Jumat, 01 Oktober 2010

Mengamati terjadinya korosi pada besi

Judul pengamatan
•Mengamati terjadinya korosi
Tujuan
•Mengetahui faktor – faktor penyebab terjadinya korosi (karat)
pada besi
Dasar Teori

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 material. Contohnya, LIHAT pagar besi di halaman rumah kamu, atau di sekolah kamu, atau paku-paku yang tertancap di kayu, besi rongsokan, apa yang menarik perhatian kamu? Apakah kamu melihat ada noda coklat yang menempel pada besi tersebut? semacam kerak coklat, apakah itu? Kerak itu tidak hanya sekedar menutupi permukaan besi tadi, tapi juga menghancurkan besi tersebut seolah “memakan” nya. Itulah Karat, atau disebut juga Korosi. Yaitu persenyawaan yang terjadi karena unsur besi bereaksi dengan udara dan air. Mungkin anda juga sudah sedikit mempelajarinya, bahwa beberapa unsur kimia dapat dengan mudah berreaksi dengan oksigen (yang ada di udara) membentuk senyawa oksida, peristiwa ini disebut oksidasi. Jadi syarat terjadinya karat adalah adanya besi, udara dan air. Besi dan udara saja tidak bisa menimbulkan karat, atau besi dan air saja. Namun di udara, kita akan menemukan uap air dan di dalam air juga kita dapat menemukan udara terlarut. Maka proses korosif tetap bias berlanjut.Korosi dapat semakin cepat terjadi dengan kehadiran garam. Misal air laut, kamu tentu bisa melihat bagaimana kapal-kapal laut lebih mudan berkarat, dan juga tiang-tiang pancang pelabuhan yang juga mudah berkarat. Dan logam besi di alam bebas 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).

Penyebab Korosi
Faktor yang berpengaruh terhadap korosi dapat dibedakan menjadi dua, yaitu yang berasal dari bahan itu sendiri dan dari lingkungan. Faktor dari bahan meliputi kemurnian bahan, struktur bahan, bentuk kristal, unsur-unsur kelumit yang ada dalam bahan, teknik pencampuran bahan dan sebagainya. Faktor dari lingkungan meliputi tingkat pencemaran udara, suhu, kelembaban, keberadaan zat-zat kimia yang bersifat korosif dan sebagainya. Bahan-bahan korosif (yang dapat menyebabkan korosi) terdiri atas asam, basa serta garam, baik dalam bentuk senyawa an-organik maupun organik. Penguapan dan pelepasan bahan-bahan korosif ke udara dapat mempercepat proses korosi. Udara dalam ruangan yang terlalu asam atau basa dapat memeprcepat proses korosi peralatan elektronik yang ada dalam ruangan tersebut.

Proses Terjadinya Korosi
Korosi atau pengkaratan merupakan fenomena kimia pada bahan – bahan logam yang pada dasarnya merupakan reaksi logam menjadi ion pada permukaan logam yang kontak langsung dengan lingkungan berair dan oksigen. Contoh yang paling umum, yaitu kerusakan logam besi dengan terbentuknya karat oksida. Dengan demikian, korosi menimbulkan banyak kerugian. Korosi logam melibatkan proses anodik, yaitu oksidasi logam menjadi ion dengan melepaskan elektron ke dalam (permukaan) logam dan proses katodik yang mengkonsumsi electron tersebut dengan laju yang sama : proses katodik biasanya merupakan reduksi ion hydrogen atau oksigen dari lingkungan sekitarnya. Untuk contoh korosi logam besi dalam udara lembab


Dampak Dari Korosi
Karatan adalah istilah yang diberikan masyarakat terhadap logam yang mengalami kerusakan berbentuk keropos. Sedangkan bagian logam yang rusak dan berwarna hitam kecoklatan pada baja disebut Karat. Secara teoritis karat adalah istilah yang diberikan terhadap satu jenis logam saja yaitu baja, sedangkan secara umum istilah karat lebih tepat disebut korosi. Korosi didefenisikan sebagai degradasi material (khususnya logam dan paduannya) atau sifatnya akibat berinteraksi dengan lingkungannya. Korosi merupakan proses atau reaksi elektrokimia yang bersifat alamiah dan berlangsung dengan sendirinya, oleh karena itu korosi tidak dapat dicegah atau dihentikan sama sekali. Korosi hanya bisa dikendalikan atau diperlambat lajunya sehingga memperlambat proses perusakannya. Dilihat dari aspek elektrokimia, korosi merupakan proses terjadinya transfer elektron dari logam ke lingkungannya. Logam berlaku sebagai sel yang memberikan elektron (anoda) dan lingkungannya sebagai penerima electron (katoda). Reaksi yang terjadi pada logam yang mengalami korosi adalah reaksi oksidasi, dimana atom-atom logam larut kelingkungannya menjadi ion-ion dengan melepaskan elektron pada logam tersebut. Sedangkan dari katoda terjadi reaksi, dimana ion-ion dari lingkungan mendekati logam dan menangkap elektronelektron yang tertinggal pada logam. Dampak yang ditimbulkan korosi sungguh luar biasa. Berdasarkan pengalaman
pada tahun-tahun sebelumnya, Amerika Serikat mengalokasikan biaya pengendalian korosi sebesar 80 hingga 126 milyar dollar per tahun. Di Indonesia, dua puluh tahun lalu saja biaya yang ditimbulkan akibat korosi dalam bidang indusri mencapai 5 trilyun rupiah. Nilai tersebut member gambaran kepada kita betapa besarnya dampak yang ditimbulkan korosi dan nilai ini semakin meningkat setiap tahunnya karena belum terlaksananya pengendalian korosi secara baik bidang indusri. Dampak yang ditimbulkan korosi dapat berupa kerugian langsung dan kerugian tidak langsung. Kerugian langsung adalah berupa terjadinya kerusakan pada peralatan, permesinan atau stuktur bangunan. Sedangkan kerugian tidak langsung berupa terhentinya aktifitas produksi karena
terjadinya penggantian peralatan yang rusak akibat korosi, terjadinya kehilangan produk akibat adanya kerusakan pada kontainer, tanki bahan bakar atau jaringan pemipaan air bersih atau minyak mentah, terakumulasinya produk korosi pada alat penukar panas dan jaringan pemipaannya akan menurunkan efisiensi perpindahan panasnya, dan lain sebagainya. Berdasarkan kondisi lingkungannya, korosi dapat diklasifikasikan sebagai korosi basah yaitu korosi yang terjadi dilingkungan air, korosi atmosferik yang terjadi di udara terbuka dan
korosi temperatur tinggi yaitu korosi yang terjadi dilingkungan bertemperatur diatas 500o C.

Bentuk-Bentuk Korosi
Bentuk-bentuk korosi dapat berupa; korosi merata, korosi galvanik, korosi sumuran, korosi celah, korosi retak tegang (stress corrosion cracking), korosi retak fatik (corrosion fatique cracking) dan korosi akibat pengaruh hidogen (corrosion induced hydrogen), korosi intergranular, selective leaching, dan korosi
erosi.
•Korosi merata adalah korosi yang terjadi secara serentak diseluruh permukaan logam, oleh karena itu pada logam yang mengalami korosi merata akan terjadi pengurangan dimensi yang relatif besar per satuan waktu. Kerugian langsung akibat korosi merata berupa kehilangan material konstruksi, keselamatan kerja dan pencemaran lingkungan akibat produk korosi dalam bentuk senyawa yang
mencemarkan lingkungan. Sedangkan kerugian tidak langsung, antara lain berupa penurunan kapasitas dan peningkatan biaya perawatan (preventive maintenance).
•Korosi galvanik terjadi apabila dua logam yang tidak sama dihubungkan dan berada di lingkungan korosif. Salah satu dari logam tersebut akan mengalami korosi, sementara logam lainnya akan terlindung dari serangan korosi. Logam yang mengalami korosi adalah logam yang memiliki potensial yang lebih rendah dan logam yang tidak mengalami korosi adalah logam yang memiliki potensial
lebih tinggi.

•Korosi sumuran adalah korosi lokal yang terjadi pada permukaan yang terbuka akibat pecahnya lapisan pasif. Terjadinya korosi sumuran ini diawali dengan pembentukan lapisan pasif dipermukaannya, pada antarmuka lapisan pasif dan elektrolit terjadi penurunan pH, sehingga terjadi pelarutan lapisan pasif secara perlahan-lahan dan menyebabkan lapisan pasif pecah sehingga terjadi korosi sumuran. Korosi sumuran ini sangat berbahaya karena lokasi terjadinya sangat kecil tetapi dalam, sehingga dapat menyebabkan peralatan atau struktur patah mendadak.
•Korosi celah adalah korosi lokal yang terjadi pada celah diantara dua komponen. Mekanisme terjadinya korosi celah ini diawalidengan terjadi korosi merata diluar dan didalam celah, sehingga terjadi oksidasi logam dan reduksi oksigen. Pada suatu saat oksigen (O2) di dalam celah habis, sedangkan oksigen (O2) diluar celah masih banyak, akibatnya permukaan logam yang berhubungan
dengan bagian luar menjadi katoda dan permukaan logam yang didalam celah menjadi anoda sehingga terbentuk celah yang terkorosi.
•Korosi retak tegang (stress corrosion cracking), korosi retak fatik (corrosion fatique cracking) dan korosi akibat pengaruh hidogen (corrosion induced hydrogen) adalah bentuk korosi dimana material mengalami keretakan akibat pengaruh lingkungannya. Korosi retak tegang terjadi pada paduan logam yang mengalami tegangan tarik statis dilingkungan tertentu, seperti : baja tahan karat sangat rentan terhadap lingkungan klorida panas, tembaga rentan dilarutan ammonia dan baja karbon rentan terhadap nitrat.
•Korosi retak fatik terjadi akibat tegangan berulang dilingkungan korosif. Sedangkan korosi akibat pengaruh hidogen terjadi karena berlangsungnya difusi hidrogen kedalam kisi paduan.
•Korosi intergranular adalah bentuk korosi yang terjadi pada paduan logam akibat terjadinya reaksi antar unsur logam tersebut di batas butirnya. Seperti yang terjadi pada baja tahan karat austenitik apabila diberi perlakuan panas. Pada temperatur 425 – 815oC karbida krom (Cr23C6) akan mengendap di batas butir. Dengan kandungan krom dibawah 10 %, didaerah pengendapan tersebut
akan mengalami korosi dan menurunkan kekuatan baja tahan karat tersebut.

•Selective leaching adalah korosi yang terjadi pada paduan logam karena pelarutan salah satu unsur paduan yang lebih aktif, seperti yang biasa terjadi pada paduan tembaga-seng. Mekanisme terjadinya korosi selective leaching diawali dengan terjadi pelarutan total terhadap semua unsur. Salah satu unsur pemadu yang potensialnya lebih tinggi akan terdeposisi, sedangkan unsur yang
potensialnya lebih rendah akan larut ke elektrolit. Akibatnya terjadi keropos pada logam paduan tersebut. Contoh lain selective leaching terjadi pada besi tuang kelabu yang digunakan sebagai pipa pembakaran. Berkurangnya besi dalam paduan besi tuang akan menyebabkan paduan tersebut menjadi porous dan lemah, sehingga dapat menyebabkan terjadinya pecah pada pipa.
•Korosi erosi adalah korosi yang terjadi adanya kombinasi antara fluida yang korosif dan kecepatan aliran yang tingg, seperti yang terjadi pada pipa baja yang digunakan untuk mengalirkan uap yang mengandung air.Pengukuran laju korosi dapat dilakukan dengan berbagai cara. Pengukuran yang paling sederhana biasanya dilakukan dengan cara mengukur kehilangan logam (berdasarkan perbedaan beratnya). Meskipun demikian beberapa metoda pegukuran laju korosi yang dapat diterapkan antara lain adalah dengan mengukur ion logam yang terdapat dilingkungan, mengukur konduktivitas lingkungan, mengukur berat jenis lingkungan atau berdasarkan reaksi dengan metoda elektrokimia.

Begitu banyaknya bentuk bentuk korosi yang dapat terjadi, sehingga seyogianya korosi tersebut dikenali dengan baik untuk dikendalikan, terutama bagi mereka yang menangani bidang perencanaan dan perawatan peralatan pabrik, sarana transportasi dan fasilitas umum lainnya. Sehingga kedepan diharapkan dapat meningkatkan umur (life time) peralatan yang digunakan dan yang lebih penting
lagi dapat menghindari terjadinya kecelakaan akibat kegagalan material yang menimbulkan korban jiwa.

Mencegah Terjadinya Korosi
Prinsip sederhananya adalah ”menutup” jalan masuk dan kontak antara permukaan besi dengan air dan udara. Caranya bisa bermacam-macam, misal dengan cara pengecatan, dan melapisi besi dengan bahan lain misal chrom, nekel (misal pada pelg roda sepeda kamu), penyepuhan atau galvanisasi. Ada juga logam yang dibentuk dari campuran besi sedemikian rupa namun tetap kuat yang disebut dengan STAINLESS STELL atau baja tahan karat, biasanya digunakan untuk pisau, alat dapur dan atau alat-alat kedokteran/kesehatan. Cara
lainnya adalah dengan apa yang diesbut dengan PROTEKSI KATODIK, yaitu melindungi benda besi dari karat dengan menjadikannya benda itu sebagai KATODA, secara sederhana bisa dijelaskan bahwa sebatang besi akan lebih mudah terkena karat dibandingkan tembaga, maka dengan "menempelkan" besi
pada sebuah tembaga, maka karat yang muncul akan "terserap" menuju besi, bukannya tembaga. Cara ini biasanya digunakan untuk jalur pipa yang panjang,
menara tinggi, dan juga mulai dikembangkan dalam teknologi pencegah karat di kendaraan mobil. Coba deh lihat menara menara antena, terbuat dari besi kan? Lalu kenapa mereka tidak bisa berkarat? Betul, setiap beberapa waktu selalu di cat ulang, tidak menyisakan tempat bagi udara dan air bertemu dengan permukaan besi membentuk karat.

BAB II
METODA PERCOBAAN
Alat
•Gelas plastik bening @ 8 Gelas
•Paku kecil masih baru ukuran 5 cm (sudah diamplas) 8 paku biji
•Plastik bening @ 4 Buah
•Karet gelang @ 4 Buah

Bahan
•Larutan cuka
•Air dan minyak sayur

Langkah kerja
-Persiapkan 8 gelas kosong bekas aqua gelas yang bersih.
-Dua buah gelas di isi dengan air lalu masukan paku ke dalam dua gelas yang diisi air , kemudian salah satu gelas tersebut ditutup rapat dan yang satunya terbuka.
-Dua gelas selanjutnya di isi dengan cuka dan paku dan tutup rapat salah satu gelas tersebut dan yang satunya terbuka.
-Dua gelas berikutnya di isi minyak sayur dan paku sama seperti diatas.
-Selanjutnya dua gelas terakhir hanya di isi dengan paku tanpa ada yang lain dan satu gelas di tutup rapat sedangkan yang satunya terbuka.
-Kedelapan gelas yang telah kita isi tersebut kita disimpan di tempat yang aman dan tidak ada gangguan.
-Kita amati setiap harinya minimal selama satu minggu.

Hasil Percobaan
Dari hasil pengamatan atau percobaan tersebut bias kita dapatkan bahwa paku yang paling cepat berkarat adalah paku yang di dalam gelas yang diisi air tanpa ditutup, karena perkaratan pada paku tersebut dipengaruhi oleh oksigen dan air. Paku yang tidak dapat berkarat adalah paku yang adalah paku yang ada di dalam gelas yang diisi oleh minyak sayur yang ditutup rapat.

Adapun urutan paku yang cepat berkarat adalah sebagai berikut:
1. Paku dalam gelas berisi air tanpa di tutup
2. Paku dalam gelas yang berisi air dan di tutup
3. Paku dalam gelas yang berisi cuka tanpa di tutup
4. Paku dalam gelas yang di isi cuka dan di tutup
5. Paku dalam gelas kosong yang terbuka (belum berkarat)
6. Paku dalam gelas kosong dan ditutup(belum berkarat)
7. Paku dalam gelas yang berisi minyak tanpa ditutup (belum berkarat)
8.Paku dalam gelas yang berisi minyak dan ditutup(belum berkarat)

BAB III
PENUTUP
Kesimpulan
Jadi Besi yang cepat berkarat adalah besi yang di dalam air yang terbuka artinya pengaruh oksigen dan air sangat kuat. Faktor penyebab besi berkarat adalah O2 dan H2O Agar tidak terjadi perkaratan yang tidak kita kehendaki, maka kita harus melapisi logam besi dengan cat atau logam yang tahan korosi agar tidak di pengaruhi oleh O2 dan H2O
Pertanyaan
1. Paku pada gelas manakah yang menjadi berkarat ?
2. Samakah kecepatan terjadinya karat pada setiap paku? Jika bebeda,
urutkan paku berdasarkan kecepatan terjadinya karat!
3. Faktor-faktor apa saja yang menyebabkan besi berkarat ?
4. Jika besi diganti dengan logam lain, misalnya alumunium, apa yang
terjadi? Jelaskan!

Jawaban
1. Semua paku dalam gelas yang di isi air atau cuka.
2. Tidak sama,
1) Paku dalam gelas berisi air tanpa di tutup
2) Paku dalam gelas yang berisi air dan di tutup
3) Paku dalam gelas yang berisi cuka tanpa di tutup
4) Paku dalam gelas yang di isi cuka dan di tutup
5) Paku dalam gelas kosong yang terbuka (belum berkarat)
6) Paku dalam gelas kosong dan ditutup(belum berkarat)
7) Paku dalam gelas yang berisi minyak tanpa ditutup (belum berkarat)
8) Paku dalam gelas yang berisi minyak dan ditutup(belum berkarat)

3. Faktor penyebab terjadinya korosi :
•Direct corosion : pengrusakan kimiawi
•Electrochemical corocion : disebabkan karena pengaruh lingkungan dari bahan baku, misal plat kapal dengan uap air laut
•Oxidation : diakibatkan oleh reaksi oksigen pada temperatur yang tinggi
•Evolusi hidrogen
•Penyerapan oxygen
•Kelembaban udara
•Zat terlarut pembentuk asam (CO2, SO2)
•Lapisan pada permukaan logam
•Letak logam dalam deret potensial reduksi


Daftar Pustaka

Sumber Internet:
http:// id.answer.yahoo.com
http:// wikipedia.org/wiki/karat
http:// www.google.com/books
http:// facebook.com

1 komentar: