BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Korosi merupakan sistem
termodinamika logam dengan lingkungannya, yang berusaha untuk mencapai
kesetimbangan. Sistem ini dikatakan setimbang bila logam telah membentuk oksida
atau senyawa kimia lain yang lebih stabil. Pencegahan korosi merupakan salah satu
masalah penting dalam ilmu pengetahuan dan teknologi modern.
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.
Setiap logam memiliki tingkat
ketahanan yang berbeda terhadap korosi, ini disebabkan oleh perbedaan sifat
kimia pada logam tersebut semakin mudah logam tersebut memberikan electron maka
semakin cepat korosi terjadi pada logam tersebut. Berdasarkan dari asumsi
tersebut, percobaan ini difokuskan dalam upaya pemilihan jenis logam tahan
terhadap korosi.
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar
belakang masalah yang telah diuraikan diatas, maka dapat dirumuskan masalah
sebagai berikut:
1.
Bagaimana
perbandingan laju korosi pada logam tembaga, besi dan seng.
2.
Apa
yang mempengaruhi perbedaan laju korosi pada logam tembaga, besi dan seng.
1.3 Tujuan Penelitian
Berdasarkan
rumusan masalah diatas, yang menjadi tujuan penelitian ini adalah:
1. Menjelaskan perbandingan laju korosi
pada logam tembaga, besi dan seng.
2. Menjelaskan penyebab perbedaan laju
korosi pada logam tembaga, besi dan seng.
1.4 Waktu
Penelitian
Penelitian ini akan dilaksanakan pada tanggal 18 November – 27 November
2015 2015. Penelitian akan dilakukan di Desa Nusa Bakti, Kecamatan Belitang II,
Kabupaten OKU Timur
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1.
Definisi Korosi
Sebagian orang mengartikan korosi
sebagai karat, yakni sesuatu yang hampir dianggap sebagai musuh umum
masyarakat. Karat (rust) adalah sebutan yang belakangan ini hanya dikhususkan
bagi korosi pada besi, padahal korosi merupakan gejala destruktif yang
mempengaruhi hampir semua logam.Walaupun besi bukan logam pertama yang
dimanfaatkan oleh manusia, tidak perlu diingkari bahwa logam itu paling banyak
digunakan, dan karena itu, paling awal menimbulkan masalah korosi serius.
Karena itu tidak mengherankan bila istilah korosi dan karat hampir dianggap
sinonim.
Reaksi reduksi
oksidasi merupakan reaksi yang disertai pertukaran elektron antara pereaksi,
yang menyebabkan keadaan oksidasi berubah. Dari sejarahnya, istilah oksidasi
diterapkan untuk proses-proses dimana oksigen diambil oleh suatu zat. Maka
reduksi dianggap sebagai proses dimana oksigen diambil dari dalam suatu zat.
Kemudian pengangkapan hidrogen juga disebut reduksi, sehingga kehilangan
hidrogen harus disebut dengan oksidasi. Sekali lagi reaksi-reaksi lain dimana
baiik oksigen maupun hidrogen yang tidak ambil bagian belum bisa dikelompokkan
sebagai oksidasi atau reduksi sebelum definisi oksidasi dan reduksi yang paling
umum, yang didasarkan pada pelepasan dan pengambilan elektron, disusun orang.
Korosi adalah
kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi dengan lingkungan yang korosif.
Korosi juga diartikan sebagai serangan yang merusak logam karena logam bereaksi
secara kimia atau elektrokimiadengan lingkungan. Ada definisi lain yang
mengatakan bahwa korosi adalah kebalikan dari proses ekstraksi logam yang dari
bijih mineralnya. Contohnya bijih besi di alam bebas ada 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). Deret volta dan persamaan Nernst akan membantu
untuk dapat mengetahui kemungkinan terjadinya korosi.
Besi
yang murni adalah logam yang berwarna putih perak yang kukuh dan liat. Ia
melebur pada suhu 1535oC. Jarang terdapat besi komersial yang murni,
biasanya besi mengandung sejumlah kecil karbida, silsida, fosfida, dan sulfida
dari besi, serta sedikit grafit. Zat-zat pencemar ini memainkan peranan penting
dalam kekuatan struktur besi. Berbeda dengan tembaga, tembaga adalah logam
merah muda, yang lunak, dapat ditempa, dan liat. Melebur pada 1038o+C.
Karena potensial elektroda standarnya positif, ia tidak larut dalam asam
klorida dan asam sulfat encer, meskipun dengan adanya oksigen ia bisa larut
sedikit.
2.2 LogamTembaga
Tembaga, logam
merah-oranye yang telah digunakan dalam peradaban sejak 8000 SM, adalah salah
satu logam terpenting bagi industri modern. Tembaga diperlukan karena
kemampuannya menghantar panas dan listrik; tembaga adalah unsur yang membantu
membentuk dunia sebagaimana adanya sekarang. Dengan sifat bisa dibentuk, tahan
karat dan suhu tinggi, bisa didaur ulang, dan penghantaran listrik serta panas
terbaik di antara semua logam komersial, tembaga sangat dihargai karena
penggunaannya dalam penghantaran dan pembangkitan listrik, juga semua peralatan
listrik, termasuk telepon genggam dan televisi.
Tembaga
atau cuprum dalam tabel periodik yang memiliki lambang Cu dan nomor atom 29.
Tembaga di alam tidak begitu melimpah dan ditemukan dalam bentuk bebas maupun
dalam bentuk senyawaan. Bijih tembaga yang terpenting yaitu pirit atau
chalcopyrite (CuFeS2), copper glance atau chalcolite (Cu2S),
cuprite (Cu2O), malaconite (CuO) dan malachite (Cu2(OH)2CO3)
sedangkan dalam unsur bebas ditemukan di Northern Michigan Amerika Serikat.
Tembaga
kadang-kadang ditemukan secara alami, seperti yang ditemukan dalam
mineral-mineral seperti cuprite, malachite, azurite, chalcopyrite,
dan bornite. Deposit bijih tembaga yang banyak ditemukan di AS,
Chile, Zambia, Zaire, Peru, dan Kanada. Bijih-bijih tembaga yang penting adalah
sulfida, oxida-oxidanya, dan karbonat. Dari mereka, tembaga diambil dengan
cara smelting, leaching, dan elektrolisis.
2.3 Logam Besi
Besi
adalah logam yang berasal dari bijih besi
(tambang) yang banyak digunakan untuk kehidupan manusia sehari-hari. Dalam tabel periodik, besi mempunyai simbol Fe dan nomor atom 26. Besi juga mempunyai nilai
ekonomis yang tinggi.Besi adalah logam berkilau, kuat, mudah ditempa, dan
berwarna perak abu-abu.Logam ini memiliki empat bentuk kristal yang berbeda.
Jika terpapar udara, besi berpotensi mengalami karat. Besi berkarat terutama di
udara lembab, tetapi tidak di udara kering.Logam ini mudah larut dalam asam
encer. Besi merupakan unsur yang aktif secara kimia dan membentuk dua seri
utama senyawa kimia, besi bivalen (II) atau fero, dan senyawa besi trivalen
(III) atau feri.
Besi
merupakan unsur kesepuluh paling melimpah di alam semesta.Besi juga unsur
paling melimpah (massa , 34,6%) yang membentuk bumi. Konsentrasi besi dalam
berbagai lapisan bumi bervariasi dari amat tinggi di inti hingga sekitar 5% di
kerak luar.Sebagian besar besi ditemukan dalam berbagai senyawa oksida besi, seperti
mineral hematit, magnetit, dan taconite. Inti bumi diyakini sebagian besar
terdiri dari paduan logam besi-nikel.Unsur besi sangat penting dalam hampir
semua organisme hidup. Pada manusia, besi merupakan unsur penting dalam
hemoglobin darah.
2.4 Logam Seng
Seng diambil
dari bahasa Belanda yaitu zink adalah unsur kimia dengan lambang kimia Zn,
nomor atom 30, dan massa atom relatif 65,39. Ia merupakan unsur pertama
golongan 12 pada tabel periodik. Beberapa aspek kimiawi seng mirip dengan
magnesium. Hal ini dikarenakan ion kedua unsur ini berukuran hampir sama.
Selain itu, keduanya juga memiliki keadaan oksidasi +2. Seng merupakan unsur
paling melimpah ke-24 di kerak Bumi dan memiliki lima isotop stabil. Bijih seng
yang paling banyak ditambang adalah sfalerit (seng sulfida).
Seng merupakan logam yang berwarna putih kebiruan,
berkilau, dan bersifat diamagnetik. Walau demikian, kebanyakan seng mutu
komersial tidak berkilau. Seng sedikit kurang padat daripada besi dan
berstruktur kristal heksagonal.Lehto 1968, p. 826 Logam ini keras dan rapuh
pada kebanyakan suhu, namun menjadi dapat ditempa antara 100 sampai dengan 150
°C. Di atas 210 °C, logam ini kembali menjadi rapuh dan dapat dihancurkan
menjadi bubuk dengan memukul-mukulnya. Seng juga mampu menghantarkan listrik.
Dibandingkan dengan logam-logam lainnya, seng memiliki titik lebur (420 °C) dan
tidik didih (900 °C) yang relatif rendah. Dan sebenarnya pun, titik lebur seng
merupakan yang terendah di antara semua logam-logam transisi selain raksa dan
kadmium.
Terdapat banyak sekali aloi yang
mengandung seng. Salah satu contohnya adalah kuningan (aloi seng dan tembaga).
Logam-logam lainnya yang juga diketahui dapat membentuk aloi dengan seng adalah
aluminium, antimon, bismut, emas, besi, timbal, raksa, perak, timah, magnesium,
kobalt, nikel, telurium, dan natrium. Walaupun seng maupun zirkonium tidak
bersifat feromagnetik, aloi ZrZn2 memperlihatkan feromagnetisme di bawah suhu
35 K.
2.5
Faktor yang mempengaruhi Korosi
Korosi pada permukaan suatu logam dapat dipercepat oleh
beberapa faktor, antara lain:
1. Oksigen terlarut (
DO = Dissolved oxygen ) → DO berperan dalam sebagian proses korosi, bila
konsentrasi DO naik, maka kecepatan korosi akan naik.
2. Zat padat terlarut jumlah (
TDS = total dissolved solid ) → konsentrasi TDS sangatlah penting, karena air
yang mengandung TDS merupakan penghantar arus listrik yang baik dibandingkan
dengan air tanpa TDS. Aliran listrik diperlukan untuk terjadinya korosi pada
pipa logam, oleh karena itu jika TDS naik, maka kecepatan korosi akan naik.
3. pH dan Alkalinitas →
mempengaruhi kecepatan reaksi, pada umumnya pH dan alkalinitas naik, kecepatan
korosi akan naik. 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
4. Temperatur →
makin tinggi temperatur, reaksi kimia lebih cepat terjadi dan naiknya
temperatur air pada umumnya menambah kecepatan korosi.
5. Tipe logam yang
digunakan untuk pipa dan perlengkapan pipa → logam yang mudah memberikan
elektron atau yang mudah teroksidasi, akan mudah terkorosi.
6. Aliran listrik →
Aliran listrik yang diakibatkan oleh korosi sangat lemah dan isolasi dapat
menghalangi aliran listrik antara logam-logam yang berbeda, sehingga korosi
galvanis dapat dihindari. Bilamana aliran listrik yang kuat melewati logam yang
mudah terkorosi, maka akan menimbulkan aliran nyasar dari sistem pemasangan
listrik di pelanggan yang tidak menggunakan aarde, hal ini menyebabkan korosi
cepat terjadi.
7. B a k t e r i →
tipe bakteri tertentu dapat mempercepat korosi, karena mereka akan menghasilkan
karbon dioksida (CO2) dan hidrogen sulfida (H2S), selama
masa putaran hidupnya. CO2 akan menurunkan pH secara berarti
sehingga menaikkan kecepatan korosi. H2S dan besi sulfida, Fe2S2,
hasil reduksi sulfat (SO42–) oleh bakteri pereduksi
sulfat pada kondisi anaerob, dapat mempercepat korosi bila sulfat ada di dalam
air. Zat-zat ini dapat menaikkan kecepatan korosi. Jika terjadi korosi logam besi
maka hal ini dapat mendorong bakteri besi (iron bacteria) untuk
berkembang, karena mereka senang dengan air yang mengandung besi.
Bab III
Metode penelitian
3.1
Metode Penelitian
Metode
yang digunakan oleh peneliti adalah metode
perbandingan eksperimen. Metode perbandingan eksperimen adalah cara
penyajian pelajaran dimana siswa melakukan percobaan dengan mengalami dan
membuktikan sendiri sesuatu yang dipelajari. Siswa dituntut untuk mengalami
sendiri, mencari kebenaran. Dengan
merangkai alat kemudian diuji coba dalam sebuah percobaan.
3.2
Alat dan Bahan
Dengan
menggunakan metode penelitian ekpsrimen tentu pada pelaksanaan penelitian akan
memerlukan alat dan bahan sebagai berikut ini:
1. 1 keping besi, tembaga, dan seng
2.
Toples plastik
3. Air
4. Garam
5. Adaptor
6. Kabel
7. 1 keping Baja
3.3
Proses Pelaksanaan
Dengan menggunakan metode
penelitian ekpsrimen tentu pada pelaksanaan penelitian akan memerlukan alat dan
bahan sebagai berikut ini:
1. Siapkan
alat dan bahan
2. Masukan
1liter air dan 5 sendok garam kedalam toples
3. Sambungkan
kabel dengan baja pada sisi negative adaptor dijadikan anoda
4. Sambungkan
kabel pada sisi positif (katoda) pada
adaptor kemudian sambungkan keping sampel 1-4 secara bergantian.
5. Setiap
sampel beri perlakuan untuk dicelupkan dalam air garam dalam waktu yang sama
yaitu 5 menit.
6. Amati
dan catat setiap hasil pengamatan
BAB
IV
HASIL
DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian
Setelah dilakukan penelitian dengan perlakuan
yang sesuai dengan prosedur penelitian yang telah ditetapkan, mengenai
perbandingan laju korosi pada logam besi, seng dan tembaga, maka didapat hasil
seperti yang tertera pada tabel berikut ini:
|
No
|
Jenis Logam
|
Waktu
|
Tegangan
|
Kadar Garam
|
Perubahan warna
|
Kerusakan fisik
|
|
1
|
Besi
|
5
|
12 v
|
300
|
Ya
|
Ya
|
|
2
|
Seng
|
5
|
12v
|
300
|
ya
|
Ya
|
|
3
|
Tembaga
|
5
|
12v
|
300
|
ya
|
Tidak
|
Kadar
garam dalam satuan gram/liter
Tabel hasil penelitian
Secara sederhana dapat tabel diatas memberi
informasi bahwa tembaga memiliki ketahanan korosi yang lebih baik daripada
jenis logam seng dan besi. untuk memperjelas hasil penelitian gambar-gambar
berikut.
|
|
Gambar perubahan warna pada logam Besi
|
|
Gambar perubahan warna
pada logam seng
|
|
Gambar perubahan warna pada logam seng
4.2 Pembahasan
Korosi dapat kita jumpai pada bangunan bangunan maupun peralatan yang
memakai komponen logam seperti seng, tembaga, besi-baja dan sebagainya. logamakibat reaksi
elektro kimia dengan lingkungannya. Korosi atau pengkaratan merupakan fenomena
kimia pada bahan – bahan logam yang pada dasarnyamerupakan reaksi logam menjadi
ion pada permukaan logam yang kontaklangsung dengan lingkungan berair dan
oksigen. Korosi seng relatif cepat terjadi dan berlangsung terus, sebab lapisan
senyawa besi oksida yang terjadi bersifat porous sehingga mudah ditembus oleh
udara maupun air. Tetapi meskipun alumunium mempunyai potensial reduksi jauh
lebih negatif ketimbang besi, namun proses korosi lanjut menjadi terhambat karena
hasil oksidasi Al2O3, yang melapisinya tidak bersifat porous sehingga
melindungi logam yang dilapisi dari kontak dengan udara luar.
Uraian diatas
cukup menjelaskan dan memperkuat hasil penelitian yang menunjukan kerusakan
pada lempeng besi lebih cepat dibanding lempeng seng dan tembaga secara beurutan perbandingan lajukorosi
pada ketiga logam tersebut adalag sebagai berikut:
Hal ini terjadi karena permukaan besi lebih
mudah menyerap air garam sehingga ketika diberi listrik pada besi segera
terjadi reaksi elektro kimia pada celah permukaan besi yang disebut korosi atau
pengkaratan.
Sementara pada logam seng pada penelitian ini
menunjukan laju korosi yang lebih cepat dari logam besi. hal ini dapa anda
lihat pada gambar bahwa dalam waktu singkat seng dapat dioksidasi oleh tegangan
dan larutan air garam Secara teori ini karena sifat logam seng lebih anodik
dari besi. ini sesuai dengan deret volta sebagai berikut:
K–Ca–Na–Mn–Al–Zn–Fe–Sn–Pb–H–Cu–Hg–Ag–Pt–Au
Anodik Katodik
Pada jenis logam Tembaga merupakan unsur yang relatif tidak reaktif
sehingga tahan terhadap korosi. Pada
kondisi yang istimewa yakni pada suhu sekitar 300°C dan 1000°C tembaga dapat
bereaksi dengan oksigen. Tembaga tidak bereaksi dengan HCl encer dan
H2SO4 encer. Tembaga bereaksi dengan HCl pekat dan H2SO4 pekat
Cu (s) +
H2SO4 (l) -> CuSO4 (aq) + 2H2O (l) + SO2 (g)
Cu (s)
+4HNO3 (pekat) -> Cu(NO3)2 (aq) + 2H2O (l) +
2NO2 (g)
Tembaga tidak bereaksi
dengan alkali, tetapi larut dalam amonia oleh adanya udara membentuk larutan
yang berwarna biru dari kompleks Cu(NH3)4+.Setelah mendapat perlakuan pemberian
listrik dalam larutan garam maka tembaga yang semula berwarna kunig
kemerah-merahan kemudian berubah warna menjadi biru hitam pekat, hal ini karena
ada kandunga nitrogen dalam gram (NACL) dan hidrogen dalam air yang keudian bereaksi
dengan tembaga, tetapi hal ini tidak memberi kerusakan serius pada tembaga
karena ketika tembaga diangkat dari larutan garam dan dikeringkan reaksi tidak
berlanjut karena kerapatan ikatan partikel tembaga. Dengan demikian dapat kita
pahami bahwa laju korosi seng lebih cepat dari laju reaksi besi dan laju besi
lebih cepat dari pada tembaga.
BAB V
PENUTUP
5.1
Kesimpulan
Dari pembahasan yang telah diuraikan mengenai perbandingan laju korosi pada
logam besi, seng, dan tembaga maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1.
Laju korosi pada seng lebih cepat, dari logam seng
dan laju korosi pada logam besi lebih cepat dari logam tembaga.
2.
Tembaga
mengalami laju reaksi lambat karena sifat tembaga yang tidak reaktif pada jenis
HCL encer.
5.2 Saran
Dari kesimpulan yang telah
diambil maka penulis menyarankan agar:
1.
Penggunaan
besi dan seng dalam aplkasi peralatan rumah tangga semestinya diberi pelindung
agar tahan terhadap korosi.
2.
penggunaan
peralatan berbahan tembaga agar dijauhkan dari jenis HCL dan H2SO4 yang
bersifat pekat, untuk menjegah terjadinya korosi.
DAFTAR
PUSTAKA
Langsa,
markus H. 2010. Penuntun praktikum elektrokimia. Jurusan Kimia. Manokwari.
Atkins,
PW. 1983. Kimia Fisika jilid II. Erlangga. Jakarta.
Rahayu,
Setyo w. 2009. Proses electroplating tembaga, nikel, dan krom. http://www.chem-is-try.org/proses-elektroplating-tembaga-nikel-khrom/ seng
Rahayu,
Setyo w. 2009. Dasar teori electroplating. http://www.chem-is-try.org/dasar-teori-elektroplating/
Catur,
A.D. & Lagiyono. 2007. Laju Korosi Baja yang Dilapisi Tembaga dengan Proses
Elektroplating pada Lingkungan Cair. Jurnal Korosi, (Online), 16 (1):
19-27, (http://isjd.pdii.lipi.go.id/admin/jurnal/162074953.pdf)
Hartomo,
A.J. & Kaneko, T. 1995. Mengenal Pelapisan Logam (Electroplating).Yogyakarta:
Offset.
Treethewey,
K.R. & Chamberlain. 1988. Korosi. Terjemahan Alex Tri Kantjono Widodo.
1991. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama.
