A. Judul : Percobaan Korosi Pada
Logam ( Paku )
Tujuan : Untuk mengetahui faktor-faktor
penyebab terjadinya korosi dan faktor-faktor apa saja yang dapat mempercepat
korosi
Landasan
Teori:
Menurut Roberge, Korosi adalah peristiwa rusaknya logam kaarena reaksi dengan
lingkungannya, sedangkan menurut Gunaltun, korosi adalah fenomena elektrokimia
dan hanya menyerang logam, Korosi adalah teroksidasinya suatu logam. Korosi adalah
kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi dengan lingkungan yang korosif.
Korosi dapat juga diartikan sebagai serangan yang merusak logam karena logam
bereaksi secara kimia atau elektrokimia dengan lingkungan.
.Dalam kehidupan sehari - hari, besi yang
teroksidasi disebut dengan karat dengan rumus Fe2O3·xH2O.
Proses perkaratan termasuk proses elektrokimia, di mana logam Fe yang
teroksidasi bertindak sebagai anode dan oksigen yang terlarut dalam air yang
ada pada permukaan besi bertindak sebagai katode.
Reaksi perkaratan:
Anode : Fe → Fe2+ + 2 e–
Katode : O2 + 2H2O →
4e– + 4 OH–
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 Eº = +0.44 V
Elektron
yang dibebaskan di anode mengalir ke bagian lain besi itu yang bertindak
sebagai katode, di mana oksigen tereduksi.
O2(g)
+ 2H2O(l) + 4e ↔ 4OH-(aq) Eº = +0.40 V
atau
O2(g)
+ 4H+(aq) + 4e ↔ 2H2O(l) Eº = +1.23 V
Ion besi (II) yang terbentuk pada anode selanjutnya
teroksidasi membentuk ion besi(III) yang kemudian membentuk senyawa oksida
terhidrasi, Fe2O3 . xH2O, yaitu karat besi. Korosi Besi memerlukan oksigen dan
air.
a.
Kerugian
Besi ( Paku ) yang terkena korosi akan bersifat rapuh
dan tidak ada kekuatan. Ini sangat membahayakan kalau besi tersebut digunakan
sebagai pondasi bangunan atau jembatan. Senyawa karat juga membahayakan
kesehatan, sehingga besi tidak bisa digunakan sebagai alat-alat masak,
alat-alat industri makanan/farmasi/kimia.
b. Pencegahan
Pencegahan besi dari perkaratan bisa
dilakukan dengan cara berikut.
1) Proses
pelapisan
Besi dilapisi dengan suatu zat yang sukar
ditembus oksigen. Hal ini dilakukan dengan cara dicat atau dilapisi dengan
logam yang sukar teroksidasi. Logam yang digunakan adalah logam yang terletak
di sebelah kanan besi dalam deret volta (potensial reduksi lebih negatif dari
besi). Contohnya: logam perak, emas, platina, timah, dan nikel.
2) Proses katode
pelindung (proteksi katodik)
Besi dilindungi dari korosi dengan
menempatkan besi sebagai katode, bukan sebagai anode. Dengan demikian besi
dihubungkan dengan logam lain yang mudah teroksidasi, yaitu logam di sebelah
kiri besi dalam deret volta (logam dengan potensial reduksi lebih positif dari
besi).
Hanya saja logam Al dan Zn tidak bisa
digunakan karena kedua logam tersebut mudah teroksidasi, tetapi oksida yang
terbentuk (A12O3/ZnO) bertindak sebagai inhibitor dengan
cara menutup rapat logam yang di dalamnya, sehingga oksigen tidak mampu masuk
dan tidak teroksidasi. Logam-logam alkali, seperti Na, K juga tidak bisa
digunakan karena akan bereaksi dengan adanya air. Logam yang paling sesuai
untuk proteksi katodik adalah logam magnesium (Mg). Logam Mg di sini bertindak
sebagai anode dan akan terserang karat sampai habis, sedang besi bertindak
sebagai katode tidak mengalami korosi.
. Pada proses korosi
terjadi reaksi antara ion-ion dan juga antar elektron. Anode adalah bagian dari
permukaan logam dimana metal akan larut.
Reaksinya : Fe → 2 Fe2+ + 4e-
Dengan kata lain ion-ion besi Fe++ akan
melarut dan elektron-elektron e- tetap tinggal pada logam.
Katode adalah bagian permukaan logam dimana elektron-elektron 4e-
yang tertinggal akan menuju kesana (oleh logam) dan bereaksi dengan O2
dan H2O.
O2 + H2O
+ 4e- —–> 4 OH-
Ion-ion 4 OH-
di anode bergabung dengan ion 2 Fe2+ dan membentuk 2 Fe(OH)2.
Oleh kehadiran zat asam dan air maka terbentuk karat Fe2O3.
Reaksi perkaratan besi
a.
|
Anoda: Fe(s) → Fe2+
+ 2e
Katoda: 2 H+
+ 2 e- → H2
2 H2O + O2
+ 4e- → 4OH-
|
b.
|
2H+ + 2H2O
+ O2 + 3Fe → 3Fe2+ + 4OH- + H2
Fe(OH)2
oleh O2 di udara dioksidasi menjadi Fe2O3 .
nH2O
|
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
kemurnian bahan, struktur bahan, bentuk kristal, unsur-unsur kelumit yang ada
dalam bahan, teknik pencampuran bahan dan sebagainya. Faktor dari lingkungan
meliputi tingkat pencemaran udara, suhu, kelembaban, keberadaan zat-zat kimia
yang bersifat korosif dan sebagainya. Bahan-bahan korosif (yang dapat
menyebabkan korosi) terdiri atas asam, basa serta garam, baik dalam bentuk
senyawa an-organik maupun organik.
Faktor yang mempengaruhi
Korosi
Korosi pada permukaan
suatu logam dapat dipercepat oleh beberapa faktor, antara lain:
1.
Oksigen terlarut ( DO = Dissolved
oxygen ) → DO berperan dalam sebagian proses korosi, bila konsentrasi DO naik,
maka kecepatan korosi akan naik.
2.
Zat padat terlarut jumlah ( TDS = total
dissolved solid ) → konsentrasi TDS sangatlah penting, karena air yang
mengandung TDS merupakan penghantar arus listrik yang baik dibandingkan dengan
air tanpa TDS. Aliran listrik diperlukan untuk terjadinya korosi pada pipa
logam, oleh karena itu jika TDS naik, maka kecepatan korosi akan naik.
3.
pH dan Alkalinitas → mempengaruhi
kecepatan reaksi, pada umumnya pH dan alkalinitas naik, kecepatan korosi akan
naik. 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
4.
Temperatur → makin tinggi temperatur,
reaksi kimia lebih cepat terjadi dan naiknya temperatur air pada umumnya
menambah kecepatan korosi.
5.
Tipe logam yang digunakan untuk pipa dan
perlengkapan pipa → logam yang mudah memberikan elektron atau yang mudah
teroksidasi, akan mudah terkorosi.
6.
Aliran listrik → Aliran listrik yang
diakibatkan oleh korosi sangat lemah dan isolasi dapat menghalangi aliran
listrik antara logam-logam yang berbeda, sehingga korosi galvanis dapat
dihindari. Bilamana aliran listrik yang kuat melewati logam yang mudah
terkorosi, maka akan menimbulkan aliran nyasar dari sistem pemasangan listrik
di pelanggan yang tidak menggunakan aarde, hal ini menyebabkan korosi cepat
terjadi.
7.
B a k t e r i → tipe bakteri tertentu dapat
mempercepat korosi, karena mereka akan menghasilkan karbon dioksida (CO2)
dan hidrogen sulfida (H2S), selama masa putaran hidupnya. CO2 akan
menurunkan pH secara berarti sehingga menaikkan kecepatan korosi. H2S
dan besi sulfida, Fe2S2, hasil reduksi sulfat (SO42–)
oleh bakteri pereduksi sulfat pada kondisi anaerob, dapat mempercepat korosi
bila sulfat ada di dalam air. Zat-zat ini dapat menaikkan kecepatan korosi.
Jika terjadi korosi logam besi maka hal ini dapat mendorong bakteri besi (iron
bacteria) untuk berkembang, karena mereka senang dengan air yang mengandung
besi.
· B. METODE
PENELITIAN
Tempat dan Waktu Praktikum
Praktikum
dilaksanakan di Kelas XII IPA U2, pada tanggal 14 November 2012
Alat dan Bahan Praktikum
1)
Percobaan
korosi paku
a. Alat
J 5 buah gelas plastik
J Plastik 3 biji
J Paku ukuran besar yang masih
mengkilap.
J Karet
b.
Bahan
J Air suling
J Larutan NaCl ( air garam)
J Minyak Goreng
J Air panas
Prosedur
Kerja
1)
Menyelidiki
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Korosi
1.
Siapkan
alat dan bahan sebagai berikut :
Alat
: 5 buah gelas plastik, kapas,
paku ukuran besar yang masih mengkilap.
Bahan
: Air suling, larutan NaCl, air
panas
2.
Beri
label setiap gelas dengan tulisan :
J Gelas 1
(udara kosong)
J Gelas 2
(air garam)
J Gelas 3
(air suling)
J Gelas 4
( air panas)
Gelas
5 (minyak goring)J
3.
Menuangkan semua larutan ke dalam gelas dengan tinggi
kira-kira 3 cm.
v Gelas I :
memasukan paku ke dalam gelas yang kosong dan ditutup oleh Plastik
v Gelas II : memasukan paku
ke dalam gelas yang berisi larutan NaCl dan ditutup oleh
plastik , dengan posisi semua terkena larutan
v Gelas III : memasukan paku ke dalam gelas yang berisi H2O ( air suling ) , dengan posisi semua bagian terkena air dengan
keadaan terbuka.
v Gelas IV :
memasukan paku ke dalam gelas yang
berisi H2O( air) mendidih dengan posisi semua bagian terkena air dan
ditutup oleh plastik
v Gelas V :
memasukan paku ke dalam gelas yang berisi minyak goreng , dengan posisi semua
bagian terkena air dalam keadaan terbuka
4. Simpan
tabung ( gelas aqua) tersebut selama ±7
hari
5. Amati perubahan
yang terjadi pada paku-paku tersebut
6. Buat Kesimpulan
dari percobaan.
Hasil
Pengamatan
Nama
Gelas
|
Perubahan
pada gelas
|
Ket.
|
Sebelum
|
Setelah
7 hari
|
1
|
Paku masih mengkilat dan air
masih jernih
|
Tidak ada karat
|
Udara
kosong
(
tertutup)
|
2
|
Paku menghitam dan ada serbuk
kuning yang melekat di paku.
Air tidak berubah warna
tetapi menjadi agak keruh
|
Paku
dalam air garam
(NaCl)
(
tertutup)
|
3
|
Paku menghitam dan ada serbuk
kuning yang melekat di paku.
Air menjadi berwarna kuning
|
Paku
dalam aqua ( bening)
(
terbuka)
|
4
|
Sedikit serbuk kuning
|
Paku
dalam air panas
( tertutup)
|
5
|
Paku masih mengkilat
|
Tidak ada karat
|
Paku
dalam minyak goring ( terbuka)
|
|
|
Hasil Pengamatan :
1.
Paku yang
dimasukan ke dalam wadah kosong tertutup mengalami korosi sedikit karena adanya suhu.
2.
Paku yang
dimasukkan ke dalam wadah yang berisi air garan yang tertutup mengalami korosi
karena larutan air garam terdapat O2 dan H2O
3.
Paku yang
dimasukkan kedalam wadah yang berisi air bening yang terbuka mengalami korosi
karena adanya O2 dan H2O
4.
Paku yang
dimasukkan kedalam wadah yang berisi air panas dalam keadaan tertutup mengalami
korosi karena terdapat H2 O
5.
yang
dimasukkan ke dalam wadah yang berisi minyak dalam keadaan terbuka tidak
mengalami korosi karena tidak ada O2.
Pembahasan
1. Paku
yang paling mudah mengalami korosi terdapat pada gelas( III ) yang berisi air
dan paku serta wadah yang terbuka
2. Selanjutnya
paku yang mengalami korosi terdapat pada gelas
( II ) yang berisi air garam dan paku serta wadah yang tertutup tetapi
korosi pada gelas II lebih banyak.
3. Selanjutnya
paku yang mengalami korosi terdapat pada gelas ( IV ) yang berisi air panas dan
paku dengan wadah yang tertutup
4.
Paku
yang mengalami sedikit korosi terdapat pada wadah kosong karena pengaruh suhu
5.
Paku dalam wadah minyak tidak mengalami korosi
karena tidak ada air dan oksigen.
Kesimpulan
Dari percobaan yang telah dilaksanakan, dapat
ditarik suatu kesimpulan jika KOROSI terjadi karena adanya satu pengaruh
lingkungan terhadap suatu benda, dan adanya beberapa factor yang menyebabkan
korosi terjadi , adapun factor itu adalah :
ü Udara –
O2 : Korosi terjadi lebih mudah jika suatu logam berekasi dengan
udara disekitarnya, jadikorosi akan lebih cepat terjadi jika oksigen
bereaksidengan mengoksidasi logam tertentu yang cukup reaktif, seperti besi
(Fe).
ü Air – H2O
: Korosi juga akan terjadi jika pereduksinyaadalah air (H2O) ,
sehingga jika lebih mudah suatu logam cukup reaktif jika telah berinteraksi
dengan air (O2 )
ü Jenis
Pereduksi : tidak semua pereduksi mampu menyebabkan korosi, contohnya HCl, dan
larutan lainya dari asam halida.
ü Jenis
Logam : Logam yang sangat reaktif dapat mencegah logam lain untuk bereduksi
sehingga kejadian korosi dapat dicegah
ü Ada atau
tidaknya lapisan oksida, karena lapisan oksida dapat menghalangi beda potensial terhadap elektroda lainnya yang akan sangat
berbeda bilamasih bersih dari oksida.