PENGETAHUAN KOROSI

     

@E11-Arief

Dibuat oleh: arief risaldi

Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan senyawa-senyawa yang tidak dikehendaki.Dalam bahasa sehari-hari, korosi disebut perkaratan.Contoh korosi yang paling lazim adalah perkaratan besi.

      Dalam  kehidupan sehari-hari, korosi dapat kita jumpai terjadi pada berbagai jenis logam. Bangunan-bangunan maupun peralatan elektronik yang memakai komponen logam seperti seng, tembaga, besi baja, dan sebagainya semuanya dapat terserang oleh korosi ini.Selain pada perkakas logam ukuran besar, korosi ternyata juga mampu menyerang logam pada komponen-komponen renik peralatan elektronik, mulai dari jam digital hingga komputer serta peralatan canggih lainnya yang digunakan dalam berbagai aktivitas umat manusia, baik dalam kegiatan industri maupun di dalam rumah tangga.

      Korosi merupakan salah satu masalah utama dalam dunia industri.Tentunya karena korosi menyebabkan kegagalan pada material yang berujung pada kerusakan pada peralatan atau kegagalan pada operasi yang menimbulkan kerugian yang tidak sedikit.(Sandega Ega,2015)

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. 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.Bejana-bejana penyimpan ammoniak harus selalu diperiksa untuk mencegah terjadinya kebocoran dan pelepasan bahan ini ke udara.

Embun pagi saat ini umumnya mengandung aneka partikel aerosol, debu serta gas-gas asam seperti NOx dan SOx. Dalam batubara terdapat 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 (NOx) dan oksida belerang (SOx). Walaupun sebagian besar pusat tenaga listrik batubara telah menggunakan alat pembersih endapan (presipitator) untuk membersihkan partikel-partikel kecil dari asap batubara, namun NOx dan SOx 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 elektronik. Jika hal itu terjadi, maka proses korosi tidak dapat dihindari lagi.(salman hadi,2013)

Proses Terjadinya Korosi

Proses Terjadinya Korosi
Korosi (Kennet dan Chamberlain, 1991) adalah penurunan mutu logamakibat reaksi elektro kimia dengan lingkungannya. Korosi atau pengkaratanmerupakan fenomena kimia pada bahan – bahan logam yang pada dasarnyamerupakan reaksi logam menjadi ion pada permukaan logam yang kontaklangsung dengan lingkungan berair dan oksigen. Contoh yang paling umum, yaitukerusakan logam besi dengan terbentuknya karat oksida. Dengan demikian, korosimenimbulkan banyak kerugian.
Korosi logam melibatkan proses anodik, yaitu oksidasi logam menjadi iondengan melepaskan elektron ke dalam (permukaan) logam dan proses katodikyang mengkonsumsi electron tersebut dengan laju yang sama : proses katodikbiasanya merupakan reduksi ion hidrogen atau oksigen dari lingkungansekitarnya. Untuk contoh korosi logam besi dalam udara lembab, misalnya prosesreaksinya dapat dinyatakan sebagai berikut :
Anode {Fe(s)→ Fe2+(aq)+ 2 e}
x 2
Katode O2(g)+ 4H+(aq)+ 4 e → 2 H2O(l)
+
Redoks 2 Fe(s) + O2 (g)+ 4 H+(aq)→ 2 Fe2++ 2 H2O(l)
Dari data potensial elektrode dapat dihitung bahwaemf standar untuk proseskorosi ini, ,yaituE0sel =+1,67 V ; reaksi ini terjadi pada lingkungan asam dimanaion H+ sebagian dapat diperoleh dari reaksi karbon dioksida atmosfer dengan airmembentuk H2CO3. Ion Fe+2 yang terbentuk, di anode kemudian teroksidasi lebihlanjut oleh oksigen membentuk besi (III) oksida :
4 Fe+2(aq)+ O2 (g) + (4 + 2x) H2O(l) → 2 Fe2O3x H2O + 8 H+(aq)
Hidrat besi (III) oksida inilah yang dikenal sebagai karat besi. Sirkuit listrikdipacu oleh migrasi elektron dan ion, itulah sebabnya korosi cepat terjadi dalamair garam.
Jika proses korosi terjadi dalam lingkungan basa, maka reaksi katodik yang
terjadi, yaitu :
O2 (g) + 2 H2O(l)+ 4e → 4 OH-(aq)
Oksidasi lanjut ion Fe2+ tidak berlangsung karena lambatnya gerak ion inisehingga sulit berhubungan dengan oksigen udara luar, tambahan pula ion inisegera ditangkap oleh garam kompleks hexasianoferat (II) membentuk senyawakompleks stabil biru. Lingkungan basa tersedia karena kompleks kaliumheksasianoferat (III).
Korosi besi realatif cepat terjadi dan berlangsung terus, sebab lapisansenyawa besi (III) oksida yang terjadi bersifat porous sehingga mudah ditembusoleh udara maupun air. Tetapi meskipun alumunium mempunyai potensial reduksijauh lebih negatif ketimbang besi, namun proses korosi lanjut menjaditerhambatkarena hasil oksidasi Al2O3, yang melapisinya tidak bersifat poroussehingga melindungi logam yang dilapisi dari kontak dengan udara luar.(gina indriany iskandar,2012)

Macam-Macam Bentuk Korosi

1.      Uniform/General Corrosion (Korosi Menyeluruh)

Pada korosi jenis korosi menyeluruh, seluruh permukaan logam yang terekspose dengan lingkungan, terkorosi secara merata.Jenis korosi ini mengakibatkan rusaknya konstruksi secara total.

Mekanisme Uniform Corrosion :  dengan distribusi seragam dari reaktan katodik atas seluruh permukaan logam yang terekspose. Pada lingkungan asam (pH < 7), terjadi reduksi ion hidrogen  dan pada lingkungan basa (pH > 7) atau netral (pH = 7), terjadi reduksi oksigen. Kedua berlangsung secara "seragam" dan tidak ada lokasi preferensial atau lokasi untuk reaksi katodik atau anodik.Katoda dan anoda terletak secara acak dan bergantian dengan waktu.Hasil akhirnya adalah hilangnya kurang lebih yang seragam dimensi.

2.      Galvanic Corrosion (Korosi Galvanik)

 Galvanic atau bimetalic corrosion adalah jenis korosi yang terjadi ketika dua macam logam yang berbeda berkontak secara langsung dalam media korosif.

 Mekanisme korosi galvanik : korosi ini terjadi karena proses elektro kimiawi dua macam metal yang berbeda potensial dihubungkan langsung di dalam elektrolit sama. Dimana electron mengalir dari metal kurang mulia (Anodik) menuju metal yang lebih mulia (Katodik), akibatnya metal yang kurang mulia berubah menjadi ion – ion positif karena kehilangan electron. Ion-ion positif metal bereaksi dengan ion negatif yang berada di dalam elektrolit menjadi garam metal. Karena peristiwa tersebut, permukaan anoda kehilangan metal sehingga terbentuklah sumur - sumur karat (Surface Attack) atau serangan karat permukaan.

3.      Selective Leaching Corrosion

Selective leaching adalah korosi selektif dari satu atau lebih komponen dari paduan larutan padat.Hal ini juga disebut pemisahan, pelarutan selektif atau serangan selektif.Contoh dealloying umum adalah dekarburisasi, decobaltification, denickelification, dezincification, dan korosi graphitic.

Mekanisme selective leaching : logam yang berbeda dan paduan memiliki potensial yang berbeda (atau potensial korosi) pada elektrolit yang sama. Paduan modern mengandung sejumlah unsur paduan berbeda yang menunjukkan potensial korosi yang berbeda.Beda potensial antara elemen paduan menjadi kekuatan pendorong untuk serangan preferensial yang lebih "aktif" pada elemen dalam paduan tersebut.

Dalam kasus dezincification dari kuningan, seng istimewa terlarut dari paduan tembaga-seng, meninggalkan lapisan permukaan tembaga yang keropos dan rapuh.

4.      Crevice Corrosion (Korosi Celah)

Korosi celah mengacu pada serangan lokal pada permukaan logam pada, atau berbatasan langsung dengan, kesenjangan atau celah antara dua permukaan bergabung.Kesenjangan atau celah dapat terbentuk antara dua logam atau logam dan bahan non-logam.Di luar kesenjangan atau tanpa celah, kedua logam yang tahan terhadap korosi.Kerusakan yang disebabkan oleh korosi celah biasanya dibatasi pada satu logam di wilayah lokal dalam atau dekat dengan permukaan yang bergabung.

Mekanisme Crevice Corrosion : dimulai oleh perbedaan konsentrasi beberapa kandungan kimia, biasanya oksigen, yang membentuk konsentrasi sel elektrokimia (perbedaan sel aerasi dalam kasus oksigen). Di luar dari celah (katoda), kandungan oksigen dan pH lebih tinggi - tetapi klorida lebih rendah.

5.      Pitting Corrosion (Korosi Sumuran)

Korosi sumuran adalah korosi lokal dari permukaan logam yang dibatasi pada satu titik atau area kecil, dan membentukn bentuk rongga.Korosi sumuran adalah salah satu bentuk yang paling merusak dari korosi.

Mekanisme Pitting Corrosion : Untuk material bebas cacat, korosi sumuran disebabkan oleh lingkungan kimia yang mungkin berisi spesies unsur kimia agresif seperti klorida. Klorida sangat merusak lapisan pasif (oksida) sehingga pitting dapat terjadi pada dudukan oksida.Lingkungan juga dapat mengatur perbedaan sel aerasi (tetesan air pada permukaan baja, misalnya) dan pitting dapat dimulai di lokasi anodik (pusat tetesan air).

6.      Intergranular Corrosion

Intergranular corrosion kadang-kadang juga disebut "intercrystalline korosi" atau "korosi interdendritik". Dengan adanya tegangan tarik, retak dapat terjadi sepanjang batas butir dan jenis korosi ini seringdisebut "intergranular retak korosi tegangan (IGSCC)" atau hanya "intergranular stress corrosion cracking".

Mekanisme intergranular corrosion : jenis serangan ini diawali dari beda potensial dalam komposisi, seperti sampel inti “coring” biasa ditemui dalam paduan casting. Pengendapan pada batas butir, terutama kromium karbida dalam baja tahan karat, merupakan mekanisme yang diakui dan diterima dalam korosi intergranular.

7.   Stress Corrosion Cracking (SCC)

Korosi retak tegangan (SCC) adalah proses retak yang memerlukan aksi secara bersamaan dari bahan perusak (karat) dan berkelanjutan dengan tegangan tarik. Ini tidak termasuk pengurangan bagian yang terkorosi akibat gagal oleh patahan cepat.Hal ini juga termasuk intercrystalline atau transkristalin korosi, yang dapat menghancurkan paduan tanpa tegangan yang diberkan atau tegangan sisa.Retak korosi tegangan dapat terjadi dalam kombinasi dengan penggetasan hidrogen.

Mekanisme SCC : terjadi akibat adanya hubungan dari 3 faktor komponen, yaitu (1) Bahan rentan terhadap korosi, (2) adanya larutan elektrolit (lingkungan) dan (3) adanya tegangan. Sebagai contoh, tembaga dan paduan rentan terhadap senyawa amonia, baja ringan rentan terhadap larutan alkali dan baja tahan karat rentan terhadap klorida.

8.      Erosion Corrosion

Erosi Korosi mengacu pada tindakan gabungan yang melibatkan erosi dan korosi di hadapan cairan korosif yang bergerak atau komponen logam yang bergerak melalui cairan korosif, yang menyebabkan percepatan terdegradasinya suatu logam.

Mekanisme erosion corrosion : efek mekanik aliran atau kecepatan fluida dikombinasikan dengan aksi cairan korosif menyebabkan percepatan hilangnya dari logam. Tahap awal melibatkan penghapusan mekanik film pelindung logam dan kemudian korosi logam telanjang oleh cairan korosif  yang mengalir. Proses siklus ini sampai pelubangan komponen terjadi.(muhamad furqon.2013)

Cara pencegahan korosi

Berikut adalah cara – cara pencegahan korosi yang di dasarkan pada dua sifat tersebut :

1.    Mengecat : Jembatan, pagar, dan railing biasanya dicat. Cat menghindarkan kontak besi dengan udara dan air.
2.    Melumuri  Dengan Oli atau Gemuk : cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin. Oli dan gemuk mencegah kontak besi dengan air.
3.    Dibalut Dengan Plastik : berbagai macam barang, misalnya rak piring dan keranjang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik dapat mencegah kontak besi dengan udara dan air.
4.    Tin Plating ( pelapisan dengan timah ) : kaleng – kaleng kemasan terbuat dari besi yang di lapisi dengan timah. Pelapisan dilakukan dengan cara elektrolisis, yang disebut electroplating .timah tergolong logam yang tahan karat. Besi yang dilapisi timah tidak mengalami  korosi karena tidak ada kontak dengan oksigen ( udara ) dan air. Akan tetapi, lapisan timah hanya melindungi besi selama lapisan itu utuh ( tanpa cacat ) . apabila lapisan lapisan timah ada yang rusak, misalnya tergores , maka timah justru mendorong atau mempercepat korosi besi . hal itu terjadi karena potensial reduksi besi lebih negatif daripada timah. Oleh karena itu , besi yang dilapisi dengan timah akan membentuk suatu sel elektrokimia dengan besi sebagai anode. Dengan demikian  , timah mendorong korosi besi. Akan tetapi hal itu yang justru diharapkan sehingga kaleng – kaleng bekas cepat hancur.
5.    Galvanisasi ( pelapisan dengan zink ) : Pipa besi , tiang telpon, badan obil,dan berbagai barang lain dilapisi dengan zink. Berbeda dengan timah, zink dapat melindungi besi dari korosi sekalipun lapisannya tidak utuh. Hal itu  terjadi karena suatu mekanisme yang disebut perlindungan katode. Oleh karena potensial reduksi besi lebih positif di bandingkan zink, maka besi yang kontak dengan zink akan membentuk  sel elektrokimia dengan besi sebagai katode. Dengan demikian  , besi terlindung dari dan zink yang mengalami oksidasi .
6.    Cromium plating ( pelapisan dengan kromium ) : besi atau baja juga dapat dilapisi dengan kromium untuk memberikan lapisan pelindung yang mengkilap, misalnya untuk bumper mobil . cromium plating juga dilakukan dengan elektrolisis. Sama seperti zink.Kromium dapat memberi perlindungan sekalipun lapisan kromium itu ada yang cacat atau rusak.
7.    Sacrifical Protection ( pengorbanan anode ) : magnesium adalah logam yang jauh lebih aktif ( berarti lebih mudah berkarat ) daripada besi , maka magnesium itu akan berkarat tetapi besi tidak. Cara in digunakan untuk melindungi pipa baja yang ditanam dalam tanah atau badan kapal laut. Secara periodik , batang magnesium harus diganti.

Daftar pustaka:

Dikputra.2014.cara pencegahan korosi http://oninfoku.blogspot.co.id/2014/01/7-cara-pencegahan-korosi-besi.html Diakses 24 maret 2017

Gina indriany iskandar.2012.proses terjadinya korosi. https://ginaindrianyiskandar.wordpress.com/2012/04/04/proses-terjadinya-korosi-karat/ Diakses 24 maret 2017

muhamad furqon.2013.macam-macam bentuk korosi. http://m10mechanicalengineering.blogspot.co.id/2013/11/macam-macam-bentuk-korosi.html Diakses 24 maret 2017

Sandega Ega.2015.makalah Korosi. http://wwwmakalahkimiadasar.blogspot.co.id/2015/10/makalah-korosi.html Diakses 24 maret 2017

Salman hadi.2013.korosi dan pencegahanya https://hadiman88.wordpress.com/2013/03/14/korosi-dan-pencegahan/ Diakses 24 maret 2017