Korosi 33631z

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 Korosi adalah suatu reaksi redoks antara logam dengan berbagai zat yang ada di lingkungannya sehingga menghasilkan senyawa-senyawa yang tidak dikehendaki. Dalam kehidupan sehari-hari korosi kita kenal dengan sebutan perkaratan. Salah bentuk korosi yang terjadi pada logam adalah korosi merata. Korosi merata adalah jenis korosi dimana pada korosi tipe ini laju korosi yang terjadi pada seluruh permukaan logam atau paduan yang terpapar atau terbuka ke lingkungan berlangsung dengan laju yang hampir sama. Hampir seluruh permukaan logam menampakkan terjadinya proses korosi. ... "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) 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).

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 elektroda lainnya yang akan sangat berbeda bila masih bersih dari oksida. Korosi atau perkaratan sangat lazim terjadi pada besi. Besi merupakan logam yang mudah berkarat. Karat besi merupakan zat yang dihasilkan pada peristiwa korosi, yaitu berupa zat padat berwarna coklat kemerahan yang bersifat rapuh serta berpori. Rumus kimia dari karat besi adalah Fe2O3.xH2O. Bila dibiarkan, lama kelamaan besi akan habis menjadi karat. Dampak dari peristiwa korosi bersifat sangat merugikan. Contoh nyata adalah keroposnya jembatan, bodi mobil, ataupun berbagai konstruksi dari besi lainnya.Siapa di antara kita tidak kecewa bila bodi mobil kesayangannya tahu-tahu sudah keropos karena korosi. Pasti tidak ada. Karena itu, sangat penting bila kita sedikit tahu tentang apa korosi itu, sehingga bisa diambil langkah-langkah antisipasi. Peristiwa korosi sendiri merupakan proses elektrokimia, yaitu proses (perubahan / reaksi kimia) yang melibatkan adanya aliran listrik. Bagian tertentu dari besi berlaku sebagai kutub negatif (elektroda negatif, anoda), sementara bagian yang lain sebagai kutub positif (elektroda positif, katoda). Elektron mengalir dari anoda ke katoda, sehingga terjadilah peristiwa korosi.

Ion besi (II)yang terbentuk pada anoda selanjutnya teroksidasi menjadi ion besi (III) yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi (karat besi), Fe2O3.xH2O. Dari reaksi terlihat bahwa korosi melibatkan adanya gas oksigen dan air. Karena itu, besi yang disimpan dalam udara yang kering akan lebih awet bila dibandingkan ditempat yang lembab. Korosi pada besi ternyata dipercepat oleh beberapa faktor, seperti tingkat keasaman, kontak dengan elektrolit, kontak dengan pengotor, kontak dengan logam lain yang kurang aktif

(logam nikel, timah, tembaga), serta keadaan logam besi itu sendiri (kerapatan atau kasar halusnya permukaan). Pencegahan korosi Pencegahan korosi didasarkan pada dua prinsip berikut : - Mencegah kontak dengan oksigen dan/atau air Korosi besi memerlukan oksigen dan air. Bila salah satu tidak ada, maka peristiwa korosi tidak dapat terjadi. Korosi dapat dicegah dengan melapisi besi dengan cat, oli, logam lain yang tahan korosi (logam yang lebih aktif seperti seg dan krom). Penggunaan logam lain yang kurang aktif (timah dan tembaga) sebagai pelapis pada kaleng bertujuan agar kaleng cepat hancur di tanah. Timah atau tembaga bersifat mampercepat proses korosi. - Perlindungan katoda (pengorbanan anoda) Besi yang dilapisi atau dihubugkan dengan logam lain yang lebih aktif akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katoda. Di sini, besi berfungsi hanya sebagai tempat terjadinya reduksi oksigen. Logam lain berperan sebagai anoda, dan mengalami reaksi oksidasi. Dalam hal ini besi, sebagai katoda, terlindungi oleh logam lain (sebagai anoda, dikorbankan). Besi akan aman terlindungi selama logam pelindungnya masih ada / belum habis. Untuk perlindungan katoda pada sistem jaringan pipa bawah tanah lazim digunakan logam magnesium, Mg. Logam ini secara berkala harus dikontrol dan diganti. - Membuat alloy atau paduan logam yang bersifat tahan karat, misalnya besi dicampur dengan logam Ni dan Cr menjadi baja stainless (72% Fe, 19%Cr, 9%Ni). . Reaksi perkaratan besi 2+

a.

+ 2e

Katoda: 2 H+ + 2 e2 H2O + O2 + 4e-

4OH-

2+ b. 2H+ + 2 H2O + O2 + 4 OH- + H2 Fe(OH)2 oleh O2 di udara dioksidasi menjadi Fe2O3 . nH2O

3.

Faktor yang berpengaruh 1. Kelembaban udara 2. Elektrolit 3. Zat terlarut pembentuk asam (CO2, SO2) 4. Adanya O2 5. Lapisan pada permukaan logam 6. Letak logam dalam deret potensial reduksi

4. Mencegah Korosi 1. Dicat 2. Dilapisi logam yang lebih mulia 3. Dilapisi logam yang lebih mudah teroksidasi 4. Menanam batang-batang logam yang lebih aktif dekat logam besi 5. Dicampur dengan logam lain

dan dihubungkan

Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi (tambang) yang banyak digunakan untuk kehidupan manusia sehari-hari. Dalam tabel periodik, besi mempunyai simbol Fe dan nomor atom 26. Besi juga mempunyai nilai ekonomis yang tinggi.[rujukan?] Besi adalah logam yang paling banyak dan paling beragam penggunaannya. Hal itu karena beberapa hal, diantaranya:   

Kelimpahan besi di kulit bumi cukup besar[rujukan?], Pengolahannya relatif mudah dan murah[rujukan?], dan Besi mempunyai sifat-sifat yang menguntungkan dan mudah dimodifikasi[rujukan?].

Salah satu kelemahan besi adalah mudah mengalami korosi. Korosi menimbulkan banyak kerugian karena mengurangi umur pakai berbagai barang atau bangunan yang menggunakan besi atau baja. Sebenarnya korosi dapat dicegah dengan mengubah besi menjadi baja tahan karat (stainless steel), akan tetapi proses ini terlalu mahal untuk kebanyakan penggunaan besi[rujukan?]. Korosi besi memerlukan oksigen dan air. Berbagai jenis logam contohnya Zink dan Magnesium dapat melindungi besi dari korosi. Cara-cara pencegahan korosi besi yang akan dibahas berikut ini didasarkan pada dua sifat tersebut. 1. Pengecatan. Jembatan, pagar, dan railing biasanya dicat. Cat menghindarkan kontak dengan udara dan air. Cat yang mengandung timbel dan zink (seng) akan lebih baik, karena keduanya melindungi besi terhadap korosi. 2. Pelumuran dengan Oli atau Gemuk. Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin. Oli dan gemuk mencegah kontak dengan air.

3. Pembalutan dengan Plastik. Berbagai macam barang, misalnya rak piring dan keranjang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik mencegah kontak dengan udara dan air. 4. Tin Plating (pelapisan dengan timah). Kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi yang dilapisi dengan timah. Pelapisan dilakukan secara elektrolisis, yang disebut tin plating. Timah tergolong logam yang tahan karat. Akan tetapi, lapisan timah hanya melindungi besi selama lapisan itu utuh (tanpa cacat). Apabila lapisan timah ada yang rusak, 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 dengan timah akan membentuk suatu sel elektrokimia dengan besi sebagai anode. Dengan demikian, timah mendorong korosi besi. Akan tetapi hal ini justru yang diharapkan, sehingga kaleng-kaleng bekas cepat hancur. 5. Galvanisasi (pelapisan dengan Zink). Pipa besi, tiang telepon dan berbagai barang lain dilapisi dengan zink. Berbeda dengan timah, zink dapat melindungi besi dari korosi sekalipun lapisannya tidak utuh. Hal ini 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 (berkarat). Badan mobil-mobil baru pada umumnya telah digalvanisasi, sehingga tahan karat. 6. Cromium Plating (pelapisan dengan kromium). Besi atau baja juga dapat dilapisi dengan kromium untuk memberi lapisan pelindung yang mengkilap, misalnya untuk bumper mobil. Cromium plating juga dilakukan dengan elektrolisis. Sama seperti zink, kromium dapat memberi perlindungan sekalipun lapisan kromium itu ada yang rusak. 7. Sacrificial Protection (pengorbanan anode). Magnesium adalah logam yang jauh lebih 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. Korosi atau perkaratan logam merupakan proses oksidasi sebuah logam dengan udara atau elektrolit lainnya, dimana udara atau elektrolit akan mengami reduksi, sehingga proses korosi merupakan proses elektrokimia, lihat Gambar 7.11.

Gambar 7.11. Korosi logam Fe dan berubah menjadi oksidanya

Korosi dapat terjadi oleh air yang mengandung garam, karena logam akan bereaksi secara elektrokimia dalam larutan garam (elektrolit). Pada proses elektrokimianya akan terbentuk anoda dan katoda pada sebatang logam. Untuk itu, kita bahas bagaimana proses korosi pada logam besi. Pertama-tama besi mengalami oksidasi; Fe → Fe2+ + 2e E0 = 0.44 V dilanjutkan dengan reduksi gas Oksigen; O2 + 2 H2O + 4e → 4OH- E0 = 0.40 V Kedua reaksi menghasilkan potensial reaksi yang positif (E = 0.84 V) menunjukan bahwa reaksi ini dapat terjadi. Jika proses ini dalam suasana asam maka, proses oksidasinya adalah O2 + 4 H+ + 4e → 2 H2O E0 = 1.23 V dan potensial reaksinya semakin besar yaitu: E = (0.44 + 1.23) = 1.63 Volt. Dengan kata lain proses korosi besi akan lebih mudah terjadi dalam suasana asam. Faktor yang mempengaruhi proses korosi meliputi potensial reduksi yang negatif, logam dengan potensial elektrodanya yang negatif lebih mudah mengalami korosi. Demikian pula untuk dengan logam yang potensial elektrodanya positif sukar mengalami korosi. Untuk mencegah terjadinya korosi, beberapa teknik atau cara diusahakan. Dalam industri logam, biasanya zat pengisi (campuran) atau impurities diusahakan tersebar merata didalam logam. Logam diusahakan agar tidak kontak langsung dengan oksigen atau air, dengan cara mengecat permukaan logam dan dapat pula dengan melapisi permukaan logam tersebut dengan logam lain yang lebih mudah mengalami oksidasi. Cara lain yang juga sering dipergunakan adalah galvanisasi atau perlindungan katoda. Proses ini digunakan pada pelapisan besi dengan seng. Seng amat mudah teroksidasi membentuk lapisan ZnO. Lapisan inilah yang akan melindungi besi dari oksidator. Pencegahan Korosi Kerusakan dan penanganan korosi pada benda-benda yang terbuat dari logam telah menelan biaya yang sangat besar, untuk itu diperlukan upaya pencegahan untuk meminimalisir dampak negatif yang ditimbulkan oleh korosi. Pecegahan terhadap korosi dapat dilakukan dengan perlindungan mekanis dan perlindungan elektrokimia. Perlindungan mekanis dilakukan dengan mencegah agar permukaan logam tidak bersentuhan dengan udara dan air, misalnya dengan pengecatan dan pelapisan dengan logam lain (penyepuhan). Contoh lapisan pelindung yang

digunakan untuk mencegah kontak langsung dengan H2O adalah lapisan cat, lapisan oli dan gemuk, lapisan plastik, dan lapisan dengan logam lain, seperti Cr, Zn, dan Sn. Perhatikan tabel berikut! Metode

Penggunaan

Lapisan cat Kapal, jembatan, mobil

Keterangan Lapisan cat mencegah kontak langsung besi dengan O2 dan H2O. Hanya jika cat tergores/terkelupas, maka korosi mulai terjadi dan dapat menyebar di bawah cat yang masih utuh.

Bagian bergerak dari mesin, Lapisan oli seperti mesin mobil, barang- Lapisan oli dan gemuk mencegah kontak langsung besi dan gemuk barang di dapur, seperti rak dengan O2 dan H2O dan harus dioleskan secara berkala. pengering Lapisan plastik mencegah kontak langsung besi dengan Lapisan Barang-barang di dapur, O2 dan H2O. Hanya jika plastik terkelupas, korosi mulai Plastik seperti rak pengering terjadi. Lapisan Sn dapat mencegah kontak langsung logam dengan O2 dan H2O. Akan tetapi, Sn (E° = - 0.14V) Pelapisan Kaleng makanan kurang reakstif dibanding Fe (E° = - 0.44V). Jadi apabila Sn lapisan Sn tergores, maka besi dibawahnya mulai terkorosi. Perlindungan elektrokimia dilakukan untuk mencegah terjadinya korosi elektrolik (reaksi elektrokimia yang mengoksidasi logam). Perlindungan tersebut disebut juga perlindungan katode (proteksi katodik) atau perlindungan anode. a. Perlindungan Katode Perlindungan katode dapat dilakukan dengan dua metode, yaitu: 1. Menggunakan Logam Lain yang Lebih Reaktif Sebagai Anode Korban Penggunaan logam lain yang lebih reaktif akan menempatkan logam sebagai penyuplai eatau bertindak sebagai anode dalam sel elektrokimia korosi. Untuk memahami hal ini, ambil contoh penggunaan logam MG (E° = -2.37V).untuk perlindungan logam Fe (E° = 0.44V). Mg akan bertindak sebagai anode yang teroksidasi, sedangkan Fe akan menjadi katode dimana reduksi oksigen berlangsung. Anode

: Mg → Mg2+ + 2e-

Katode (Fe) : ½ O2(aq)2 + H2O(I) + 2e- → 2OH-(aq)

pencegahan korosi pipa baja menggunakan metode proteksi katodik 2. Menyuplai Listrik dari Luar Suatu sumber listrik dihubungkan ke tangki bawah tanah yang akan dilindungi dan ke anode inert, seperti grafit. Elektron akan mengalir dari sumber listrik ke anode inert. Reaksi oksidasi yang terjadi akan melepas e-, yang akan mengalir melalui elektrolit tanah menuju ke tangki yang bertindak sebagai katode. Metode ini disebut juga Impressed current cathodic protection (IC). pipa minyak diproteksi menggunakan metode IC

rectifier, yang berfungsi untuk menstabilkan arus listrik yang disuplai ke anode inert

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Korosi

Korosi pada permukaan suatu logam dapat dipercepat oleh beberapa faktor, antara lain: 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. Akibatnya 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. Semakin banyak jumlah O2 dan H2O yang mengalami kontak denan permukaan logam, maka semakin cepat berlangsungnya korosi pada permukaan logam tersebut. Perhatikan animasi. berikut: animasi korosi besi 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. Dengan demikian peristiwa korosi semakin dipercepat. pengotor yang mempercepat korosi pada permukaan logam

(sumber: http://rumahcor.com) 3. Kontak dengan Elektrolit Keberadaan elektrolit, seperti garam dalam air laut dapat mempercepat laju korosi dengan menambah terjadinya reaksi tambahan. Sedangkan konsentrasi elektrolit yang besar dapat melakukan laju aliran elektron sehingga korosi meningkat. bangkai kapal di dasar laut yang telah terkorosi oleh kandungan garam yang tinggi

(sumber: http://www.diveholidayisle.com)

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. Dengan demikian 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). knalpot kendaraan bermotor yang mudah terkorosi akibat temperatur tinggi

(sumber: http://202.43.165.157/gramedia/otomotif/otoweb/index.php?) 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. korosi pada kondisi asam lebih cepat terjadi terkorosi pada kondisi netral

logam besi yang belum

(sumber: http://www.cosmoeng.co.jp) 6. Metalurgi • Permukaan logam Permukaan logam yang lebih kasar akan menimbulkan beda potensial dan memiliki kecenderungan untuk menjadi anode yang terkorosi. permukaan logam yang kasar cenderung mengalami korosi

(sumber: http://www.flickr.com) • 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 atomatom 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. korosi pada permukaan logam yang disebabkan oleh mikroba

(sumber: http://gadang-e-bookformaterialscience.blogspot.com) koloni bakteri Thiobacillus ferrooxidans pada permukaan logam besi yang terkorosi

(sumber: http://filebox.vt.edu) koloni bakteri Thiobacillus thiooxidans yang dapat menyebabkan korosi pada logam

(sumber: http://textbookofbacteriology.net)