SIFAT KOROSI BAJA KARBON RENDAH (PAKU) DALAM BERBAGAI LARUTAN

1.    Tujuan :

a.    Untuk mengetahui korosi baja karbon rendah atau paku pada berbagai larutan.

b.    Untuk mengetahui laju korosi pada paku dengan faktor yang mempengaruhi korosi.

2.    Alat dan Bahan :

a.    Paku yang dibengkokkan

b.    Paku yang ujungnya di tempa

c.    Paku lurus

d.   Cairan / Larutan ACETON

e.    Cairan / Larutan H₂SO₄

f.     Cairan / Larutan H₂O

g.    Cairan / Larutan NaCl

h.    Gelas / wadah larutan

i.      Palu

j.      Penjepit

3.    Manfaat praktikum :

a.    Dapat mengetahui pengaruh dari cairan/larutan terhadap paku

4.    Dasar Teori

            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 :

a.  Korosi merata (uniform corrosion)

              Korosi merata adalah korosi yang terjadi secara serentak diseluruh 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).

b.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 didalam celah, sehingga terjadi oksidasi logam dan reduksi oksigen. Pada suatu saat oksigen (O2) di dalam celah habis, sedangkan oksigen (O2) diluar celah masih banyak, akibatnya permukaan logam yang berhubungan dengan bagian luar menjadi katoda dan permukaan logam yang didalam celah menjadi anoda sehingga terbentuk celah yang terkorosi.

c. 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.

d. 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. Mekanisme terjadinya korosi selective leaching diawali dengan terjadi pelarutan total terhadap semua unsur. Salah satu unsur pemadu yang potensialnya lebih tinggi akan terdeposisi, sedangkan unsur yang potensialnya lebih rendah akan larut ke elektrolit. Akibatnya terjadi keropos pada logam paduan tersebut. 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 porous dan lemah, sehingga dapat menyebabkan terjadinya pecah pada pipa.

e. 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 – 815oC 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.

5.    Langkah Percobaan :

a.    Ambil gelas bening, masukan paku bengkok dan paku di tempa kedalamnya lalu masukan cairan/larutan masing-masing larutan.

b.    Ambil gelas bening,masukan paku lurus kedalam nya lalu masukan cairan/larutan.

c.    Setelah semua gelas-gelas bening telah berisi paku dan larutannya masing-masing, amati paku-paku tersebut selama 7 hari.

d.   Catatlah hasil pengamatan tersebut ke dalam tabel pengamatan dan foto masing-masing paku tersebut untuk dijadikan dokumentasi.

6.    Pertanyaan pada percobaan :

a.    Tuliskan reaksi yang terjadi pada ke 4 larutan tersebut.

b.    Urutkan tingkat laju korosi dari ke 4 larutan tersebut berdasarkan hasil pengamatan saudara.

c.    Bahas laju korosi logam atau paku yang dibengkokkan pada paku ke 4 larutan tersebut.

d.   Bahas laju korosi logam atau paku yang dipukul pada ke 4 larutan tersebut.

7.    Hasil Pengamatan :

a. Reaksi pada ke 4 larutan :

1.    Larutan H₂SO₄ :

·      Anoda: Fe è Fe²⁺ + 2e^-

·      Katoda : H₂SO₄ è 2H⁺ + SO₄^2-

 Fe²⁺ + SO₄^2- è FeSO₄

2.    Larutan H₂O :

·      (Anoda): Fe è Fe²⁺ + 2e^-

·      (Katoda): H₂O è H⁺ + OH^-

·      Fe2⁺ + 2(OH)^- è Fe (OH)₂

Fe(OH)₂ + (OH)^- è Fe(OH)₃ (karat)

3.    Larutan NaCl  :

·      Anoda Fe èFe²⁺ +  2e^-

·      Katoda: NaCl è Na⁺ + Cl^-

·      Fe²⁺ + Cl^- è FeCl

4.    Larutan ACETON :

·      AnodaFe è Fe²⁺ + 2e^-

·      KatodaCH3COOH  è  H⁺  +  CH3COO^-

·      Fe²⁺ + CH3COO^- è FeCH3CO

Contoh Gambar Skematik

 

b. Tabel hasil pengamatan larutan terhadap paku selama 7 hari

No	Larutan	Saat Pencelupan	Setelah 1 Minggu
1.	H2SO4	Belum terjadi korosi	a.       a. Terkorosi  sepenuhnya sampai paku habis b.      b.Banyak nya  endapan c.       c. Berkurang nya massa pada paku d.
2.	H2O	Belum terjadi korosi	a.   Korosi pada paku b.   Berkurangnya massa pada paku c.   Adanya endapan d.  Paku mengalami perubahan warna (coklat)
3.	ACETON	Belum terjadi korosi	a.   Mengalami korosi pada paku b.   Berkurangnya massa pada paku c.   Adanya endapan d.  Paku mengalami perubahan warna (coklat)
4.	NaCl	Belum terjadi korosi	a.   Korosi pada paku b.   Berkurangnya massa pada paku c.   Adanya endapan d.  Paku mengalami perubahan warna (coklat)

c.    laju korosi logam atau paku yang dibengkokkan pada paku ke 4 larutan

tersebut :

Permukaan paku yang dibengkokkan mengalami cacat permukaan yaitu rapuh dan bercak bercak. Laju korosi pada paku didalam larutan H₂SO₄ habis terserang korosi menjadi endapan tidak ada yang tersisa.

Berikut tingkat laju korosi paku dari yang terparah berdasarkan larutannya :

1.      H₂SO₄

2.      H₂O

3.      ACETON

4.      NaCl

d.   laju korosi logam atau paku yang dipukul pada paku ke 4 larutan

tersebut :

Permukaan paku yang dibengkokkan mengalami cacat permukaan yaitu rapuh dan bercak bercak. Laju korosi pada paku didalam larutan H₂SO₄ habis terserang korosi menjadi endapan tidak ada yang tersisa.

Berikut tingkat laju korosi paku dari yang terparah berdasarkan larutannya :

1.      H₂SO₄

2.      H₂O

3.      ACETON

4.      NaCl

8.    Pembahasan :

         Berikut adalah tahapan-tahapan terbentuknya sel karat:     

Di daerah katoda terjadi reaksi reduksi pada H⁺ yang berada di larutan penghantar yang menjadi gelembung gas H₂ dan kemudian menempel di permukaan elektroda karbon.

2H⁺ + 2e^- è H₂

Di dalam larutan terdapat ion-ion (OH)^- yang berasal dari reaksi disosiasi air.

H₂O è H⁺ + (OH)^-

Ion-ion hidroksil ini bereaksi.

dengan ion-ion besi menjadi:

Fe2⁺ + 2(OH)^- è Fe (OH)₂

Apabila terdapat kelebihan zat asam di dalam larutan akan terjadi pembentukan ion hidroksil di daerah katoda.

2H₂O + O₂ + 4e^- è 4(OH)

Yang mengakibatkan percepatan proses pengkaratan dan menghasilkan kerak/rust.

Fe(OH)₂ + (OH)^- è Fe(OH)₃ (karat)

Elektroda seng yang anodik akan kehilangan massa karena melarutnya ion-ion Fe²⁺ yang tidak stabil, karenanya elektroda besi dikatakan berkarat dengan ditandai terjadinya kerusakan pada permukaannya.

9.    Kesimpulan :

1.      Korosi adalah peristiwa perusakan logam oleh zat lain secara kimia, misalnya pengkaratan besi.

2.      Korosi merupakan reaksi logam menjadi ion pada permukaan logam yang kontak langsung dengan lingkungan berair dan oksigen.

3.      Faktor-faktor yang memengaruhi korosi adalah dari bahan itu sendiri (kemurnian bahan, struktur bahan, bentuk kristal, dll) dan dari lingkungan (udara, suhu, kelembaban, dan keasaman zat-zat kimia).