Percobaan Korosi Pada Logam ( Paku )

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 karena 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 (SO₄^2–) 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

         5 buah gelas plastik

      Plastik 3 biji

        Paku ukuran besar yang masih mengkilap.

    Karet

b.        Bahan

        Air suling

     Larutan NaCl ( air garam)

    Minyak Goreng

    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  :

  Gelas 1 (udara kosong)

  Gelas 2 (air garam)

  Gelas 3 (air suling)

  Gelas 4 ( air panas)

Gelas 5 (minyak goring)

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 O_2.

                                       

Korosi yang terjadi pada Paku

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.I.