PENCEGAHAN KOROSI

PENCEGAHAN KOROSI

I.

1. Pengertian

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. Ada definisi lain yang mengatakan   bahwa korosi adalah kebalikan dari proses ekstraksi logam dari bijih mineralnya. Contohnya,  bijih mineral logam besi di alam bebas ada dalam bentuk senyawa besi oksida atau besi sulfida, setelah diekstraksi dan diolah, akan dihasilkan besi yang digunakan untuk pembuatan baja atau   baja paduan. Selama pemakaian, baja tersebut akan bereaksi dengan lingkungan yang menyebabkan korosi (kembali menjadi senyawa besi oksida). Korosi atau secara awam lebih dikenal dengan istilah pengkaratan merupakan fenomena kimia pada bahan-bahan logam di   berbagai macam kondisi lingkungan. Penyelidikan tentang sistim elektrokimia telah banyak  membantu menjelaskan mengenai korosi ini, yaitu reaksi kimia antara logam dengan zat-zat yang ada di sekitarnya atau dengan partikel-partikel lain yang ada di dalam matrik logam itu sendiri. Jadi dilihat dari sudut pandang kimia, korosi pada dasarnya merupakan reaksi logam menjadi ion pada permukaan logam yang kontak langsung dengan lingkungan berair dan oksigen.

Pada umumnya suatu peralatan elektronik mengandung komponen logam yang mempunyai waktu hidup atau masa pakai tertentu. Korosi pada komponen-komponen tersebut dapat menimbulkan kerugian ekonomi akibat berkurangnya masa produktif peralatan elektronik. Korosi bahkan dapat menyebabkan terjadinya gangguan berupa terjadinya hubungan pendek  (konsluiting) yang dapat mengarah kepada terjadinya kecelakaan. Masalah korosi peralatan elektronik merupakan salah satu sumber yang dapat memicu kegagaan operasional serta keselamatan kerja pada suatu industri. Oleh sebab itu, masalah ini sudah selayaknya mendapat  perhatian yang serius dari berbagai kalangan. Dalam kehidupan sehari-hari, korosi dapat kita jumpai terjadi pada berbagai jenis logam. Bangunan-bangunan maupun peralatan elektronik yang memakai komponen logam seperti seng, tembaga, besi-baja dan sebagainya semuanya dapat terserang oleh korosi ini. Seng untuk atap 1

dapat bocor karena termakan korosi. Demikian juga besi untuk pagar tidak dapat terbebas dari masalah korosi. Jembatan dari baja maupun badan mobil dapat menjadi rapuh karena peristiwa alamiah yang disebut korosi. Selain pada perkakas logam ukuran besar, korosi ternyata juga mampu menyerang logam pada komponen-komponen renik peralatan elektronik, mulai dari jam digital hingga komputer, serta peralatan-peralatan canggih lainnya yang digunakan dalam  berbagai aktivitas umat manusia, baik dalam da lam kegiatan industri maupun di dalam rumah tangga. t angga. Korosi merupakan masalah teknis dan ilmiah yang serius. Di negara-negara maju sekalipun, masalah ini secara ilmiah belum tuntas terjawab hingga saat ini. Selain merupakan masalah ilmu permukaan yang merupakan kajian dan perlu ditangani secara fisika, korosi juga menyangkut kinetika reaksi yang menjadi wilayah kajian para ahli kimia. Korosi juga menjadi masalah ekonomi karena menyangkut umur, penyusutan dan efisiensi pemakaian suatu bahan maupun peralatan dalam kegiatan industri. Milyaran Dolas AS telah dibelanjakan setiap tahunnya untuk merawat jembatan, peralatan perkantoran, kendaraan bermotor, mesin- mesin industri serta peralatan elektronik lainnya agar umur konstruksinya dapat bertahan lebih lama. Banyak negara telah berusaha menghitung biaya korosi nasional dengan cara yang berbeda-beda, umumnya jatuh pada nilai yang berkisar antara 1,5 ± 5,0 persen dari GNP. Para praktisi saat ini cenderung sepakat untuk menetapkan biaya korosi sekitar 3,5 persen dari GNP. Kerugian yang dapat ditimbulkan oleh korosi tidak hanya biaya langsung seperti pergantian peralatan industri,   perawatan jembatan, konstruksi dan sebagainya, tetapi juga biaya tidak langsung seperti terganggunya proses produksi dalam industri serta kelancaran transportasi yang umumnya lebih  besar dibandingkan biaya langsung. Penyebab Korosi

Reduksi ion logam :Fe 3 ++ e

Fe 2 +

Pengendapan logam :3Na + + 3 e Reduksi ion hydrogen :O2 +4H+ + 4 e O2+ 2H2O + 4e

3 Na 2H2O

4OH-

Reaksi katodik dimana oksigen dari udara akan larut dalam larutan terbuka. Reaksi korosi tersebut sebagai berikut :  NaCl.H2O 2 Fe +O2

Fe 2O 3 2

2.PENANGGULANGAN KOROS I

atau PENCEGAHAN KOROS I

Korosi merupakan efek yang paling merusak pada logam, oleh karena itu untuk  melindungi logam digunakan banyak cara, yang semuanya ditujukan agar logam tidak cepat rusak karena korosi. Kerusakan karena korosi bisa mencapai 1000 kali lipat lebih cepat pada logam dibandingkan karena pengaruh yang lain. Karena itu timbul berbagai penelitian untuk  melindungi logam ini dari pengaruh korosi, dari cara cara yang sederhana seperti hanya dengan melapis permukaan logam dengan mengecat sampai cara cara yang paling modern dengan membuat logam paduan yang tahan terhadap korosi. Cara cara penanggulangan korosi antara lain: 1. Melapis permukaan logam dengan cat. 2. Melapis permukaan logam dengan de ngan proses pelapisan atau Electroplating. 3. Membuat lapisan yang tahan terhadap korosi seperti Anodizing Plant . 4. Membuat sistem perlindungan dengan anoda korban. 5. Membuat logam paduan yang tahan terhadap korosi. Dari metoda-metoda pelapisan tersebut, masing masing mempunyai keunggulan dan kekurangan. Melapis logam dengan cat merupakan cara yang paling mudah dan murah, tetapi  paling cepat rusak daya tahannya. Sedangkan membuat logam paduan adalah cara yang paling rumit dan mahal, tetapi daya tahannya paling bagus. Logam paduan juga ditujukan untuk hal hal lain seperti membuat logam yang kuat tapi ringan, atau logam yang keras tapi getas seperti baja dan sebagainya.

Peristiwa korosi pada logam merupakan fenomena yang tidak dapat dihindari, namun dapat dihambat maupun dikendalikan untuk mengurangi kerugian dan mencegah dampak negatif  yang diakibatkannya. Dengan penanganan ini umur produktif peralatan elektronik menjadi   panjang sesuai dengan yang direncanakan, bahkan dapat diperpanjang untuk memperoleh nilai ekonomi yang lebih tinggi. Upaya penanganan korosi diharapkan dapat banyak menghemat biaya opersional, sehingga berpengaruh terhadap efisi e fisiensi ensi dalam suatu kegiatan industri.

3

Pengendalian korosi biasanya merupakan serangkaian pekerjaan yang terpadu, antaralain: 1.Perancangan geometris alat atau benda kerja 2. Pemilihan bahan yang sesuai dengan lingkungan 3.Pelapisan dengan bahan lain lain untuk mengisolasi bahan dari lingkungan, atau coating 4.Pemberian bahan kimia pada media mengalir yang dapat menghambat korosi, atau inhibisi 5. Proteksi katodik yaitu memasok arus negatif ke badan benda kerja agar terhindar dari reaksi oksidasi oleh lingkungan 6. Inspeksi rutin terhadap kinerja semua upaya proteksi yang dilakukan 7.Pemeliharaan kebersihan. Pengendalian korosi pada peralatan elektronik dapat dilakukan melalui pengendalian lingkungan atau ruangan di mana peralatan tersebut ditempatkan. Penanganan masalah korosi   berkaitan dengan perawatan dan perbaikan fasilitas produksi serta peralatan penunjang lainnya. Kegiatan ini harus dapat mengidentifikasi, mengantisipasi dan menangani masalah korosi pada alat, mesin dan fasilitas industri secara keseluruhan. Pemantauan korosi perlu dilakukan secara periodik. Upaya menghambat laju korosi harus terintegrasi dengan program   perawatan dan perbaikan sehingga diperoleh hasil yang terbaik. Pengendalian laju korosi melalui pengendalian lingkungan umumnya dilakukan dengan menjaga kelembaban udara dan pengendalian keasaman lingkungan. Namun pengendalian lingkungan ini hanya mungkin dilakukan untuk peralatan yang berada dalam suatu ruangan, dan tidak mungkin dilakukan terhadap fasilitas yang berinteraksi langsung dengan lingkungan di luar ruangan. Upaya   pengendalian korosi ini harus melibatkan semua fihak yang terlibat dalam pengoperasian alat, mesin, instalasi serta fasilitas lainnya. Masalah korosi dan upaya pengendaliannya perlu diperkenalkan kepada seluruh jajaran direksi dan karyawan yang terlibat langsung dalam kegiatan industri. Ada beberapa usaha yang dapat ditempuh dalam upaya pengendalian korosi  peralatan elektronik, antara lain adalah : Menyimpan bahan-bahan korosif sebaik mungkin sehingga terjadinya kebocoran,   penguapan serta pelepasan ke lingkungan dapat dihindari. Pengecekan bejana penyimpan 4

  bahan kimia korosif yang mudah menguap perlu dilakukan secara periodik, sehingga adanya kebocoran bahan tersebut segera dikenali dan dapat diambil tindakan sedini mungkin untuk  menghindari efek yang lebih luas. Melakukan pemeliharaan rumah tangga perusahaan secara baik termasuk ketertiban dan kebersihan dalam perusahaan. Pengoperasian alat dehumidifier untuk mengurangi kelembaban udara dalam ruangan yang di dalamnya menyimpan peralatan elektronik mahal dan rentan terhadap serangan korosi. Peralatan-peralatan elektronik yang rawan terhadap pengaruh korosi perlu disimpan di ruang tertutup, jauh dari kemungkinan pencemaran udara akibat terlepasnya bahan-bahan korosif ke lingkungan. Menutup alat sewaktu tidak dipergunakan untuk menghindari masuknya debu-debu ke dalam alat. Perlu diketahui bahwa debu dapat tertempeli polutan korosif yang apabila terbang terbawa udara dapat masuk ke dalam alat dan menempelkan dirinya ke permukaan komponen-komponen elektronik di dalam alat tersebut. Pendidikan tentang faktor-faktor penyebab korosi dan akibatnya perlu juga diberikan kepada karyawan yang bersentuhan langsung dengan pengoperasian alat, agar mereka selalu menjaga dan mau mengikuti instruksi-instruksi yang digariskan dalam kaitannya dengan  perawatan peralatan elektronik. Pengendalian Korosi Koro si Atmosferik  Atmosferik  Hanya ada 2 metoda yang efektif untuk mencegah dan mengendalikan korosi atmosferik, yaitu coating dan pemilihan material yang sesuai, atau gabungan keduanya. Dari hasil penentuan karakteristik atmosfer dan pengukuran laju korosi di tempat peralatan industri minyak bumi   berada atau akan dibangun, dapat ditentukan jenis material dan coating yang sesuai untuk  membangun konstruksi peralatan yang tahan terhadap korosi atmosferik. Penentuan ini tentunya   juga mempertimbangkan faktor biaya dan keekonomian. Dari hasil analisis, seringkali terjadi   penggunaan logam yang tidak terlalu tahan korosi atmosfer (misalnya baja karbon) namun dilindungi sistem coating lebih ekonomis daripada baja paduan yang tahan korosi namun tidak  dilindungi sistem coating.

5

KESIMPULAN Korosi adalah suatu gejala kimia yang menyerang logam dan mengakibatkan kerusakan pada logam loga m tersebut. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi korosi, yaitu : 1. Kelembaban udara 2. Elektrolit Elektrolit 3.Zat terlarut pembentuk asam (CO2, SO2) 4.Adanya O2 5. Lapisan pada permukaan logam 6. Letak logam dalam deret potensial reduksi Korosi dapat dicegah dengan cara : 1. Melapis permukaan logam dengan cat. 2.Melapis permukaan logam dengan proses pro ses pelapisan atau Electroplating. 3.Membuat lapisan yang tahan terhadap korosi seperti Anodizing Plant . 4.Membuat sistem perlindungan dengan anoda korban. 5. Membuat logam paduan yang tahan terhadap korosi.

6

II.

ELEKTOLISIS DALAM INDUSTR I

a. Pengertian Sel dan elektrolisis

Dalam sel, reaksi oksidasi reduksi berlangsung dengan spontan, dan energi kimia yang menyertai reaksi kimia diubah menjadi energi listrik. Bila potensial diberikan pada sel dalam arah kebalikan dengan arah potensial sel, reaksi sel yang berkaitan dengan negatif potensial sel akan diinduksi. Dengan kata lain, reaksi yang tidak berlangsung spontan kini diinduksi dengan energi listrik. Proses ini disebut elektrolisis. Pengecasan baterai timbal adalah contoh co ntoh elektrolisis. Reaksi total sel Daniell adalah Zn + Cu2+(aq) ±> Zn2+(aq) + Cu (10.36) Andaikan potensial lebih tinggi dari 1,1 V diberikan pada sel dengan arah kebalikan dari   potensial yang dihasilkan sel, reaksi sebaliknya akan berlangsung. Jadi, zink akan mengendap dan tembaga akan mulai larut. Zn2+(aq) + Cu ±> Zn + Cu2+(aq) (10.37) Gambar 10.6 menunjukkan representasi skematik reaksi kimia yang terjadi bila potensial balik  diberikan pada sel Daniell. Bandingkan dengan Gambar 10.2.

Gambar 10.6 Electrolisis. Reaksi kebalikan dengan yang terjadi pada sel Daniell akan  berlangsung. Zink mengendap sementara tembaga akan melarut.

7

b. Elektrolisis dalam Industri

Elektrolisis yang pertama dicoba adalah elektrolisis air (1800). Davy segera mengikuti dan dengan sukses mengisolasi logam alkali dan alkali tanah. Bahkan hingga kini elektrolisis digunakan untuk menghasilkan berbagai logam. Elektrolisis khususnya bermanfaat untuk   produksi logam dengan kecenderungan ionisasi tinggi (misalnya aluminum). Produksi aluminum di industri dengan elektrolisis dicapai tahun 1886 secara independen oleh penemu Amerika Charles Martin Hall (1863-1914) dan penemu Perancis Paul Louis Toussaint Héroult (18631914) pada waktu yang sama. Sukses elektrolisis ini karena penggunaan lelehan Na3AlF6 sebagai  pelarut bijih (aluminum oksida; alumina Al2O3)ï¼ Sebagai syarat berlangsungnya elektrolisis, ion harus dapat bermigrasi ke elektroda. Salah satu cara yang paling jelas agar ion mempunyai mobilitas adalah dengan menggunakan larutan dalam air. Namun, dalam kasus elektrolisis alumina, larutan dalam air jelas tidak tepat sebab air lebih mudah direduksi d ireduksi daripada ion aluminum sebagaimana ditunjukkan di d i bawah ini. Al3+ + 3e ±> Al potensial elektroda normal = -1,662 V (10.38) 2H2O +2e ±> H2 + 2OH- potensial elektroda normal = -0,828 V (10.39)

Metoda lain adalah dengan menggunakan lelehan garam. Masalahnya Al2O3 meleleh   pada suhu sangat tinggi 2050 °C, dan elektrolisis pada suhu setinggi ini jelas tidak realistik.   Namun, titik leleh campuran Al2O3 dan Na3AlF6 adalah sekitar 1000 °C, dan suhu ini mudah dicapai. Prosedur detailnya adalah: bijih aluminum, bauksit mengandung berbagai oksida logam sebagai pengotor. Bijih ini diolah dengan alkali, dan hanya oksida aluminum yang amfoter yang larut. Bahan yang tak larut disaring, dan karbon dioksida dialirkan ke filtratnya untuk  menghasilkan hidrolisis garamnya. Alumina akan diendapkan. d iendapkan. Al2O3(s) + 2OH-(aq)±> 2AlO2- (aq) + H2O(l) O(l) (10.40) (10.4 0) 2CO2 + 2AlO2 -(aq) + (n+1)H2O(l) ±> 2HCO3- (aq) + Al2O3·nH2O(s) (10.41) Alumina yang didapatkan dicampur dengan Na3AlF6 dan kemudian garam lelehnya dielektrolisis. Reaksi dalam sel elektrolisi rumit. Kemungkinan besar awalnya alumina bereaksi dengan Na3AlF6 dan kemudian reaksi elektrolisi elektro lisiss berlangsung. Al2O3 + 4AlF63- ±> 3Al2OF62- + 6F- (10.42) Reaksi elektrodanya adalah sebagai berikut. Elektroda negatif: 2Al2OF62- + 12F- + C ±> 4AlF63- + CO2 + 4e- (10.43) Elektroda positif: AlF63- + 3e ±> Al + 6F- (10.44)

8

Reaksi total: 2Al2O3 + 3C ±> 4Al + 3CO2 (10.45) Kemurnian aluminum yang didapatkan dengan  prosedur ini kira-kira 99,55 %. Aluminum digunakan dalam kemurnian ini atau sebagai paduan dengan logam lain. Sifat aluminum sangat baik dan, selain itu, harganya juga tidak terlalu mahal.   Namun, harus diingat bahwa produksi aluminum membutuhkan listrik dalam jumlah sangat  besar. c.

Elektroplatting

Elektroplatting adalah aplikasi elektrolisis pada pelapisan suatu logam atas logam yang lain. Teknik ini bisa dipakai untuk memperbaiki penampakan dan daya tahan suatu logam. Contohnya, suatu lapisan tipis logam chromium pada bemper baja mobil untuk membuatnya menarik dan melindunginya dari karat. Pelapisan emas dan perak dilakukan pada barang-barang  perhiasan yang berasal dari bahan-bahan logam yang murah. Berbagai Berbaga i lapisan-lapisan tipis logam tersebut ketebalannya berkisar antara 0,03 s/d 0,05 mm. d. Pembuatan Aluminium

Bauksit adalah biji aluminium yang mengandung Al2O3-. Untuk mendapatkan aluminium, bijih tersebut dimurnikan dan Al2O3 nya dilarutkan d ilarutkan dan didisosiasikan dalam larutan elektrolit Ãeryolite¶. Ãeryolite¶. Pada katoda, ion-ion aluminium direduksi menghasilkan logam yang terbentuk sebagai lapisan tipis dibagian bawah wadah elektrolit. Pada anoda yang terbuat dari karbon, ion oksida teroksidasi menghasilkan O2 bebas. be bas. Reaksinya adalah : Al3+ + 3e-  Al(l) (katoda) 2O2-  O2(g) + 4 e- (anoda) 4Al3+ + 6O2-  4Al(l) + 3O2(g) (total) e. Pembuatan Magnesium

Sumber utama magnesium adalah air a ir laut. Mg2+ mempunyai kelimpahan terbesar t erbesar ketiga dalam laut, kalahannya oleh ion natrium dan ion klorida. Untuk memperoleh magnesium, Mg(OH)2diendapkan dari air laut. Pemisahan itu dilakukan dengan cara filtrasi dan lalu dilarutkan dalam asam hidroklorit. Mg(OH)2 + 2HCl  MgCl2 + 2H2O 9

Larutan MgCl2 diuapkan dan menghasilkan MgCl2 padat yang lalu dilelehkan dan akhirnya dielektrolisa. Magnesium bebas akan diendapkan pada katoda dan gas klorin dihasilkan pada anoda. MgCl2(l)  Mg(l) + Cl2(g) C l2(g) f .

Penyulingan Tembaga

Salah satu elektrolisis yang paling menarik adalah pemurnian atau penyulingan logam tembaga. Tembaga dapat dimbil dari bijinya, dengan cara ini sampai ke tingkat kemurnian 99%. Pengotornya sebagian besar adalah perak, emas, platina, besi dan seng menurunkan konduktivitas listrik tembaga secara drastis sehingga harus disuling ulang sebelum dipakai d ipakai sebagai kawat atau kabel. Tembaga tidak murni dipakai sebagai elektroda sebagai anoda pada sel elektrolisis yang mengandung larutan tembaga sulfat dan asam sulfat (sebagai elektrolit). Katoda pada sistem ini adalah tembaga dengan kemurnian tinggi. Jika selnya dijalankan pada tegangan yang diperlukan, hanya tembaga dan pengotornya yang lebih mudah teroksidasi daripada tembaga, seng dan besi yang larut disekitar anoda. Logam-logam yang kurang aktif akan runtuh dan mengendap dibagian dasar wadah. Pada katoda, ion tembaga direduksi tetapi ion seng dan ion besi tertinggal dilarutan karena lebih sukar tereduksi dari pada tembaga. Secara pelan-pelan tembaga anoda terlarut dan tembaga katoda makin tumbuh. Suatu saat tembaga akan mempunyai kemurnian 99,95%! Kotoran yang terkumpul dibagian bawah biasanya disebut sebgai anoda, dapat dipindahkan secara periodik dan nilai perak, emas dan platina dapat pula dihitung untuk  memperoleh total efisiensi pelaksanaan proses penyulingan. g. Elektrolisis Brine

Brine (=¶air asin¶) adalah larutan natrium klorida jenuh. Pada katoda, air lebih mudah direduksi daripada ion natrium dan gas H2 akan terbentuk. Reaksi : 2e- + 2H2O  H2(g) + 2OH-(aq) Walaupun air lebih mudah teroksidasi t eroksidasi daripada ion klorida, namun seperti telah disebut d isebut bahwa ada faktor-faktor yang kompleks yang mempengaruhi sehingga yang teroksidasi adalah ion klorida. 10

11