Rabu, 21 September 2011

Korosi


Korosi

Kerusakan merupakan proses redoks pada permukaan logam dan llingkungannya. Korosi atau pengkaratan adalah kerusakan atau degradasi logam akibat bereaksi dengan lingkungan yang korosif. 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.. Contoh korosi yang paling lazim adalah perkaratan besi. Pada peristiwa korosi, logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen (udara) mengalami reduksi. Karat logam umumnya berupa oksida atau karbonat.
Rumus kimia karat besi adalah Fe2O3 . XH2O, suatu zat padat yang berwarna coklat-merah. Pada korosi besi, bagian tertentu dari besi berlaku sebagai anode, dinama besi mengalami oksidasi.
Fe(s)
Fe2+(aq) + 2e E0 = + 0,44 V
Elektron yang dibebaskan di anode mengalir ke bagian lain dari besi yang berlaku sebagai katode, dimana oksigen tereduksi.
O2(g) + 2H2O(l) + 4e
4OH-(aq) E0 = + 0,40 V
atau
O2(g) + HH+(aq) + 4e
2H2O(l) E0 = + 1,23 V
Ion besi (II) yang terbentuk pada anode selanjutnya teroksidasi membentuk ion besi (III) yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi, Fe2O3 . XH2¬O, yaitu karat besi. Maka reaksi yang terjadi :
Anode : 2Fe(s)
2Fe2+(aq) + 4e E0 = + 0,44 V
Katode : O2(g) + 2H2O(l) + 4e
4OH-(aq) E0 = + 0,40 V
+
Reaksi Sel : 2Fe(s) + O2(g) + 2H2O(l)
2Fe2+(aq) + 4OH-(aq) E0reaksi = 0,84 V
Ion Fe2+ tersebut kemudian mengalami oksidasi lebih lanjut dengan reaksi :
4Fe2+(aq) + O2(g) + (4 + 2n) H2O
2Fe2O3 . nH2O + 8H+(aq)
Mengenai bagian mana dari besi itu yang bertindak sebagai anode dan dan bagian mana yang bertindak sebagai katode bergantung pada berbagai faktor, misalnya zat pengotor, atau perbedaan rapatan logam itu. Korosi besi memerlukan oksigen dan air.
Reaksi-reaksi yang Terjadi pada Proses Korosi Logam
Mekanisme korosi tidak terlepas dari reaksi elektrokimia. Proses elektrokimia melibatkan perpindahan elektron-elektron. Perpindahan elektron merupakan hasil reaksi redoks (reduksi-oksidasi). Mekanisme korosi melalui reaksi elektrokimia melibatkan reaksi anodik dan reaksi katodik.
a.Reaksi Anodik (Oksidasi)
Reaksi Anodik terjadi di daerah anode. Reaksi anodik (oksidasi) diindikasikan melalui peningkatan valensi atau produk elektron-elektron. Reaksi anodik yang terjadi pada proses korosi logam, yaitu :
M
Mn+ + ne
Proses korosi dari logam M adalah proses oksidasi logam menjadi satu ion (n+) dalam pelepasan n elektron. Harga dari n bergantung dari sifat logam sebagai contoh besi :
Fe
Fe2+ + 2e
b.Reaksi Katodik (Reduksi)
Reaksi katodik terjadi di daerah katode. Reaksi katodik diindikasikan melalui penurunan nilai valensi atau konsumsi elektron-elektron yang dihasilkan dari reaksi anodik.
Beberapa reaksi katodik yang terjadi selama proses korosi logam, yaitu :
Pelepasan gas hidrogen
2H+ + 2e
H2
Reduksi oksigen
O2 + 4H+ + 4e
2H2O
O2 + 2H2O + 4e
4OH¬-
Reduksi ion logam
Fe3+ + e
Fe2+
Pengendapan logam
3Na+ + 3e
3Na
Reduksi ion hidrogen
O2 + 4H+ + 4e
2H2O
Penyebab Korosi
Faktor yang berpengaruh dan mempercepat korosi yaitu :
a.Air dan kelembapan udara
Air merupakan salah satu faktor penting untuk berlangsungnya proses korosi. Udara yang banyak mengandung uap air (lembap) akan mempercepat berlangsungnya proses korosi.
b.Elektrolit
Elektrolit (asam atau garam) merupakan media yang baik untuk melangsungkan transfer muatan. Hal itu mengakibatkan elektron lebih mudah untuk dapat diikat oleh oksigen di udara. Oleh karena itu, air hujan (asam) dan air laut (garam) merupakan penyebab korosi yang utama.
c.Adanya oksigen
Pada peristiwa korosi adanya oksigen mutlak diperlukan.
d.Permukaan logam
Permukaan logam yang tidak rata memudahkan terjadinya kutub-kutub muatan, yang akhirnya akan berperan sebagai anode dan katode. Permukaan logam yang licin dan bersih akan menyebabkan korosi sukar terjadi, sebab sukar terjadi kutub-kutub yang akan bertindak sebagai anode dan katode.
e.Letak logam dalam deret potensial reduksi
Korosi akan sangat cepat terjadi pada logam yang potensialnya rendah, sedangkan logam yang potensialnya lebih tinggi justru lebih awet.
Cara Mencegah Korosi
1)Dicat
Cat menghindarkan kontak besi dengan udara dan air.
2)Melumuri dengan oli atau minyak
Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin oli atau minyak mencegah kontak besi dengan air
3)Dibalut dengan plastik
Berbagai macam barang, misalnya rak piring dan kerancang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik mencegah kontak besi udara dan air.
4)Tin plating (pelapisan dengan timah)
Biasanya kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi dilapisi dengan timah. Pelapisan dilakukan secara elektrolisis, yang disebut electro plating. Timah tergolong logam yang tahan karat. Besi yang dilapisi timah tidak mengalami korosi karena tidak adanya kontak dengan oksigen (udara) dan air. Akan tetapi, lapisan timah hanya melindungi besi selama lapisan utuh (tanpa cacat). Apabila lapisan timah ada yang cacat, misalnya tergores, maka timah justru mendorong/mempercepat kolosi besi. Hal itu terjadi karena potensial reduksi besi lebih negatif daripada timah. Oleh karena itu, besi yang dilapisi timah akan membentuk suatu sel elektrokimia dengan besi sebagai anode. Dengan demikian timah mendorong korosi besi.
5)Galvanisasi (pelapisan dengan zink)
Pipa besi, tiang telepon, badan mobil, dan berbagai barang lain dilapisi dengan zink. Berbeda dengan timah, zink dapat melindungi besi dari korosi sekalipun lapisannya tidak utuh. Hal itu terjadi karena suatu mekanisme yang disebut perlindungan katode. Oleh karena potensial reduksi besi lebih positif daripada zink, maka besi yang kontak dengan zink akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katode. Dengan demikian, besi terlindungi dan zink yang mengalami oksidasi.
6)Cromium plating (pelapisan dengan kromium)
Besi atau baja juga dapat dilapisi dengan kromium untuk memberi lapisan pelindung yang mengkilap, misalnya untuk bemper mobil. Cromium plating juga dilakukan dengan elekrolisis. Sama seperti zink, kromium juga dapat memberi perlindungan sekalipun lapisan kromium itu ada yang rusak.
7)Sacrificial protection (pengorbanan anode)
Magnesium adalah logam yang jauh labih aktif (berarti lebih mudah berkarat) daripada besi. Jika logam magnesium dikontakkan dengan besi maka magnesium itu akan berkarat tetapi besi tidak. Cara ini digunakan untuk melindungi pipa baja yang ditanam dalam tanah atau badan kapal laut. Secara periodik, batang magnesium harus diganti.
Korosi Aluminium (Perlindungan Katodit)
Aluminium, juga zink dan kromium, merupakan logam yang lebih aktif daripada besi. Jika demikian, mengapa logam-logam ini lebih awet? Sebenarnya, aluminium berkarat dengan cepat membentuk oksida aluminium (Al2O3). Akan tetapi, perkaratan segera terhenti setelah lapisan tipis oksida terbentuk. Lapisan itu melekat pada permukaan logam, sehingga melindungi logam di bawahnya terhadap perkaratan berlanjut.
Lapisan oksida pada permukaan aluminium dapat dibuat lebih tebal melalui elektrolisi, yang disebut anodizing. Aluminium yang telah mengalami anodizing digunakan untuk membuat panci dan berbagai perkakas dapur, bingkai, kerangka bangunan (panel dinding), serta kusen pintu dan jendela. Lapisan oksida aluminium lebih mudah dicat dan memberi warna yang lebih terang.
sebagainya menjadi rusak. Korosi dapat menyebabkan terbentuknya lapisan non-konduktor pada komponen elektronik. Oleh sebab itu, dalam lingkungan dengan tingkat pencemaran tinggi, aneka barang mulai dari komponen elektronika renik sampai jembatan baja semakin mudah rusak, bahkan hancur karena korosi. Dalam beberapa kasus, hubungan pendek yang terjadi pada peralatan elektronik dapat menyebabkan terjadinya kebakaran yang menimbulkan kerugian bukan hanya dalam bentuk kehilangan atau kerusakan materi, tetapi juga korban nyawa.
MEKANISME KOROSI
Mekanisme korosi tidak terlepas dari reaksi elektrokimia. Reaksi elektrokimia
melibatkan perpindahan elektron-elektron. Perpindahan elektron merupakan hasil reaksi
redoks (reduksi-oksidasi). Mekanisme korosi melalui reaksi elektrokimia melibatkan reaksi
anodik di daerah anodik. Reaksi anodik (oksidasi) diindikasikan melalui peningkatan valensi
atau produk elektron-elektron. Reaksi anodik yang terjadi pada proses korosi logam yaitu :
M –>Mn+ + ne
Proses korosi dari logam M adalah proses oksidasi logam menjadi satu ion (n+) dalam
pelepasan n elektron. Harga dari n bergantung dari sifat logam sebagai contoh besi :
Fe–>Fe2+ + 2e
Reaksi katodik juga berlangsung di proses korosi. Reaksi katodik diindikasikan melalui
penurunan nilai valensi atau konsumsi elektron-elektron yang dihasilkan dari reaksi anodik.
Reaksi katodik terletak di daerah katoda. Beberapa jenis reaksi katodik yang terjadi selama
proses korosi logam yaitu :
sebagainya menjadi rusak. Korosi dapat menyebabkan terbentuknya lapisan non-konduktor pada komponen elektronik. Oleh sebab itu, dalam lingkungan dengan tingkat pencemaran tinggi, aneka barang mulai dari komponen elektronika renik sampai jembatan baja semakin mudah rusak, bahkan hancur karena korosi. Dalam beberapa kasus, hubungan pendek yang terjadi pada peralatan elektronik dapat menyebabkan terjadinya kebakaran yang menimbulkan kerugian bukan hanya dalam bentuk kehilangan atau kerusakan materi, tetapi juga korban nyawa.
MEKANISME KOROSI
Mekanisme korosi tidak terlepas dari reaksi elektrokimia. Reaksi elektrokimia
melibatkan perpindahan elektron-elektron. Perpindahan elektron merupakan hasil reaksi
redoks (reduksi-oksidasi). Mekanisme korosi melalui reaksi elektrokimia melibatkan reaksi
anodik di daerah anodik. Reaksi anodik (oksidasi) diindikasikan melalui peningkatan valensi
atau produk elektron-elektron. Reaksi anodik yang terjadi pada proses korosi logam yaitu :
M –>Mn+ + ne
Proses korosi dari logam M adalah proses oksidasi logam menjadi satu ion (n+) dalam
pelepasan n elektron. Harga dari n bergantung dari sifat logam sebagai contoh besi :
Fe–>Fe2+ + 2e
Reaksi katodik juga berlangsung di proses korosi. Reaksi katodik diindikasikan melalui
penurunan nilai valensi atau konsumsi elektron-elektron yang dihasilkan dari reaksi anodik.
Reaksi katodik terletak di daerah katoda. Beberapa jenis reaksi katodik yang terjadi selama
proses korosi logam yaitu :
Pelepasan gas hydrogen :2H- + 2e –>H2
Reduksi oksigen :O2 +4H- + 4e –>H2O
O2+ H2O4 –> 4OH
Reduksi ion logam :Fe 3 ++ e –>Fe 2 +
Pengendapan logam :3Na + + 3 e –> 3 Na
Reduksi ion hydrogen :O2 +4H+ + 4 e –>2H2O
O2+ 2H2O + 4e –> 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
KESIMPULAN
Korosi adalah suatu gejala kimia yang menyerang logam dan mengakibatkan
kerusakan pada logam tersebut. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi korosi, yaitu :
1. Kelembaban udara
2. 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 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

Korosi dan Cara Pencegahannya

http://kimia123sma.files.wordpress.com/2010/04/akibat-korosi.jpg?w=184&h=73Korosi atau perkaratan sangat lazim terjadi pada besi.  Besi merupakan logam yang mudah berkarat.  Karat besi merupakan zat yang dihasilkan pada peristiwa korosi, yaitu berupa zat padat berwarna coklat kemerahan yang bersifat rapuh serta berpori.  Rumus kimia dari karat besi adalah Fe2O3.xH2O.  Bila dibiarkan, lama kelamaan besi akan habis menjadi karat.
Dampak dari peristiwa korosi bersifat sangat merugikan.  Contoh nyata adalah keroposnya jembatan, bodi mobil, ataupun berbagai konstruksi dari besi lainnya.Siapa di antara kita tidak kecewa  bila bodi mobil kesayangannya tahu-tahu sudah keropos karena korosi.  Pasti tidak ada.  Karena itu, sangat penting bila kita sedikit tahu tentang apa korosi itu, sehingga bisa diambil langkah-langkah antisipasi.
Peristiwa korosi sendiri merupakan proses elektrokimia, yaitu proses (perubahan / reaksi kimia) yang melibatkan adanya aliran listrik.  Bagian tertentu dari besi berlaku sebagai kutub negatif (elektroda negatif, anoda), sementara bagian yang lain sebagai kutub positif (elektroda positif, katoda).  Elektron mengalir dari anoda ke katoda, sehingga terjadilah peristiwa korosi.
http://kimia123sma.files.wordpress.com/2010/04/korosi11.jpg?w=148&h=119http://kimia123sma.files.wordpress.com/2010/04/reaksi-korosi1.jpg?w=467&h=99
Ion besi (II)yang terbentuk pada anoda selanjutnya teroksidasi menjadi ion besi (III) yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi (karat besi), Fe2O3.xH2O.
Dari reaksi terlihat bahwa korosi melibatkan adanya gas oksigen dan air.  Karena itu, besi yang disimpan dalam udara yang kering akan lebih awet bila dibandingkan ditempat yang lembab.  Korosi pada besi ternyata dipercepat oleh beberapa faktor, seperti tingkat keasaman, kontak dengan elektrolit, kontak dengan pengotor, kontak dengan logam lain yang kurang aktif (logam nikel, timah, tembaga), serta keadaan logam besi itu sendiri (kerapatan atau kasar halusnya permukaan).
Pencegahan korosi
Pencegahan korosi didasarkan pada dua prinsip berikut :
- Mencegah kontak dengan oksigen dan/atau air
Korosi besi memerlukan oksigen dan air. Bila salah satu tidak ada, maka peristiwa korosi tidak dapat terjadi.  Korosi dapat dicegah dengan melapisi besi dengan cat, oli, logam lain yang tahan korosi (logam yang lebih aktif seperti seg dan krom).  Penggunaan logam lain yang kurang aktif (timah dan tembaga) sebagai pelapis pada kaleng bertujuan agar kaleng cepat hancur di tanah. Timah atau tembaga bersifat mampercepat proses korosi.
- Perlindungan katoda (pengorbanan anoda)
Besi yang dilapisi atau dihubugkan dengan logam lain yang lebih aktif akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katoda.  Di sini, besi berfungsi hanya sebagai tempat terjadinya reduksi oksigen. Logam lain berperan sebagai anoda, dan mengalami reaksi oksidasi.  Dalam hal ini besi, sebagai katoda, terlindungi oleh logam lain (sebagai anoda, dikorbankan).  Besi akan aman terlindungi selama logam pelindungnya masih ada / belum habis.  Untuk perlindungan katoda pada sistem jaringan pipa bawah tanah lazim digunakan logam magnesium, Mg.  Logam ini secara berkala harus dikontrol dan diganti.
- Membuat alloy atau  paduan logam yang bersifat tahan karat, misalnya besi dicampur dengan logam Ni dan Cr menjadi baja stainless (72% Fe, 19%Cr, 9%Ni).

Contoh Korosi

Untuk melindungi lambung pengencang logam, atau alat kelengkapan dari korosi, beberapa bentuk perlindungan perlu dipasang. Ini biasanya di jalan anoda seng. Meskipun di air tawar, anoda magnesium diperlukan.
Namun bukan hanya masalah menempatkan anoda secara acak pada lambung. Ikatan Miskin dari anoda dan disebut lebih dari zincing dimana anoda terlalu banyak diikat ke lambung, adalah masalah yang lebih umum ditemukan dengan anoda.
Sebuah campuran dari anoda dari produsen yang berbeda juga dapat menyebabkan masalah. Pada suatu kesempatan saya disurvei lambung perahu dengan anoda berukuran serupa dipasang ke salah sisi lambung. 'A' anoda bekerja cukup baik tapi anoda 'B' tidak. Ikatan itu benar namun komposisi anoda berbeda. Anoda 'A' memiliki komposisi seng yang lebih tinggi. Cobalah dan cocok anoda dan sumber dari pemasok yang sama. Jika anoda tidak bekerja, cari tahu mengapa. Jangan cat anoda, ini secara efektif segel itu dan mencegah dari bekerja.
Ditunjukkan di bawah ini adalah beberapa contoh umum dari korosi yang ditemukan di kapal konstruksi yang berbeda.
http://www.marinesurveys.co.nz/images/corrosion_01.jpg
Baut stainless steel dalam pelat rantai sepenuhnya berkarat.
Rantai pengencang plat kesalahan umum di kapal pesiar sebagai alat kelengkapan pelat rantai dek sulit untuk menutup dan sering air bocor.
Stainless steel tidak kebal terhadap korosi dan jika baut berada di oksigen rendah, situasi basah, korosi celah akan terjadi.
Bahkan baut yang menunjukkan tanda-tanda awal dari korosi dan berubah warna harus dihapus untuk diperiksa.
http://www.marinesurveys.co.nz/images/corrosion_02.jpg
Jangan lakukan ini!
Lukisan atas anoda seng (pusat kemudi) akan memastikan bahwa anoda seng tidak akan bekerja.
Kemudi di foto dan mungkin sepatu kemudi tidak dilindungi dari tindakan elektrolitik.
Saya pernah disurvei perahu dengan masalah korosi yang memiliki semua seng anoda baik dicat. Pemilik meyakinkan saya anoda berlangsung lebih lama seperti itu!
http://www.marinesurveys.co.nz/images/corrosion_03.jpg

Efek terlihat di baling-baling ini adalah hasil dari pencucian selektif.
Salah satu elemen yang kurang mulia dalam casting sedang kehabisan keluar dari perunggu, meninggalkan kantong dari tembaga belakang.
Baling-baling ini pada akhirnya akan menimbulkan korosi anoda pergi jika tidak dikoreksi. Baling-baling perlu diganti.
http://www.marinesurveys.co.nz/images/corrosion_04.jpg
Driver sekrup kecil telah dimasukkan ke dalam celah untuk pelat rantai stainless steel.
Ini adalah kemungkinan bahwa telah terjadi retak dari stres pada area kecil dari korosi.
Pelat rantai dibangun dari stainless steel 304 kelas, yang rentan terhadap korosi.


REFERENSI :