LAPORAN
PRAKTIKUM KIMIA
FAKTOR-FAKTOR
YANG MEMENGARUHI KOROSI
DISUSUN
OLEH
YURIZQA
PUTRI
XII
IPA 1
SMAN
3 SINGKAWANG
2013/2014
A.
TUJUAN
Menunjukkan factor-faktor yang
memengaruhi terjadinya korosi (karat) besi.
B.
DASAR
TEORI
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.
Sebagian orang
mengartikan korosi sebagai karat, yakni sesuatu yang hampir dianggap sebagai
musuh umum masyarakat. Karat (rust) adalah sebutan yang belakangan ini hanya
dikhususkan bagi korosi pada besi, padahal korosi merupakan gejala destruktif
yang mempengaruhi hampir semua logam.Walaupun besi bukan logam pertama yang
dimanfaatkan oleh manusia, tidak perlu diingkari bahwa logam itu paling banyak
digunakan, dan karena itu, paling awal menimbulkan masalah korosi serius.
Karena itu tidak mengherankan bila istilah korosi dan karat hampir dianggap
sinonim (Chamberlain, 1991).
Reaksi
reduksi oksidasi merupakan reaksi yang disertai pertukaran elektron antara
pereaksi, yang menyebabkan keadaan oksidasi berubah. Dari sejarahnya, istilah
oksidasi diterapkan untuk proses-proses dimana oksigen diambil oleh suatu zat.
Maka reduksi dianggap sebagai proses dimana oksigen diambil dari dalam suatu
zat. Kemudian pengangkapan hidrogen juga disebut reduksi, sehingga kehilangan
hidrogen harus disebut dengan oksidasi. Sekali lagi reaksi-reaksi lain dimana
baiik oksigen maupun hidrogen yang tidak ambil bagian belum bisa dikelompokkan
sebagai oksidasi atau reduksi sebelum definisi oksidasi dan reduksi yang paling
umum, yang didasarkan pada pelepasan dan pengambilan elektron, disusun orang
(Svehla, 1990).
Korosi
dapat digambarkan sebagai sel galvanik yang mempunyai hubungan pendek dimana
beberapa daerah permukaan logam bertindak sebagai katoda dan lainnya sebagai
anoda, dan rangkaian listrik dilengkapi oleh aliran electron menuju besi itu
sendiri. Sel elektrokimia terbentuk pada bagian logam dimana terdapat pengotor
atau di daerah yang terkena tekanan (Oxtoby, dkk., 1999).
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)
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.
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 (Svehla, 1990).
Korosi dapat juga
diartikan sebagai serangan yang merusak logam karena logam bereaksi
secara kimia atauelektrokimia dengan
lingkungan. Ada definisi lain yang mengatakan bahwa korosi adalah kebalikan
dari prosesekstraksi logam
dari bijih mineralnya.
Contohnya, bijih mineral logam besi di alam bebas
ada dalam bentuksenyawabesi 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).
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.
Faktor-Faktor
Yang Mempengaruhi Korosi
Ada beberapa faktor
yang mempengaruhi suatu logam dapat terkorosi dan kecepatan laju korosi suatu
logam. Suatu logam yang sama belum tentu mengalami kasus korosi yang sama pula
pada lingkungan yang berbeda. Begitu juga dua logam pada kondisi lingkungan
yang sama tetapi jenis materialnya berbeda, belum tentu mengalami korosi yanga
sama. Dari hal tersebut, maka dapat dikatakan bahwa terdapat dua faktor yang
dapat mempengaruhi korosi suatu logam, yaitu faktor metalurgi dan faktor
lingkungan.
1. Faktor
Metalurgi
Faktor metalurgi adalah pada material itu sendiri. Apakah suatu logam dapat
tahan terhadap korosi, berapa kecepatan korosi yang dapat terjadi pada suatu
kondisi, jenis korosi apa yang paling mudah terjadi, dan lingkungan apa yang
dapat menyebabkan terkorosi, ditentukan dari faktor metalurgi tersebut.
Yang termasuk dalam
faktor metalurgi antara lain :
a. Jenis
logam dan paduannya
Pada lingkungan tertentu, suatu logam dapat tahan tehadap korosi.Sebagai
contoh, aluminium dapat membentuk lapisan pasif pada lingkungan tanah dan air
biasa, sedangkan Fe, Zn, dan beberapa logam lainnya dapat dengan mudah
terkorosi.
b. Morfologi
dan homogenitas
Bila suatu paduan memiliki elemen paduan yang tidak homogen, maka paduan
tersebut akan memiliki karakteristik ketahanan korosi yang berbeda-beda pada
tiap daerahnya.
c. Perlakuan
panas
Logam yang di-heat treatment akan mengalami perubahan struktur kristal atau
perubahan fasa. Sebagai contoh perlakuan panas pada temperatur 500-800 0C
terhadap baja tahan karat akan menyebabkan terbentuknya endapan krom karbida
pada batas butir. Hal ini dapat menyebabkan terjadinya korosi intergranular
pada baja tersebut. Selain itu, beberapa proses heat treatment menghasilkan
tegangan sisa. Bila tegangan sisa tesebut tidak dihilangkan, maka dapat memicu
terjadinya korosi retak tegang.
d. Sifat
mampu fabrikasi dan pemesinan
Merupakan suatu kemampuan material untuk menghasilkan sifat yang baik setelah
proses fabrikasi dan pemesinan. Bila suatu logam setelah fabrikasi memiliki
tegangan sisa atau endapan inklusi maka memudahkan terjadinya retak.
2. Faktor
Lingkungan
Faktor-faktor
lingkungan yang dapat mempengaruhi korosi antara lain:
a. Komposisi
kimia
Ion-ion
tertentu yang terlarut di dalam lingkungan dapat mengakibakan jenis korosi yang
berbeda-beda.Misalkan antara air laut dan air tanah memiliki sifat korosif yang
berbeda dimana air laut mengandung ion klor yang sangat reaktif mengakibatkan
korosi.Gambar berikut menunjukkan pengaruh komposisi elemen paduan terhadap
ketahan korosi terhadap paduan tembaga.
b. Konsentrasi
Konsentrasi
dari elektrolit atau kandungan oksigen akan mempengaruhi kecepatan korosi yang
terjadi. Pengaruh konsentrasi elektrolit terlihat pada laju korosi yang berbeda
dari besi yang tercelup dalam H2SO4 encer atau pekat, dimana pada larutan
encer, Fe akan mudah larut dibandingkan dalam H2SO4 pekat. Pengaruh konsentrasi
terhadap laju korosi dapat dilihat pada gambar berikut.
Suatu logam yang berada pada lingkungan dengan kandungan O2 yang berbeda akan
terbagi menjadi dua bagian yaitu katodik dan anodik. Daerah anodik terbentuk
pada media dengan konsentrasi O2 yang rendah dan katodik terbentuk pada media
dengan konsentrasi O2 yang tinggi.
c. Temperatur
Pada lingkungan
temperatur tinggi, laju korosi yang terjadi lebih tinggi dibandingkan dengan
temperatur rendah, karena pada temperatur tinggi kinetika reaksi kimia akan
meningkat.
Gambar berikut
menunjukkan pengaruh temperatur terhadap laju korosi pada Fe. Semakin tinggi
temperatur, maka laju korosi akan semakin meningkat, namun menurunkan kelarutan
oksigen. Sehingga pada suatu sistem terbuka, diatas suhu 800C, laju korosi akan
mengalami penurunan karena oksigen akan keluar sedangkan pada suatu sistem
tertutup, laju korosi akan terus menigkat karena adanya oksigen yang terlarut.
d. Gas, cair atau padat
Kandungan kimia di medium cair, gas atau padat berbeda-beda. Misalkan pada gas,
bila lingkungan mengandung gas asam, maka korosi akan mudah terjadi (contohnya
pada pabrik pupuk). Kecepatan dan penanganan korosi ketiga medium tersebut juga
dapat berbeda-beda.Untuk korosi di udara, proteksi katodik tidak dapat
dilakukan, sedangkan pada medium cair dan padat memungkinkan untuk dilakukan
proteksi katodik.
e.
Kondisi biologis
Mikroorganisme seperti bakteri dan jamur dapat menyebabkan terjadinya korosi
mikrobial terutama sekali pada material yang terletak di tanah.Keberadaan
mikroorganisme sangat mempengaruhi konsentrasi oksigen yang mempengaruhi
kecepatan korosi pada suatu material.
Mengapa larutan
elektrolit dapat menghantarkan arus listrik, sedangkan larutan nonelektrolit
tidak dapat menghantarkan arus listrik?Penjelasan tentang permasalahan di atas
pertama kali dikemukakan oleh Svante August Arrhenius (1859 – 1927) dari Swedia
saat presentasi disertasi PhD-nya di Universitas Uppsalatahun 1884.
Menurut
Arrhenius, zat elektrolit dalam larutannya akan terurai menjadi
partikel-partikel yang berupa atom atau gugus atom yang bermuatan listrik yang
dinamakan ion. Ion yang bermuatan positif disebut kation, dan ion yang
bermuatan negatif dinamakan anion.
Peristiwa
terurainya suatu elektrolit menjadi ion-ionnya disebut proses ionisasi. Ion-ion
zat elektrolit tersebut selalu bergerak bebas dan ion-ion inilah yang sebenarnya
menghantarkan arus listrik melalui larutannya.Sedangkan zat nonelektrolit
ketika dilarutkan dalam air tidak terurai menjadi ion-ion, tetapi tetap dalam
bentuk molekul yang tidak bermuatan listrik.
Hal inilah yang
menyebabkan larutan nonelektrolit tidak dapat menghantarkan listrik. Dari
penjelasan di atas, maka dapat disimpulkan:
1. Larutan
elektrolit dapat menghantarkan arus listrik karena zat elektrolit dalam
larutannya terurai menjadi ion-ion bermuatan listrik dan ion-ion tersebut
selalu bergerak bebas.
2. Larutan
nonelektrolit tidak dapat menghantarkan arus listrik karena zat nonelektrolit
dalam larutannya tidak terurai menjadi ion-ion, tetapi tetap dalam bentuk
molekul yang tidak bermuatan listrik. Zat elektrolit adalah zat yang dalam
bentuk larutannya dapat menghantarkan arus listrik karena telah terionisasi
menjadi ion-ion bermuatan listrik.Zat nonelektrolit adalah zat yang dalam
bentuk larutannya tidak dapat menghantarkan arus listrik karena tidak
terionisasi menjadi ion-ion, tetapi tetap dalam bentuk molekul.
C.
ALAT
DAN BAHAN
1. Gelas
air mineral sebanyak 8 buah
2. Paku
besi yang tidak berkarat sebanyak 8 buah
3. Plastic
bening dan karet gelang
4. Cuka
makan
5. Air
D.
CARA
KERJA
1.
Menyusun rangkaian percobaan
dengan 8 buah gelas plastik seperti gambar berikut :
2. Mengamati keadaan
paku setiap hari selama 2 minggu
3. Mencatat setiap
perubahan yang terjadi
E.
HASIL
|
Perubahan yang terjadi pada paku
hari ke-
|
Gelas Plastik
|
|||||||||||
|
A
|
B
|
C
|
D
|
E
|
F
|
G
|
H
|
|||||
|
1
|
û
|
ü
|
ü
|
û
|
û
|
ü
|
ü
|
û
|
||||
|
2
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
||||
|
3
|
û
|
ü
|
ü
|
û
|
û
|
ü
|
ü
|
û
|
||||
|
4
|
ü
|
ü
|
ü
|
Ÿ
|
ü
|
ü
|
ü
|
Ÿ
|
||||
|
5
|
ü
|
ü
|
ü
|
Ÿ
|
ü
|
ü
|
ü
|
Ÿ
|
||||
|
6
|
ü
|
ü
|
ü
|
Ÿ
|
ü
|
ü
|
ü
|
Ÿ
|
||||
|
7
|
ü
|
ü
|
ü
|
Ÿ
|
ü
|
ü
|
ü
|
Ÿ
|
||||
|
8
|
ü
|
ü
|
ü
|
Ÿ
|
ü
|
ü
|
ü
|
Ÿ
|
||||
|
9
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
|||
|
10
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
||||
|
11
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
|||
|
12
|
ü
|
ü
|
ü
|
Ÿ
|
ü
|
ü
|
ü
|
Ÿ
|
||||
|
13
|
ü
|
ü
|
ü
|
Ÿ
|
ü
|
ü
|
ü
|
Ÿ
|
||||
|
14
|
ü
|
ü
|
ü
|
Ÿ
|
ü
|
ü
|
ü
|
Ÿ
|
||||
|
Keterangan : Berkarat = ü
Tidak
berkarat = û
Berwarna
hitam = Ÿ
|
||||||||||||
F.
PEMBAHASAN
Korosi merupakan
proses rusaknya benda-benda, terutama logam yang disebabkan oleh reaksi kimia
atau elektrokimia logam tersebut dengan lingkungannya. Contoh korosi yang
paling sering terjadi adalah perkaratan besi, yaitu suatu reaksi kimia kompleks
yang di dalamnya besi bergabung dengan oksigen dan air membentuk besi oksida
yang terhidrasi (Fe2O3.nH2) . Proses
perkaratan besi merupakan proses elektrokimia, yaitu oksidasi besi oleh oksigen
yang berasal dari udara dan reduksi oksigen.
Faktor-faktor yang
mempengaruhi korosi :
1. Oksigen
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.
2. Air dan kelembaban
udara
Seperti halnya
oksigen, air juga berperan dalam proses korosi. Semakin sering logam (besi)
terkena air, maka akan semakin cepat logam tersebut mengalami korosi. Selain
itu, keberadaan uap air di udara yang dinyatakan dengan kelembaban juga
mempengaruhi korosi besi. Dalam hal ini, udara yang banyak mengandung uap air
(udara yang lembab) akan mempercepat korosi
3. Zat elektrolit
Zat-zat elektrolit,
terutama asam dan garam merupakan zat yang dapat mempercepat korosi logam.
Sebagai contoh, hujan asam dapat memicu proses korosi pada beberapa peralatan
yang terbuat dari logam, begitu juga dengan air laut yang mengandung garam
dapat memicu terjadinya korosi pada badan kapal yang terbuat dari logam.
Untuk menyelidiki
lebih lanjut tentang perkaratan besi tersebut dan juga menyelidiki faktor-faktor (oksigen,
air dan keelektrolitan) yang mempengaruhinya serta membuktikan
kebenaran teori yang kami dapat, kami melakukan penelitian selama 14 hari
dengan membuat 8 kondisi berbeda pada masing masing gelas. Pengkondisian
tersebut adalah sebagai berikut :
|
Label gelas
|
Pengkondisian
|
|
A
|
Paku diletakkan di dalam gelas
terbuka (tanpa air)
|
|
B
|
Paku diletakkan di dalam gelas
terbuka berisi air dan paku dibiarkan tenggelam sepenuhnya.
|
|
C
|
Paku diletakkan di dalam gelas
terbuka berisi air, tetapi posisi paku diatur sedemikian rupa sehingga paku
hanya terendam sebagian.
|
|
D
|
Paku diletakkan dalam gelas
terbuka berisi larutan cuka (CH3COO-), dan paku
dibiarkan dalam keadaan tenggelam
|
|
E
|
Paku diletakkan dalam gelas kosong
yang tertutup
|
|
F
|
Paku diletakkan dalam gelas
tertutup berisi air dan paku dibiarkan tenggelam.
|
|
G
|
Paku diletakkan dalam gelas
tertutup berisi air, akan tetapi posisi paku diatur sedemikian rupa sehingga
paku hanya terendam sebagian.
|
|
H
|
Paku diletakkan dalam gelas
tertutup berisi larutan cuka (CH3COO-).
|
Berdasarkan
penelitian yang telah kami lakukan mengenai korosi. Kami menemukan bahwa dalam
proses korosi terdapat beberapa faktor yang mempengaruhinya. Faktor-faktor
tersebut adalah sebagai berikut :
a) Keberadaan oksigen
(O2)
b) Keberadaan H2O
c) Keelektrolitan
larutan
Pengaruh
factor-faktor tersebut kami simpulkan dengan mengamati tingkat keparahan karat
pada masing masing gelas yang telah dikondisikan berbeda tersebut.
Pada hari 1-14
perkaratan paling parah terjadi pada paku yang direndam dalam air di gelas yang
terbuka. Hal ini jelas menunjukkan bahwa kombinasi antara air dan oksigen akan
lebih memberikan efek yang lebih signifikan daripada keberadaan O2 saja
atau H2O saja.
Dalam penelitian
ini, kami menemukan sedikit ketidak sesuaian antara teori dan data yang kami
peroleh.Ketidaksesuaian ini adalah tentang pengaruh asam terdapat korosi. Dalam
teori disebutkan bahwa asam akan mempercepat korosi, akan tetapi pada
pengamatan kami dari hari ke-1 hingga ke-14 menunjukkan bahwa paku yang
direndam dalam air cuka (asam) justru tidak mengalami perkaratan sama sekali.
Paku yang direndam dalam air cuka terlihat lebih bersih dari sebelum dilakukan
perendaman dan terlihat semakin hitam dari hari ke hari.Hal ini jelas bertentangan
dengan berbagai teori yang telah dikemukakandan hal itu sempat membuat kami
berkesimpulan bahwa teori yang kami baca tentang pengaruh asam terhadap
perkaratan tersebut adalah salah.
Akan tetapi
pemikiran kami seketika berubah ketika volume cuka sudah mulai menyurut dan
menyebabkan sebagian batang paku muncul kepermukaan (tidak lagi terendam). Paku
yang muncul ke permukaan tersebut hanya dalam beberapa jam saja sudah mengalami
perkaratan yang cukup parah. Perkaratan tersebut semakin bertambah parah dan
bahkan membentuk suatu lapisan karat yang tebal untuk hari-hari selanjutnya
hingga akhir hari penelitian (hari ke-14) dan jauh melebihi karat pada paku
yang direndam di air biasa. Hal ini membuat kami mengetahui bahwa asam akan
sangat mempercepat korosi apabila ia telah berinteraksi dengan O2, dan
akan mencegah korosi apabila ia tidak berinteraksi dengan O2.
G.
KESIMPULAN
1. Korosi adalah proses suatu logam mengalami reaksi oksidasi di udara
bebas. Korosi juga merupakan reaksi redoks antara logam dengan zat yang ada di
sekitarnya dan menghasilkan senyawa yang tidak dikehendaki. Senyawa tersebut
biasanya berupa oksida logam atau logam karbonat.
2. Faktor yang menyebabkan terjadinya korosi :
-Oksigen
-Air
-Keektrolitan larutan
-Permukaan logam
-Sel elektrokimia
H.
DAFTAR
PUSTAKA
Postingan
