Korosi besi

I.                   Tujuan

·         Mengamati perubahan / perkaratan besi

·         Mengamati proses oksidasi dan reduksi yang terjadi pada besi

II.                Dasar Teori

Korosi merupakan proses degradasi, deteorisasi, pengerusakan material yang disebabkan oleh pengaruh lingkungan sekelilingnya. Adapun prosesnya yakni merupakan reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat disekelilingnya tersebut. Dalam bahasa sehari – hari korosi disebut dengan perkaratan. Kata korosi berasal dari bahasa lain “Corrodere” yang artinya pengrusakan logam atau perkaratan. Jadi jelas korosi dikenal sangat merugikan. Korosi merupakan sistem termodinamika logam dengan lingkungannya, yang berusaha untuk mencapai kesetimbangan. Sistem ini dikatakan setimbang bila logam telah membentuk oksidasi atau senyawa kimia lain yang lebih stabil. Pencegahan korosi merupakan salah satu masalah penting dalam ilmu pengetahuan dan teknologi modern. Besi adalah salah satu dari banyak jenis logam yang penggunaannya sangat luas dalam kehidupan sehari – hari. Namun kekurangan dari besi ini adalah sifatnya yang sangat mudah mengalami korosi. Padahal besi yang telah mengalami korosi akan kehilangan nilai jual dan fungsi komersialnya. Ini tentu saja akan merugikan sekaligus membahayakannya. Berdasarkan dari asumsi tersebut, percobaan ini difokuskan dalam upaya pencegahan terjadinya peristiwa korosi ini khususnya pada besi. Selain itu pada percobaan ini akan diketahui logam – logam apa sajakah yang dapat menghambat terjadinya korosi sesuai dengan sifat – sifat kimianya.

Besi merupakan logam yang menempati urutan kedua dari logam – logam yang umum terdapat pada kerak bumi. Besi cukup reaktif, besi bila dibiarkan diudara terbuka untuk beberapa lama mengalami perubahan warna yang lazim disebut perkaratan besi. Proses perubahan besi menjadi besi berkarat merupakan reaksi redoks yang melihat oksigen :

Fe (s) + O₂                           Fe₂O₃

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 mempercepat proses korosi peralatan elektronik yang ada dalam ruangan tersebut.

Flour, hidrogen fluorida beserta persenyawaan- persenyawaannnya 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. Bejana- bejana penyimpan ammoniak harus selalu diperiksa untuk mencegah terjadinya kebocoran dan pelepasan bahan ini ke udara. Embun pagi saat ini umumnya menagndung aneka partikel aerosol, debu serta gas – gas asam seperti NO_x dan SO_x. Dalam batubara terdpat belerang atau sulfur (S) yang apabila dibakar berubah menjadi oksida belerang.

Masalah utama berkaitan dengan peningkatan penggunaan batubara adalah dilepaskannya gas – gas polutan seperti oksida nitrogen (NO_x) dan oksida belerang (SO_x). Walaupun sebagian besar pusat tenaga listrik batubara telah menggunakan alat pembersih endapan (presipitator) untuk membersihkan partikel- partikel kecil dari asap batubara, namun NO_x dan SO_x yang merupakan senyawa gas dengan bebasnya naik melewati cerobong dan terlepas ke udara bebas. Di dalam udara, kedua gas tersebut dapat berubah menjadi asam nitrat (HNO₃) dan asam sulfat (H₂SO₄).

Oleh sebab itu, udara menjadi terlalu asam dan bersifat korosif dengan terlarutnya gas- gas asam tersebut di dalam udara. Udara yang asam ini tentu dapat berinteraksi dengan apa saja, termasuk komponen – komponen renik di dalam peralatan elektronok. Jika hal itu terjadi, maka proses korosi tidak dapat dihindari lagi. Korosi yang menyerang piranti maupun komponen – komponen elektronika dapat mengakibatkan kerusakan bahkan kecelakaan. Karena korosi ini maka sifat elektrik komponen – komponen elektronika dalam komputer, televisi, radio, jam digital, dan 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.

III.             Alat dan bahan

Alat :

·         Gelas piala 250m

·         Cawan petri

·         Batang pengaduk

·         Penanggas air

·         Paku

Bahan :

·         Larutan NaCl

·         Agar – agar

·         K3(Fe(CN)6)

·         Fenolftalin

·         Larutan HCl

·         Larutan NaOH

IV.             Cara kerja

-          Disediakan 6 paku beton berukuran sama besar, dibersihkan.

-          Dimasukkan paku beton kedalam masing-masing cawan petri

-          Dimasukkan satu bungkus agar-agar + aquades 210ml kedalam gelas piala 250ml dipanaskan diatas penanggas air

-          Dituangkan hasil adonan agar- agar panas sebanyak 35ml kedalam masing- masing cawan petri hingga menutupi seluruh paku

-          Ditambahkan 3,6ml K₃(Fe(CN)₆), HCl, NaCl, NaOH,PP di masing- masing cawan petri

-          Diamati dan dicatat apa yang terjadi selama 30 menit, 1 jam, 2 jam, dan 24 jam.

V.                Reaksi dan Hasil Percobaan

	Waktu	Kontrol	Kontrol + PP	Kontrol + K4(Fe(CN)6)	Kontrol + HCl	Kontrol + NaOH	Kontrol + NaCl
P. Baja	30 Menit	Tetap	Tetap dan warna agar ungu	Tetap dan warna agar coklat	Tetap dan ada gelembung	Tetap dan warna agar kuning	Tetap
P. Payung Besar		Tetap	Tetap dan warna agar ungu	Tetap dan warna agar coklat	Tetap dan ada gelembung	Tetap dan warna agar kuning	Tetap
P. Beton Besar		Tetap	Tetap dan warna agar ungu	Tetap dan warna agar coklat	Tetap dan ada gelembung	Tetap dan warna agar kuning	Mulai Korosi
P. Payung Sedang		Tetap	Tetap dan warna agar ungu	Tetap dan warna agar coklat	Tetap dan ada gelembung	Tetap dan warna agar kuning	Tetap
P. Beton Kecil		Tetap	Tetap dan warna agar ungu	Tetap dan warna agar coklat	Tetap dan ada gelembung	Tetap dan warna agar kuning	Tetap
P. Payung Kecil		Tetap	Tetap dan warna agar ungu	Tetap dan warna agar coklat	Tetap dan tdk bergelembung	Tetap dan warna agar kuning	Tetap
Jarum Pentul		Tetap	Tetap dan warna agar ungu	Tetap dan warna agar coklat	Tetap dan tdk bergelembung	Tetap dan warna agar kuning	Tetap
P. Baja	1 Jam	Tetap	Tetap dan warna agar ungu	Tetap dan warna agar coklat	Tetap dan ada gelembung	Tetap dan warna agar kuning	Tetap
P. Payung Besar		Tetap	Tetap dan warna agar ungu	Tetap dan warna agar coklat	Tetap dan ada gelembung	Tetap dan warna agar kuning	Tetap
P. Beton Besar		Tetap	Tetap dan warna agar ungu	Tetap dan warna agar coklat	Korosi	Tetap dan warna agar kuning	Mulai Korosi
P. Payung Sedang		Tetap	Tetap dan warna agar ungu	Tetap dan warna agar coklat	Tetap dan ada gelembung	Tetap dan warna agar kuning	Tetap
P. Beton Kecil		Tetap	Tetap dan warna agar ungu	Sedikitberjamur	Tetap dan ada gelembung	Tetap dan warna agar kuning	Tetap
P. Payung Kecil		Tetap	Korosi	Tetap dan warna agar coklat	Tetap dan tdk bergelembung	Tetap dan warna agar kuning	Mulai Korosi
Jarum Pentul		Tetap	Tetap dan warna agar ungu	Tetap dan warna agar coklat	Tetap dan tdk bergelembung	Tetap dan warna agar kuning	Tetap
P. Baja	2 Jam	Tetap	Tetap dan warna agar ungu	Tetap dan warna agar coklat	Tetap dan ada gelembung	Tetap dan warna agar kuning	Tetap
P. Payung Besar		Tetap	Tetap dan warna agar ungu	Tetap dan warna agar coklat	Tetap dan ada gelembung	Tetap dan warna agar kuning	Tetap
P. Beton Besar		Tetap	Korosi	Sedikitberjamur	Korosi	Tetap dan warna agar kuning	Mulai Korosi
P. Payung Sedang		Tetap	Tetap dan warna agar ungu	Tetap dan warna agar coklat	Tetap dan ada gelembung	Tetap dan warna agar kuning	Tetap
P. Beton Kecil		Tetap	Korosi	Sedikitberjamur	Tetap dan ada gelembung	Tetap dan warna agar kuning	Tetap
P. Payung Kecil		Tetap	Korosi	Tetap dan warna agar coklat	Tetap dan tdk bergelembung	Tetap dan warna agar kuning	Mulai Korosi
Jarum Pentul		Tetap	Tetap dan warna agar ungu	Tetap dan warna agar coklat	Tetap dan tdk bergelembung	Tetap dan warna agar kuning	Tetap
P. Baja	3 Hari	Tetap	Tetap dan warna agar ungu	Tetap dan warna agar coklat	Bergelembung	Tetap dan warna agar kuning	Tetap
P. Payung Besar		Tetap	Tetap dan warna agar ungu	Tetap dan warna agar coklat	Bergelembung	Tetap dan warna agar kuning	Tetap
P. Beton Besar		Korosi	Korosi	Berjamur	Korosi	Korosipdpangkalpaku	Korosi
P. Payung Sedang		Tetap	Tetap dan warna agar ungu	Tetap dan warna agar coklat	Bergelembung	Tetap dan warna agar kuning	Tetap
P. Beton Kecil		Korosi	Korosi	Berjamur	Bergelembung	Korosipdpangkalpaku	Korosi
P. Payung Kecil		Korosi	Korosi	Tetap dan warna agar coklat	Tetapdantdkbergelembung	Tetap dan warna agar kuning	Korosi
Jarum Pentul		Tetap	Tetap dan warna agar ungu	Tetap dan warna agar coklat	Tetap dan tdk bergelembung	Tetap dan warna agar kuning	Tetap

Reaksi :

Proses korosi dalam suasana basa :

Proses korosi dalam suasana asam :

VI.             Pembahasan

      Pada percobaan kali ini, praktikan melakukan percobaan tentang korosi besi dengan tujuan agar praktikan mampu mengamati perubahan atau perkaratan besi dan mampu mengamati proses oksidasi dan reduksi yang terjadi pada besi.pada percobaan ini digunakan bahan dasar logam besi yakni paku. Paku digunakan karena logam ini sangat luas dan korosi pada logam ini sangat utama. Paku merupakan salah satu bahan yang sangat mudah teroksidasi oleh oksigen yang ada diudara bebas. Dimana oksigen akan membentuk lapisan oksida melapisi permukaan logam, tetapi oksida logam besi ini mempunyai pori-pori sehingga mudah ditembus oleh oksigen atau uap air. Dengan demikian, keadaan ini memungkinkan reaksi oksidasi secara berkelanjutan pada bagian awal lapisan oksida yang telah terbentuk sebelumnya. Demikian seterusnya sampai semua logam besi teroksidasi , menyebabkan perubahan bentuk yang gembur dan keropos, yang pada akhirnya akan mengurangi bahkan merusak penampilan dan kekuatan logam besi tersebut. Paku yang digunakanpun bermacam-macam yaitu paku baja, paku payung besar, paku beton besar, paku payung sedang, paku beton kecil, paku payung kecil, dan jarum pentul.

      Pada percobaan ini digunakan agar-agar yang berfungsi sebagai medium indikator, juga digunakan untuk mengetahui tempat-tempat reaksi anoda dan katoda terjadi. Terlebih dahulu, agar-agar dilarutkan kedalam air mendidih karena agar-agar tidak dapat larut dalam air dingin.setelah dilarutkan, agar-agar tersebut dimasukkan ke dalam 6 gelas piala.setelah itu, 7macam paku tersebut dimasukkan ke dalam gelas piala yg telah diisi oleg agar- agar dan paku tersebut dalam keadaan tenggelam. Kemudian gelas piala pertama hanya berisi agar-agar, hal tersebut karena gelas piala pertama digunakan sebagai kontrol, gelas piala kedua ditambahkan 3,6 ml indikator PP, gelas piala ketiga ditambahkan 3,6ml K4(Fe(CN)6), gelas piala keempat ditambahkan 3,6ml HCl, gelas piala kelima ditambahkan 3,6ml NaOH, dan gelas piala keenam ditambahkan 3,6ml NaCl.

      Saat keadaan 30 menit, hanya ada satu paku yang mulai mengalami korosi yaitu pada paku beton besar dalam gelas piala keenam yang berisi kontrol dan NaCl. Saat keadaan 1 jam, paku beton besar dalam gelas piala keempat berisi kontrol dan HCl telah mengalami korosi sedangkan pada paku beton besar dan paku payung kecil dalam gelas piala keenam yang berisi kontrol dan NaCl mulai mengalami korosi. Saat keadaan 2 jam, paku beton besar dan paku payung kecil dalam gelas piala kedua yang berisi kontrol dan PP telah mengalami korosi. Paku beton besar dalam gelas piala keempat berisi kontrol dan HCl telah mengalami korosi. Paku payung kecil dan paku beton besar pada gelas piala keenam berisi kontrol dan NaCl mulai mengalami korosi. Saat keadaan 3 hari, paku beton besar, paku beton kecil, dan paku payung kecil dalam gelas piala pertama sebagai kontrol mengalami korosi. Paku beton besar, paku beton kecil, dan paku payung dalam gelas piala kedua berisi kontrol dan PP telah mengalami korosi. Paku beton besar dan paku beton kecil dalam gelas piala ketiga yang berisi kontrol dan K4(Fe(CN)6) hanya berjamur. Paku beton besar pada gelas piala keempat berisi kontrol dan HCl mengalami korosi. Paku beton kecil dan beton besar dalam gelas piala kelima yang berisi kontrol dan NaOH telah mengalami korosi. Paku beton besar, paku beton kecil, dan paku payung dalam gelas piala keenam berisi kontrol dan NaCl telah mengalami korosi.

      Paku yang berada di dalam gelas piala pertama memerlukan waktu 3 hari untuk dapat mengkorosi paku-paku tersebut, karena paku tertutup dengan lapisan agar-agar sehingga udara sulit untuk  masuk dan  menyebabkan paku tersebur korisi. Paku yang berada di dalam gelas piala kedua umumnya terdapat warna ungu di dalam agar-agar tersebut. Warna ungu tersebut menunjukkan terjadinya reduksi pada karat dan menyebabkan sulit untuk mengalami korosi. Paku yang berada di dalam gelas piala ketiga umunya berwarna coklat. Warna coklat tersebut menunnjukkan terjadinya oksidasi pada paku. Paku yang berada di dalam gelas piala keempat mudah untuk mengalami korosi karena besi akan lebih mudah teroksidasi dalam keadaan asam. Paku yang berada di dalam gelas piala kelima dapat mengalami korosi namun memerlukan waktu yang lama. Paku yang berada di dalam gelas piala keenam dapat mengalami korosi dan penambahan NaCl berfungsi sebagai jembatan garam yang dapat dinetralkan. Berdasarkan hasil pengamatan , dapat dilihat bahwa potensial korosi dalam suasana asam lebih besar dibandingkan dalam suasana basa sehingga reaksi korosi akan lebih cepat berlangsung dalam lingkungan asam selain itu pada reaksi asam diperoleh hasil karat besi dan ion H⁺  yang mempercepat korosi. Sedangkan pada basa, korosi dapat terjadi namun memerlukan waktu yang relatif lama.

VII.          Kesimpulan

·         Paku lebih cepat mengalami korosi dalam keadaan asam

·         Proses oksidasi terjadi pada paku yang ditambahkan indikator K4(Fe(CN)6)

·         Proses reduksi terjadi pada paku yang ditambahkan indikator PP

·         Fungsi penambahan NaCl sebagai jembatan garam.

VIII.       Daftar pustaka

Oxtoby,D.W.,Gillis, H.P. dan Nachtrieb, N. H., 1999, Kimia Modern. Jakarta:             Erlangga

Purba,Michael.2006.Kimia 3.Jakarta:Erlangga

Vogel, Arthur Israel.1979. Textbook of Macro and Semimicro Qualitative Inorganic Analysis. Revised by G.Shevla.Fifth Edition. London : Longman Group Limited