Korosi

BAB I

PENDAHULUAN

A.           Latar Belakang

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.

Dalam  kehidupan sehari-hari, korosi dapat kita jumpai terjadi pada berbagai jenis logam. Bangunan-bangunan maupun peralatan elektronik yang memakai komponen logam seperti seng, tembaga, besi baja, dan sebagainya semuanya dapat terserang oleh korosi ini. Selain pada perkakas logam ukuran besar, korosi ternyata juga mampu menyerang logam pada komponen-komponen renik peralatan elektronik, mulai dari jam digital hingga komputer serta peralatan canggih lainnya yang digunakan dalam berbagai aktivitas umat manusia, baik dalam kegiatan industri maupun di dalam rumah tangga.

Kerugian yang dapat ditimbulkan oleh korosi tidak hanya biaya langsung seperti pergantian peralatan industri, perawatan jembatan, konstruksi dan sebagainya, tetapi juga biaya tidak langsung seperti terganggunya proses produksi dalam industri serta kelancaran transportasi yang umumnya lebih besar dibandingkan biaya langsung. Oleh karena itu, makalah ini dibuat untuk mengetahui faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi korosi sehingga kita bisa mencegah terjadinya korosi.

B.            Hipotesis

1

Berdasarkan latar belakang yang telah disampaikan, penulis mempunyai hipotesis sebagai berikut : “ Korosi pada sebuah logam seperti besi dipengaruhi oleh oksigen, kelembapan udara, dan larutan elektrolit, dan pH asam.”

C.           Rumusan Masalah

Untuk membuktikan bahwa hipotesis penulis benar, maka penulis menyusun rumusan masalah yang diharapkan dapat membuktikan hipotesisnya. Adapun rumusan masalahnya sebagai berikut :

1.    Bagaimana metodologi percobaan pembuktian mengenai faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi adanya korosi?

2.    Apa hasil dari percbaan yang telah diuji coba?

3.    Apa landasan teori pembuktian bahwa korosi dipengaruhi oleh oksigen, kelembapan udara, dan larutan elektrolit serta pH asam?

D.           Tujuan Penulisan Makalah

Adapun tujuan penulisan makalah ini sebagai berikut :

1.    Untuk mengetahui cara kerja percobaan mengenai pembuktian faktor-faktor yang mempengaruhi korosi;

2.    Untuk mengetahui apakah hipotesis itu terbukti benar atau tidak;

3.    Untuk mengetahui dan memahami landasan teorinya.

E.            Metode Penulisan

1.    Metode Observasi

Penulis terjun ke lapangan dan melakukan pengumpulan data dengan melihat keadaan di sekitar dan melakukan beberapa penelitian, percobaan, dan pencatatan terhadap objek yang dipelajari dan diteliti.

2.    Studi pustaka

Teknik pengumpulan data-data penting dari buku dan sumber lain seperti internet yang yang berhubungan dengan objek yang penulis teliti.

F.            Sistematika Penulisan

Dalam pembuatan laporan ini penulis membagi ke dalam empat bab.

Bab I  berupa pendahuluan yang memuat latar belakang masalah,hipotesis, rumusan masalah, tujuan penulisan, metode penulisan, dan sistematika penulisan.

Bab II berupa tinjauan pustaka yang memuat pengertian korosi, jenis-jenis korosi, mekanisme terjadinya korosi, faktor-faktor yang mempengaruhi korosi, dampak korosi, dan cara mencegah korosi.

Bab III berupa pembahasan yang memuat waktu dan tempat penelitian, metodologi penelitian, hasil penelitian, pembuktian, dan pembahasan.

Bab IV berupa penutup yang memuat kesimpulan dan saran.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A.           Pengertian Korosi

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 adalah berupa oksida atau karbonat. Rumus kimia karat besi adalah Fe₂O₃.nH₂O, suatu zat padat yang berwarna coklat-merah.

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)

4

Ion besi(II) yang terbentuk pada anode selanjutnya teroksidasi membentuk ion besi(III) yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi, yaitu karat besi. Mengenai bagian mana dari besi itu yang bertindak sebagai anode dan bagian mana yang bertindak sebagai katode, bergantung pada berbagai faktor, misalnya zat pengotor, atau perbedaan rapatan logam itu.

Korosi dapat juga diartikan sebagai serangan yang merusak logam karena logam bereaksi secara kimia atau elektrokimia dengan lingkungan.

Ada definisi lain yang mengatakan bahwa korosi adalah kebalikan dari proses ekstraksi logam dari bijih mineralnya. Contohnya, bijih mineral logam besi di alam bebas ada dalam bentuk senyawa besi oksida atau besi sulfida, setelah diekstraksi dan diolah, akan dihasilkan besi yang digunakan untuk pembuatan baja atau baja paduan. Selama pemakaian, baja tersebut akan bereaksi dengan lingkungan yang menyebabkan korosi (kembali menjadi senyawa besi oksida).

B.            Jenis-Jenis Korosi

Jenis kerusakan yang terjadi tidak hanya tergantung pada jenis logam, keadaan fisik logam, dan keadaan penggunaan-penggunaannya, tetapi juga tergantung pada lingkungannya. Ditinjau dari bentuk produk atau prosesnya, menurut Setyowati tahun 2008 korosi dapat dibedakan dalam beberapa jenis, di antaranya :

1.    Korosi merata (uniform corrosion)

Korosi merata adalah korosi yang terjadi secara serentak di seluruh permukaan logam. Oleh karena itu, pada logam yang mengalami korosi merata akan terjadi pengurangan dimensi yang relatif besar per satuan waktu. Kerugian langsung akibat korosi merata berupa kehilangan material konstruksi, keselamatan kerja, dan pencemaran lingkungan akibat produk korosi dalam bentuk senyawa yang mencemarkan lingkungan. Sedangkan kerugian tidak langsung, antara lain berupa penurunan kapasitas dan peningkatan biaya perawatan (preventive maintenance).

Gambar 1. Korosi menyeluruh atau merata

2.    Korosi celah (crevice corrosion)

Korosi celah adalah korosi lokal yang terjadi pada celah diantara dua komponen. Mekanisme terjadinya korosi celah ini diawali dengan terjadi korosi merata diluar dan di dalam celah, sehingga terjadi oksidasi logam dan reduksi oksigen. Pada suatu saat oksigen (O₂) di dalam celah habis, sedangkan oksigen (O₂) di luar celah masih banyak, akibatnya permukaan logam yang berhubungan dengan bagian luar menjadi katoda dan permukaan logam yang di dalam celah menjadi anoda sehingga terbentuk celah yang terkorosi.

Gambar 2. Korosi celah pada sambungan pipa

3.    Korosi galvani (galvanic corrosion)

Korosi galvanik terjadi apabila dua logam yang tidak sama dihubungkan dan berada di lingkungan korosif. Salah satu dari logam tersebut akan mengalami korosi, sementara logam lainnya akan terlindung dari serangan korosi. Logam yang mengalami korosi adalah logam yang memiliki potensial yang lebih rendah dan logam yang tidak mengalami korosi adalah logam yang memiliki potensial lebih tinggi.

Gambar 3. Korosi galvani

4.    Korosi selektif (selective leaching)

Selective leaching adalah korosi yang terjadi pada paduan logam karena pelarutan salah satu unsur paduan yang lebih aktif, seperti yang biasa terjadi pada paduan tembaga-seng. Contoh lain selective leaching terjadi pada besi tuang kelabu yang digunakan sebagai pipa pembakaran. Berkurangnya besi dalam paduan besi tuang akan menyebabkan paduan tersebut menjadi lemah, sehingga dapat menyebabkan terjadinya pecah pada pipa.

Gambar 4. Korosi selektif

5.    Korosi antar kristal (intergranular corrosion)

Korosi intergranular adalah bentuk korosi yang terjadi pada paduan logam akibat terjadinya reaksi antar unsur logam tersebut di batas butirnya. Seperti yang terjadi pada baja tahan karat austenitik apabila diberi perlakuan panas. Pada temperatur 425 – 815^oC karbida krom (Cr₂₃C₆) akan mengendap di batas butir. Dengan kandungan krom dibawah 10 %, didaerah pengendapan tersebut akan mengalami korosi dan menurunkan kekuatan baja tahan karat tersebut.

Gambar 5. Korosi batas butir pada pipa

6.    Korosi retak tegang (stress corrosion cracking)

Korosi retak tegang (stress corrosion cracking), korosi retak fatik (corrosionfatique cracking) dan korosi akibat pengaruh hidogen (corrosion inducedhydrogen) adalah bentuk korosi dimana material mengalami keretakan akibat pengaruh lingkungannya. Korosi retak tegang terjadi pada paduan logam yang mengalami tegangan tarik statis di lingkungan tertentu, seperti : baja tahan karat sangat rentan terhadap lingkungan klorida panas, tembaga rentan dilarutan amonia dan baja karbon rentan terhadap nitrat. Korosi retak fatik terjadi akibat tegangan berulang dilingkungan korosif. Sedangkan korosi akibat pengaruh hidogen terjadi karena berlangsungnya difusi hidrogen kedalam kisi paduan.

Gambar 6. Korosi SCC pada logam

7.    Korosi erosi

Korosi erosi adalah korosi yang terjadi pada permukaan logam yang disebabkan aliran fluida yang sangat cepat sehingga merusak permukaan logam dan lapisan film pelindung. Korosi erosi juga dapat terjadi karena efek-efek mekanik yang terjadi pada permukaan logam, misalnya : pengausan, abrasi dan gesekan. Logam yang mengalami korosi erosi akan menimbulkan bagian-bagian yang kasar dan tajam.

Gambar 7. Gambar sebuah blade akibat korosi erosi

8.    Pitting corrosion

Korosi sumuran (pitting corrosion), korosi ini terjadi akibat adanya sistem anoda pada logam, dimana daerah tersebut terdapat konsentrasi ion Cl^–  yang tinggi. Korosi jenis ini sangat berbahaya karena pada bagian permukaan hanya lubang kecil, sedangkan pada bagian dalamnya terjadi proses korosi membentuk “sumur” yang tidak tampak.

Gambar 8. Korosi sumuran pada westafle

C.           Mekanisme Korosi

1.    Korosi merata (uniform corrosion)

Mekanisme uniform corrosion dengan distribusi seragam dari reaktan katodik atas seluruh permukaan logam yang terekspose. Pada lingkungan asam (pH < 7), terjadi reduksi ion hidrogen  dan pada lingkungan basa (pH > 7) atau netral (pH = 7), terjadi reduksi oksigen. Kedua berlangsung secara "seragam" dan tidak ada lokasi preferensial atau lokasi untuk reaksi katodik atau anodik. Katoda dan anoda terletak secara acak dan bergantian dengan waktu. Hasil akhirnya adalah hilangnya kurang lebih yang seragam dimensi.

2.    Korosi celah (crevice corrosion)

Mekanisme Crevice Corrosion dimulai oleh perbedaan konsentrasi beberapa kandungan kimia, biasanya oksigen, yang membentuk konsentrasi sel elektrokimia (perbedaan sel aerasi dalam kasus oksigen). Di luar dari celah (katoda), kandungan oksigen dan pH lebih tinggi - tetapi klorida lebih rendah.

3.    Korosi galvani (galvanic corrosion)

Mekanisme korosi galvanik : korosi ini terjadi karena proses elektro kimiawi dua macam metal yang berbeda potensial dihubungkan langsung di dalam elektrolit sama. Dimana electron mengalir dari metal kurang mulia (anodik) menuju metal yang lebih mulia (katodik), akibatnya metal yang kurang mulia berubah menjadi ion – ion positif karena kehilangan electron. Ion-ion positif metal bereaksi dengan ion negatif yang berada di dalam elektrolit menjadi garam metal. Karena peristiwa tersebut, permukaan anoda kehilangan metal sehingga terbentuklah sumur - sumur karat (Surface Attack) atau serangan karat permukaan.

4.    Korosi selektif (selective leaching)

Mekanisme selective leaching : logam yang berbeda dan paduan memiliki potensial yang berbeda (atau potensial korosi) pada elektrolit yang sama. Paduan modern mengandung sejumlah unsur paduan berbeda yang menunjukkan potensial korosi yang berbeda. Beda potensial antara elemen paduan menjadi kekuatan pendorong untuk serangan preferensial yang lebih "aktif" pada elemen dalam paduan tersebut.

5.    Korosi antar kristal (intergranular corrosion)

Mekanisme intergranular corrosion : jenis serangan ini diawali dari beda potensial dalam komposisi, seperti sampel inti “coring” biasa ditemui dalam paduan casting. Pengendapan pada batas butir, terutama kromium karbida dalam baja tahan karat, merupakan mekanisme yang diakui dan diterima dalam korosi intergranular.

6.    Korosi retak tegang (stress corrosion cracking)

Mekanisme SCC : terjadi akibat adanya hubungan dari 3 faktor komponen, yaitu (1) Bahan rentan terhadap korosi, (2) adanya larutan elektrolit (lingkungan) dan (3) adanya tegangan. Sebagai contoh, tembaga dan paduan rentan terhadap senyawa amonia, baja ringan rentan terhadap larutan alkali dan baja tahan karat rentan terhadap klorida.

7.    Korosi erosi

Mekanisme erosion corrosion : efek mekanik aliran atau kecepatan fluida dikombinasikan dengan aksi cairan korosif menyebabkan percepatan hilangnya dari logam. Tahap awal melibatkan penghapusan mekanik film pelindung logam dan kemudian korosi logam telanjang oleh cairan korosif  yang mengalir. Proses siklus ini sampai pelubangan komponen terjadi.

8.    Pitting corrosion

Mekanisme Pitting Corrosion : Untuk material bebas cacat, korosi sumuran disebabkan oleh lingkungan kimia yang mungkin berisi spesies unsur kimia agresif seperti klorida. Klorida sangat merusak lapisan pasif (oksida) sehingga pitting dapat terjadi pada dudukan oksida. Lingkungan juga dapat mengatur perbedaan sel aerasi (tetesan air pada permukaan baja, misalnya) dan pitting dapat dimulai di lokasi anodik (pusat tetesan air).

D.           Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Korosi

1.    Kontak langsung logam dengan H₂O dan O₂

Korosi pada permukaan logam merupakan proses yang mengandung reaksi redoks. Reaksi yang terjadi ini merupakan sel Volta mini. sebagai contoh, korosi besi terjadi apabila ada oksigen (O₂) dan air (H₂O). Logam besi tidaklah murni, melainkan mengandung campuran karbon yang menyebar secara tidak merata dalam logam tersebut. Hal tersebut menimbulkan perbedaan potensial listrik antara atom logam dengan atom karbon (C). Atom logam besi (Fe) bertindak sebagai anode dan atom C sebagai katode. Oksigen dari udara yang larut dalam air akan tereduksi, sedangkan air sendiri berfungsi sebagai media tempat berlangsungnya reaksi redoks pada peristiwa korosi. Jika jumlah O₂ dan H₂O yang mengalami kontak dengan permukaan logam semakin banyak, maka semakin cepat berlangsungnya korosi pada permukaan logam tersebut.

2.      Keberadaan zat pengotor

Zat Pengotor di permukaan logam dapat menyebabkan terjadinya reaksi reduksi tambahan sehingga lebih banyak atom logam yang teroksidasi. Sebagai contoh, adanya tumpukan debu karbon dari hasil pembakaran BBM pada permukaan logam mampu mempercepat reaksi reduksi gas oksigen pada permukaan logam yang mengakibatkan proses korosi semakin cepat pula.

3.    Kontak dengan elektrolit

Keberadaan elektrolit, seperti garam dalam air laut dapat mempercepat laju korosi dengan menambah terjadinya reaksi tambahan. Konsentrasi elektrolit yang besar dapat meningkatkan laju aliran elektron sehingga laju korosi meningkat.

4.    Temperatur

Temperatur mempengaruhi kecepatan reaksi redoks pada peristiwa korosi. Secara umum, semakin tinggi temperatur maka semakin cepat terjadinya korosi. Hal ini disebabkan dengan meningkatnya temperatur maka meningkat pula energi kinetik partikel sehingga kemungkinan terjadinya tumbukan efektif pada reaksi redoks semakin besar dan laju korosi pada logam semakin meningkat. Efek korosi yang disebabkan oleh pengaruh temperatur dapat dilihat pada perkakas-perkakas atau mesin-mesin yang dalam pemakaiannya menimbulkan panas akibat gesekan (seperti cutting tools ) atau dikenai panas secara langsung (seperti mesin kendaraan bermotor).

5.      pH

Peristiwa korosi pada kondisi asam, yakni pada kondisi pH < 7 semakin besar, karena adanya reaksi reduksi tambahan yang berlangsung pada katode yaitu:

2H⁺(aq) + 2e^- → H₂

Adanya reaksi reduksi tambahan pada katode menyebabkan lebih banyak atom logam yang teroksidasi sehingga laju korosi pada permukaan logam semakin besar.

6.    Metalurgi

a.    Permukaan logam

Permukaan logam yang lebih kasar akan menimbulkan beda potensial dan memiliki kecenderungan untuk menjadi anode yang terkorosi.

b.    Efek Galvanic Coupling

Kemurnian logam yang rendah mengindikasikan banyaknya atom-atom unsur lain yang terdapat pada logam tersebut sehingga memicu terjadinya efek galvanic coupling , yakni timbulnya perbedaan potensial pada permukaan logam akibat perbedaan E° antara atom-atom unsur logam yang berbeda dan terdapat pada permukaan logam dengan kemurnian rendah. Efek ini memicu korosi pada permukaan logam melalui peningkatan reaksi oksidasi pada daerah anode.

7.    Mikroba

Adanya koloni mikroba pada permukaan logam dapat menyebabkan peningkatan korosi pada logam. Hal ini disebabkan karena mikroba tersebut mampu mendegradasi logam melalui reaksi redoks untuk memperoleh energi bagi keberlangsungan hidupnya. Mikroba yang mampu menyebabkan korosi, antara lain: protozoa, bakteri besi mangan oksida, bakteri reduksi sulfat, dan bakteri oksidasi sulfur-sulfida. Thiobacillus thiooxidans Thiobacillus ferroxidans.

E.            Dampak Korosi

Dalam kehidupan sehari-hari, korosi dapat kita jumpai terjadi pada berbagai jenis logam. Bangunan-bangunan maupun peralatan elektronik yang memakai komponen logam seperti seng, tembaga, besi-baja dan sebagainya semuanya dapat terserang oleh korosi ini. Seng untuk atap dapat bocor karena termakan korosi. Demikian juga besi untuk pagar tidak dapat terbebas dari masalah korosi. Jembatan dari baja maupun badan mobil dapat menjadi rapuh karena peristiwa alamiah yang disebut korosi. Hal ini disebabkan karena korosi yang menyerang piranti maupun komponen-komponen elektronika dapat mengakibatkan kerusakan bahkan kecelakaan. Karena korosi ini maka sifat elektrik komponen-komponen renik elektronika dalam komputer, televisi, video, kalkulator, jam digital dan sebagainya dalam kehidupan rumah tangga menjadi rusak.

Korosi merupakan masalah teknis dan ilmiah yang serius. Di negara-negara maju sekalipun, masalah ini secara ilmiah belum tuntas terjawab hingga saat ini. Selain merupakan masalah ilmu permukaan yang merupakan kajian dan perlu ditangani secara fisika, korosi juga menyangkut kinetika reaksi yang menjadi wilayah kajian para ahli kimia.

Korosi juga menjadi masalah ekonomi karena menyangkut umur, penyusutan dan efisiensi pemakaian suatu bahan maupun peralatan dalam kegiatan industri. Milyaran Dolar AS telah dibelanjakan setiap tahunnya untuk merawat jembatan, peralatan perkantoran, kendaraan bermotor, mesin-mesin industri serta peralatan elektronik lainnya agar umur konstruksinya dapat bertahan lebih lama.

Banyak negara telah berusaha menghitung biaya korosi nasional dengan cara yang berbeda-beda, umumnya jatuh pada nilai yang berkisar antara 1,5 – 5,0 persen dari GNP (Gross National Product)/PNB (Produk Nasional Bruto). Para praktisi saat ini cenderung sepakat untuk menetapkan biaya korosi sekitar 3,5 persen dari GNP. Kerugian yang dapat ditimbulkan oleh korosi tidak hanya biaya langsung seperti pergantian peralatan industri, perawatan jembatan, konstruksi dan sebagainya, tetapi juga biaya tidak langsung seperti terganggunya proses produksi dalam industri serta kelancaran transportasi yang umumnya lebih besar dibandingkan biaya langsung.

F.            Cara Mencegah Korosi

Dari semua kerugian yang ditimbulkan tersebut maka dipandang perlu agar kita dapat mengetahui langkah-langkah apa saja yang dapat mencegah atau menekan laju korosi.

1.    Korosi merata (uniform corrosion)

Cara pengendalian korosi menyeluruh, sebagai berikut :

a.     Dengan melakukan pelapisan dengan cat atau dengan material yang lebih anodik;

b.     Melakukan inhibitas dan proteksi katodik (cathodik protection).

2.    Korosi celah (crevice corrosion)

Cara pengendalian korosi celah adalah sebagai berikut:

a.    Hindari pemakaian sambungan paku keeling atau baut, gunakan sambungan las;

b.    Gunakan gasket non absorbsing;

c.    Usahakan menghindari daerah dengan aliran udara.

3.    Korosi galvani (galvanic corrosion)

Metode-metode yang dilakukan dalam pengendalian korosi ini adalah:

a.    Menekan terjadinya reaksi kimia atau elektrokimianya seperti reaksi anoda dan katoda;

b.    Mengisolasi logam dari lingkungannya;

c.    Mengurangi ion hydrogen di dalam lingkungan yang di kenal dengan mineralisasi;

d.   Mengurangi oksigen yang larut dalam air;

e.    Mencegah kontak dari dua material yang tidak sejenis;

f.     Memilih logam-logam yang memiliki unsure-unsur yang berdekatan;

g.    Mencegah celah atau menutup celah;

h.    Mengadakan proteksi katodik,dengan menempelkan anoda umpan.

4.    Korosi selektif (selective leaching)

Cara pengendalian atau mencegah selective leaching adalah menghindari komposisi yang berbeda dari material penyusun.

5.    Korosi antar kristal (intergranular corrosion)

Cara pengendalian korosi batas butir adalah:

a.    Turunkan kadar karbon dibawah 0,03%;

b.    Tambahkan paduan yang dapat mengikat karbon;

c.    Pendinginan cepat dari temperatur tinggi;

d.    Pelarutan karbida melalui pemanasan;

e.    Hindari pengelasan.

6.    Korosi retak tegang (stress corrosion cracking)

Cara pengendalian korosi tegangan adalah:

a.    Turunkan besarnya tegangan;

b.    Turunkan tegangan sisa termal;

c.    Kurangi beban luar atau perbesar area potongan;

d.   Penggunaan inhibitor.

7.    Korosi erosi

Cara pengendalian korosi erosi adalah:

a.    Menghindari partikel abrasive pada fluida;

b.    Mengurangi kecepatan aliran fluida.

8.    Pitting corrosion

Cara pengendalian korosi sumuran adalah sebagai berikut:

a.     Hindari permukaan logam dari goresan;

b.     Perhalus permukaan logam;

c.    Menghindari komposisi material dari berbagai jenis logam.

BAB III

PEMBAHASAN

A.           Waktu dan Tempat Studi Lapangan

Percobaan dilakukan di salah satu rumah anggota kelompok . waktu penelitian untuk menghasilkan hasil percobaan dilakukan 2 hari mulai tanggal 22 Nopember 2015 – 23 Nopember 2015.

B.            Metodologi Percobaan

1.    Tujuan             :  Untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi korosi.

2.    Alat dan Bahan

a.    Alat

1.) 6 buah aqua gelas bekas

2.) Plastik

3.) Karet gelang

4.) Sendok

b.    Bahan :

1.) 6 buah besi ( paku )

2.) Minyak goreng

3.) Minyak tanah

4.) Air dingin

5.) Air panas

6.) Larutan garam

7.) CH₃COOH

3.    Langkah Kerja

a.    Siapkan alat dan bahan, pastikan bersih dan tidak ada campuran bahan lain.

b.   

19

Menuangkan semua larutan ke dalam aqua gelas dengan tinggi kira-kira dapat merendam paku.

c.    Gelas pertama : memasukkan paku ke dalam aqua gelas yang berisi air dingin.

d.   Gelas kedua : memasukkan paku  ke dalam aqua gelas yang berisi air mendidih dengan aqu tersebut ditutup dengan plastik.

e.    Gelas ketiga : memasukkan paku ke dalam aqua gelas yang berisi minyak goreng.

f.     Gelas keempat : memasukkan paku ke dalam aqua gelas yang berisi larutan garam.

g.    Gelas kelima : memasukkan paku ke dalam aqua gelas yang berisi minyak tanah.

h.    Gelas keenam : memasukkan paku ke dalam aqua gelas yang berisi  CH₃COOH.

i.      Menunggu sampai dua hari hingga benar-benar bias diamati reaksinya.

j.      Mengamati logam paku masing-masing aqua gelas.

k.    Mencatat hasil pengamatan.

C.           Hasil Percobaan

No.	Paku dalam aqua gelas berisi	Terjadi Korosi		Banyak korosi
		Ya	Tidak
1.	Air dingin	√		Banyak
2.	Air panas tertutup	√		Banyak
3.	Air Garam	√		Sedikit
4.	Minyak goreng		√	-
5.	Minyak tanah		√	-
6.	Air cuka	√		Banyak

E.            Pembahasan

1.    Gelas pertama memasukkan paku ke dalam aqua gelas yang berisi air dingin

a.    Hasil pengamatan : paku berkarat

b.    Landasan teori

Oksigen berperan dalam proses korosi karena oksigen mengalami reduksi pada bagian besi yang bertindak sebagai katode. Berdasarkan hal ini, maka semakin banyak oksigen di suatu tenmpat maka akan semakin cepat korosi besi (logam) di dalamnya terjadi.

Korosi pada permukaan logam merupakan proses yang mengandung reaksi redoks. Reaksi yang terjadi ini merupakan sel Volta mini. sebagai contoh, korosi besi terjadi apabila ada oksigen (O₂) dan air (H₂O). Logam besi tidaklah murni, melainkan mengandung campuran karbon yang menyebar secara tidak merata dalam logam tersebut. Hal tersebut menimbulkan perbedaan potensial listrik antara atom logam dengan atom karbon (C). Atom logam besi (Fe) bertindak sebagai anode dan atom C sebagai katode. Oksigen dari udara yang larut dalam air akan tereduksi, sedangkan air sendiri berfungsi sebagai media tempat berlangsungnya reaksi redoks pada peristiwa korosi. Jika jumlah O₂ dan H₂O yang mengalami kontak dengan permukaan logam semakin banyak, maka semakin cepat berlangsungnya korosi pada permukaan logam tersebut.

2.    Gelas kedua memasukkan paku ke dalam aqua gelas yang berisi air mendidih dengan aqua tersebut ditutup dengan plastik

a.    Hasil pengamatan : paku berkarat

b.    Landasan teori

Perubahan temperatur berpengaruh terhadap kelembaban relatif dan dapat menyebabkan pengembunan titik embun. Jika temperatur turun lebih rendah dari titik embun, udara menjadi jenuh dengan uap air dan titik-titik air akan mengendap pada setiap permukaan yang terbuka. Pengembunan bisa terjadi di semua permukaan yang cukup dingin, baik di luar maupun di dalam. Titik-titik air dapat menggenang pada tempat-tempat tertentu dan membentuk kolam elektrolit yang tersembunyi dalam suatu struktur sehingga korosi terjadi di tempat yang tidak disanga-sangka.

3.    Gelas ketiga memasukkan paku ke dalam aqua gelas yang berisi minyak goreng

a.    Hasil pengamatan : paku tidak berkarat

b.    Landasan teori

Minyak goreng tidak mengandung oksigen dan tidak dapat berikatan dengan oksigen di udara, sehingga walaupun tabung dibuka, keadaan paku dan sekitar paku dalam tabung bebas dari oksigen.

4.    Gelas keempat memasukkan paku ke dalam aqua gelas yang berisi larutan garam

a.    Hasil pengamatan : paku berkarat

b.    Landasan teori

Larutan garam mengandung air (H₂O), dan keadaan tabung terbuka, sehingga oksigen (O₂) di udara dapat masuk ke tabung, dan menyebabkan adanya oksigen terlarut pada larutan NaCl di tabung ini. Adanya oksigen dan air jelas dapat menyebabkan terjadinya korosi pada paku di tabung ini. Larutan NaCl adalah larutan elektrolit, larutan elektrolit adalah salah satu faktor untuk mempercepat reaksi korosi.

Larutan garam mengalami reaksi elektrolisis :

Katode : 2H₂O (l) + 2e → H₂ (g) +2OH- (aq)

Anode : 2Cl^- (aq) → Cl₂ (g) + 2e

Reaksi sel : 2H₂O (l) + 2Cl^- (aq) → 2OH^- (aq) + H₂ (g) + Cl₂ (g)

5.    Gelas kelima memasukkan paku ke dalam aqua gelas yang berisi minyak tanah

a.    Hasil pengamatan : paku tidak berkarat

b.    Landasan teori

Minyak tanah tidak mengandung oksigen dan tidak dapat berikatan dengan oksigen di udara, sehingga walaupun tabung dibuka, keadaan paku dan sekitar paku dalam tabung bebas dari oksigen. Selain itu, pada tabung ini juga tidak terdapat air sama sekali. Keadaan tanpa oksigen dan air ini tidak memungkinkan terjadinya reaksi perkaratan/korosi.

6.    Gelas keenam memasukkan pake ke dalam aqua gelas yang berisi cuka

a.    Hasil pengamatan : paku berkarat

b.    Landasan teori

Asam akan sangat mempercepat korosi apabila ia telah berinteraksi dengan O_2, dan akan mencegah korosi apabila ia tidak berinteraksi dengan O_2..

BAB IV

KESIMPULAN

A.           Kesimpulan

1.    Besi yang cepat berkarat adalah besi yang di dalam air yang terbuka artinya pengaruh oksigen dan air sangat kuat.

2.    Faktor penyebab besi berkarat adalah oksigen dan air.

3.    Semakin tinggi suhu semakin tinggi pula terjadi korosi.

4.    Elektrolit dapat mempercepat korosi dan makin besar konsentrasi elektrolit makin cepat korosi.

5.    pH kurang dari 7 akan mempercepat proses korosi apabila bercampur dengan oksigen di udara.

6.    Kecepatan terjadinya perkaratan pada masing-masing gelas berbeda.

B.            Saran

Korosi adalah peristiwa yang merugikan, karena dapat merusak benda-benda, terutama yang terbuat dari besi. Untuk mengatasi terjadinya korosi, dapat dilakukan berbagai langkah, diantaranya :

1.    Dicat

Cat menghindarkan kontak besi dengan udara dan air. Sehingga apabila kontak besi dan udara dapt dihindari, maka reaksi perkaratan tidak mungkin terjadi.

2.    Melumuri dengan oli atau minyak

Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin oli atau minyak mencegah kontak besi dengan air. Penghindaran kontak besi dengan air sama saja artinya dengan menghindarkan dari kontak dengan oksigen pada air, sehingga korosi tidak terjadi. Selain itu, menghindari kontak dengan air juga sama halnya dengan menghindari salah satu faktor penyebab korosi, yaitu kelembapan.

	26

 

3.    Dibalut dengan plastik

Berbagai macam barang, misalnya rak piring dan kerancang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik mencegah kontak besi udara dan air. Penghindaran kontak besi dengan air sama saja artinya dengan menghindarkan dari kontak dengan oksigen pada air, sehingga korosi tidak terjadi. Selain itu, menghindari kontak dengan air juga sama halnya dengan menghindari salah satu faktor penyebab korosi, yaitu kelembapan.

4.    Tin plating (pelapisan dengan timah)

Biasanya kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi dilapisi dengan timah. Pelapisan dilakukan secara elektrolisis, yang disebut electro plating. Timah tergolong logam yang tahan karat. Besi yang dilapisi timah tidak mengalami korosi karena tidak adanya kontak dengan oksigen (udara) dan air. Akan tetapi, lapisan timah hanya melindungi besi selama lapisan utuh (tanpa cacat). Apabila lapisan timah ada yang cacat, misalnya tergores, maka timah justru mendorong/mempercepat korosi besi. Hal itu terjadi karena potensial reduksi besi lebih negatif daripada timah. Oleh karena itu, besi yang dilapisi timah akan membentuk suatu sel elektrokimia dengan besi sebagai anode. Dengan demikian timah mendorong korosi besi.

5.    Galvanisasi (pelapisan dengan zink)

Pipa besi, tiang telepon, badan mobil, dan berbagai barang lain dilapisi dengan zink. Berbeda dengan timah, zink dapat melindungi besi dari korosi sekalipun lapisannya tidak utuh. Hal itu terjadi karena suatu mekanisme yang disebut perlindungan katode. Oleh karena potensial reduksi besi lebih positif daripada zink, maka besi yang kontak dengan zink akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katode. Dengan demikian, besi terlindungi dan zink yang mengalami oksidasi.

6.    Cromium plating (pelapisan dengan kromium)

Besi atau baja juga dapat dilapisi dengan kromium untuk memberi lapisan pelindung yang mengkilap, misalnya untuk bemper mobil. Cromium plating juga dilakukan dengan elekrolisis. Sama seperti zink, kromium juga dapat memberi perlindungan sekalipun lapisan kromium itu ada yang rusak.

7.    Sacrificial protection (pengorbanan anode)

Magnesium adalah logam yang jauh labih aktif (berarti lebih mudah berkarat) daripada besi. Jika logam magnesium dikontakkan dengan besi maka magnesium itu akan berkarat tetapi besi tidak. Cara ini digunakan untuk melindungi pipa baja yang ditanam dalam tanah atau badan kapal laut. Secara periodik, batang magnesium harus diganti.

DAFTAR PUSTAKA

Himpunan Mahasiswa Mesin Unsyiah. 2013. Macam-Macam Bentuk Korosi [online]. Tersedia : http://m10mechanicalengineering.blogspot.co.id/2013/11/macam-macam-bentuk-korosi.html. [22 Nopember 2015]

Irvan, Julius. 2013. Penyebab Korosi [online]. Tersedia : http://sainsforhuman.blogspot.co.id/2013/07/apa-itu-korosi-penyebab-dan-cara.html. [22 Nopember 2015]

Kumala, Ratih. 2011. Dampak Korosi [online]. Tersedia : http://ratihkumalachachae.blogspot.co.id/2011/12/mengenal-korosi-dan-akibatnya-serta.html. [22 Nopember 2015]

	29