BAB 4 galvanic corrosion.docx

BAB IV GALVANIC CORROSION

Kelompok 18

BAB IV GALVANI C CORR CORR OSI ON

4.1. Tujuan :

1. Mengetahui dan memahami prosese terjadinya korosi galvanik 2. Mengetahui reaksi – reaksi – reaksi reaksi yang terjadi pada korosi galvanik 3. Mengetahui dan memahami prinsip korosi galvanik 4. Mengetahui faktor yang mempengaruhi korosi galvanik 5. Memahami cara pengukuran pH meter dan potensiometer pada korosi galvanik

4.2. Dasar Teori :

Korosi galvanik atau Galvanic Corrosion adalah jenis korosi yang terjadi ketika dua buah logam atau paduan yang berbeda, saling kontak atau bersentuhan dalam suatu larutan elektrolit. Elektrolit dapat berupa larutan air garam, asam atau basa. Proses korosi ini melibatkan reaksi elektrokimia oksidasireduksi (redoks). Kedua logam yang berada dalam larutan elektrolit akan membentuk sebuah sel galvanik. Logam yang memiliki nilai potensial elektroda yang lebih rendah yaitu logam dengan posisi lebih tinggi dalam daftar seri Elektrokimia akan menghasilkan reaksi anodik atau oksidasi, sedangkan logam yang memiliki nilai potensial potensial elektroda lebih tinggi tinggi atau lebih mulia mulia akan menghasilkan reaksi katodik atau reduksi pada permukaannya.Perbedaan potensial elektroda antara kedua logam yang membentuk sel gavanik merupakan penentu daya dorong untuk terjadinya korosi. Sifat korosi galvanik telah di lakukan secara luas untuk melindungi struktur logam. Sebagai contoh struktur baja di hubungkan dengan logam seng yang berfungsi sebagai anoda yang di di korbankan korbankan (anoda tumbal). Laju korosi baja sangat menurun karena potensial antar muka baja terpolarisasi katodik sehingga mendekati daerah immunnya. Sebagaimana halnya korosi galvanik, potensial antar muka setempat pada permukaan struktur yang di lindungi oleh terdistribusi secara tidak merata. Semakin jauh jarak lokasi pada permukaan struktur yang di lindungi dari anoda tumbal, semakin rendah arus proteksi yang dapat menjangkau lokasi tersebut.

Laporan Akhir Praktikum Korosi T.A. 2016/2017

51


Kelompok 18

Oleh karena itu sebaran potensial antar muka akan menentukan letak anoda-anoda korban yang harus di pasang. Tingkatan korosi galvanik tergantung pada keagresifan dari lingkungannya. Pada umumnya logam dengan ketahanan korosi yang lebih rendah dalam suatu lingkungan berfungsi sebagai anoda. Biasanya baja dan seng keduanya akan terkorosi akan tetapi jika keduanya dihubungkan maka Zn akan terrkorosi. Pada kondisi khusus, sebagai contoh dalam lingkungan air dengan temperature 180 oF, terjadi hal sebaliknya yaitu baja mengalami korosi sedangkan Zn terlindungi. Rupanya dalam kasus ini produk korosi pada Zn bertindak sebagai permukaan yang lebih mulia terhadap baja. Menurut Haney, Zn menjadi kurang aktif dan potensialnya menjadi kebalikannya jika ada ion-ion penghalang seperti nitrat, bikarbonat atau karbonat dalam air.Berdasarkan dibeberapa macam kondisi lingkungan, dapat ditarik kesimpulan bahwa : 1. Zn bersifat anodik terhadap baja pada semua kondisi 2. Al sifatnya bervariasi 3. Sn selalu bersifat sebagai katodik 4. Ni selalu bersifat sebagai katodik Korosi galvanik tidak terjadi jika kedua logam benar-benar kering karena tidak ada elektrolit yang memindahkan arus dintara anoda dan katoda. Masalah korosi galvanik di mulai pada saat perencanaan. Kadang-kadang penggabungan dua logam yang berbeda terpaksa tidak dapat di hindari. Untuk mendapatkan gambaran logam-logam atau paduan-paduan yang dapat di gabungkan untuk meminimumkan terjadinya serangan korosi galvanik, sebagai langkah awal biasanya di perhatikan deret galvanik. Adapun

faktor-faktor

yang

mempengaruhi

korosi

galvanik

yaitu diantaranya: 1. Lingkungan, tingkatan korosi galvanik tergantung pada keagresifan dari lingkungannya. Pada umumnya logam dengan ketahanan korosi yang lebih rendah dalam suatu lingkungan berfungsi sebagai anoda. 2. Jarak , laju korosi pada umumnya paling besar pada daerah dekat pertemuan kedua logam. Laju korosi berkurang dengan makin bertambahnya jarak dari


52


Kelompok 18

pertemuan kedua logam tersebut. Pengaruh jarak ini tergantung pada konduktivitas larutan dan korosi galvanik dapat diketahui dengan adanya serangan korosi lokal pada daerah dekat pertemuan logam. 3. Luas penampang, yang dimaksud dengan luas penampang elektroda terhadap korosi galvanik adalah pengaruh perbandingan luas penampang katodik terhadap anodik. Jika luas penampang katodik jauh lebih besar dari pada katoda. Makin besar rapat arus pada daerah anoda mengakibatkan laju korosi makin cepat pula. Korosi di daerah anodik akan menjadi 100-1000 kali lebih besar jika dibandingkan dengan keseimbangan luas penampang anodik dan katodik. Adapun cara penanggulangan korosi galvanik yaitu: a.

Menghindari kontak antar logam yang berbeda (logamnya harus sama)

b.

Mencegah kontak listrik antara 2 komponen logam

c.

Penggunaan pengaruh luas permukaan

d.

Menghindari daerah yang basah pada logam

e.

Menghindarkan terjadinya hubungan galvanik logam, hal ini dapat

dilakukan dengan cara memilih material yang memiliki potensial yang ridak jauh berbeda (berdekatan pada galvanik) pada saat perencanaan. f.

Mengotrol anoda, apabila hubungan galvanik tidak dapat dihindarkan maka

logam yang menjadi daerah anoda hendaknya diperluas/dibuat lebih tebal. Secara ekonomi akan lebih baik lagi melakukan dengan membuat anoda menjadi bagian yang mudah diganti. g.

Menghindarkan terjadinya cacat lapisan, pada pelapisan logam hubungan

galvanik akan terjadi apabila lapisannya pecah, oleh karena itu pada saat proses pelapisan dilakukan harus dihindarkan terjadinya cacat pelapisan yang dapat menjadi anoda yang sangat kecil. Korosi galvanik disebut juga sebagai korosi logam tak sejenis atau korosi dwilogam. Korosi ini terjadi jika 2 buah logam atau logam paduan yang berbeda dalam

suatu

lingkungan

yang

sama

dan

saling

berhubungan.

Prinsip korosi galvanik sama dengan prinsip elektrokimia yaitu terdapat elektroda


53


Kelompok 18

Gambar 4.1 Proses terjadinya korosi galvanic

Logam yang mengalami korosi adalah logam yang memiliki potensial lebih rendah dan logam yang tidak mengalami korosi adalah logam yang memiliki potensial yang lebih tinggi. Contoh korosi galvanik misalnya pada seng terjadi akibat perbedaan potensial lokal yang dimilikinya. Perbedaan potensial tersebut dapat berasal dari fasa – fasa, batas – batas butir, impurity dan bagian – bagian lain. Dengan demikian akan terbentuk suatu anoda dan katoda lokal pada permukaan logam tersebut. Selanjutnya terjadi aliran elektron dari anoda ke katoda yan dimiliki oleh oksidasi dari anoda lokal. Pada keadaan tertentu, misalnya seng tercelup dalam larutan asam klorida pekat, Zn akan terkorosi maka terus sampai habis. Korosi galvanic corrosion dipengaruhi oleh, lingkungan, jarak, area/luas Masalah korosi galvanik di mulai pada saat perencanaan. Kadang-kadang penggabungan dua logam yang berbeda terpaksa tidak dapat di hindari. Untuk mendapatkan gambaran logam-logam atau paduan-paduan yang dapat di gabungkan untuk meminimumkan terjadinya serangan korosi galvanik, sebagai langkah awal biasanya di perhatikan deret galvanik. Deret galvanik adalah daftar potensial korosi dari berbagai logam dan paduan yang terekspose ke dalam lingkungan yang spesifik. Potensial korosi dapat di ukur ddengan bantuan elektroda standar (acuan). tabel I menunjukkan deret galvanik dari logam dan paduan di dalam air laut. Logam dengan potensial yang lebih positif biasanya di sebut lebih nobel dan akan bersifat lebih katodik bila di hubungkan dengan logam yang potensial korosinya lebih negatif yang di sebut lebih aktif. Logam atau paduan yang paling aktif selalu akan bersifat anodik bila kontak listrik dengan logam atau paduan lainnya. Pemilihan paduan dengan perbedaan potensial korosi yang minimum akan meminimumkan korosi galvanik. Sebagai contoh korosi galvanik akan nyata (significant) bila beda potensial korosi antara Laporan Akhir Praktikum Korosi T.A. 2016/2017

54


Kelompok 18

dua logam yang di hubungkan adalah sebesar 250 mV atau lebih. Deret galvanik hanya memberikan informasi kecenderungan korosi galvanik dan tidak memberikan informasi tenyang laju serangannya. Hal yang menarik dari deret galvanik adalah tanda kurung (bracket ) yang mengelompokkan logam atau paduan. Material dalam kelompok ini mempunyai ketahanan yang hampir sama khususnya karena kompossi dasar materialnya sama, mis alnya tembaga dan paduan tembaga. Pengelompokkan tersebut menunjukkan pada penerapan praktisnya, bahaya korosi galvanik kecil bila logam atau paduan dalam satu kelompok di hubungkan satu dengan lainnya.


55


Kelompok 18

4.3. Metodologi Praktikum 4.3.1. Skema Proses

Persiapan alat dan bahan

Spesimen dibersihkan dengan menggunakan amplas

Kaitkan kawat tembaga pada spesimen

Ukur dimensi dan timbang berat awal

Buat larutan NaCl 0,1 M

Celupkan spesimen pada masing – masing larutan

Amati secara visual, ukur pH dan Potensial spesimen setiap 1x 24 am selama 5 hari

Bersihkan dan keringkan

Ukur dimensi dan timbang berat spesimen akhir

Plot hasil pengamatan ke diagram pourbaix

Analisa dan pembahasan

kesimpulan

Gambar 4.2 Skema Proses Galvanic Corrosion


56


Kelompok 18

4.3.2 Penjelasan Skema Proses

1.

Persiapan alat dan bahan

2.

Spesimen dibersihkan dengan menggunakan amplas 240,600, dan 800 mesh

3.

Spesimen diukur dimensinya dan ditimbang berat awal dengan menggunakan neraca digital dan jangka sorong

4.

Lilitkan kawat tembaga pada spesimen

5.

Buat larutan NaCl 0,1 M

6.

Celupkan spesimen ke dalam masing – masing larutan sebelumnya disemprot dengan alkohol untuk menghilangkan kotoran

7.

Amati secara visual, ukur pH larutan dengan menggunakan pH meter dan ukur potensial spesimen menggunakan potensiometer setiap 1x24 jam selama 5 hari

8.

Bersihkan spesimen dengan Aqua DM dan keringkan mengunakan tisu

9.

Ukur dimensi spesimen dengan jangka sorong dan timbang berat akhir spesimen

10. Plotkan hasil pengamatan ke diagram pourbaix 11. Analisa hasil percobaan 12. Hasil analisa disimpulkan


57


Kelompok 18

4.3.2. Gambar Proses

Spesiem dibersihkan terlebih dahulu dengan menggunakan amplas 340,600,800 mesh

Lilitkan kawat tembaga pada spesimen

Spesimen diukur dimensi dan ditimbang berat awal, dengan menggunakan neraca digital dan jangka sorong

Buat larutan NaCl 0,1 M NaCl

Celupkan spesimen ke larutan

NaCl


58


Kelompok 18

Ukur pH larutan dan potensial spesimen serta amati perubahan secara visual 1x24 selama 5 hari

Spesimen dibersihkan dengan aqua dm dan dikeringkan dengan menggunakan tisu

Spesimen diukur dimensi dan timbang berat akhir dengan menggunakan jangka sorong dan neraca digital

Gambar 4.3. Galvanic Corrosion


59


Kelompok 18

4.4. Alat Dan Bahan 4.4.1. Alat

1.Neraca digital

(1buah)

2.Potensiometer

(1 buah)

3.pH meter

(1buah)

4. Refference electrode

(1buah)

5.Gelas kimia

(1 buah 600 mL)

6.Batang pengaduk

(1buah)

7.Kaca arloji

(1buah)

4.4.2. Bahan

1. HCl 0,1 M 2. Kawat tembaga

(1buah)

3. Alkohol 96%

(secukupnya)

4. Amplas (240,600,800 mesh)

(1 lembar)

5. Spesimen logam baja ST-37

(1buah)


60


Kelompok 18

4.5. Pengumpulan dan Pengolahan Data 4.5.1.

Pengumpulan Data

Tabel 4.1. Data Awal Pengujian

Panjang No

(mm)

larutan

Lebar (mm)

Tebal (mm)

P0

P1

L0

L1

T0

T1

Berat W0

W1

W

(gr)

(gr)

(mg)

1

NaCl

59,8

59,6

40,20

40,35

1,24

1,20

21,24

21,18

60

2

HCl

59,20

59,10

40,70

40,55

1,22

1,10

21,24

20,74

500

3

NaOH

59,50

59,85

39,74

39,8

1,10

1,20

21,28

21,28

0

4

K 2CrO4

60,90

60,75

40,04

40,2

1,22

1,30

22,38

22,37

10

58,90

59,20

40,92

40,95

1,14

1,10

21,41

21,31

100

5

Aqua DM

Tabel 4.2. Data Pengamatan Secara Visual, potensial, dan pH No

Tanggal

Gambar intensitas dalam larutan Depan

Belakang

Potensial

Pengamatan

pH

secara visual 

Terdapat endapan



Larutan masih berwarna

1

28-11-16

-0,61

bening

8,31 

Spesimen belum terindikasi akan korosi



Terdapat endapan

2

29-11-16

-0,62

7,26



Larutan menjadi keruh


61


Kelompok 18



Sepseimen terkorosi pada bagian depan saja



Terdapat endapan



Larutan berwarna

3

30-11-16

-0,60

7,12

kuning keruh 

Spesimen terkorosi pada bagian tertentu



Terdapat endapan



Larutan berwarna

4

1-12-16

-0,56

7,32

kuning keruh 

Spesimen terkorosi pada bagian depan saja



Terdapat endapan



Larutan berwarna

5

2-12-16

-0,59

7,50

kuning keruh 

Spesimen terkorosi pada bagian depan saja


62


4.5.2.

Kelompok 18

Pengolahan Data

-

Diagram pourbaix

Gambar 4.3 Diagram Pourbaix pada Larutan NaCl (korosi galvanik)

Hari pertama Hari kedua Hari ketiga Hari keempat Hari kelima Hari ketujuh


63




Kelompok 18

Perhitungan larutan NaCl (Korosi Galvanik)

Luas penampang awal



Dik : P = 60,4 mm L = 39,72 mm T =1,20 mm Dit : A0 ? Jawab : A0 = 2 (P x L) + 2 (P x T) + 2 (T x L) = 2 (60,4 x 39,72) + 2 (60,4 x 1,20) +2 (39,72 x 1,20) = 5133,79 mm 2 Luas penampang akhir



Dik : P = 60,4 mm L = 39,65 mm T =1,2 mm Dit : A1 ? Jawab : A1 = 2 (P x L) + 2 (P x T) + 2 (T x L) = 2 (60,4 x 39,65) + 2 (60,4 x 1,2) +2 (1,2 x 39,65) = 5038,46 mm 2 

Laju korosi

Dik : ρ = 7,8 gr/cm 3 A = 7,8 in 2 t = 120 jam w = 10 mg Dit : laju korosi ? Jawab : Laju korosi =

=

534  10 7,8  7,8  120 5340 7300,8

= 0,73 MPY 

Persamaan Reaksi

Fe + Cu2+

Fe2+ + Cu


64


Kelompok 18

4.6. Analisa Dan Pembahasan

Pada praktikum kali ini Spesimen terlebih dahulu dibersihkan dengan menggunakan amplas dengan tujuan membersihkan kotoran berupa debu, minyak, karat dan lainnya, sedangkan penambahan alkohol pada saat sebelum spesimen dimasukkan kedalam larutan bertujuan untuk menghilangkan pengotor seperti minyak dan lemak dan mempercepat reaksi. Penggunaan kawat tembaga sebagai penghantar listrik yang baik juga mempermudah pada saat pengukuran potensial, Serta penambahan kutek untuk mencegah terjadinya korosi galvanik antara tembaga dan spesimen. Mekanisme praktikum kali ini menggunakan spesimen ST-37 yang dililitkan kawat tembaga. Prinsip dari korosi galvanik sendiri yaitu 2 logam yang berbeda bersentuhan dan memiliki potensial yang berbeda dalam suatu larutan elektrolit. Li,K,Ba,Ca,Sr,Ca,Na,Mg,Al,Mn,Zn,Cr,Fe,Cd,Co,Ni,Pb,H,Cu,Hg,Ag,Pt,A u dalam deret volta semakin kekanan maka potensialnya semakin tinggi dan susah untuk bereaksi dan bagian sebelah kiri sangat reaktif, apabila dilihat dari deret volta yang akan terbentuk adalah Fe karena Fe berada di sebelah kiri Cu. Fe akan menjadi anoda atau akan bereaksi oksidasi dan Cu sebagai katoda yang bereaksi reduksi. Selama pengamatan 5 hari, awal spesimen berwarna perak tetapi hari ke hari warna berubah menjadi coklat, pada hari ke-2 terdapat endapan berwarna coklat pada spesimen, begitu juga dengan larutan pada hari ke-2 larutan mulai berubah dari warna awal bening berubah menjadi kuning keruh. Hasil yang didapat berat awal 22,05 dan didapat berat akhir 22,04, dapat disimpulkan bahwa spesimen mengalami degradasi. Hasil perhitungan laju korosi didapat sebesar 0,731 MPY, jika di bandingkan dengan laju korosi pada larutan NaCl modul 1, disimpulkan bahwa laju korosi pada larutan NaCl modul 1 lebih korosif. Faktor yang mempengaruhi yaitu lingkungan yang lebih korosif pada larutan NaCl modul 1. Pencegahan korosi galvanik diantaranya : 

Menghindari kontak logam yang berbeda (logam harus sama)








65


Kelompok 18

4.7. Kesimpulan dan Saran 4.7.1. Kesimpulan

1. Pencegahan korosi galvanik diantaranya : 

Menghindari kontak logam yang berbeda (logam harus sama)







2. Berat awal = 22,05 gram Berat akhir = 22,04 gram, disimpulkan bahwa spesimen terkorosi 3. Korosi galvanik terjadi pada logam yang kurang mulia (spesimen) dibandingkan dengan logam yang lebih mulia (tembaga) 4. Laju korosi = 0,731 MPY

4.7.2. Saran

1. Sebaiknya, sebelum praktikum praktikan terlebih dahulu diberikan penjelesan mengenai mekanisme dan penggunaan alat ukur


66

BAB 4 galvanic corrosion.docx

Recommend Documents