Korosi

KOROSI

Korosi adalah peristiwa perusakan logam akibat terjadinya reaksi kimia dengan lingkungan yang menghasilkan produk yang tidak diinginkan. Lingkungan dapat berupa asam, basa, oksigen dari udara, oksigen didalam air atau zat kimia lain. Perkaratan besi adalah peristiwa elektrokimia sebagai berikut : -   Besi dioksidasi oleh H2O atau ion hydrogen Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e- (oksidasi) 2H+ (aq) → 2H(aq) ( reduksi ) -   Atom-atom H bergabung menghasilkan H2 2H(aq) → H2(g) -   Atom-atom H bergabung dengan oksigen 2H(aq) + ½ O2(aq) → H2 O(l) -   Jika konsentrasi H+ cukup tinggi (pH rendah), maka reaksi Fe + 2H+ (aq) → 2H(aq) + Fe2+ (aq) 2H(aq) → H2(g) -   Ion Fe2+ juga bereaksi dengan oksigen dan membentuk karat (coklat keerah-merahan ) dengan menghasilkan ion H+ yang selanjutnya direduksi menjadi H2- 4Fe2+ (aq) + O2(aq) + 4H2 O(l) + 2xH2 O(l) → 2Fe2O3H2O)x(s) + 8H+ Reaksi totalnya menjadi 4Fe(s) + 3O2(aq) + 2x H2 O(l) → 2Fe2O3H2O)x(s) Korosi dapat dihambat dengan beberapa cara, misalnya : Pemakaian logam alloy dengan cara Pembentukan lapisan pelindung Menaikkan tegangan elektrode 2.  Pemakaian lapisan pelindung dengan cara: Pengecatan Pelapisan senyawa organik (pelumas) Pelapisan dengan gelas Pelapisan dengan logam Dilapisi logam yang lebih mulia Dilapisi logam yang lebih mudah teroksidasi Menanam batang-batang logam yang lebih aktif dekat logam besi dan dihubungkan Dicampur dengan logam lain 3.  Elektrokimiawi dengan cara eliminasi perbedaan tegangan: Menaikkan kemurnian logam Mencegah kontak 2 logam Memakai inhibitor Isolasi logam dari larutan, dan lain-lain. Faktor yang berpengaruh terhadap korosi Kelembaban udara Elektrolit Zat terlarut pembentuk asam (CO2, SO2) Adanya O2 Lapisan pada permukaan logam Letak logam dalam deret potensial reduksi Dalam kehidupan sehari-hari, korosi dapat kita jumpai pada bangunan-bangunan maupun peralatan yang memakai komponen logam seperti seng, tembaga, besi-baja dan sebagainya. Seng untuk atap dapat bocor karena termakan korosi. Jembatan dari baja maupun badan mobil juga dapat menjadi rapuh karena korosi. Selain pada perkakas logam ukuran besar, korosi ternyata juga dapat terjadi pada komponen-komponen renik peralatan elektronik yang terbuat dari logam. Korosi atau pengkaratan merupakan fenomena kimia pada bahan-bahan logam pada dasarnya merupakan reaksi logam menjadi ion pada permukaan logam yang kontak langsung dengan lingkungan berair dan oksigen.  Salah satu penyebab ambruknya suatu infrastruktur seperti jembatan, jalan layang atau dermaga adalah terkorosinya besi dalam beton infrastruktur tersebut. Besi dalam beton sebenarnya tahan terhadap korosi karena sifat alkali dari beton (pH 12-13) sehingga terbentuk lapisan pasif di permukaan besi dalam beton. Besi baru terkorosi bila lapisan ini rusak. Proses karbonisasai (carbonation) dan intrusi ion-ion klorida dan gas CO2  ke dalam beton merupakan faktor penyebab rusaknya lapisan tersebut yang berlanjut dengan terkorosinya besi di dalam beton. 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. 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. Flour, hidrogen fluorida beserta persenyawaan-persenyawaannya dikenal sebagai bahan korosif. Dalam industri, bahan ini umumnya dipakai untuk sintesa bahan-bahan organik. Ammoniak (NH3) merupakan bahan kimia yang cukup banyak digunakan dalam kegiatan industri. Pada suhu dan tekanan normal, bahan ini berada dalam bentuk gas dan sangat mudah terlepas ke udara. Ammoniak dalam kegiatan industri umumnya digunakan untuk sintesa bahan organik, sebagai bahan anti beku di dalam alat pendingin, juga sebagai bahan untuk pembuatan pupuk. Aneka partikel aerosol, debu serta gas-gas asam seperti NOx dan SOx  dapat berubah menjadi asam nitrat (HNO3) dan asam sulfat (H2SO4) di udara. Oleh sebab itu, udara menjadi terlalu asam dan bersifat korosif dengan terlarutnya gas-gas asam tersebut di dalam udara. Dalam lingkungan dengan tingkat pencemaran tinggi, aneka barang mulai dari komponen elektronika renik sampai jembatan baja semakin mudah rusak, bahkan hancur karena korosi. Korosi pada piranti maupun komponen-komponen elektronika dapat mengakibatan sifat elektrik pada komponen-komponen tersebut menjadi rusak karena terbentuknya lapisan non-konduktor. 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.  KOROSI DAN PENCEGAHANNYA Definisi korosi Korosi adalah kerusakan atau degradasi alogam akibat reaksi redoks dengan suatu logam dengan berbagai zq di lingkungannya yang menghasilkan senyawa-senyawa yang tidak dikehendakinya. Korosi merupakan proses atau reaksi elektrokimia yang bersifat alamiah yang berlangsung dengan sendirinya, oleh karena itu korosi tidak dapt dikendalikan atau lajunya diperlambat sehingga memperlambat proses perusakannya. Contoh korosi yang paling lazim adalah perkaratan besi. Rumus kimia dari karat besi adalah Fe2O3.xH2O. Kondisi alam Indonesia yang beriklim tropis, dengan tingkat humanitas dan dekat dengan laut adalah faktor yang dapat mempercepat proses korosi. Dalam kehidupan sehari-hari, korosi sering dijumpai pada bangunan atau peralatan yang menggunakan komponen logam seperti seng, tembaga, baja dan sebagainya. Dampak dari peristiwa korosi bersifat sangat merugikan. Contohnya adalah keroposnya jembatan, bodi mobil atau berbagai konstruksi dan peralatan dari besi. Pengendalian korosi secara teoritis dilakukan sejak pemilihan bahan, proses perancangan, sampai struktur jadi dan bahkan melalui perubahan/modifikasi lingkungannya. Akan tetapi masih terdapat hal-hal yang diluar jangkauan per-rekayasaan atau pakar korosi yang kompeten. Misalnya tidak ada orang yang dapat merubah PH air laut ataupun kondisi tanah tempat pipa dibenamkan. bahaya korosif Beberapa jenis korosi : Uniform corrosion Yaitu korosi yang terjadi pada permukaan logam yang berbentuk pengikisan permukaan logam secara merata sehingga ketebalan logam berkurang akibat permukaan terkonversi oleh produk karat yang biasanya terjadi pada peralatan terbuka. Pitting corrosion Yaitu korosi yang berbentuk lubang-lubang pada permukaan logam karena hancurnya film proteksi logam yang disebabkan oleh laju kecepatan korosi yang berbeda antara satu tempat dengan tempat yang lainnya pada permukaan logam tersebut. Stress corrosion cracking Yaitu korosi berbentuk retak0retak yang tidak mudah dilihat, terbentuk dipermukaan logam dan berusahaan merembet ke dalam . ini banyak terjadi pada logam-logam yang banyak mendapat tekanan. Hal ini disebabkan kombinasi dari tegangan tarik dan lingkungan yang korosif sehingga struktur logam melemah. Erossion corrosion yaitu korosi yang terjadi karena dtercegah pembentukan film pelindung yang disebabkan oleh kecepatan alir fluida yang tinggi, misalnya abrasi pasir. Galvanic corrosion Yaitu korosi yang terjadi karena terdapat hubungan antara dua metal yang disambung dan terdapat perbedaan potensial antara keduanya. Crevice corrosion yaitu korosi yang terjadi di sela sela gasket sambung bertindih, sekrup-sekrup atau kelingan yang terbentuk oleh kotoran-kotoran endapan atau timbul dari produk-produk karat. Selective corrosion Yaitu korosi yang berhubungan dengan melepasnya satu elemen dari campuran logam. Faktor-Faktor yang mempengaruhi Laju Korosi Umumnya problem korosi disebabkan oleh air, tetapi ada beberapa faktor lain yang mempengaruhi laju korosi diantaranya : Faktor Gas Terlarut Oksigen (O2) adanya oksigen yang terlarut akan menyebabkan korosi pada metal seperti laju korosi pada mild stell alloys akan bertambah dengan meningkatnya kandungan oksigen. Kelarutan oksigen dalam ait merupakan fungsi dari tekanan, temperatur dan kandungan klorida. Untuk tekanan 1 atm dan temperatur kamar, kelarutan oksigen adalah 10 ppm dan kelarutannya akan berkurang dengan bertambahnya temperatur dan konsentari garam. Reaksi korosi secara umum pada besi karena adanya kelarutan oksigen adalah sebagai berikut : Reaksi anoda : Fe(s) -> Fe2+(aq) + 2e Reaksi katoda : 02 (g) + 2H2O(aq) + 4e -> 4 OH CO2 + H2O -> H2CO3 Fe + H2CO3 -> FeCO3 + H2 FeCO3 merupakan corrosion product yang dikenal sebagai sweet corrosion. Faktor Temperatur Penambahan temperatur umumnya menambah laju korosi walaupun kenyataannya kelarutan oksigen berkurang dengan meningkatnya temperatur. Apabila metal pada temperatur yang tidak uniform, maka akan besar kemungkinan terbentuk korosi. Faktor pH pH netral adalah 7, sedangkan pH<7 bersifat asam dan korosif, sedangkan untuk pH>7 bersifat basa juga korosif. Tetapi untuk besi, laju korosi rendah pada Ph antara 7 sampai 13. Laju korosi akan meningkat pada pH<7 dan pada PH>13. Faktori Bakteri pereduksi atau Sulfat Reducing Bacteria (SRB) Adanya bakteri pereduksi sulfat akan mereduksi ion sulfat menjadi gas H2S, yang mana jika gas tersebut kontak dengan besi akan menyebabkan terjadinya korosi. Faktor Padatan Terlarut Klorida (Cl), klorida menyerang lapisan mild steel dan lapisan stainless steel. Padatan ini menyebabkan terjadinya pitting, crevice corrosion, dan juga menyebabkan pecahnya alloys. Klorida biasanya ditemukan pada campuran minyak-air dalam konsentrasi tinggi yang akan menyebabkan proses korosi. Proses korosi juga dapat disebabkan oleh kenaikan konduktifitas larutan garam, dimana larutan garam yang lebih konduktif, laju korosinya juga akan lebih tinggi. PENCEGAHAN KOROSI Dengan dasar pengetahuan tentang elektrokimia proses korosi yang dapat menjelaskan mekanisme dari korosi, dapat dilakukan usaha-usaha untuk pencegahanterbentuknya korosi. Banyak cara sudah ditemukan untuk pencegahan terjadinya korosi diantaranya adlah dengan cara proteksi katodik, coating, dan peng chemical inhibitor. Proteksi katiodik Untuk mencegah terjadinya proses korosi atau setidak-tidaknya untuk memperlambat proses korosi tersebut, maka dipasanglah suatu anoda buatan di luar logam yang akan diproteksi. Daerah anoda adalah suatu bagian logam yang kehilangan elektron. Ion positifnya meninggalkan logam tersebut dan masuk ke dalam larutan yang ada sehingga logam tersebut berkarat. Terlihat disini karena perbedaan potensial maka arus elektron akan mengalir dari anoda yang dipasang dan akan menahan melawan arus elektron dari logam yang didekatnya, sehingga logam tersebut berubah menjadi daerah katoda. Inilah yang disebut cathodic protection. Dalam hal diatas elektron disuplai kepada logam yang diproteksi oleh anoda buatan sehingga elektron yang hilang dari daerah anoda tersebut selalu diganti, sehingga akan mengurangi proses korosi dari logam yang diproteksi. Anoda buatan tersebut ditanam dalam suatu elektrolit yang sama (dalam hal ini tanah lembab) dengan logam (dalam hal ini pipa) yang akan diproteksi dan antara pipa dihubungkan dengan kabel yang sesuai agar proses listrik diantara anoda dan pipa tersebut terus menerus. Jadi anoda dikorbankan untuk melindungi katoda. Untuk perlindungan katoda pada sistem jaringan pipa bawah tanah lazim digunakan logam Mg. Pipa (besi) akan aman terlindungi selam pelindung masih ada. Coating Cara ini sering dilakukan dengan melapisi logam (coating) dengan suatu bahan agar logam tersebut terhindar dari korosi. Pemakaian bahan-bahan kimia (chemical Inhibitor) Untuk memperlambat reaksi korosi digunakan bahan kimia yang disebut inhibitor corrosion yang bekerja dengan cara membentuk lapisan pelinsung pada permukaan metal. Lapisan molekul pertama yang terbentuk mempunyai ikatan yang sangat kuat yang disebut chemis option. Corrosion inhibitor umumnya berbentuk fluid atau cairan yang diinjeksikan pada production line. Karena inhibitor tersebut merupakan masalah yang penting dalam menangani korosi maka perlu dilakukan pemilihan inhibitor yang sesuai dengan kondisinya. Material Corrosion inhibitor terbagi 2 (dua), yaitu Organik inhibitor Inhibitor yang diperoleh dari hewan dan tumbuhan yang mengandung unsur karbon dalam senyawanya. Material dasar organik inhibitor antara lain ; turunan asam lemak alifatik, yaitu monoamine, diamine, amida, asetat dan oleat. Inorganik inhibitor Inhibitor yang diperoleh dari mineral-mineral yang tidak mengandung unsur karbon dalam senyawanya. Material dasar ini inorganik inhibitor antara lain kromat, nitrit, silikat, dan posfat. Membuat alloy atau paduan logam yang bersifat tahan karat. Misalnya besi dicampur dengan logam Ni dan Cr menjadi baja tahan karat (stainless steel)