Korosi
Dalam
kehidupan sehari-hari, jika kita mengamati benda-benda logam yang ada di
lingkungan kita, misalnya pagar halaman, pisau, paku, kawat, kerangka gedung
bertingkat, kapal, dan berbagai jenis kendaraan, tampak adanya kecenderungan
kerusakan pada logam tersebut. Proses perusakan pada permukaan logam yang
disebabkan oleh reaksi kimia disebut oleh korosi. Pada musim hujan kita sering
melihat alat-alat yang terbuat dari besi cenderung untuk mudah berkarat. hal
ini membuktikan bahwa air merupakan zat yang ikut bertanggung jawab terhadap
kerusakan logam besi tersebut. Demikian juga zat-zat yang terdapat paa
laboratorium sekolah, seperti asam dan basa.
Menurut
hasil penelitian, zat-zat kimia yang ada di lingkungan seperti H20
dan O2 dapat menyebabkan kerusakan atau korosi pada logam. Ironisnya
gas-gas hasil pembakaran minyak bumi seperti CO2 dan SO2
dalam keadaan lembab atau hujan dapat membentuk asam karbonat atau asam sulfit
yang juga dapat mempercepat korosi pada logam.
Pengertian Korosi
Korosi (Perkaratan) merupakan reaksi redoks spontan
antar logam dengan zat yang ada di sekitarnya dan menghasilkan senywa yang
tidak dikehendaki biasanya berupa oksida logam atau logam karbonat. Korosi
terjadi karena sebagian besar logam mudah teroksidasi dengan melepas oksigen di
udara dan membentuk oksida logam. Mudah tidaknya suatu logam terkorosi dapat
dipahami dari deret Volta ataupun nilai potensial elektrode standarnya, Eo.
Sebagai contoh, logam besi (Fe) dengan potensial
elektrode sebesar -0,44 lebih mudah terkorosi dibandingkan dengan logam emas
yang memiliki potensial elektrode standar Eo sebesar +1,50.
Secara umum korosi logam melibatkan beberapa reaksi
sebagai berikut:
1. Reaksi oksidasi logam pada anode:
L → L n+ + ne-
2. Reaksi reduksi pada katode yang mungkin terjadi
adalah:
• Reduksi O2 menjadi ion
OH- (kondisi netral atau basa)
O2(aq) + H2O(I) + 2e-
→ 2OH-(aq)
• Reduksi O2menjadi H2O
(kondisi asam)
O2(aq) + 4H+(aq) + 4e-
→ 2H2O(I)
• Evolusi/Pembentukan H2
2H+(aq) + 2e- → H2(g)
• Reduksi Ion Logam
L3+(aq) + e- → L2+(aq)
• Deposisi Logam
L+(aq) + e- → L(s)
logam besi yang belum terkorosi
logam besi yang sudah terkorosi
Perhatikan contoh reaksi korosi yang terjadi pada
logam besi berikut:
Pada kondisi netral atau basa, ion Fe2+ dan
OH- selanjutnya membentuk endapan Fe(OH)2. Di udara,
Fe(OH)2 tidak stabil dan membenrtuk Fe2O3 xH2O.
Inilah yang disebut karat. Pada kondisi asam, banyaknya ion H+
memicu terjadinya reaksi reduksi lainnya yang juga berlangsung, yakni evolusi
atau oembentukan hidrogen menurut persamaan reaksi: 2H+(aq)
+ 2e- → H2(g). Adanya 2 reaksi di katode pada kondisi
asam menyebabkan lebih banyak logam besi yang teroksidasi. Hal ini menjelaskan
mengapa korosi paku besi pada kondisi asam lebih besar daripada korosi dalam
air.
Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Korosi
Korosi pada permukaan suatu logam dapat dipercepat
oleh beberapa faktor, antara lain:
1. Kontak Langsung logam dengan H2O dan O2
Korosi pada permukaan logam merupakan proses yang
mengandung reaksi redoks. Reaksi yang terjadi ini merupakan sel Volta mini.
sebagai contoh, korosi besi terjadi apabila ada oksigen (O2) dan air
(H2O). Logam besi tidaklah murni, melainkan mengandung campuran
karbon yang menyebar secara tidak merata dalam logam tersebut. Akibatnya
menimbulkan perbedaan potensial listrik antara atom logam dengan atom karbon
(C). Atom logam besi (Fe) bertindak sebagai anode dan atom C sebagai katode.
Oksigen dari udara yang larut dalam air akan tereduksi, sedangkan air sendiri
berfungsi sebagai media tempat berlangsungnya reaksi redoks pada peristiwa
korosi. Semakin banyak jumlah O2 dan H2O yang mengalami
kontak denan permukaan logam, maka semakin cepat berlangsungnya korosi pada
permukaan logam tersebut. Perhatikan animasi. berikut: animasi korosi besi
2. Keberadaan Zat Pengotor
Zat Pengotor di permukaan logam dapat menyebabkan
terjadinya reaksi reduksi tambahan sehingga lebih banyak atom logam yang
teroksidasi. Sebagai contoh, adanya tumpukan debu karbon dari hasil pembakaran
BBM pada permukaan logam mampu mempercepat reaksi reduksi gas oksigen pada
permukaan logam. Dengan demikian peristiwa korosi semakin dipercepat.
pengotor yang mempercepat korosi pada permukaan logam
3. Kontak dengan Elektrolit
Keberadaan elektrolit, seperti garam dalam air laut
dapat mempercepat laju korosi dengan menambah terjadinya reaksi tambahan.
Sedangkan konsentrasi elektrolit yang besar dapat melakukan laju aliran
elektron sehingga korosi meningkat.
bangkai kapal di dasar laut yang telah terkorosi oleh
kandungan garam yang tinggi
4. Temperatur
Temperatur mempengaruhi kecepatan reaksi redoks pada
peristiwa korosi. Secara umum, semakin tinggi temperatur maka semakin cepat
terjadinya korosi. Hal ini disebabkan dengan meningkatnya temperatur maka
meningkat pula energi kinetik partikel sehingga kemungkinan terjadinya tumbukan
efektif pada reaksi redoks semakin besar. Dengan demikian laju korosi pada
logam semakin meningkat. Efek korosi yang disebabkan oleh pengaruh temperatur
dapat dilihat pada perkakas-perkakas atau mesin-mesin yang dalam pemakaiannya
menimbulkan panas akibat gesekan (seperti cutting tools ) atau dikenai
panas secara langsung (seperti mesin kendaraan bermotor).
knalpot kendaraan bermotor yang mudah terkorosi akibat
temperatur tinggi
5. pH
Peristiwa korosi pada kondisi asam, yakni pada kondisi
pH < 7 semakin besar, karena adanya reaksi reduksi tambahan yang berlangsung
pada katode yaitu:
2H+(aq) + 2e- → H2
Adanya reaksi reduksi tambahan pada katode menyebabkan
lebih banyak atom logam yang teroksidasi sehingga laju korosi pada permukaan
logam semakin besar.
korosi pada kondisi asam lebih cepat terjadi logam
besi yang belum terkorosi pada kondisi netral
6. Metalurgi
• Permukaan logam
Permukaan logam yang lebih kasar akan menimbulkan beda
potensial dan memiliki kecenderungan untuk menjadi anode yang terkorosi.
permukaan logam yang kasar cenderung mengalami korosi
• Efek Galvanic Coupling
Kemurnian logam yang rendah mengindikasikan banyaknya
atom-atom unsur lain yang terdapat pada logam tersebut sehingga memicu
terjadinya efek Galvanic Coupling , yakni timbulnya perbedaan
potensial pada permukaan logam akibat perbedaan E° antara atom-atom
unsur logam yang berbeda dan terdapat pada permukaan logam dengan kemurnian
rendah. Efek ini memicu korosi pada permukaan logam melalui peningkatan reaksi
oksidasi pada daerah anode.
7. Mikroba
Adanya koloni mikroba pada permukaan logam dapat
menyebabkan peningkatan korosi pada logam. Hal ini disebabkan karena mikroba
tersebut mampu mendegradasi logam melalui reaksi redoks untuk memperoleh energi
bagi keberlangsungan hidupnya. Mikroba yang mampu menyebabkan korosi, antara
lain: protozoa, bakteri besi mangan oksida, bakteri reduksi sulfat, dan bakteri
oksidasi sulfur-sulfida. Thiobacillus thiooxidans Thiobacillus ferroxidans.
korosi pada permukaan logam yang disebabkan oleh
mikroba
koloni bakteri Thiobacillus ferrooxidans pada
permukaan logam besi yang terkorosi
koloni bakteri Thiobacillus thiooxidans yang
dapat menyebabkan korosi pada logam
Dampak
Korosi
Korosi
merupakan proses atau reaksi elektrokimia yang bersifat alamiah dan berlangsung
spontan, oleh karena itu korosi tidak dapat dicegah atau dihentikan sama
sekali. Korosi hanya bisa dikendalikan atau diperlambat lajunya sehingga
memperlambat proses kerusakannya. Korosi pada logam menimbulkan kerugian yang tidak
sedikit. Hasil riset yang berlangsung tahun 2002 di Amerika Serikat
memperkirakan kerugian akibat korosi yang menyerag permesinan industri,
infrastruktur, samapai perangkat transportasi di negara adidaya tersebut
mencapai 276 miliar dollar AS.
Dampak
yang ditimbulkan korosi dapat berupa kerugian langsung dan kerugian tidak
langsung. Kerugian langsung berupa terjadinya kerusakan pada peralatan,
permesinan atau struktur bangunan. Sedangkan kerugian tidak langsung berupa
terhentinya aktivitas produksi, karena terjadinya pergantian peralatan yang
rusak akibat korosi, bahkan kerugian tidak langsung dapat berupa terjadinya
kecelakaan yang menimbulkan korban jiwa, seperti kejadian runtuhnya jembatan
akibat korosi, terjadinya kebakaran akiba kebocoran pipa gas karena korosi, dan
meledaknya pembangkit tenaga nuklir akibat terjadinya korosi pada pipa uapnya
Pencegahan Korosi
Kerusakan dan penanganan korosi pada benda-benda yang
terbuat dari logam telah menelan biaya yang sangat besar, untuk itu diperlukan
upaya pencegahan untuk meminimalisir dampak negatif yang ditimbulkan oleh
korosi. Pecegahan terhadap korosi dapat dilakukan dengan perlindungan mekanis
dan perlindungan elektrokimia. Perlindungan mekanis dilakukan dengan mencegah
agar permukaan logam tidak bersentuhan dengan udara dan air, misalnya dengan
pengecatan dan pelapisan dengan logam lain (penyepuhan). Contoh lapisan pelindung
yang digunakan untuk mencegah kontak langsung dengan H2O adalah
lapisan cat, lapisan oli dan gemuk, lapisan plastik, dan lapisan dengan logam
lain, seperti Cr, Zn, dan Sn. Perhatikan tabel berikut!
Perlindungan elektrokimia dilakukan untuk mencegah
terjadinya korosi elektrolik (reaksi elektrokimia yang mengoksidasi logam).
Perlindungan tersebut disebut juga perlindungan katode (proteksi katodik) atau
perlindungan anode.
a. Perlindungan Katode
Perlindungan katode dapat dilakukan dengan dua metode,
yaitu:
1. Menggunakan Logam Lain yang Lebih
Reaktif Sebagai Anode Korban
Penggunaan logam lain yang lebih reaktif akan
menempatkan logam sebagai penyuplai e- atau bertindak sebagai anode dalam sel
elektrokimia korosi. Untuk memahami hal ini, ambil contoh penggunaan logam MG
(E° = -2.37V).untuk perlindungan logam Fe (E° = -0.44V). Mg akan bertindak
sebagai anode yang teroksidasi, sedangkan Fe akan menjadi katode dimana reduksi
oksigen berlangsung.
Anode
: Mg → Mg2+ + 2e-
Katode (Fe) : ½ O2(aq)2 + H2O(I)
+ 2e- → 2OH-(aq)
pencegahan korosi pipa baja menggunakan metode
proteksi katodik
dengan anode korban batang Mg
2. Menyuplai Listrik dari Luar
Suatu sumber listrik dihubungkan ke tangki bawah tanah
yang akan dilindungi dan ke anode inert, seperti grafit. Elektron akan mengalir
dari sumber listrik ke anode inert. Reaksi oksidasi yang terjadi akan melepas e-,
yang akan mengalir melalui elektrolit tanah menuju ke tangki yang bertindak
sebagai katode. Metode ini disebut juga Impressed current cathodic
protection (ICCP).
pipa minyak diproteksi menggunakan metode ICCP
rectifier, yang berfungsi untuk menstabilkan arus listrik yang disuplai ke anode
inert
Semoga informasi ini sangat bermanfaat bagi sahabat
sekalian. Sumber Klikdisini