontak
dengan udara luar.
2.2. Penyebab korosi
Faktor yang berpengaruh terhadap korosi
dapat dibedakan menjadi dua, yaitu yang berasal dari bahan itu sendiri dan dari
lingkungan.
Faktor dari bahan meliputi :
1. kemurnian
bahan
2. struktur
bahan
3. bentuk
kristal
4. unsur-unsur
kelumit yang ada dalam bahan
5. teknik
pencampuran bahan dan sebagainya.
Faktor dari lingkungan meliputi :
1.
tingkat pencemaran
udara
Tingkat
pencemaran udara ini berpengaruh dikarenakan dalam udara terdapat berbagai
macam unsur yang dapat mempercepat ataupun memperlambat proses korosi pada
suatu logam
2.
suhu
Suhu
dapat berpengaruh karena suhu akan proses korosi memerlukan temperature yang
optimal, dan akan mempengaruhi kecepatan dari proses korosi tersebut.
3.
Kelembaban
Semakin
lembab lingkungan, akan semakin mempercepat proses korosi. Hal ini dikarenakan
lebih banyaknya ion oksgen yang akan bereaksi.
4.
keberadaan zat-zat
kimia yang bersifat korosif dan sebagainya.
Dengan
keberadaan zat – zat yang bersifat korosif seperti zat – zat asam, akan mempercepat korosi tersebut. Bahan-bahan
korosif (yang dapat menyebabkan korosi) terdiri atas asam, basa serta garam,
baik dalam bentuk senyawa maupunan-organik.
Penguapan dan pelepasan bahan-bahan
korosif ke udara 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
senyawaan-senyawaannya dikenal sebagai bahan korosif. Dalam industri, bahan ini
umumnya dipakai untuk sintesa bahan-bahan 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. (Purba, Michael.2007)
2.3.
Proses Terjadinya Korosi
Korosi atau pengkaratan merupakan
fenomena kimia pada bahan – bahan logam yang pada dasarnya merupakan reaksi
logam menjadi ion pada permukaan logam yang kontak langsung dengan lingkungan
berair dan oksigen. Contoh yang paling umum, yaitu kerusakan logam besi dengan
terbentuknya karat oksida. Dengan demikian, korosi menimbulkan banyak kerugian.
Korosi logam melibatkan proses anodik, yaitu oksidasi logam menjadi ion dengan melepaskan
elektron ke dalam (permukaan) logam dan proses katodik yang mengkonsumsi electron
tersebut dengan laju yang sama : proses katodik biasanya merupakan reduksi ion hidrogen
atau oksigen dari lingkungan sekitarnya. Untuk contoh korosi logam besi dalam
udara lembab. (Purba, Michale. 2007)
Laju korosi juga dikenal dengan rasio korosi. Laju korosi dihitung
dengan mengambil korosi pada seluruh permukaan. Laju korosi diukur dengan
kondisi mpy (mils
per penetration)
A mpy = (berat
hilang akibat korosi dalam gram) x (22300) / (A)(dt)
dimana:
A = luas permukaan (in2)
d = massa jenis
logam (g/cm3)
t = wakt korosi (hari)
2.4.
JENIS – JENIS KOROSI
1.
KOROSI HOMOGEN
Korosi homogen terjadi karena reaksi electro chemical yang
secara homogen terjadi karat ke seluruh bagian material yang terbuka
(telanjang)
Korosi
homogen memiliki Sifat :
a. Merata dan material menipis
b. Kehilangan tonage besar dan
kecepatan tinggi
Contoh korosi pada badan kapal, pilar – pilar pelabuhan,
korosi pada kaki kaki jacket, sebatang besi yang tercelup larutan asam sulfat,
atap seng.
Korosi homogen dapat dicegah dengan pemilihan material yang
sesuai, coating yang sesuai, penambahan inhibitor dan katodic protection
2.
GALVANIC CORROSION (Korosi galvanik)
Apabila terjadi kontak atau secara listrik kedua logam yang
berbeda potensial tersebut akan menimbulkan aliran elektron/listrik diantar
kedua logam. Logam yang mempunyai tahanan korosi rendah (potensial rendah) akan
terkikis dan yang tahanan korosinya lebih tinggi (potensial tinggi) akan
mengalami penurunan korosinya. Korosi galvanic corrosion dipengaruhi oleh,
lingkungan, jarak, area/luas
Pencegahannya
:
Memilih logam dengan posisi deret sedekat mungkin,
menghilangkan pengaruh rasio luas penampang yang tidak diinginkan, memberikan
isolasi diantara dua logam yang berbeda bila memungkinkan, penerapan coating
dengan mengutamakan pada logam anode, penambahan inhibitor dengan cermat untuk
mengurangi keagresifan logam dalam proses korosi, pencegahan sistem sambungan
mur baut dengan bahan berbeda dengan logam induknya
3.
CREVICE CORROSION (Korosi celah)
Crevice
corrosion memiliki sifat :
a. Tidak tampak dari luar dan sangat
merusak konstruksi
b. Sering terjadi pada sambungan kurang
kedap
Hal
ini disebabkan oleh, lubang, gasket, lap joint, kotoran/endapan
Reaksi
dari korosi ini :
Oksidasi
: M
+ 1e
Reduksi
: O2 +
2H20 + 4e 4OH-
Dari reaksi diatas ion electron (e) yang dihasilkan dalam
reaksi oksidasi akan digunakan oleh oksigen (o2) untuk mereduksi air (H2O)
untuk menjadi ion OH. Dengan kata lain bahwa ion hidroksil (H+) dihasilkan pada
setiap pembentukan ion logam M+. Karena tempatnya atau celahnya terbatas maka
reaksi reduksi dari oksigen pada daerah tersebut habis sedangkan metal M terus
bereksi
Kecenderungan pembentukan ion M+ ini kemudian disetimbangkan
oleh adanya ion klorida atau cl- yang terdapat pada celah tersebut. Hasil
reaksi dari kedua ion tersebut akan meningkatkan konsentrasi dari metal clorida
atau MCl.
Dari reaksi diatas didapat HCL yang berubah ion H+ atau CL-
yang dapat meningkatkan laju penghancuran metal didalam celah. Laju korosi
didalam celah tersebut sangat cepat dan bersifat auto katalik karena adanya ion
H+ dan Cl-
Hal ini
dapat di cegah dengan :
1. Penggunaan sistem sambungan butt
joint dengan pengelasan dibanding dengan sambungan keling untuk peralatan peralatan
baru
2. Celah sambungan ditutup dengan
pengelasan menerus atau dengan soldering
3. Peralatan – peralatan harus
diperiksa dan dibersihkan secara teratur, terutama pada sambungan – sambungan
yang rawan
4. Hindari pemakaian packing yang
bersifat higroskopis
5. Penggunaan gasket dan absorbent
seperti teflon jika memungkinkan
6. Pada desain saluran drainase,hindari
adanya lengkungan – lengkungan tajam serta daerah genangan fluida
4.
FILIFORM CORROSION
Filiform
corrosion memiliki sifat :
Serangan dari korosi ini tidak merusak komponen utama metal
tetapi hanya mempengaruhi atau merusak penampilan permukaan metal dimana
permukaan dan penampilan kaleng makanan atau minuman.
Mekanisme terjadinya korosi ini merupakan kasus khusus untuk
jenis korosi celah. Selama pertumbuhannya, pada bagian kepala unsur seperti H2O
dan O2 dari udara luar secara osmosis. Kedua unsur ini selanjutnya bereaksi
dengan ion Fe konsentrasi tinggi membentuk oksida Fe. H2O dan O2 ini akan
berdifusi masuk kebagian kepala dan keluar dari bagian ekor secara terus
menerus, korosi tertahan dibagian kepala dimana hidrolisa yang terjadi dibagian
kepala menyebabkanlingkungan yang bersifat asam, sehingga korosi ini dapat
menyebar secara otomatis
Pencegahan
secara global :
a. Menyimpan material berlapis metal
(email) didalam kondisi kering
b. Memberikan lapisan brittle
film
5.
INTERGRANULAR CORROSION (Korosi batas butir)
Korosi intergranular terjadi pada daerah tertentu dengan
penyebab grain boundary. Hal ini disebabkan oleh adanya kekosongan
unsur/elemen pada kristal ataupun impurities dari proses casting.
Korosi ini terjadi pada casting and welding
Casting, pada proses ini harus dilakukan dengan jalan
mengecor logam dengan step yang benar, komposisi yang benar dan pendinginan
yang benar sesuai dengan karakteristik masing – masing logam dan kegunaannya
2.5.
Dampak dari korosi
Karatan adalah logam yang mengalami
kerusakan berbentuk keropos. Sedangkan bagian logam yang rusak dan berwarna
hitam kecoklatan pada baja disebut Karat. Secara teoritis karat adalah istilah
yang diberikan terhadap satu jenis logam saja yaitu baja, sedangkan secara umum
istilah karat lebih tepat disebut korosi. Korosi didefenisikan sebagai degradasi
material (khususnya logam dan paduannya) atau sifatnya akibat berinteraksi dengan
lingkungannya. Korosi merupakan proses atau reaksi elektrokimia yang bersifat alamiah
dan berlangsung dengan sendirinya, oleh karena itu korosi tidak dapat dicegah
atau dihentikan sama sekali. Korosi hanya bisa dikendalikan atau diperlambat
lajunya sehingga memperlambat proses perusakannya. Dilihat dari aspek
elektrokimia, korosi merupakan proses terjadinya transfer elektron dari logam
ke lingkungannya. Logam berlaku sebagai sel yang memberikan elektron dan
lingkungannya sebagai penerima elektron. Reaksi yang terjadi pada logam yang
mengalami korosi adalah reaksi oksidasi, dimana atom-atom logam larut kelingkungannya
menjadi ion-ion dengan melepaskan elektron pada logam tersebut. Sedangkan dari
katoda terjadi reaksi, dimana ion-ion dari lingkungan mendekati logam dan menangkap
elektro-elektron yang tertinggal pada logam. Dampak yang ditimbulkan korosi sungguh
luar biasa.
Dampak yang ditimbulkan korosi dapat
berupa kerugian langsung dan kerugian tidak langsung. Kerugian langsung adalah
berupa terjadinya kerusakan pada peralatan, permesinan atau stuktur bangunan.
Sedangkan kerugian tidak langsung berupa 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.
2.6.
Mencegah terjadinya korosi
Prinsip sederhananya adalah ”menutup”
jalan masuk dan kontak antara permukaan besi dengan air dan udara. Caranya bisa
bermacam-macam, misal dengan cara pengecatan, dan melapisi besi dengan bahan
lain misal chrom, nekel (misal pada pelg roda sepeda kamu), penyepuhan atau
galvanisasi. Ada juga logam yang dibentuk dari campuran besi sedemikian rupa
namun tetap kuat yang disebut dengan STAINLESS STELL atau baja tahan karat,
biasanya digunakan untuk pisau, alat dapur atau alat-alat kedokteran/kesehatan.
Cara lainnya adalah dengan apa ayang disebut dengan PROTEKSI KATODIK, yaitu
menlindungi benda besi dari karat dengan menjadikannya benda itu sebagai
KATODA, secara sederhana bisa dijelaskan bahwa sebatang besi akan lebih mudah
terkena karat dibandingkan tembaga, maka dengan "menempelkan" besi
pada sebuah tembaga, maka karat yang muncul akan "terserap" menuju
besi, bukannya tembaga. Cara ini biasanya digunakan untuk jalur pipa yang
panjang, menara tinggi, dan juga mulai dikembangkan dalam teknologi pencegah
karat di kendaraan mobil. misalnya menara menara antena, terbuat dari besi kan.
Lalu kenapa mereka tidak bisa berkarat? Itu disebabkan karena setiap beberapa
waktu selalu di cat ulang, tidak menyisakan tempat bagi udara dan air bertemu
dengan permukaan besi membentuk karat. (Sagala, Polmer P. 2011).
Berikut akan diuraikan bagaimana cara
pencegahan terjadinya korosi :
a. Pengecatan
Fungsi
pengecatan adalah untuk melindungi besi kontak dengan air dan udara. Cat yang
mengandung timbal dan seng akan lebih melindungi besi terhadap korosi. Pengecatan
harus sempurna karena jika terdapat bagian yang tidak tertutup oleh cat, maka
besi dibawah cat akan terkorosi. Pagar bangunan dan jembatan biasanya
dilindungi dari korosi dengan pengecatan. Contoh cromium plating membuat bumper
mobil tahan karat.
b. Dibalut
plastik
Plastik
mencegah besi kontak dengan air dan udara. Peralatan rumah tangga biasanya
dibalut plastic untuk menghindari korosi.
c. Pelapisan
dengan krom (chromium plating)
Timah
termasuk logam yang tahan karat. Kaleng kemasan dari besi umumnya dilapisi
dengan timah. Proses pelapisan dilakukan secara elektrolisis atau
electroplating. Lapisan timah akan melindungi besi selama pelapisan itu masih
utuh. Apabila terdapat goresan, maka timah justru mempercepat proses korosi
karena potensia elektroda besi lebih positif dari timah.
d. Pelapisan
dengan seng (galvanisasi)
Seng
dapat melindungi besi meskipun lapisannya ada yang rusak. Hal ini karena
potensial elektroda besi lebih negatif daripada seng, maka besi yang kontak
dengan Seng akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katoda.
Sehingga seng akan mengalami oksidasi, sedangkan besi akan terlindungi.
e. Pengorbanan
anoda
Perbaikan
pipa baeah tanah yang terkorosi mungkin memerlukan perbaikan yang mahal biayanya.
Hal ini dapat diatasi dengan teknik pengeranan anoda, yaitu dengan cara
menanamkan logam magnesium kemudan dihubungkan ke pipa besi melalui sebuah
kawat. Logam magnesium itu akan berkarat, sedangkan besi tidak karena magnesium
merupakan logam yang aktif (lebih mudah berkarat).
BAB
III
KESIMPULAN
5.1.
Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil dari
uraian diatas adalah sebagai berikut:
·
Asam cuka,air tawar,air
hujan dan air panas termasuk kedalam bahan-bahan korosif (bahan yang dapat
menyebabkan korosi).
·
Minyak tanah bukanlah
bahan yang dapat menyebabkan korosi,oleh karena itu minyak tanah tidak termasuk
kedalam bahan yang korosif.
DAFTAR PUSTAKA
Suroso,
Asih, dkk.2011. Kimia untuk SMA/MA Kelas XII Semester 1. Aspirasi
Purba,
Michael. 2007. KIMIA untuk Kelas XII. Jakarta : Erlangga
Sagala,
Polmer P. 2011. Jago KIMIA SMA Kelas 1, 2, 3. Jakarta : Kawan
Pustaka
No comments:
Post a Comment