Pengendalian korosi dengan inhibitor

BAB VI pengendalian korosi dengan penambahan inhibitor ekstrak bahan alami

BAB VI PENGENDALIAN KOROSI DENGAN PENAMBAHAN INHIBITOR EKSTRAK BAHAN ALAMI

6.1 Tujuan

1. 1.Mengetahui dan memahami pengaruh penambahan ekstrak bahan alam terhadap proses korosi 2. Mengetahui dan memahami mekanisme pengendalian korosi dengan penambahan inhibitor ekstrak bahan alam

6.2 Teori dasar

" Back

to Nature

(kembali ke alam)" merupakan istilah yang digunakan oleh banyak

orang, agar masyarakat kembali memanfaatkan bahan-bahan kimia yang telah disediakan oleh alam dan bukan bahan sintetis.Trend back

to natureini

didasarkan oleh berbagai kekurangan,

keamanan, dan bahaya kesehatan dari penggunaan yang terus menerus dari bahan kimia sintetis.Contoh sederhananya adalah dalam bidang pertanian, dimana banyak petani dan konsumen lebih memilih hasil pertanian yang dipupuk dengan mengunakan pupuk alami (kompos/kotoran ternak) dibandingkan dengan pupuk sintetis. Contoh-contoh lainnya adalah penggunaan plastik, dimana sekarang sedang digalakkan pencarian bahan baku plastik alami (biopolimer) yang diharapkan dapat menggantikan peranan plastik sintetis yang bersifat nonbiodegradable dan tidak ramah lingkungan. Istilah back

to nature

juga berlaku dalam aplikasinya ap likasinya dibidang kimia korosi. ko rosi.

Tetapi sebelum meninjau lebih jauh aplikasinya, mungkin penulis akan menjelaskan terlebih dahulu apa itu korosi dan inhibitor. Korosi atau secara awam dikenal sebagai pengkaratan merupakan suatu peristiwa kerusakan atau penurunan kualitas suatu bahan logam yang disebabkan oleh terjadi reaksi dengan lingkungan. Biasanya proses korosi logam berlangsung secara elektrokimia yang terjadi secara simultan pada daerah anoda dan katoda yang membentuk rangkaian arus listrik tertutup. Proses pencegahan korosi dapat dilakukan, diantaranya dengan pelapisan pada permukaan logam, LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM KOROSI DAN PERLINDUNGAN LOGAM 2014 KELOMPOK 2

89

BAB VI pengendalian korosi dengan penambahan inhibitor ekstrak bahan alami perlindungan katodik, penambahan inhibitor korosi dan lain-lain. Sejauh ini, penggunaan inhibitor

merupakan

salah

satu

cara

yang

paling

efektif

untuk

mencegah

korosi.

Inhibitor korosi sendiri didefinisikan sebagai suatu zat yang apabila ditambahkan dalam jumlah sedikit ke dalam lingkungan akan menurunkan serangan korosi lingkungan terhadap logam. Umumnya inhibitor korosi berasal dari senyawa-senyawa organik dan anorganik yang mengandung gugus-gugus yang memiliki pasangan elektron bebas, seperti nitrit, kromat, fospat, urea, fenilalanin, imidazolin, dan senyawa-senyawa amina. Namun demikian, pada kenyataannya bahwa bahan kimia sintesis ini merupakan bahan kimia yang berbahaya, harganya lumayan mahal, dan tidak ramah lingkungan, maka sering industri-industri kecil dan menengah jarang menggunakan inhibitor pada sistem pendingin, sistem pemipaan, dan sistem pengolahan air produksi mereka, untuk melindungi besi/baja dari serangan korosi. Untuk itu penggunaan inhibitor yang aman, mudah didapatkan, bersifat biodegradable, biaya murah, dan ramah lingkungan sangatlah diperlukan.

Bahan Alam sebagai Alternatif Inhibitor

Salah satu alternatifnya adalah ekstrak bahan alam khususnya senyawa yang mengandung atom N, O, P, S, dan atom-atom yang memiliki pasangan elektron bebas. Unsur-unsur yang mengandung pasangan elektron bebas ini nantinya dapat berfungsi sebagai ligan yang akan membentuk senyawa kompleks dengan logam. Dari beberapa hasil penelitian seperti Fraunhofer (1996), diketahui bahwa ekstrak daun tembakau, teh dan kopi dapat efektif sebagai inhibitor pada sampel logam besi, tembaga, dan alumunium dalam medium larutan garam.Keefektifan ini diduga karena ekstrak daun tembakau, teh, dan kopi memiliki unsur nitrogen yang berfungsi sebagai pendonor elektron terhadap logam Fe2+ untuk membentuk senyawa kompleks. Sudrajat dan Ilim (2006) juga mengemukakan bahwa ekstrak daun tembakau, lidah buaya, daun pepaya, daun teh, dan kopi dapat efektif menurunkan laju korosi mild steel dalam medium air laut buatan yang jenuh CO2. Efektivitas ekstrak bahan alam sebagai inhibitor korosi tidak terlepas dari kandungan nitrogen yang terdapat dalam senyawaan kimianya seperti daun tembakau yang mengandung senyawa-senyawa kimia antara lain nikotin, hidrazin, alanin, quinolin, anilin, piridin, amina, dan lain-lain (Reynolds, 1994).Lidah buaya mengandung aloin, aloenin, aloesin dan asam amino.Daun pepaya mengandung N-asetil-glukosaminida, benzil isotiosianat, asam LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM KOROSI DAN PERLINDUNGAN LOGAM 2014 KELOMPOK 2

90

BAB VI pengendalian korosi dengan penambahan inhibitor ekstrak bahan alami amino (Andrade et

al .,

1943).Sedangkan daun teh dan kopi banyak mengandung senyawa kafein

dimana kafein dari daun teh lebih banyak dibandingkan kopi.

Mekanisme Proteksi

Mekanisme proteksi ekstrak bahan alam terhadap besi/baja dari serangan korosi diperkirakan hampir sama dengan mekanisme proteksi oleh inhibitor organik. Reaksi yang terjadi antara logam Fe2+ dengan medium korosif seperti CO2 diperkirakan menghasilkan FeCO3, oksidasi lanjutan menghasilkan Fe2(CO3)3 dan reaksi antara Fe2+ dengan inhibitor ekstrak bahan alam menghasilkan senyawa kompleks. Inhibitor ekstrak bahan alam yang mengandung nitrogen mendonorkan sepasang elektronnya pada permukaan logam mild steel ketika ion Fe2+ terdifusi ke dalam larutan elektrolit, reaksinya adalah Fe -> Fe2+ + 2e- (melepaskan elektron) dan Fe2+ + 2e- > Fe (menerima elektron).

Gambar 6.1. mekanisme proteksi Inhibitor korosi sendiri didefinisikan sebagai suatu zat yang apabila ditambahkan dalam jumlah sedikit ke dalam lingkungan akan menurunkan serangan korosi lingkungan terhadap logam. (Trethewey,KR& Chamberlain, J. 1991).

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM KOROSI DAN PERLINDUNGAN LOGAM 2014 KELOMPOK 2

91

BAB VI pengendalian korosi dengan penambahan inhibitor ekstrak bahan alami Umumnya inhibitor korosi berasal dari senyawa-senyawa 92elativ dan anorganik yang mengandung gugus-gugus yang memiliki pasangan 92elative bebas, seperti nitrit, kromat, fospat, urea, fenilalanin, imidazolin, dan senyawa-senyawa amina. Namun demikian, pada kenyataannya bahwa bahan kimia sintesis ini merupakan bahan kimia yang berbahaya, harganya lumayan mahal, dan tidak ramah lingkungan, maka sering 92elative-industri kecil dan menengah jarang menggunakan inhibitor pada 92elati pendingin, 92elati pemipaan, dan 92elati pengolahan air produksi mereka, untuk melindungi besi/baja dari serangan korosi. Untuk itu penggunaan inhibitor yang aman, mudah didapatkan, bersifat biodegradable, biaya murah, dan ramah lingkungan sangatlah diperlukan. Proses pencegahan korosi dapat dilakukan, diantaranya 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 92elative murah dan prosesnya yang sederhana. (Sudrajat dan Ilim. 2006) Nikotin Nikotin adalah sebuah senyawa kimia 92elativ, sebuah alkaloid yang ditemukan secara alami di berbagai macam tumbuhan seperti tembakau.Nikotin merupakan komponen psikoaktif di dalam daun tembakau dan bersifat adiktif.Inhibitor korosi sendiri didefinisikan sebagai suatu zat yang apabila ditambahkan dalam jumlah sedikit ke dalam lingkungan akan menurunkan serangan korosi lingkungan terhadap logam.Umumnya inhibitor korosi berasal dari senyawa-senyawa 92elativ dan anorganik yang mengandung gugus-gugus yang memiliki pasangan 92elative bebas, seperti nitrit, kromat, fospat, urea, fenilalanin, imidazolin, dan senyawa-senyawa amina. Namun demikian, pada kenyataannya bahwa bahan kimia sintesis ini merupakan bahan kimia yang berbahaya, harganya lumayan mahal, dan tidak ramah lingkungan, maka sering 92elative-industri kecil dan menengah jarang menggunakan inhibitor pada 92elati pendingin, 92elati pemipaan, dan 92elati pengolahan air produksi mereka, untuk melindungi besi/baja dari serangan korosi. Untuk itu penggunaan inhibitor yang aman, mudah didapatkan, bersifat biodegradable, biaya murah, dan ramah lingkungan sangatlah diperlukan. Proses pencegahan korosi dapat dilakukan, diantaranya dengan pelapisan pada permukaan logam, perlindungan katodik, penambahan inhibitor korosi dan lain-lain. Sejauh ini, penggunaan LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM KOROSI DAN PERLINDUNGAN LOGAM 2014 KELOMPOK 2

92

BAB VI pengendalian korosi dengan penambahan inhibitor ekstrak bahan alami inhibitor merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk mencegah korosi, karena biayanya yang 93elative murah dan prosesnya yang sederhana. Beberapa 93elati lingkungan yang dapat mempengaruhi proses korosi antara lain, yaitu :

1. Suhu Kenaikan suhu akan menyebabkan bertambahnya kecepatan reaksi korosi. Hal ini terjadi karena makin tinggi suhu maka 93elati 93elativ dari partikel-partikel yang bereaksi akan meningkat sehingga melampaui besarnya harga 93elati aktivasi dan akibatnya laju kecepatan reaksi (korosi) juga akan makin cepat, begitu juga sebaliknya. (Fogler, 1992)2. 6.. Kecepatan alir fluida atau kecepatan pengadukan

Laju korosi cenderung bertambah jika laju atau kecepatan aliran fluida bertambah besar. Hal ini karena kontak antara zat pereaksi dan logam akan semakin besar sehingga ion-ion logam akan makin banyak yang lepas sehingga logam akan mengalami kerapuhan (korosi). (Kirk Othmer, 1965) 6.. Konsentrasi bahan korosif

Hal ini berhubungan dengan pH atau keasaman dan kebasaan suatu larutan. Larutan yang bersifat asam sangat korosif terhadap logam dimana logam yang berada didalam media larutan asam akan lebih cepat terkorosi karena karena merupakan reaksi anoda. Sedangkan larutan yang bersifat basa dapat menyebabkan korosi pada reaksi katodanya karena reaksi katoda selalu serentak dengan reaksi anoda (Djaprie, 1995) 6.. Oksigen

Adanya oksigen yang terdapat di dalam udara dapat bersentuhan dengan permukaan logam yang lembab.Sehingga kemungkinan menjadi korosi lebih besar. Di dalam air (lingkungan terbuka), adanya oksigen menyebabkan korosi (Djaprie,1995) LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM KOROSI DAN PERLINDUNGAN LOGAM 2014 KELOMPOK 2

93

BAB VI pengendalian korosi dengan penambahan inhibitor ekstrak bahan alami 5. Waktu kontak Aksi inhibitor diharapkan dapat membuat ketahanan logam terhadap korosi lebih besar. Dengan adanya penambahan inhibitor kedalam larutan, maka akan menyebabkan laju reaksi menjadi lebih rendah, sehingga waktu kerja inhibitor untuk melindungi logam menjadi lebih lama. Kemampuan inhibitor untuk melindungi logam dari korosi akan hilang atau habis pada waktu tertentu, hal itu dikarenakan semakin lama waktunya maka inhibitor akan semakin habis terserang oleh larutan. (Uhlig , 1958) 6..

Pencegahan Korosi

Pencegahan korosi dapat dilakukan dengan beberapa cara, yaitu:

6..

Pelapisan

Dilakukan dengan memberikan suatu lapisan yang dapat mengurangi kontak antara logam dengan lingkungannya.Lapisan pelindung yang sering dipakai adalah bahan metalik, anoganik ataupuun 94elativ yang 94elative tipis. b. Aliasi logam

Dengan cara mencampurkan logam satu dengan logam yang lain. Aliasi logam ini bertujuan agar mutu suatu logam akan meningkat. c. Penambahan inhibitor

Inhibitor adalah senyawa tertentu yang ditambahkan pada elektrolit untuk membatasi korosi bejana logam. Inhibitor terdiri dari anion atom-ganda yang dapat masuk kepermukaan logam, dengan demikian dapat menghasilkan selaput lapisan tunggal yang kaya oksigen


94

BAB VI pengendalian korosi dengan penambahan inhibitor ekstrak bahan alami 6.3 Metodologi penelitian 6.3.1 Skema proses

Siapkan alat dan bahan

Pengektrakan ke tiga bahan inhibitor

Pengampelasa st37 perhitungan dimensi

teh, tembakau, kopi

dan penimbangan berat

Masukan spesimen st37 ke dalam gelas kimia berisi 3 larutan : the,tembakau,kopi

Amati perubahan yang terjadi hitung besar potensial dan pH selama 5 hari berturut turut

Analisa dan pembahasan

Kesimpulan

Gambar 6.2. skema proses bab VI


95

BAB VI pengendalian korosi dengan penambahan inhibitor ekstrak bahan alami 6.3.2 Penjelasan skema proses 

Siapkan alat dan bahan untuk percobaan



Buat ekstrak teh, tembakau dan kopi dengan cara dipanaskan dan saring dengan kertas saring serta

pengampelasan dan perhitungan dimensi spesimen serta penimbangan

beratnya. 

Masukan ke 3 spesimen baja st-37 ke dalam gelas kimia yang berisi 3 ekstrak bahan alami teh, tembakau dan kopi



Amati perubahan spesimen yang terjadi dalam 5 hari dan hitung potensial dan phnya



Analisa dan bahas hasil tersebut



Lalu simpulkan hasil nya

6.3.3 Gambar proses

6.3.4 Alat dan Bahan

Alat  

Pemanas Neraca digital


96

BAB VI pengendalian korosi dengan penambahan inhibitor ekstrak bahan alami 

Elenmeyer



Gelas kimia



Pengaduk



pH meter



Potensiometer



Jangka sorong

Bahan 

Aqua dm



Tembakau



Kopi



Teh



St-37



Amplas 150,800,1000 mesh



Kertas saring



Nacl 3%

6.4Data pengamatan 6.4.1 Data pengamatan secara visual dan potenisal-pH

Tabel 6.1.Larutan teh No Hari/tanggal pengecekan 1

Gambar intensitas korosi dalam Potensial larutan

mV

pH

Pengamatan secara visual

Hari ke 0

Tidak terjadi apa

Data awal

apa

Sabtu, 25-01-2014


97

BAB VI pengendalian korosi dengan penambahan inhibitor ekstrak bahan alami 2

Hari ke 1

-126

4,89

-warna

larutan

Minggu,26-01-

hitam pekat

2014

-ada gelambung -ada endapan

3

Hari ke 2

-409

5,15

Senin,27-01-2014

-warna

hitam

pekat -ada bau

4

Hari ke 3

-422

5,41

Selasa,28-01-2014

-warna menjadi hitam kecoklatan -ada bau

5

Hari ke 4

-107

4,3

Rabu,29-01-2014

-warna abu abu -ada bau -ada endapan

6

Hari ke 5

-83

5,55

Kamis,30-01-2014

-ada bau -warna hitam -ada endapan

Tabel 6.2. Larutan kopi No Hari/tanggal pengecekan 1


mV

pH


Hari ke 0

Tidak terjadi apa

Data awal

apa

Sabtu, 25-01-2014


98


Hari ke 1

-50

5,92

-pada spesimen

Minggu,26-01-

sedikit

2014

perubahan warna

menjadi

gelap

3

Hari ke 2

-52

6,60

Senin,27-01-2014

-warna

hitam

pekat -ada bau

4

Hari ke 3

-437

7,20

Selasa,28-01-2014

-warna menjadi hitam -ada bau

5

Hari ke 4

-16

7,25

Rabu,29-01-2014

-warna abu abu -ada bau -ada endapan

6

Hari ke 5

-72

7,25

Kamis,30-01-2014

-ada bau -warna abu abu -ada endapan

Tabel 6.3. Larutan tembakau No Hari/tanggal pengecekan


mV

pH



99


Hari ke 0

Tidak terjadi apa

Data awal

apa

Sabtu, 25-01-2014

2

Hari ke 1

-81

5,78

Minggu,26-01-

-warna menjadi hitam mengkilap

2014

3

Hari ke 2

-449

5,80

Senin,27-01-2014

-warna

hitam

mengkilap -ada bau

4

Hari ke 3

-253

6,89

Selasa,28-01-2014

-warna

hitam

mengkilap -ada bau

5

Hari ke 4

-22

7,10

Rabu,29-01-2014

-warna

hitam

mengkilap -ada bau -ada endapan

6

Hari ke 5 Kamis,30-01-2014

-49

7,08

-ada bau -warna

hitam

pekat -ada endapan


100

BAB VI pengendalian korosi dengan penambahan inhibitor ekstrak bahan alami 6.4.2 Diagram pourbaix

Gambar 6.3. Diagram pourbaix teh

Ket : 

hari ke 1 garis warna biru (potensial -0,126 pH 4,89)



hari ke 2 garis warna merah (potensial -0,409 pH 5,15)



hari ke 3 garis warna hijau (potensial -0,422 pH 5,41)



hari ke 4 garis warna kuning (potensial -0,107 pH 4,43)



hari ke 5 garis warna ungu (potensial -0,083 pH 5,50)

Gambar 6.4. Diagram porbaix kopi


101

BAB VI pengendalian korosi dengan penambahan inhibitor ekstrak bahan alami Ket : 

hari ke 1 garis warna biru (potensial -0,050 pH 5,92)



hari ke 2 garis warna merah (potensial -0,052 pH 6,60)



hari ke 3 garis warna hijau (potensial -0,437 pH 7,20)



hari ke 4 garis warna kuning (potensial -0,016 pH 7,20)



hari ke 5 garis warna ungu (potensial -0,072 pH 7,20)

Gambar 6.5. Diagram pourbaix tembakau

Ket : 

hari ke 1 garis warna biru



hari ke 2 garis warna merah



hari ke 3 garis warna hijau



hari ke 4 garis warna kuning


102

BAB VI pengendalian korosi dengan penambahan inhibitor ekstrak bahan alami 

hari ke 5 garis warna ungu

6.4.3 perhitungan 6.4.3.1 perhitungan penampang

Luas permukaan tembakau 

Aawal = 2(Pak x lak )+2(Paw x Aaw)+2(law + Aaw) =2(50,84 x 31,26)+2(50,84 x 0,98)+2(31,26 x 0,98) =3339,44 mm2



Aakhir = 2(Pak x lak )+2(Paw x Aaw)+2(law + Aaw) =2(50,84 x 31,18)+2(50,88 x 0,8)+2(31,18 x 0,8) =3304,17 mm2

Luas permukaan teh 

Aawal = 2(Pak x lak )+2(Paw x Aaw)+2(law + Aaw) =2(50,92 x 30,04)+2(50,92 x 0,80)+2(30,04 x 0,80) =3188,81 mm2



Aakhir = 2(Pak x lak )+2(Paw x Aaw)+2(law + Aaw) =2(50,90 x 30,10)+2(50,92 x 1)+2(30,10 x 1) =3226,18 mm2

Luas permukaan kopi 

Aawal = 2(Pak x lak )+2(Paw x Aaw)+2(law + Aaw)


103

BAB VI pengendalian korosi dengan penambahan inhibitor ekstrak bahan alami =2(51,08 x 30,10)+2(51,08 x 0,94)+2(30,70 x 0,94) =3290,06 mm2 

Aakhir = 2(Pak x lak )+2(Paw x Aaw)+2(law + Aaw) =2(51,08 x 31,82)+2(51x 0,96)+2(31,82 x 0,96) =3404,63mm2

6.4.3.2 perhitungan laju korosi

Tembakau

Laju korosi =

=

534.w ρ.A.T 534  2

7,8  5,2  2

= 2,22 mpy Teh

Laju korosi =

=

534.w ρ.A.T

534   7,8  5  2

= 1,14 mpy Kopi

Laju korosi =

534.w ρ.A.T


104


=

534  2 7,8  5,27  2

= 6,14 mpy 6.5 Analisa dan kesimpulan

Untuk perbandingan laju korosi diatas,setelah dibandingkan,ternyata larutan tehteh lebih sedikit dari larutan kopi dan larutan tembakau.itu membuktikan bahwa larutan teh mengandung anti oksidan yang tinggi dibanding larutan kopi dan larutan tembakau.

bahwa laju korosi melambat tapi tidak sampai pada pasif hanya kopi saja dalam diagram pourbaix yang sampai pada daerah pasif. Inhibitor tembakau mempunyai pH yang naik dari 5,78 sampai ke 7,10 dan pada potensialnya terjadi penurunan dan kenaikan yang sangat tajam ini bias juga karena kesalahan pada pengukuran di hari ke 2 bisa mencapai -449 dan hari ke 3 -253 sedangkan hari ke 1,4 dan 5 potensial di atas -100 tetapi di lihat dari perhitungan laju korosi 2,22 mpy dan hanya kehilangan dimensi 35,27 mm2dalam 5 hari.

6.6 Kesimpulan o

Media Inhibitor bisa menggunakan bahan-bahan alami berkadar antioksidan tinggi

o

Penggunaan larutan tersebut diatas kurang efektif

o

Antara perhitungan dan diagram tidak sinkron

o

Menurut perhitungan laju korosi the yang lambat

o

Menurut diagram kopi yang mampu membawa ke dalam zona pasif sehingga dapat menghalangi korosi

o

Semua inhibitor bersifat basa sehingga dapat menghalangi terjadinya korosi


105


6.7 Tugas

1. Laju korosi

Tembakau

Laju korosi =

=

534.w ρ.A.T 534  2

7,8  5,2  2

= 2,22 mpy Teh

Laju korosi =

=

534.w ρ.A.T

534   7,8  5  2

= 1,14 mpy Kopi

Laju korosi =

=

534.w ρ.A.T 534  2

7,8  5,27  2

= 6,14 mpy 2. Efisiensi inhibitor =

Vko− Vki Vko

x 100%


106

BAB VI pengendalian korosi dengan penambahan inhibitor ekstrak bahan alami Vko− Vki

Teh =

=

Vko

x 100%

,24− ,4 ,4

x 100%

= 81,45% Tembakau =

=

Vko− Vki Vko

x 100%

,24− 2,22 2,22

x 100%

= 40,63% Kopi =

=

Vko− Vki Vko

x 100%

,24− 6,64 6,64

x 100%

= 6,92 % 3. Mekanisme proteksi ekstrak bahan alam terhadap besi/baja dari serangan korosi

diperkirakan hampir sama dengan mekanisme proteksi oleh inhibitor organik. Reaksi yang terjadi antara logam Fe2+ dengan medium korosif seperti CO2 diperkirakan menghasilkan FeCO3, oksidasi lanjutan menghasilkan Fe2(CO3)3 dan reaksi antara Fe2+ dengan inhibitor ekstrak bahan alam menghasilkan senyawa kompleks. Inhibitor ekstrak bahan alam yang mengandung nitrogen mendonorkan sepasang elektronnya pada permukaan logam mild

steel ketika

ion Fe2+ terdifusi ke dalam larutan elektrolit,

reaksinya adalah Fe -> Fe2+ + 2e- (melepaskan elektron) dan Fe2+ + 2e- -> Fe (menerima elektron).


107

Pengendalian korosi dengan inhibitor

Recommend Documents