Laju Korosi vs Konsentrasi Inhibitor
Konsentrasi Inhibitor (%)
Laju Korosi
LAPORAN PRAKTIKUM PENGENDALIAN KOROSI
SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2013/2014
MODUL : Inhibitor Korosi
PEMBIMBING : Ir. Yunus Tonapa, MT.
Praktikum : 19 Mei 2014
Penyerahan : 02 Juni 2014
(Laporan)
Oleh :
Kelompok : I
Nama : 1. Andreas Apriadi Santosa , NIM. 111424001
2. Arini Hasya Millati , NIM. 111424002
3. Audia Wira Rachmadi , NIM. 111424003
Kelas : 3A-TKPB
PROGRAM STUDI D-IV TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH
JURUSAN TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2014
INHIBITOR KOROSI
Latar Belakang
Untuk melindungi komponen suatu logam dengan menggunakan inhibitor. Bahan inhibitor menguntungkan untuk menangani logam-logam besi karena dapat menghambat laju korosi. Di industri, inhibitor berfungsi untuk mengurangi korosivitas lingkungan. Di boiler sering ditambahkan inhibitor fodfat maupun hidrazine. Hidrazine sering disebut sebagai oksigen sxavenger yang efektif untuk mengambil oksigen dari lingkungan, sehingga elektrolit dalam boiler korosivitasnya berkurang dan menyebabkan laju korosi menjadi turun. Karena pentingnya inhibitor di industri,maka praktikum ini penting untuk dilakukan.
Tujuan
Mahasiswa dapat menjelaskan proses korosi logam baja dalam larutan NaCl.
Mahasiswa dapat mempelajari pengaruh inhibitor kalium kromat dan borax terhadap laju korosi baja dalam larutan NaCl
Mahasiswa dapat menghitung laju korosi logam baja dalam larutan NaCl, NaCl dan kalium kromat, serta NaCl dan borax
Landasan Teori
Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi dengan lingkunganyang korosif. Korosi juga diartikan sebagai serangan yang merusak logam karena logam bereaksi secara kimia atau elektrokimia dengan lingkungan.
(Putri dkk, 2012)
Proses pencegahan korosi dapat dilakukan, di antaranya dengan pelapisan pada permukaan logam, perlindungan katodik, penambahan inhibitor korosi dan lain-lain. Sejauh ini, penggunaan inhibitor merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk mencegah korosi, karena biayanya yang relatif murah dan proses yang sederhana.
Inhibitor adalah suatu zat kimia yang dapat menghambat atau memperlambat suatu reaksi kimia. inhibitor korosi adalah suatu zat kimia yang bila ditambahkan ke dalam suatu lingkungan, dapat menurunkan laju penyerangan korosi lingkungan itu terhadap suatu logam. Umumnya inhibitor berasal dari senyawa-senyawa organik dan anorganik yang mengandung gugus-gugus yang memiliki pasangan elektron bebas, seperti nitrit, pospat, dan lain-lain.
(Anonim, 2012)
Bahan inhibitor menguntungkan untuk menangani logam-logam besi karena dapat menghambat laju korosi. Inhibitor merupakan metoda perlindungan yang fleksibel, yaitu mampu memberikan perlindungan dari lingkungan yang kurang agresif sampai pada lingkungan yang tingkat korosifitasnya sangat tinggi, mudah diaplikasikan (tinggal tetes), dan tingkat keefektifan biayanya paling tinggi karena lapisan yang terbentuk sangat tipis sehingga dalam jumlah kecil mampu memberikan perlindungan yang luas pada logam. Inhibitor yang saat ini biasa digunakan adalah sodium nitrit, kromat, fosfat, dan garam seng.
(Putri dkk, 2012)
Sifat-sifat sebuah elektrolit dapat diubah untuk membatasi agresifitas terhadap permukaan logam. Ion-ion yang paling agresif yang dapat menyerang permukaan logam baja adalah ion-ion sulfat, tiosulfat, tiosianat, dan klorida. Untuk menghambat ion-ion agresif tersebut dapat ditambahkan inhibitor nitrit sehingga dapat mengurangi laju korosi pada permukaan logam.
Berdasarkan Bahan Dasarnya :
Inhibitor Organik : Menghambat korosi dengan cara teradsorpsi kimiawi pada permukaan logam, melalui ikatan logam-heteroatom. Inhibitor ini terbuat dari bahan organik. Contohnya adalah : gugus amine, tio, fosfo, dan eter. Gugus amine biasa dipakai di sistem boiler.
Inhibitor Inorganik : Inhibitor yang terbuat dari bahan anorganik.
Berdasarkan reaksi yang dihambat, maka inhibitor dibedakan menjadi :
Inhibitor katodik adalah zat yang dapat menghambat terjadinya reaksi di katoda (reduksi), karena pada daerah katodik terbentuk logam hidroksida (MOH) yang sukar larut dan menempel kuat pada permukaan logam sehingga menghambat laju korosi. Dengan berkurangnya akses ion hidrogen yang menuju permukaan elektroda, maka hydrogen overvoltage akan meningkat sehingga menghambat reaksi evolusi hidrogen yang berakibat menurunkan laju korosi. Dan karena adanya inhibitor katodik maka potensial korosi bergeser ke arah negative. Inhibitor katodik merupakan kation yang bermigrasi ke permukaan katodik dan diendapkan secara kimia atau elektrokimia dan mengisolasi permukaan ini, sehingga menghalangi pembebasan gas hydrogen di permukaan katodik. Reaksi yang terjadi pada lingkungan netral adalah
2H2O + O2 + 4e 4OH-
Pada reaksi ini, inhibitor bereaksi dengan ion hidroksil menghasilkan senyawa yang mengendap di permukaan katoda, sehingga menyelimuti katoda dari elektrolit dan mencegah masuknya oksigen. Inhibitor yang banyak digunakan untuk tipe ini adalah larutan garam seng dan magnesium yang membentuk hidroksida tidak larut, kalsium yang menghasilkan karbonat dan polifosfat. Reaksi katodik di lingkungan asam:
2H+ + 2e H2
Pembentukan gas hidrogen dapat dikendalikan oleh peningkatan sistem seperti yang
ditunjukkan gambar di bawah ini.
Gambar 1. Polarisasi Katodik
Contoh: Arsen (AS+3), antimon (Sb+3), fosfor (P), kation positif dari logam divalent (seperti Zn+2, Pb+2, dan Fe+2), air sadah yang mengandung kalsium bikarbonat, soda, dan polifosfat.
Inhibitor katodik dibedakan menjadi:
Inhibitor racun : Contohnya As2O3, Sb2O3.
menghambat penggabungan atom-atom Had menjadi molekul gas H2 di permukaan logam
dapat mengakibatkan perapuhan hidrogen pada baja kekuatan tinggi
Bersifat racun bagi lingkungan
Inhibitor presipitasi katodik :
mengendapkan CaCO3, MgCO3, CaSO4, MgSO4 dari dalam air
Contoh : ZnSO4 + dispersan.
Oxygen scavenger :
mengikat O2 terlarut
Contoh : N2H4 (Hydrazine) + O2 N2 + 2 H2O
Hydrazine diinjeksikan di up stream Deaerator dalam sistem WHB (Waste Heat Boiler) dan WHR (Waste Heat Recovery) di unit pabrik Ammonia maupun Utilitas.
Inhibitor anodic adalah zat yang ditambahkan ke dalam elektrolit, sehingga mampu menahan terjadinya reaksi anodic dioksida. Inhibitor ini berakibat potensial korosi bergerak ke arah positif.
Contoh : kromat, nitrat, dan nitrit yang merupakan inhibitor anodic oksidator (efektif tanpa oksigen), sedangkan inhibitor non oksidator (efektif hanya dengan adanya oksigen terlarut) seperti boraks, fosfat, silikat.
Inhibitor anodik ini merupakan inhibitor yang sangat efektif dan secara luas digunakan, tetapi jenis inhibitor ini mempunyai sifat yang tidak diinginkan, yaitu bila kandungan atau konsentrasi inhibitor tidak cukup melapisi semua permukaan anodik, sehingga mengakibatkan terjadinya korosi sumuran (pitting). Dengan demikian, inhibitor anodik sering ditunjuk sebagai inhibitor yang berbahaya. Pengaruh konsentrasi inhibitor terhadap korosinya dapat ditunjukkan seperti gambar berikut.
Gambar 2. Pengaruh Konsentrasi Inhibitor Anodik
Inhibitor anodik adalah inhibitor yang menghambat reaksi oksidasi.
Fe + OH- FeOHad + e-
FeOHad + Fe + OH- FeOHad + FeOH+ + 2e-
Molekul organik teradsorpsi di permukaan logam, sehingga katalis FeOHad berkurang akibatnya laju korosi menurun. Contoh inhibitor anodik adalah molibdat, silikat, fosfat, borat, kromat, nitrit, dan nitrat. Inhibitor jenis ini sering dipakai / ditambahkan pada saat chemical cleaning peralatan pabrik.
Inhibitor campuran : Campuran dari inhibitor katodik dan anodic
Inhibitor campuran merupakan gabungan antara inhibitor anodic dan inhibitor katodik. Biasanya dalam inhibitor campuran mengandung salah satu bahan oksidator seperti kromat, nitrit, dan bahan non oksidator. Contoh aplikasi dari inhibitor campuran adalah senyawa kromat dan ortofosfat dalam air garam, senyawa kromat dan polifosfat sebagai inhibitor anodic dan katodik.
"The Potassium Chromates is known to be an effective oxidizing anodic inhibitors which protect the carbon steel from the HCl corrosive media by making it in passive state thus preventing breakdown of the passive oxide which can lead to uniform corrosion.
Potassium Chromates may be acts as cathodic inhibitors by accelerates the cathodic reaction which produce some catalytic action leading to evolution of hydrogen instead of reduction of the Chromates ions to the trivalent state CrO3-3 which absorbs on the surface of the metal and reduce to some intermediate valence and tetravalent stateCrO4-4 acts as mediator between the metal surface and corrosive media as follow (Afolabi 2007)."
Berdasarkan Mekanisme (Cara Kerja) Inhibisi :
Inhibitor Pasivator : menghambat korosi dengan cara menghambat reaksi anodik melalui pembentukan lapisan pasif, sehingga merupakan inhibitor berbahaya, bila jumlah yang ditambahkan tidak mencukupi. Inhibitor Pasivator terdiri dari : Inhibitor Pasivator Oksidator, misalnya, Cr2O72-, , CrO42-, ClO3-, ClO4-. Cr2O72- mempasivasi baja dengan peningkatan reaksi katodik dari Cr2O72- menjadi Cr2O3, dan menghasilkan lapisan pasif Cr2O3 dan FeOOH. Inhibitor Pasivator non oksidator, contohnya ion metalat (vanadat, ortovanadat, metavanadat), NO2-. Inhibitor vanadium dipakai di Unit CO2 Removal Pabrik Ammonia, karena larutan Benfield yang bersifat korosif. Molybdat (MoO42-) menginhibisi dengan cara membentuk lapisan pelindung yang terdiri dari senyawa ferro-molybdat.
Inhibitor Presipitasi : Membentuk kompleks tak larut dengan logam atau lingkungan sehingga menutup permukaan logam dan menghambat reaksi anodik dan katodik. Contoh : Na3PO4, Na2HPO4.
Inhibitor Adsorpsi : Agar teradsorpsi harus ada gugus aktif (gugus heteroatom). Gugus ini akan teradsorpsi di permukaan logam. Contoh : Senyawa asetilen, senyawa sulfur, senyawa amine dan senyawa aldehid.
Inhibitor Aman dan Inhibitor Berbahaya :
Inhibitor aman (tidak berbahaya) adalah inhibitor yang bila ditambahkan dalam jumlah yang kurang (terlalu sedikit) dari konsentrasi kritisnya, tetap akan mengurangi laju korosi. Inhibitor aman ini umumnya adalah inhibitor katodik, contohnya adalah garam-garam seng dan magnesium, calcium, dan polifosfat.
Inhibitor berbahaya adalah inhibitor apabila ditambahkan di bawah harga kritis akan mengurangi daerah anodik, namun luas daerah katodik tidak terpengaruh. Sehingga kebutuhan arus dari anoda yang masih aktif bertambah hingga mencapai harga maksimum sedikit di bawah konsentrasi kritis. Laju korosi di anoda-anoda yang aktif itu meningkat dan memperhebat serangan korosi sumuran. Yang termasuk inhibitor berbahaya adalah inhibitor anodik, contohnya adalah molibdat, silikat, fosfat, borat, kromat, nitrit, dan nitrat.
(Choerunnisa dkk, 2012)
Menghitung Laju Korosi
Dimana: w = berat yang hilang (gr) A = luas permukaan (cm2) t = waktu (jam) r = laju korosi (mpy)Dimana: w = berat yang hilang (gr) A = luas permukaan (cm2) t = waktu (jam) r = laju korosi (mpy)Laju korosi (r) = wA.t
Dimana: w = berat yang hilang (gr)
A = luas permukaan (cm2)
t = waktu (jam)
r = laju korosi (mpy)
Dimana: w = berat yang hilang (gr)
A = luas permukaan (cm2)
t = waktu (jam)
r = laju korosi (mpy)
Percobaan
Alat dan Bahan
No
Alat
Jumlah
Bahan
Jumlah
1
Gelas plastik
5 unit
K2CrO4
2,5 g
2
Gelas kimia 1000 mL
1 unit
Asam Borax
1 g
3
Gelas kimia 250 mL
1 unit
NaCl
3,56 g
4
Labu takar 1000 mL
1 unit
Aquades
Secukupnya
5
Labu takar 50 mL
1 unit
Ethanol
200 mL
6
Batang pengaduk
1 unit
HCl pekat
50 mL
7
Pelat baja
5 batang
8
Pipet volume
1 unit
9
Isolasi
Secukupnya
Prosedur Kerja
Persiapan benda kerja
HCl pekatrHCl pekatr
HCl pekatr
HCl pekatr
5 batang pelat baja terlapisi5 batang pelat baja terlapisi
5 batang pelat baja terlapisi
5 batang pelat baja terlapisi
PengampelasanPengampelasan
Pengampelasan
Pengampelasan
5 batang pelat baja bersih5 batang pelat baja bersih
5 batang pelat baja bersih
5 batang pelat baja bersih
Pembilasan logamPembilasan logam
Pembilasan logam
Pembilasan logam
Persiapan larutan
Larutan NaCl 3,56 gpl
3,56 g NaCl400 mL aquades3,56 g NaCl400 mL aquadesGelas kimia 250 mLGelas kimia 250 mL
3,56 g NaCl
400 mL aquades
3,56 g NaCl
400 mL aquades
Gelas kimia 250 mL
Gelas kimia 250 mL
Labu takar 1000 mLLabu takar 1000 mL
Labu takar 1000 mL
Labu takar 1000 mL
600 mL aquades600 mL aquades
600 mL aquades
600 mL aquades
1 L NaCl 3,56 gpl1 L NaCl 3,56 gpl
1 L NaCl 3,56 gpl
1 L NaCl 3,56 gpl
Larutan K2CrO4
2,5 g K2CrO420 mL aquades2,5 g K2CrO420 mL aquades30 mL aquades30 mL aquadesLabu takar 50 mLLabu takar 50 mLGelas kimia 100 mLGelas kimia 100 mL
2,5 g K2CrO4
20 mL aquades
2,5 g K2CrO4
20 mL aquades
30 mL aquades
30 mL aquades
Labu takar
50 mL
Labu takar
50 mL
Gelas kimia 100 mL
Gelas kimia 100 mL
50mL K2CrO4 5%50mL K2CrO4 5%
50mL K2CrO4 5%
50mL K2CrO4 5%
Larutan borax
1 g Borax20 mL aquades1 g Borax20 mL aquades30 mL aquades30 mL aquadesLabu takar 50 mLLabu takar 50 mLGelas kimia 100 mLGelas kimia 100 mL
1 g Borax
20 mL aquades
1 g Borax
20 mL aquades
30 mL aquades
30 mL aquades
Labu takar
50 mL
Labu takar
50 mL
Gelas kimia 100 mL
Gelas kimia 100 mL
50 mL Borax 2%50 mL Borax 2%
50 mL Borax 2%
50 mL Borax 2%
Proses Korosi
NaCl 3,56 gplNaCl 3,56 gpl
NaCl 3,56 gpl
NaCl 3,56 gpl
Penampungan NaCl pada setiap gelas yaitu sebanyak 200 mLPenampungan NaCl pada setiap gelas yaitu sebanyak 200 mL
Penampungan NaCl pada setiap gelas yaitu sebanyak 200 mL
Penampungan NaCl pada setiap gelas yaitu sebanyak 200 mL
NaClNaCl
NaCl
NaCl
NaClNaClNaClNaClNaClNaClNaClNaCl
NaCl
NaCl
NaCl
NaCl
NaCl
NaCl
NaCl
NaCl
10 mL K2CrO4 5 %10 mL K2CrO4 5 %
10 mL K2CrO4 5 %
10 mL K2CrO4 5 %
10 mL Borax 2 %10 mL Borax 2 %10 mL Borax 1 %10 mL Borax 1 %10 mL K2CrO4 2,5 %10 mL K2CrO4 2,5 %
10 mL Borax 2 %
10 mL Borax 2 %
10 mL Borax 1 %
10 mL Borax 1 %
10 mL K2CrO4 2,5 %
10 mL K2CrO4 2,5 %
Penambahan inhibitor pada beberapa gelas Penambahan inhibitor pada beberapa gelas
Penambahan inhibitor pada beberapa gelas
Penambahan inhibitor pada beberapa gelas
Persiapan perendaman spesimenPersiapan perendaman spesimen Perendaman logam pada ethanol Perendaman logam pada ethanol
Persiapan perendaman spesimen
Persiapan perendaman spesimen
Perendaman logam pada ethanol
Perendaman logam pada ethanol
Massa awal logamMassa awal logam Penimbangan logam dengan neraca Penimbangan logam dengan neraca
Massa awal logam
Massa awal logam
Penimbangan logam dengan neraca
Penimbangan logam dengan neraca
Perendaman logam pada setiap larutan pada gelas plastikPerendaman logam pada setiap larutan pada gelas plastik
Perendaman logam pada setiap larutan pada gelas plastik
Perendaman logam pada setiap larutan pada gelas plastik
Analisis logam yang telah direndam *setelah 7 hariAnalisis logam yang telah direndam *setelah 7 hariMassa akhir logamMassa akhir logam
Analisis logam yang telah direndam
*setelah 7 hari
Analisis logam yang telah direndam
*setelah 7 hari
Massa akhir logam
Massa akhir logam
Data Hasil Praktikum
Data Pengukuran
No
Lingkungan elektrolit
Luas (dm2)
Berat awal logam (g)
Berat akhir logam (g)
1
NaCl
0.18
8,5383
8,5060
2
NaCl + K2CrO4 2,5 %
0.18
8,5435
8,5257
3
NaCl + K2CrO4 5%
0.176
8,3263
8,3112
4
NaCl + Boraks 1%
0.1786
8,179
8,16
5
NaCl + Boraks 2%
0.1786
7,32
7,28
Data Pengamatan
Jenis larutan
Foto
Keterangan
Larutan NaCl
Sebelum dikorosikan
Larutan jernih, logam pun bersih.
Setelah dikorosikan
Larutan keruh dengan padatan merah – kecoklatan. Pada logam terdapat banyak padatan yang menempel
Larutan NaCl + K2CrO4 5%
Sebelum dikorosikan
Proses pengkorosian logam sudah dimulai, dengan tanda terdapatnya lapisan berwarna coklat pada beberapa titik pada logam
Sesudah dikorosikan
Terdapat padatan yang menempel pada logam, jumlahnya sedikit.
Larutan NaCl + K2CrO4 2,5%
Sebelum dikorosikan
Terdapat padatan coklat yang menempel
Sesudah dikorosikan
Padatan yang menempel pada logam lebih banyak daripada logam yang dicelupkan dalam larutan elektrolit dengan campuran K2CrO4 5%.
Jenis Larutan
Foto
Keterangan
NaCl tanpa inhibitor
Larutan keruh dengan padatan oranye kecoklatan. Pada logam terdapat banyak padatan yang menempel
NaCl+borax (1%)
Terdapat padatan oranye kecoklatan yang menempel pada plat Fe hanya tidak sebanyak jika tanpa inhibitor.
NaCl+borax (2%)
Pengolahan Data
Perhitungan Laju Korosi (r)
r= wA.t
No
Lingkungan elektrolit
A (dm2)
Δw (mg)
t (hari)
r (mdd)
1
NaCl
0.1800
32.3
7
25.6349
2
NaCl + K2CrO4 2,5 %
0.1800
17.8
7
14.1270
3
NaCl + K2CrO4 5%
0.1760
15.1
7
12.2565
4
NaCl + Boraks 1%
0.1786
19.0
7
15.1976
5
NaCl + Boraks 2%
0.1786
40.0
7
31.9949
Pembahasan
Berdasarkan data pengamatan pada praktikum ini, penambahan inhibitor dapat mengurangi laju korosi. Pada penambahan K2CrO4 2,5% laju korosi dapat berkurang hingga 11.5079 mdd dan pada konsetrasi K2CrO4 5% laju korosi dapat berkurang hingga 13.3784 mdd. Sehingga dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi konsentrasi inhibitor maka laju korosi akan semakin kecil. Laju korosi berkurang karena kalium kromat merupakan inhibitor campuran yang dapat dapat berfungsi sebagai inhibitor katodik dan inhibitor anodik. Sebagai inhibitor katodik senyawa kromat bekerja dengan mengikat cara elektron dan bereaksi dengan air sehingga membentuk gas hidrogen yang dapat menyebabkan korosi pada logam, reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
K2CrO4 2K++CrO42-
CrO42-+2e- CrO44-
CrO44-+2H2O CrO42-+H2+2OH-
Sebagai inhibitor anodik, senyawa kromat menurunkan potensial logam baja hingga berada dalam zona pasif sehingga terlindungi dari korosi.
Pada penambahan inhibitor boraks 2.5%, laju korosi berkurang hingga 10.4373 mdd sedangkan pada penambahan boraks 5%, laju korosi justru bertambah sebesar 6.36 mdd. Hal ini tidak sesuai dengan landasan teori karena penambahan konsentrasi inhibitor seharusnya menurunkan laju korosi logam. Anomali ini dapat disebabkan oleh terdapat kesalahan dalam pembuatan larutan, kontaminasi, dan atau sifat borax sebagai inhibitor anodik non oksidator.
Kesimpulan
Logam baja yang direndam dalam larutan NaCl tanpa inhibitor mengalami reaksi korosi
Penambahan inhibitor dapat mengurangi laju korosi logam dan laju korosi tersebut terus berkurang seiring dengan bertambahnya konsentrasi inhibitor yang ditambahkan
Lingkungan elektrolit
r (mdd)
NaCl
25.6349
NaCl + K2CrO4 2,5 %
14.1270
NaCl + K2CrO4 5%
12.2565
NaCl + Boraks 1%
15.1976
NaCl + Boraks 2%
31.9949
DAFTAR PUSTAKA
Alif, Shelfi. 2012. Diakses 27 Mei 2014.
Anonim. 2012. Pengkorosian Besi. Jakarta: Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah.
Bayu, Angga Kusuma. Inhibitor Korosi. http://www.academia.edu/5493762/114755146-
Daster-Inhibitor-Korosi. Diakses 30 Mei 2014.
Choerunnisa, Ghea, dkk. 2012. Laporan Praktikum Pencegahan Korosi. Inhibitor. Bandung:
Polban.
Indarti, Retno. Jobsheet Praktikum Pengendalian Korosi: Inhibitor. Bandung: Politeknik
Negeri Bandung.
Putri, Nur Azizah, dkk. 2012. Laporan Praktikum Mandiri Kimia Dasar III Inhibitor Alami. Jakarta:
Program Studi Pendidikan Kimia, Pendidikan Ilmu Pengetahuan Alam, Fakultas Ilmu Tarbiyah dan
Keguruan, Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah.
Roberge, Pierre R., 2000. Handbook of Corrosion Engineering. United State of Amerika: McGraw-Hill.
