Kinerja Antikorosi Mangan Bis(Dioktilditiofosfat) Dengan Teknik Polarisasi Potensiodinamik
KINERJA ANTIKOROSI
MANGAN BIS(DIOKTILDITIOFOSFAT) DENGAN TEKNIK
POLARISASI POTENSIODINAMIK
ASTRID HARFERA PASSADANA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Kinerja Antikorosi
Mangan bis(dioktilditiofosfat) dengan Teknik Polarisasi Potensiodinamik adalah
benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan
dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang
berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2015
Astrid Harfera Passadana
NIM G44110076
ABSTRAK
ASTRID
HARFERA
PASSADANA.
Kinerja
Antikorosi
Mangan
bis(dioktilditiofosfat) dengan Teknik Polarisasi Potensiodinamik. Dibimbing oleh
KOMAR SUTRIAH dan MOHAMMAD KHOTIB.
Senyawa kompleks mangan bis(dioktilditiofosfat) atau MDTP8 merupakan
senyawa yang berpotensi sebagai antikorosi dan antibakteri. Kinerja MDTP8
sebagai antikorosi yang dikaji dalam penelitian ini diukur menggunakan teknik
polarisasi potensiodinamik. Rendemen MDTP8 hasil sintesis yang diperoleh
sebesar 91%. Pengukuran menunjukkan bahwa MDTP8 ini memiliki efektivitas
inhibisi (EI) korosi yang tinggi, nilai optimum %EI terdapat pada konsentrasi
larutan inhibitor 2%, yaitu 71% dengan derajat penutupan permukaannya 0.71.
Parameter termodinamika pada keadaan transisi menunjukkan spontanitas reaksi
korosi berkurang dengan kehadiran inhibitor yang dicirikan dengan meningkatnya
nilai ΔG* dari 85 ke 90 kJ mol-1. Nilai energi aktivasi pada proses korosi logam
Cu dengan adanya MDTP8 sebesar 60 kJ mol-1 lebih tinggi dibandingkan tanpa
tambahan inhibitor, yaitu 12 kJ mol-1. Hal ini menunjukkan energi aktivasi
meningkat setelah penambahan inhibitor karena meningkatnya energi minimum
terjadinya korosi.
Kata kunci: efektivitas inhibisi, energi aktivasi, mangan bis(dioktilditiofosfat),
termodinamika
ABSTRACT
ASTRID HARFERA PASSADANA. The Performance of Manganese
bis(dioctyldithiophosphate) as Anti-Corrosion using Potentiodynamic Polarization
Technique. Supervised by KOMAR SUTRIAH and MOHAMMAD KHOTIB.
Mangan bis(dioctyldithiophosphate) or MDTP8 complex is a compound
having functions as anti-corrosion and anti-bacteria. MDTP8 performance as an
anti-corrosion in this study was measured using potentiodynamic polarization
technique. MDTP8 yield was 91%. The measurement showed that MDTP8 has
high corrosion inhibiton effectiveness as proved by the optimum value of %IE in
2% concentration of inhibitor solution was 71% with surface coverage was 0.71.
Thermodynamic parameter of transition state showed a decreasing spontaneity
reaction in the presence of inhibitor with increasing ΔG* from 85 to 90 kJ mol-1.
The value of activation energy in Cu metal corrosion process with the present of
inhibitor was 61 kJ mol-1, higher than that without inhibitor, i.e 12 kJ mol-1. This
fact shows that the increasing activation energy is due to increasing inhibitor
addition as indicated by the increasing minimum energy of corrosion.
Keywords: activation
energy,
inhibition
effectiveness,
bis(dioctyldithiophosphate), thermodynamics
manganese
KINERJA ANTIKOROSI
MANGAN BIS(DIOKTILDITIOFOSFAT) DENGAN TEKNIK
POLARISASI POTENSIODINAMIK
ASTRID HARFERA PASSADANA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
Judul Skripsi
Nama
NIM
: Kinerja Antikorosi Mangan Bis(dioktilditiofosfat) dengan
Teknik Polarisasi Potensiodinamik
: Astrid Harfera Passadana
: G44110076
Disetujui oleh
Dr Komar Sutriah, MS
Pembimbing I
Mohammad Khotib, SSi MSi
Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof Dr Dra Purwantiningsih Sugita, MS
Ketua Departemen
Tanggal Lulus :
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala nikmat
dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
Kinerja Antikorosi Mangan bis(dioktilditiofosfat) dengan Teknik Polarisasi
Potensiodinamik. Penelitian ini dilaksanakan sejak bulan Maret 2015 hingga Juli
2015 di Laboratorium Kimia Terpadu IPB Baranangsiang.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr Komar Sutriah, MS dan
Bapak Mohammad Khotib, SSi, MSi selaku pembimbing yang telah banyak
memberikan arahan. Penghargaan juga diberikan kepada Denar Zuliandanu, SSi
dan Lestari Ainun, SSi yang telah membantu penulis selama penelitian hingga
akhir penulisan skripsi ini. Terima kasih juga kepada Sujono, SSi, MSi dan staf
analis Laboratorium Kimia Terpadu IPB, serta Bapak Yani dari Bengkel Fisika
IPB yang telah membantu selama pengumpulan data.
Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada kedua orang tua atas doa
dan motivasinya. Terima kasih juga disampaikan kepada Chairuly Nur Lindasari
yang telah membantu penelitian, mahasiswa penelitian di Laboratorium Kimia
Terpadu IPB, serta seluruh civitas Kimia 48 atas doa dan dukungannya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2015
Astrid Harfera Passadana
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
METODE
2
Bahan dan Alat
2
Prosedur
2
HASIL DAN PEMBAHASAN
5
Hasil Sintesis Mangan Bis(dioktilditiofosfat) dan Penciriannya
5
Pencirian Produk MDTP8 dengan FTIR dan AAS
7
Efektivitas Inhibisi Korosi MDTP8 dengan Teknik Polarisasi Potensiodinamik 7
SIMPULAN DAN SARAN
11
Simpulan
11
Saran
11
DAFTAR PUSTAKA
12
LAMPIRAN
15
RIWAYAT HIDUP
25
DAFTAR GAMBAR
1 Rute sintesis MDTP
2 Struktur hipotesis MDTP8 berbentuk (a) segi empat planar dan
(b) oktahedral
3 Produk sintesis MDTP
4 Spektrum FTIR produk MDTP8
5 Kurva polarisasi MDTP8
6 Efektivitas inhibisi dan laju korosi dengan variasi konsentrasi
dan suhu tetap
7 Efektivitas inhibisi dan laju korosi dengan variasi suhu dan
konsentrasi tetap
8 Parameter termodinamika-kinetika korosi
5
6
6
7
8
10
10
11
DAFTAR LAMPIRAN
1 Bagan alir sintesis
2 Rangkaian alat pengukuran elektrokimia
3 Perhitungan rendemen MDTP8
4 Analisis kadar Mn menggunakan AAS
5 Data polarisasi potensiodinamik dengan variasi konsentrasi pada
suhu 26 0C
6 Data polarisasi potensiodinamik dengan variasi suhu pada
konsentrasi 2%
7 Data dan perhitungan parameter termodinamika- kinetika korosi
17
18
19
20
21
22
23
11
PENDAHULUAN
Korosi merupakan reaksi kimia yang terjadi secara alami dan spontan.
Logam-logam seperti baja, besi, aluminium, perak, dan tembaga memiliki
permukaan yang sangat rentan terhadap korosi. Upaya perlindungan logam dari
korosi terus dikembangkan untuk meminimalkan terjadinya korosi dengan
menambahkan zat-zat anti korosi atau yang lebih dikenal dengan zat inhibitor
korosi. Inhibitor korosi merupakan zat kimia yang ditambahkan dalam jumlah
sedikit pada suatu campuran tertentu yang dapat menurunkan laju korosi
lingkungan terhadap suatu logam (Dalimunthe 2004).
Korosi hanya bisa dikendalikan atau diperlambat lajunya dengan pelapisan
pada permukaan logam, perlindungan katodik, dan penambahan inhibitor korosi
(Irianty & Khairat 2013). Senyawa yang dapat digunakan sebagai inhibitor korosi,
yaitu senyawa organik, anorganik, dan senyawa kompleks. Salah satu contoh
senyawa kompleks yang dapat berfungsi sebagai inhibitor korosi adalah senyawa
zink
dialkilditiofosfat
(ZDTP).
Seperti
halnya
ZDTP,
mangan
bis(dioktilditiofosfat) atau MDTP dapat berpotensi sebagai inhibitor. Senyawa ini
mengandung gugus fosfor dan sulfur sekaligus sehingga memiliki sifat
antioksidan yang cukup kuat.
Logam mangan merupakan logam yang mempunyai potensial reduksi
standar yang sangat kecil (Eo Mn2+/Mn = -1,421 V) dibandingkan dengan logam
zink. Logam mangan juga memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan
logam zink, diantaranya ialah : memiliki sifat yang ramah lingkungan, memiliki
perilaku tribologi yang baik (koefisien gesekan yang rendah, sifat mekanik yang
baik), cukup reaktif, serta harganya relatif murah. Oleh karena sifat-sifatnya
tersebut, maka berbagai penelitian ditujukan untuk mempelajari kinerja logam
mangan, struktur serta sifatnya ketika ditambahkan sebagai inhibitor korosi
(Triastuti & Arief 2013).
Mangan dialkilditiofosfat (MDTP) adalah salah satu kompleks yang
berpotensi sebagai antikorosi. Selain berpotensi sebagai antikorosi, MDTP pada
penelitian Khajuria et al. digunakan sebagai antibakteri. Senyawa MDTP ini
diharapkan dapat teradsorpsi pada antarmuka logam sehingga melindungi logam
dari korosi dan memiliki kemampuan yang sama dengan ZDTP sebagai
antikorosi. Gugus alkil yang terikat dapat menjadi penghalang dari serangan
konstituen korosif yang akan menyerang permukaan logam. Pada sintesis MDTP
terdapat senyawa intermediet berupa ADTP (asam dialkilditiofosfat) yang
memiliki rantai yang dapat memberikan sifat fisikokimia yang berbeda. Semakin
panjang rantai alkil dari ADTP maka semakin tinggi juga kestabilannya terhadap
panas (Rudnick 2009). Rantai alkil alkohol yang digunakan pada penelitian ini
adalah rantai alkil alkohol C8 (oktanol).
Pengukuran kinerja antikorosi dari MDTP menggunakan metode polarisasi
potensiodinamik dengan ekstrapolasi Tafel. Teknik elektrokimia ini banyak
digunakan untuk mengukur kinerja antikorosi berdasarkan pantauan arus korosi.
Parameter polarisasi digunakan untuk mengukur kinerja antikorosi tersebut, yaitu
arus korosi, potensial korosi, dan kemiringan Tafel (Zuliandanu 2013). Metode
polarisasi merupakan metode elektrokimia yang banyak digunakan untuk
mengukur arus korosi. Metode ini jauh lebih menguntungkan dari segi waktu
2
kerja yang cepat, sensitivitas tinggi, dan efisien dalam pengukuran proses korosi.
Hanya dalam rentang menit, aktivitas inhibisi korosi sudah dapat terukur dengan
metode ini (Wahyuningrum et al. 2008). Penelitian ini bertujuan menyintesis dan
menguji kinerja mangan bis(dioktilditiofosfat) sebagai antikorosi pada logam
tembaga dengan teknik polarisasi potensiodinamik.
METODE
Bahan dan Alat
Penelitian ini terdiri atas 2 bagian. Bagian pertama adalah sintesis MDTP8
serta penciriannya dan bagian kedua adalah pengujian antikorosi dengan teknik
polarisasi potensiodinamik. Bahan-bahan yang digunakan untuk sintesis MDTP8
adalah P2S5 (Merck), oktanol (Merck), MnCl2 (Merck), n-heptana (Merck), dan
padatan NaOH. Pengujian antikorosi dengan teknik polarisasi potensiodinamik
menggunakan bahan-bahan yaitu aseton, ampelas silikon karbida 100 CW, NaOH
1% (Merck), H2SO4 10% (Merck), dan kupon tembaga (elektrode kerja).
Peralatan yang dibutuhkan adalah labu didih, termometer, pemanas,
pengaduk magnetik, neraca analitik, corong pisah, potensiostat DY 2300 yang
dilengkapi program DY2300EN, rotavapor, spektrofotometer serapan atom (AAS)
Shimadzu AA-6300, dan spektrofotometer inframerah transformasi Fourier
(FTIR) Prestige-21 Shimadzu.
Prosedur
Sintesis MDTP8
Sintesis MDTP8 mengacu pada Khajuria et al. (2013) dengan sedikit
modifikasi. Sintesis ini dilakukan 2 tahapan, yaitu tahap pertama adalah sintesis
ADTP8 terlebih dahulu yang dibuat dengan mereaksikan P2S5 dan oktanol dengan
nisbah 1:4 dalam pelarut n-heptana selama 12 jam di dalam labu didih yang telah
dilengkapi pendingin balik dan disambungkan pada penjerap gas H2S yang berupa
larutan Zn-asetat dengan penambahan NaOH 50%. Pemanasan dan pengadukan
dilakukan pada suhu 60-70 0C pada penangas minyak. Produk dari reaksi ini
adalah asam dioktilditiofosfat (ADTP8). Produk ADTP8 direaksikan dengan
NaOH pelet dengan jumlah nisbah yang sama dengan ADTP8 sambil diaduk
selama 6 jam, kemudian ditambahkan akuades sebanyak 5 tetes. Selanjutnya tahap
kedua dengan menambahkan 1 mol MnCl2 dan diaduk selama 6 jam sehingga
membentuk MDTP8. Produk diekstraksi dengan n-heptana, kemudian fase organik
yang terkumpul dicuci dengan air untuk menghilangkan pengotor. Fraksi organik
yang diperoleh diuapkan sampai semua pelarut n-heptana menguap dan tersisa
fraksi MDTP8. Selanjutnya bobot MDTP8 ditimbang untuk mendapatkan
rendemennya.
3
Pencirian Gugus Fungsi dengan FTIR
MDTP8 hasil sintesis dicirikan menggunakan FTIR untuk menentukan
gugus fungsi atau ikatan kimia pada produk. Pengukuran dilakukan dengan
menggerus produk dengan KBr kemudian dibuat pelet dan diukur pada bilangan
gelombang 4000-500 cm-1.
Penetapan Kadar Mn dengan AAS
Sampel MDTP8 ditimbang sebanyak 0.5 g dan ditambahkan 10 mL HNO3
pekat:akuades (1:1). Campuran didestruksi dan ditambahkan sejumlah akuades
hingga larut. Selanjutnya ditambahkan HCl 37% sebanyak 5 mL dan didekstruksi
kembali hingga asap pada larutan hilang. Larutan hasil destruksi disaring ke labu
takar 50 mL lalu ditera dengan akuades. Larutan ini kemudian diukur kadar Mnnya dengan AAS Shimadzu pada panjang gelombang 279.5 nm dengan lebar
celah 0.2 nm.
Pengukuran dengan Teknik Polarisasi Potensiodinamik
Elektrode kerja tembaga (Cu) dipreparasi dengan cara diampelas
permukaannya kemudian dibilas dengan akuades dan aseton. Setelah itu,
elektrode Cu dimasukkan ke dalam reservoir yang berisi larutan uji NaCl 1%.
Reservoir diberikan sirkulasi air pada dindingnya untuk memelihara kestabilan
suhu. Elektrode Ag/AgCl dan kawat Pt berturut-turut dipasang sebagai elektrode
pembanding dan elektrode pembantu. Kabel warna hijau, kuning, dan merah dari
potensiostat DY2300 berturut-turut disambungkan pada elektrode kerja,
pembanding, dan pembantu. Larutan uji dibiarkan mencapai kesetimbangan
dengan elektrode sekitar 5 menit. Setelah itu, program DY2300EN pada perangkat
komputer dinyalakan dan dipilih teknik linear sweep voltammetry (LSV) pada
kotak dialog.
Pengukuran larutan tanpa inhibitor dilakukan pada rentang potensial -100
sampai 200 mV dengan scan rate 1 mV/s. Setelah pengukuran tersebut selesai,
elektrode Cu dibersihkan kembali dengan cara direndam selama 3 menit di dalam
larutan H2SO4 5% kemudian dicuci dengan akuades dan diampelas kembali.
Setelah itu, dicuci kembali menggunakan akuades dan aseton. Elektrode Cu yang
telah dibersihkan kemudian dicelupkan ke dalam larutan MDTP8 dengan variasi
konsentrasi 0.5%; 1%; dan 2% selama 15 detik dan ditiriskan beberapa saat.
Elektrode kerja dirangkaikan kembali pada reservoir dan dilakukan pengondisian
selama 2 menit, kemudian sampel diukur pada rentang potensial yang sama. Data
yang didapat diproses menggunakan perangkat lunak DY2300EN sehingga
didapat kurva polarisasi. Dari kurva tersebut, diperoleh informasi berupa potensial
korosi (Ecorr), tetapan Tafel anode (a) dan katode (c), serta arus korosi (icorr).
Efektifitas inhibitor dihitung sesuai persamaan berikut.
i (blanko) i corr (inhibitor )
% EI corr
x100% (1)
i corr (blanko)
4
SurfaceCov erage( ) 1
i corr (inhibitor )
i corr (blanko)
(2)
Parameter Termodinamika Keadaan Transisi Proses Korosi
Parameter termodinamika keadaan transisi ditentukan
persamaan Arrhenius keadaan transisi:
icorr
R
S H
(3)
ln
ln
T
NAh
R
RT
berdasarkan
Pengukuran dilakukan pada suhu 33, 37, 43 oC. Parameter ΔH* dan ΔS* berturutturut merupakan perubahan entalpi dan entropi keadaan transisi, sedangkan NAh
adalah tetapan Planck Molar (3.99 × 10-10 JSmol-1). Dengan memvariasikan suhu
(T), maka ΔH* dan ΔS* dapat ditentukan dari kurva ln (icorr/T) vs 1/T, sedangkan
perubahan energi bebas Gibbs transisi (ΔG*) dihitung dengan persamaan berikut:
(4)
G H TS
Kinetika Laju Korosi dengan Tinjauan Energi Aktivasi
Energi aktivasi merupakan energi minimum yang dibutuhkan untuk suatu
reaksi dapat berjalan,
icorr Ae
Ea
RT
(5)
Ea
(6)
ln(icorr) ln A
RT
dengan A merupakan tetapan Arrhenius yang ditentukan secara empirik, Ea adalah
energi aktivasi korosi (kJ mol-1), R adalah tetapan gas ideal (8.314 J mol-1K-1), dan
T adalah suhu (K). Pengukuran dilakukan pada suhu 33, 37, 43 oC.
5
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Sintesis Mangan Bis(dioktilditiofosfat) dan Penciriannya
Sintesis Mangan bis(dioktilditiofosfat) melalui 2 tahap sintesis, yaitu tahap
pembentukan senyawa ADTP8 dan tahap pembentukan MDTP8. Langkah pertama
pada proses sintesis MDTP8 merupakan langkah yang sangat menentukan
keberhasilan sintesis. Pada tahap ini terjadi reaksi antara P2S5 dengan oktanol
dalam pelarut n-heptana yang memiliki sifat nonpolar sehingga dapat
memudahkan reaksi antara P2S5 yang bersifat nonpolar dengan alkohol yang
bersifat polar. Oleh karena itu, n-heptana dapat melarutkan kedua reaktan dengan
baik (Hayati 2013).
Pemanasan pada tahap pertama sangat dibutuhkan untuk menghilangkan
hasil samping, yaitu gas H2S yang dapat mengganggu jalannya reaksi. Namun,
apabila suhu terlalu tinggi maka produk ADTP8 akan terdekomposisi dan
rendemen yang dihasilkan akan rendah (Rismawati 2013). Pembentukan ADTP8
harus dalam kondisi tertutup sebagai upaya pencegahan terjadinya oksidasi pada
ADTP8 yang dihasilkan (Hayati 2013). Senyawa produk yang dihasilkan pada
tahap pertama adalah ADTP8 yang tidak stabil sehingga penambahan NaOH harus
segera dilakukan.
Penambahan NaOH dilakukan sebelum berlanjut ke tahap kedua yang
bertujuan meningkatkan reaktivitas atom sulfur pada ADTP8 dan mengikat klorida
pada MnCl2 sehingga adisi Mn akan lebih mudah. Selain itu, berpengaruh pada
nilai rendemen produk MDTP8 yang dihasilkan, kadar Mn, dan warna produk
akhir (Gumelar 2014). Tahap kedua adalah penambahan MnCl2 sehingga
menghasilkan produk akhir MDTP8. Waktu sintesis yang digunakan pada tahap
adalah 12 jam agar reaksi berjalan sempurna dan rendemen yang diperoleh besar
(Rismawati 2013). Skema reaksi sintesis MDTP8 ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1 Rute sintesis MDTP (R : alkil)
6
Produk dipisahkan dengan teknik ekstraksi cair-cair untuk menghilangkan
zat pengotor. Produk dicuci menggunakan n-heptana dan air sehingga terbentuk
tiga fase yaitu fase air, fase minyak, dan fase padat. Pencucian dilakukan hingga
fase air terlihat jernih (Rismawati 2013), kemudian fase minyak dipekatkan
menggunakan penguap putar. Produk MDTP8 yang dihasilkan tampak seperti
minyak dan berwarna coklat pekat (Gambar 2). Keterulangan sintetis MDTP8
masih belum baik, namun hasil yang digunakan pada penelitian ini merupakan
data yang terbaik. Produk MDTP8 hasil sintesis memiliki rendemen sebesar
90.96%. Jika dibandingkan dengan senyawa zink dioktilditiofosfat (ZDTP8),
rendemen ZDTP8 lebih rendah dibandingkan dengan MDTP8 sebesar 62.22%
(Zuliandanu 2013). Hal tersebut dapat disebabkan masih adanya zat-zat pengotor
di dalam produk MDTP8, seperti oktanol, P2S5, produk dimer MDTP8, atau
produk samping dari hasil sintesis.
Hipotesis struktur MDTP8 yang dihasilkan berbentuk segi empat planar. Hal
tersebut dapat dilihat dari mekanisme reaksi pada Gambar 1 yang lebih cenderung
menghasilkan logam Mn dengan bentuk geometri segi empat planar. Namun,
terdapat dimer MDTP8, yaitu mangan tris(dioktilditiofosfat) bentuk
oktahedralnya. Selain itu, pada bentuk oktahedral akan dibutuhkan lebih banyak
mol oktanol, P2S5, dan ADTP8 dibandingkan dengan bentuk segi empat planarnya.
Pada Gambar 2 dapat dilihat hipotesis kedua bentuk geometri bis dan tris MDTP8.
(a)
(b)
Gambar 2 Struktur hipotesis (a) bis MDTP8 segi empat planar dan (b) tris
MDTP8 oktahedral (Khajuria 2013)
Gambar 3 Produk sintesis MDTP8
7
Pencirian Produk MDTP8 dengan FTIR dan AAS
Spektrofotometer inframerah transformasi fourier (FTIR) digunakan untuk
mengidentifikasi gugus fungsi dari senyawa MDTP8 yang dihasilkan. Spektrum
MDTP8 yang dihasilkan pada Gambar 3 menunjukkan regang -CH2- pada kisaran
bilangan gelombang 1467 cm-1, dan regang -CH3- pada kisaran bilangan
gelombang 1384 cm-1 (Pavia et al. 2001). Bilangan gelombang 1072 cm-1
menunjukkan adanya ikatan P-O-C dan 673-590 cm-1 menunjukkan adanya ikatan
P-S (Hayati 2013). Sementara itu, serapan Mn-S pada daerah 291-214 cm-1 tidak
diukur. Dari hasil interpretasi ini dapat diduga bahwa produk MDTP8 telah
terbentuk, ditandai dengan berkurangnya alkohol yang terdapat pada daerah
bilangan gelombang 3500-3200 cm-1.
P-O-C
P-S
CH2
Gambar 4 Spektrum FTIR produk MDTP8
Alat yang digunakan untuk analisis logam pada penelitian ini adalah atomic
absorption spectrometer (AAS) yang dapat melihat kesesuaian komposisi unsur
Mn hasil sintesis dengan struktur senyawa MDTP8. Hasil analisis yang diperoleh,
kadar Mn yang didapat dari percobaan, yaitu 1.46% sangat rendah dibandingkan
dengan kadar Mn teoritis, yaitu 7.23% (Lampiran 4). Kadar Mn yang lebih rendah
daripada hasil teoritisnya dapat disebabkan masih adanya pengotor di dalam
produk akhir MDTP8.
Efektivitas Inhibisi Korosi MDTP8 dengan Teknik Polarisasi
Potensiodinamik
Pengujian korosi dengan menggunakan teknik polarisasi potensiodinamik
dapat melihat ketahanan dari logam yang telah ditambahkan MDTP8 terhadap
oksidasi ketika diberi potensial dari luar. Adanya ion klorida menyebabkan
lingkungan korosi meningkat. Ion klorida memiliki sifat agresif dari golongan
asam kuat sehingga dapat merusak lapisan oksida logam. Produk MDTP8 sebagai
inhibitor akan mengurangi kemungkinan permukaan logam kontak langsung
dengan lingkungan. Proses pengendalian ini dapat memperlambat kecepatan
korosi karena inhibitor secara kimia berinteraksi dengan permukaan logam untuk
memberi tingkat perlindungan tertentu terhadap logam (Djatmiko dan Budiarto
2009).
8
Arus korosi dapat ditentukan berdasarkan polarisasi potensiodinamik.
Pengukuran dilakukan dengan menggunakan metode LSV. Arus korosi diperoleh
dari kurva hubungan antara potensial dan log arus pada data yang dihasilkan oleh
program DY2300EN. Permukaan logam yang telah terlapisi oleh senyawa
inhibitor MDTP8 dapat dilihat dari segi fisik dan kimianya. Segi fisiknya berupa
adanya gelembung pada elektrode pembanding dan terdapat spesimen terlarut
berwarna kuning keruh pada logam tembaga yang menandakan logam Cu
teroksidasi menjadi Cu2+. Segi kimianya berupa peningkatan konsentrasi larutan
MDTP8 menyebabkan arus korosi akan mengalami penurunan dan adanya
peningkatan efektivitas inhibisi.
Mekanisme inhibitor umumnya dibagi menjadi dua tipe, yaitu inhibitor
anorganik dan organik. Tipe inhibitor anorganik dibagi lagi menjadi dua tipe,
yaitu inhibitor anodik dan katodik. Mekanisme inhibitor korosi MDTP8 adalah
inhibitor katodik karena MDTP8 membentuk lapisan yang dapat menutupi
permukaan logam sehingga sulit untuk terserang oleh subtituen korosif. Hal
tersebut dapat dilihat dari bentuk kurva polarisasinya (Dariva and Galio 2014).
Persamaan garis Tafel anode dan katode yang dihasilkan oleh perangkat lunak
DY2300EN dan diolah kembali menggunakan program Ms Excel dapat
mengetahui besarnya arus dan potensial korosi sehingga dapat dihasilkan kurva
polarisasi. Kurva polarisasi yang dihasilkan dapat dilihat pada Gambar 5.
Berdasarkan Dariva dan Galio 2014, dapat diketahui tipe kurva polarisasi tersebut
termasuk ke dalam mekanisme inhibitor katodik karena kurva polarisasi MDTP8
memiliki nilai potensial yang lebih kecil dibandingkan tanpa inhibitor.
Berdasarkan Gambar 5 terlihat bahwa kurva MDTP8 pada konsentrasi 0.5 dan 2%
berada disebelah kiri kurva polarisasi tanpa inhibitor. Namun, pada konsentrasi
1%, kurva polarisasinya sedikit bertumpang tindih dengan kurva polarisasi tanpa
inhibitor.
Gambar 5 Kurva polarisasi MDTP8.
MDTP8 1.0%,
Tanpa inhibitor,
MDTP8 2.0%
MDTP8 0.5%,
9
Data polarisasi potensiodinamik dengan variasi konsentrasi pada suhu tetap
dapat dilihat pada Lampiran 5. Berdasarkan data tersebut dapat terlihat bahwa
arus korosi dengan inhibitor lebih kecil daripada tanpa inhibitor. Nilai arus korosi
yang semakin menurun seiring dengan naiknya konsentrasi larutan MDTP8 yang
berarti bahwa oksidasi logam semakin terhambat seiring dengan penambahan
inhibitor. Penambahan MDTP8 sebagai inhibitor juga menyebabkan potensial
korosinya lebih kecil dibandingkan tanpa penambahan inhibitor. Data pada
Lampiran 6 menunjukkan bahwa potensial korosi semakin meningkat karena
adanya kenaikan suhu. Lalu, semakin meningkatnya suhu yang digunakan, maka
akan semakin besar arus korosi yang dihasilkan. Kenaikan suhu lingkungan yang
terlalu tinggi dapat menyebabkan adanya serangan oksidasi yang cepat pada
permukaan logam. Peningkatan ini memicu bertambahnya energi pada sistem
yang dapat meningkatkan keaktifan dari gerakan ion klorida dalam reservoir. Ion
klorida yang bersifat agresif ini dapat mengikis lapisan logam tembaga.
Penambahan inhibitor MDTP8 dapat melindungi lapisan logam tembaga sehingga
terbentuk lapisan tipis (Soedarsono 2004).
Kenaikan konsentrasi inhibitor mengakibatkan efektivitas inhibisi
meningkat. Hal tersebut dikarenakan semakin banyaknya molekul-molekul
inhibitor yang terkandung di dalamnya sehingga kemungkinan inhibitor korosi
teradsorpsi pada permukaan logam menjadi semakin besar. Begitupun dengan
nilai derajat penutupuan permukaan (surface coverage) yang semakin bertambah
dengan kenaikan konsentrasi larutan MDTP8. Hal tersebut berarti bahwa semakin
besarnya nilai surface coverage (ϴ) maka perlindungan logam terhadap
konstituen korosif seiring hadirnya inhibitor semakin besar sehingga logam akan
semakin sulit mengalami korosi (El-lateef et al. 2012).
Hubungan persen efektivitas inhibisi (%EI) dengan variasi konsentrasi
(Gambar 6) menunjukkan bahwa %EI akan semakin meningkat seiring dengan
meningkatnya konsentrasi MDTP8. Hubungan persen efektivitas inhibisi (%EI)
dengan variasi suhu (Gambar 7) menunjukkan bahwa %EI akan semakin menurun
seiring dengan meningkatnya suhu MDTP8. Hal tersebut menunjukkan adanya
mekanisme adsorpsi secara fisik atau fisisorpsi. Menurut Ebenso et al. (2008)
mekanisme fisisorpsi ditunjukkan oleh adanya penurunan %EI dengan kenaikan
suhu sedangkan untuk mekanisme kimisorpsi, nilai %EI meningkat dengan
kenaikan suhu.
Selain itu, laju korosi (CR) dapat didefinisikan sebagai hilangnya massa atau
bobot material atau logam dalam satuan waktu yang diakibatkan oleh
penyerangan substituen korosif terhadap material. Pada umumnya, satuan laju
korosi adalah mm per tahun (Iga dan Ik 2007). Pada Gambar 6, dapat dilihat
bahwa kenaikan konsentrasi MDTP8 dapat menurunkan laju korosi dari logam Cu.
Hal tersebut dikarenakan dengan meningkatnya konsentrasi larutan MDTP8 maka
akan semakin banyak molekul MDTP8 yang melapisi logam Cu. Kenaikan
efektivitas inhibisi secara signifikan ditunjukkan pada konsentrasi MDTP8 2%,
sebesar 62.63% sehingga konsentrasi MDTP8 2% dapat dikatakan konsentrasi
yang efektif sebagai inhibitor korosi dalam menginhibisi korosi. Jika
dibandingkan dengan ZDTP8, nilai efektivitas inhibisi secara signifikan
ditunjukkan pada konsentrasi ZDTP8 5%, sebesar 82.92% (Zuliandanu 2013).
Artinya, senyawa ZDTP8 lebih baik bertindak sebagai inhibitor logam Cu
dibandingkan dengan senyawa MDTP8.
10
70.00
0.1673
62.63
0.1600
0.1209
40.00
30.00
0.1400
47.47
50.00
0.1200
27.27
CR
%EI
60.00
0.1000
0.0860
0.0800
20.00
0.5
1
2
Konsentrasi (%)
75.00
73.31
73.22
0,1453
70.00
%EI
65.00
60.00
55.00
50.00
50.40
0.0732
0,0744
45.00
33
37
0.1500
0.1400
0.1300
0.1200
0.1100
0.1000
0.0900
0.0800
0.0700
CR
Gambar 6 Efektivitas inhibisi dan laju korosi dengan variasi konsentrasi dan
suhu tetap.
EI,
CR
43
Suhu (0C)
Gambar 7 Efektivitas inhibisi dan laju korosi dengan variasi suhu dan
konsentrasi tetap.
EI,
CR
Besaran termodinamika dan kinetika digunakan untuk mengukur
kemudahan suatu reaksi korosi dapat terjadi. Derajat ketidakteraturan sistem
dijelaskan dengan perubahan entropi keadaan transisi (ΔS*) dan kespontanan
suatu reaksi dijelaskan melalui perubahan energi bebas Gibbs keadaan transisi
(ΔG*). Parameter termodinamika keadaan transisi pada reaksi korosi tersebut
didapatkan melalui aluran kurva ln (i/T) terhadap 1000/T sesuai dengan
persamaan Arrhenius keadaan transisi.
Nilai ΔH* sampel meningkat dari 2.83 menjadi 85.18 kJ mol-1 yang
menunjukkan bahwa dengan penambahan inhibitor MDTP8 akan menyebabkan
reaksi korosi yang terjadi membutuhkan energi yang lebih besar. Nilai ΔS* yang
meningkat dari -267.09 menjadi -17.10 kJ mol-1 mengindikasikan adanya
kenaikan derajat ketidakteraturan sistem saat reaktan berubah menjadi kompleks
teraktifkan (Zarrouk et al. 2011). Nilai ΔG* juga meningkat dari 84.55 menjadi
90.41 kJ mol-1 yang menunjukkan bahwa dengan adanya penambahan inhibitor
MDTP8 reaksi korosi akan lebih sulit terjadi.
Aspek kinetika dapat digunakan untuk melihat mekanisme inhibisi dari
MDTP8 dengan melihat kecepatan dari reaksi korosi. Tinjauan mengenai kinetika
korosi dapat dijelaskan berdasarkan nilai energi aktivasi (Ea) dan laju korosi.
Nilai Ea yang mengecil sejalan dengan penurunan laju. Nilai Ea didefinisikan
11
sebagai energi minimum yang harus dimiliki agar suatu reaksi bisa terjadi (Atkins
and Paula 2012). Nilai Ea sampel meningkat dari 5.41 menjadi 87.76 kJ mol-1
yang menunjukkan bahwa energi minimum yang dibutuhkan untuk terjadinya
proses korosi akan semakin besar sehingga laju korosi akan menurun (Zarrouk et
al. 2011).
100
50
0
-50
ΔH*
ΔS*
ΔG*
Ea
-100
-150
-200
-250
-300
Gambar 8 Parameter termodinamika-kinetika korosi.
Sampel
Tanpa inhibitor,
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Senyawa MDTP8 sebagai inhibitor korosi telah berhasil dievaluasi
kinerjanya dengan teknik polarisasi potensiodinamik. Nilai efektivitas inhibisi
optimum terdapat pada konsentrasi 2%. Parameter termodinamika-kinetika korosi
memperlihatkan bahwa kehadiran MDTP8 dapat melindungi permukaan elektrode
logam terbukti dengan nilai ΔG* yang lebih kecil dibandingkan tanpa
penambahan inhibitor. Nilai energi aktivasi (Ea) dengan inhibitor yang lebih
tinggi dibandingkan dengan tanpa inhibitor yang mengindikasikan energi
minimum yang dibutuhkan elektrode logam untuk terkorosi lebih tinggi sehingga
kehadiran MDTP8 efektif untuk menurunkan laju korosi logam.
Saran
Pengujian lebih lanjut perlu dilakukan karena keterulangan pada sintesis
MDTP8 masih belum baik. Selain itu, logam pusat kompleks dapat divariasikan
dengan penggunaan inti yang bersifat trivalen dan inti divalen selain logam
mangan. Selain itu, variasi alkohol pada rantai alkil perlu dilakukan untuk
memverifikasi pengaruh muatan atom logam pusat terhadap efektivitas inhibisi
korosi. Selanjutnya dilakukan konfirmasi ulang pada struktur MDTP8 dengan
melakukan pencirian produk menggunakan NMR dan HPLC.
12
DAFTAR PUSTAKA
Atkins P and Paula JD. 2012. Physical Chemistry eighth edtion. New York (US):
W.H. Freeman and Company.
Dariva CG and Galio AF. 2014. Corrosion inhibitors – principles, mechanisms,
dan applications. License InTech. http://dx.doi.org/10.5772/57255
Dalimunthe IS. 2004. Kimia dari Inhibitor Korosi. Medan (ID): Universitas
Sumatera Utara Press.
Dewi KSP. 2009. Kemampuan adsorpsi batu pasir yang dilapisi besi oksida
(Fe2O3) untuk menurunkan kadar Pb dalam larutan. J Bumi Lestari.
9(2):254-262.
Djatmiko E, Budiarto. 2009. Analisis laju korosi dengan metode polarisasi dan
potensiodinamik bahan baja SS 304l. Seminar Nasional ke- 15 Teknologi
dan Keselamatan PLTN serta Fasilitas Nuklir; 2009 Oktober 17; Surakarta,
Indonesia. Surakarta (ID): Universitas Pancasila. hlm 182-194.
Ebenso EE, Eddy NO, Odiongenyi AO. 2008. Corrosion inhibitive properties and
adsorption behavior of ethanol extract of Piper guinensis as a green
corrosion inhibitor for mild steel in H2SO4. Afr J Pure Appl Chem.
2(11):107-115.
El-Lateef HM, Aliyeva LI, Abbasov VM, Ismayilov TI. 2012. Corrosion
inhibition of low carbon steel in CO2 -saturated solution using anionic
surfactant. Adv Appl Sci Res. 3(2):1185−1201.
Gumelar FR. 2015. Kinerja antikorosi zink diarilditiofosfat dengan teknik
polarisasi potensiodinamik [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Hayati IK. 2013. Pengaruh pelarut terhadap rendemen hasil sintesis seng
dialkilditiofosfat (ZDTP) [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Iga KS, Ik S. 2007. Prediksi laju korosi dengan perubahan besar derajat deformasi
plastis dan media pengorosi pada material baja karbon. J Ilmiah Teknik
Mesin Cakram. 1(1):1-8.
Irianty RS dan Khairat. 2013. Ekstrak daun papaya sebagai inhibitor korosi pada
baja aisi 4140 dalam medium air laut. J. Ilmiah Sains Terapan. 4(2): 77-82.
Khajuria R, Atiya S, Sandeep K, and Sushil KP. 2013. Spectroscopic, thermal,
and
antimicrobial
studie
of
mononuclear
manganese
(II)
ditolyldithiophosphates. Bioinorganic Chemistry and Applications.
http://dx.doi.org/10.1155/2013/261731
Malik MA, Hashim MA, Nabi F, Al-Thabairi AS. 2011. Anti-corrosion ability of
surfactans: a review. Int J Electrochem Sci. 6:1927-1948.
Pavia DL, Lapman GM, Kriz GS. 2001. Intoduction to Spectroscopy Ed ke-3.
Washington (US): Thomson Learning.
Rismawati. 2013. Pengaruh jenis alkohol pada rendemen sintesis zink
dialkilditiofosfat [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor
Rudnick LR. 2009. Lubricant Additives Chemistry and Applications Second
Edition. Prancis (FR): CRC Press.
Soedarsono BSA. 2004. Korelasi efisiensi anoda korban Al-Azn-In terhadap
perubahan kurva polarisasi dengan menggunakan metode potensiodinamik
[tesis]. Jakarta (ID): Universitas Indonesia.
13
Triastuti WE dan Arief S. 2013. Karakteristik fisik dan korosi mangan hasil
pelapisan pada baja AISI 1020. KAPAL. 9(1): 1-7.
Wahyuningrum D, Achmad S, Syah YM, Buchari, Bundjali B, Ariwahjoedi B.
2008. The correlation between structure and corrosion inhibition activity of
4,5-diphenyl-1-vinylimidazole derivative compounds towards mild steel in
1% NaCl solution. Int. J. Electrochem Sci. 3: 154-166.
Zarrouk A, Hammouti B, Zarrok H, Al-Dayab SS, Messali M. 2011. Temperature
effect, activation energies and thermodynamic adsorption studies of lcysteine methyl ester hydrochloride as copper corrosion inhibitor in nitric
acid 2M. Int J Electrochem Sci. 6: 6261-6274.
Zuliandanu D. 2013. Kinerja antikorosi zink dialkilditiofosfat berdasarkan studi
termodinamika dan kinetika dengan teknik polarisasi potensiodinamik
[skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
14
15
LAMPIRAN
16
17
Lampiran 1 Bagan alir sintesis
1. Oktanol + P2S5
2. NaOH
Pemanasan dan pengadukan
MnCl2
ADTP8
Pengadukan tanpa pemanasan
Pemisahan Produk
Pemisahan dan pencucian
Produk sintesis (MDTP8)
Pencirian
MDTP8 dengan
FTIR
Penetapan kadar
Mn dengan AAS
Uji kinerja korosi
(Potensiostat DY2300)
18
Lampiran 2 Rangkaian alat pengukuran elektrokimia
Potensiostat DY2300
Reservoir
Elektrode Cu
Perangkat komputer
19
Lampiran 3 Perhitungan rendemen MDTP8
Bobot teoritis (g)
Sampel
1
2
Segiempat planar
Oktahedral
27.3960
40.3200
Bobot
produk
(g)
24.9192
14.7938
Rendemen (%)
Segiempat planar
Oktahedral
90.96
54.00
61.80
36.69
Contoh perhitungan rendemen MDTP8 :
Volume oktanol yang diambil = 22.59 mL
V 0.824 g / mL 22.59mL
0.144mol
Mol oktanol =
130.23g / mol
Mr
Mol produk = ¼ × mol oktanol
= ¼ × 0.144 mol
= 0.036 mol
Bobot teoritis MDTP8 = mol teoritis x Mr MDTP8
= 0.036 mol × 761 g/mol
= 27.3960 g
24.9192 g
bobotperco baan
Rendemen (%) =
100%
100% 90.96%
27.3960 g
bobotteori tis
20
Lampiran 4 Analisis kadar Mn menggunakan AAS
Sampel
1
2
Diketahui:
Bobot
Sampel (g)
0.4294
0.6029
Konsentrasi terbaca
AAS (mg/kg)
1.2528
90.6701
Ar Mn = 54 g/mol
Kadar Mn hasil
percobaan (%)
1.4588
1.5034
Kadar Mn
teoritis (%)
Mr MnCl2 = 125.838 g/mol
Contoh perhitungan Sampel 1 (sampel yang digunakan) :
Kadar Mn dalam MDTP8 secara teoritis (%)
ArMn
=
× 100%
MrMDTPo
55 g / mol
=
× 100% = 7.23 %
761g / mol
% Kadar Mn hasil percobaan (%)
Sampel AAS (mg / kg) volume( L) FP
=
100%
Bobotsampel (mg)
1.2528mg / kg 0.05L 100
=
100%
0.4294 1000mg
= 1.4588%
7.23
21
Lampiran 5 Data polarisasi potensiodinamik dengan variasi konsentrasi pada
suhu 26 0C
Konsentrasi
(%)
Katode
0%
0.5%
1%
2%
y = -120.95x - 164.74
y = -106.37x - 167.77
y = -114.54x - 196.77
y = -134.42x - 278.72
Anode
i
(mA)
V
(mV)
y = 62.482x + 147.66
y = 73.198x + 162.82
y = 67.509x + 163.96
y = 71.986x + 161.13
0.0198
0.0144
0.0104
0.0074
41.23
28.02
30.09
7.74
Tafel
Contoh perhitungan :
Perhitungan Ekstrapolasi Tafel (MDTP8 konsentrasi 0.5%)
Arus (i)
Persamaan garis Tafel anode y1 = -106.37x - 167.77
Persamaan garis Tafel katode y2 = 73.198x + 162.82
Arus korosi merupakan persamaan y1=y2, maka
-106.37x - 167.77 = 73.198x + 162.82
-179.568x = 330.59
x = -1.841
anti log x = i = 10-1.841 = 0.0144
Potensial Korosi (V)
y2 = 73.198x + 162.82
V = 73.198 (log i) + 162.82
V = 73.198 (log(0.0144 mA)) + 162.82
V = 28.0158 mV
Efektivitas Inhibisi
i (blangko) i corr (inhibitor )
%EI = corr
100%
i corr (blangko)
0.0198 0.0074
=
100%
0.0198
= 62.63%
Derajat penutupan permukaan (Ɵ)
i (inhibitor )
Ɵ = 1 - corr
i corr (blangko)
0.0198
=1-
0.0074
= 0.63
CR
EI
(%)
Ɵ
0.2301
0.1673 27.27 0.27
0.1209 47.47 0.47
0.0860 62.63 0.63
22
Lampiran 6 Data polarisasi potensiodinamik dengan variasi suhu pada
konsentrasi 2%
Suhu
(ᵒC)
33
37
43
Larutan
i
(mA)
CR
(mmpy)
V
(mV)
0%
MDTP 2%
0%
MDTP 2%
0%
MDTP 2%
0.0236
0.0020
0.0239
0.0046
0.0252
0.0064
0.2742
0.0732
0.2777
0.0744
0.2928
0.1453
47.95
7.05
34.49
10.00
29.14
19.70
EI (%)
Ɵ
91.36
0.91
80.55
0.81
74.80
0.75
Contoh perhitungan (0% pada suhu 33 0C):
Laju korosi (CR)
R
CR = F
i corr
A Aw
CR =
ZF
0.0236 103 A
55.845 g / mol
2
1cm
CR =
2 96500 A g 7.874 g / cm 2
mol
10mm / 1cm
-1
CR = 8.6724 x 10-10 cm s-1 x
= 0.2742 mm y
y / 31622400s
Efektivitas Inhibisi
i (blangko) icorr (inhibitor )
%EI = corr
100%
icorr (blangko)
0.0236 0.0020
=
100%
0.0236
= 91.36%
Derajat penutupan permukaan (Ɵ)
i (inhibitor )
Ɵ = 1 - corr
i corr (blangko)
0.0236
=1-
0.0020
= 0.91
23
Lampiran 7 Data dan perhitungan parameter termodinamika-kinetika korosi
Larutan
Tanpa
inhibitor
MDTP8 2%
Suhu
(K)
306
310
316
306
310
316
1000/T
I (mA)
Ln I
I/T
Ln (I/T)
3.27
3.23
3.16
3.27
3.23
3.16
0.0236
0.0239
0.0252
0.0020
0.0046
0.0064
-3.7465
-3.7339
-3.6809
-6.1948
-5.3714
-5.0593
0.0000771
0.0000771
0.0000797
0.0000067
0.0000150
0.0000201
-9.4701
-9.4704
-9.4367
-11.9184
-11.1080
-10.8150
Larutan
ΔH* (kJ mol-1)
ΔS* (J mol-1 K-1)
ΔG* (kJ mol-1)
Ea (kJ mol-1)
Tanpa inhibitor
MDTP8
2.82510
85.17693
-267.08808
-17.10190
84.55405
90.41011
5.41158
87.76258
Contoh perhitungan (MDTP8) :
icorr
R
S H
ln
ln
T
NAh
R
RT
y = ax + b
y = -10.245x + 21.703
Ket.:
Tanpa inhibitor
MDTP8
R² = 0.8689
ΔH* = a x R
= 10.245 x 8.314
= 85.17693 kJ mol-1
R
)xR
NAh
= (21.703 - 23.76) x 8.314
= -17.10190 kJ mol-1
ΔS* = (b - ln
G H TS
= 85.17693 kJ mol-1 – (306(-17.10190 kJ mol-1)/1000)
= 90.41011 kJ mol-1
24
Ea
RT
y = ax + b
Ket.:
Tanpa inhibitor
MDTP8
ln(icorr) ln A
y = -10.556x + 28.443
Ea = a x R
= 10.556 x 8.314
= 87.76258 kJ mol-1
R² = 0.8756
25
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 14 Januari 1994 sebagai putri
pertama dari 3 bersaudara pasangan Didi Sukardi dan Komariah. Tahun 2011
penulis lulus dari SMAN 82 Jakarta dan pada tahun yang sama penulis diterima di
Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut
Pertanian Bogor melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri
(SNMPTN) Tulis.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah aktif dalam kepengurusan
Himpunan Profesi Ikatan Mahasiswa Kimia IPB pada tahun 2012/2013 dan
2013/2014 sebagai anggota Departemen Peningkatan Kualitas dan Keprofesian
Mahasiswa (PK2M) serta aktif juga mengikuti berbagai kepanitiaan. Penulis juga
pernah aktif sebagai asisten praktikum Kimia Fisik Layanan pada tahun ajaran
2014/2015. Penulis juga berkesempatan melaksanakan kegiatan Praktik Lapangan
di PAIR BATAN, Pasar Jumat dengan judul Pengaruh Variasi Dosis Iradiasi Sinar
γ terhadap Aktivitas Enzim Selulase Fungi Aspergillus niger pada bulan JuliAgustus 2014.
MANGAN BIS(DIOKTILDITIOFOSFAT) DENGAN TEKNIK
POLARISASI POTENSIODINAMIK
ASTRID HARFERA PASSADANA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Kinerja Antikorosi
Mangan bis(dioktilditiofosfat) dengan Teknik Polarisasi Potensiodinamik adalah
benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan
dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang
berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2015
Astrid Harfera Passadana
NIM G44110076
ABSTRAK
ASTRID
HARFERA
PASSADANA.
Kinerja
Antikorosi
Mangan
bis(dioktilditiofosfat) dengan Teknik Polarisasi Potensiodinamik. Dibimbing oleh
KOMAR SUTRIAH dan MOHAMMAD KHOTIB.
Senyawa kompleks mangan bis(dioktilditiofosfat) atau MDTP8 merupakan
senyawa yang berpotensi sebagai antikorosi dan antibakteri. Kinerja MDTP8
sebagai antikorosi yang dikaji dalam penelitian ini diukur menggunakan teknik
polarisasi potensiodinamik. Rendemen MDTP8 hasil sintesis yang diperoleh
sebesar 91%. Pengukuran menunjukkan bahwa MDTP8 ini memiliki efektivitas
inhibisi (EI) korosi yang tinggi, nilai optimum %EI terdapat pada konsentrasi
larutan inhibitor 2%, yaitu 71% dengan derajat penutupan permukaannya 0.71.
Parameter termodinamika pada keadaan transisi menunjukkan spontanitas reaksi
korosi berkurang dengan kehadiran inhibitor yang dicirikan dengan meningkatnya
nilai ΔG* dari 85 ke 90 kJ mol-1. Nilai energi aktivasi pada proses korosi logam
Cu dengan adanya MDTP8 sebesar 60 kJ mol-1 lebih tinggi dibandingkan tanpa
tambahan inhibitor, yaitu 12 kJ mol-1. Hal ini menunjukkan energi aktivasi
meningkat setelah penambahan inhibitor karena meningkatnya energi minimum
terjadinya korosi.
Kata kunci: efektivitas inhibisi, energi aktivasi, mangan bis(dioktilditiofosfat),
termodinamika
ABSTRACT
ASTRID HARFERA PASSADANA. The Performance of Manganese
bis(dioctyldithiophosphate) as Anti-Corrosion using Potentiodynamic Polarization
Technique. Supervised by KOMAR SUTRIAH and MOHAMMAD KHOTIB.
Mangan bis(dioctyldithiophosphate) or MDTP8 complex is a compound
having functions as anti-corrosion and anti-bacteria. MDTP8 performance as an
anti-corrosion in this study was measured using potentiodynamic polarization
technique. MDTP8 yield was 91%. The measurement showed that MDTP8 has
high corrosion inhibiton effectiveness as proved by the optimum value of %IE in
2% concentration of inhibitor solution was 71% with surface coverage was 0.71.
Thermodynamic parameter of transition state showed a decreasing spontaneity
reaction in the presence of inhibitor with increasing ΔG* from 85 to 90 kJ mol-1.
The value of activation energy in Cu metal corrosion process with the present of
inhibitor was 61 kJ mol-1, higher than that without inhibitor, i.e 12 kJ mol-1. This
fact shows that the increasing activation energy is due to increasing inhibitor
addition as indicated by the increasing minimum energy of corrosion.
Keywords: activation
energy,
inhibition
effectiveness,
bis(dioctyldithiophosphate), thermodynamics
manganese
KINERJA ANTIKOROSI
MANGAN BIS(DIOKTILDITIOFOSFAT) DENGAN TEKNIK
POLARISASI POTENSIODINAMIK
ASTRID HARFERA PASSADANA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
Judul Skripsi
Nama
NIM
: Kinerja Antikorosi Mangan Bis(dioktilditiofosfat) dengan
Teknik Polarisasi Potensiodinamik
: Astrid Harfera Passadana
: G44110076
Disetujui oleh
Dr Komar Sutriah, MS
Pembimbing I
Mohammad Khotib, SSi MSi
Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof Dr Dra Purwantiningsih Sugita, MS
Ketua Departemen
Tanggal Lulus :
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala nikmat
dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
Kinerja Antikorosi Mangan bis(dioktilditiofosfat) dengan Teknik Polarisasi
Potensiodinamik. Penelitian ini dilaksanakan sejak bulan Maret 2015 hingga Juli
2015 di Laboratorium Kimia Terpadu IPB Baranangsiang.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr Komar Sutriah, MS dan
Bapak Mohammad Khotib, SSi, MSi selaku pembimbing yang telah banyak
memberikan arahan. Penghargaan juga diberikan kepada Denar Zuliandanu, SSi
dan Lestari Ainun, SSi yang telah membantu penulis selama penelitian hingga
akhir penulisan skripsi ini. Terima kasih juga kepada Sujono, SSi, MSi dan staf
analis Laboratorium Kimia Terpadu IPB, serta Bapak Yani dari Bengkel Fisika
IPB yang telah membantu selama pengumpulan data.
Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada kedua orang tua atas doa
dan motivasinya. Terima kasih juga disampaikan kepada Chairuly Nur Lindasari
yang telah membantu penelitian, mahasiswa penelitian di Laboratorium Kimia
Terpadu IPB, serta seluruh civitas Kimia 48 atas doa dan dukungannya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2015
Astrid Harfera Passadana
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
METODE
2
Bahan dan Alat
2
Prosedur
2
HASIL DAN PEMBAHASAN
5
Hasil Sintesis Mangan Bis(dioktilditiofosfat) dan Penciriannya
5
Pencirian Produk MDTP8 dengan FTIR dan AAS
7
Efektivitas Inhibisi Korosi MDTP8 dengan Teknik Polarisasi Potensiodinamik 7
SIMPULAN DAN SARAN
11
Simpulan
11
Saran
11
DAFTAR PUSTAKA
12
LAMPIRAN
15
RIWAYAT HIDUP
25
DAFTAR GAMBAR
1 Rute sintesis MDTP
2 Struktur hipotesis MDTP8 berbentuk (a) segi empat planar dan
(b) oktahedral
3 Produk sintesis MDTP
4 Spektrum FTIR produk MDTP8
5 Kurva polarisasi MDTP8
6 Efektivitas inhibisi dan laju korosi dengan variasi konsentrasi
dan suhu tetap
7 Efektivitas inhibisi dan laju korosi dengan variasi suhu dan
konsentrasi tetap
8 Parameter termodinamika-kinetika korosi
5
6
6
7
8
10
10
11
DAFTAR LAMPIRAN
1 Bagan alir sintesis
2 Rangkaian alat pengukuran elektrokimia
3 Perhitungan rendemen MDTP8
4 Analisis kadar Mn menggunakan AAS
5 Data polarisasi potensiodinamik dengan variasi konsentrasi pada
suhu 26 0C
6 Data polarisasi potensiodinamik dengan variasi suhu pada
konsentrasi 2%
7 Data dan perhitungan parameter termodinamika- kinetika korosi
17
18
19
20
21
22
23
11
PENDAHULUAN
Korosi merupakan reaksi kimia yang terjadi secara alami dan spontan.
Logam-logam seperti baja, besi, aluminium, perak, dan tembaga memiliki
permukaan yang sangat rentan terhadap korosi. Upaya perlindungan logam dari
korosi terus dikembangkan untuk meminimalkan terjadinya korosi dengan
menambahkan zat-zat anti korosi atau yang lebih dikenal dengan zat inhibitor
korosi. Inhibitor korosi merupakan zat kimia yang ditambahkan dalam jumlah
sedikit pada suatu campuran tertentu yang dapat menurunkan laju korosi
lingkungan terhadap suatu logam (Dalimunthe 2004).
Korosi hanya bisa dikendalikan atau diperlambat lajunya dengan pelapisan
pada permukaan logam, perlindungan katodik, dan penambahan inhibitor korosi
(Irianty & Khairat 2013). Senyawa yang dapat digunakan sebagai inhibitor korosi,
yaitu senyawa organik, anorganik, dan senyawa kompleks. Salah satu contoh
senyawa kompleks yang dapat berfungsi sebagai inhibitor korosi adalah senyawa
zink
dialkilditiofosfat
(ZDTP).
Seperti
halnya
ZDTP,
mangan
bis(dioktilditiofosfat) atau MDTP dapat berpotensi sebagai inhibitor. Senyawa ini
mengandung gugus fosfor dan sulfur sekaligus sehingga memiliki sifat
antioksidan yang cukup kuat.
Logam mangan merupakan logam yang mempunyai potensial reduksi
standar yang sangat kecil (Eo Mn2+/Mn = -1,421 V) dibandingkan dengan logam
zink. Logam mangan juga memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan
logam zink, diantaranya ialah : memiliki sifat yang ramah lingkungan, memiliki
perilaku tribologi yang baik (koefisien gesekan yang rendah, sifat mekanik yang
baik), cukup reaktif, serta harganya relatif murah. Oleh karena sifat-sifatnya
tersebut, maka berbagai penelitian ditujukan untuk mempelajari kinerja logam
mangan, struktur serta sifatnya ketika ditambahkan sebagai inhibitor korosi
(Triastuti & Arief 2013).
Mangan dialkilditiofosfat (MDTP) adalah salah satu kompleks yang
berpotensi sebagai antikorosi. Selain berpotensi sebagai antikorosi, MDTP pada
penelitian Khajuria et al. digunakan sebagai antibakteri. Senyawa MDTP ini
diharapkan dapat teradsorpsi pada antarmuka logam sehingga melindungi logam
dari korosi dan memiliki kemampuan yang sama dengan ZDTP sebagai
antikorosi. Gugus alkil yang terikat dapat menjadi penghalang dari serangan
konstituen korosif yang akan menyerang permukaan logam. Pada sintesis MDTP
terdapat senyawa intermediet berupa ADTP (asam dialkilditiofosfat) yang
memiliki rantai yang dapat memberikan sifat fisikokimia yang berbeda. Semakin
panjang rantai alkil dari ADTP maka semakin tinggi juga kestabilannya terhadap
panas (Rudnick 2009). Rantai alkil alkohol yang digunakan pada penelitian ini
adalah rantai alkil alkohol C8 (oktanol).
Pengukuran kinerja antikorosi dari MDTP menggunakan metode polarisasi
potensiodinamik dengan ekstrapolasi Tafel. Teknik elektrokimia ini banyak
digunakan untuk mengukur kinerja antikorosi berdasarkan pantauan arus korosi.
Parameter polarisasi digunakan untuk mengukur kinerja antikorosi tersebut, yaitu
arus korosi, potensial korosi, dan kemiringan Tafel (Zuliandanu 2013). Metode
polarisasi merupakan metode elektrokimia yang banyak digunakan untuk
mengukur arus korosi. Metode ini jauh lebih menguntungkan dari segi waktu
2
kerja yang cepat, sensitivitas tinggi, dan efisien dalam pengukuran proses korosi.
Hanya dalam rentang menit, aktivitas inhibisi korosi sudah dapat terukur dengan
metode ini (Wahyuningrum et al. 2008). Penelitian ini bertujuan menyintesis dan
menguji kinerja mangan bis(dioktilditiofosfat) sebagai antikorosi pada logam
tembaga dengan teknik polarisasi potensiodinamik.
METODE
Bahan dan Alat
Penelitian ini terdiri atas 2 bagian. Bagian pertama adalah sintesis MDTP8
serta penciriannya dan bagian kedua adalah pengujian antikorosi dengan teknik
polarisasi potensiodinamik. Bahan-bahan yang digunakan untuk sintesis MDTP8
adalah P2S5 (Merck), oktanol (Merck), MnCl2 (Merck), n-heptana (Merck), dan
padatan NaOH. Pengujian antikorosi dengan teknik polarisasi potensiodinamik
menggunakan bahan-bahan yaitu aseton, ampelas silikon karbida 100 CW, NaOH
1% (Merck), H2SO4 10% (Merck), dan kupon tembaga (elektrode kerja).
Peralatan yang dibutuhkan adalah labu didih, termometer, pemanas,
pengaduk magnetik, neraca analitik, corong pisah, potensiostat DY 2300 yang
dilengkapi program DY2300EN, rotavapor, spektrofotometer serapan atom (AAS)
Shimadzu AA-6300, dan spektrofotometer inframerah transformasi Fourier
(FTIR) Prestige-21 Shimadzu.
Prosedur
Sintesis MDTP8
Sintesis MDTP8 mengacu pada Khajuria et al. (2013) dengan sedikit
modifikasi. Sintesis ini dilakukan 2 tahapan, yaitu tahap pertama adalah sintesis
ADTP8 terlebih dahulu yang dibuat dengan mereaksikan P2S5 dan oktanol dengan
nisbah 1:4 dalam pelarut n-heptana selama 12 jam di dalam labu didih yang telah
dilengkapi pendingin balik dan disambungkan pada penjerap gas H2S yang berupa
larutan Zn-asetat dengan penambahan NaOH 50%. Pemanasan dan pengadukan
dilakukan pada suhu 60-70 0C pada penangas minyak. Produk dari reaksi ini
adalah asam dioktilditiofosfat (ADTP8). Produk ADTP8 direaksikan dengan
NaOH pelet dengan jumlah nisbah yang sama dengan ADTP8 sambil diaduk
selama 6 jam, kemudian ditambahkan akuades sebanyak 5 tetes. Selanjutnya tahap
kedua dengan menambahkan 1 mol MnCl2 dan diaduk selama 6 jam sehingga
membentuk MDTP8. Produk diekstraksi dengan n-heptana, kemudian fase organik
yang terkumpul dicuci dengan air untuk menghilangkan pengotor. Fraksi organik
yang diperoleh diuapkan sampai semua pelarut n-heptana menguap dan tersisa
fraksi MDTP8. Selanjutnya bobot MDTP8 ditimbang untuk mendapatkan
rendemennya.
3
Pencirian Gugus Fungsi dengan FTIR
MDTP8 hasil sintesis dicirikan menggunakan FTIR untuk menentukan
gugus fungsi atau ikatan kimia pada produk. Pengukuran dilakukan dengan
menggerus produk dengan KBr kemudian dibuat pelet dan diukur pada bilangan
gelombang 4000-500 cm-1.
Penetapan Kadar Mn dengan AAS
Sampel MDTP8 ditimbang sebanyak 0.5 g dan ditambahkan 10 mL HNO3
pekat:akuades (1:1). Campuran didestruksi dan ditambahkan sejumlah akuades
hingga larut. Selanjutnya ditambahkan HCl 37% sebanyak 5 mL dan didekstruksi
kembali hingga asap pada larutan hilang. Larutan hasil destruksi disaring ke labu
takar 50 mL lalu ditera dengan akuades. Larutan ini kemudian diukur kadar Mnnya dengan AAS Shimadzu pada panjang gelombang 279.5 nm dengan lebar
celah 0.2 nm.
Pengukuran dengan Teknik Polarisasi Potensiodinamik
Elektrode kerja tembaga (Cu) dipreparasi dengan cara diampelas
permukaannya kemudian dibilas dengan akuades dan aseton. Setelah itu,
elektrode Cu dimasukkan ke dalam reservoir yang berisi larutan uji NaCl 1%.
Reservoir diberikan sirkulasi air pada dindingnya untuk memelihara kestabilan
suhu. Elektrode Ag/AgCl dan kawat Pt berturut-turut dipasang sebagai elektrode
pembanding dan elektrode pembantu. Kabel warna hijau, kuning, dan merah dari
potensiostat DY2300 berturut-turut disambungkan pada elektrode kerja,
pembanding, dan pembantu. Larutan uji dibiarkan mencapai kesetimbangan
dengan elektrode sekitar 5 menit. Setelah itu, program DY2300EN pada perangkat
komputer dinyalakan dan dipilih teknik linear sweep voltammetry (LSV) pada
kotak dialog.
Pengukuran larutan tanpa inhibitor dilakukan pada rentang potensial -100
sampai 200 mV dengan scan rate 1 mV/s. Setelah pengukuran tersebut selesai,
elektrode Cu dibersihkan kembali dengan cara direndam selama 3 menit di dalam
larutan H2SO4 5% kemudian dicuci dengan akuades dan diampelas kembali.
Setelah itu, dicuci kembali menggunakan akuades dan aseton. Elektrode Cu yang
telah dibersihkan kemudian dicelupkan ke dalam larutan MDTP8 dengan variasi
konsentrasi 0.5%; 1%; dan 2% selama 15 detik dan ditiriskan beberapa saat.
Elektrode kerja dirangkaikan kembali pada reservoir dan dilakukan pengondisian
selama 2 menit, kemudian sampel diukur pada rentang potensial yang sama. Data
yang didapat diproses menggunakan perangkat lunak DY2300EN sehingga
didapat kurva polarisasi. Dari kurva tersebut, diperoleh informasi berupa potensial
korosi (Ecorr), tetapan Tafel anode (a) dan katode (c), serta arus korosi (icorr).
Efektifitas inhibitor dihitung sesuai persamaan berikut.
i (blanko) i corr (inhibitor )
% EI corr
x100% (1)
i corr (blanko)
4
SurfaceCov erage( ) 1
i corr (inhibitor )
i corr (blanko)
(2)
Parameter Termodinamika Keadaan Transisi Proses Korosi
Parameter termodinamika keadaan transisi ditentukan
persamaan Arrhenius keadaan transisi:
icorr
R
S H
(3)
ln
ln
T
NAh
R
RT
berdasarkan
Pengukuran dilakukan pada suhu 33, 37, 43 oC. Parameter ΔH* dan ΔS* berturutturut merupakan perubahan entalpi dan entropi keadaan transisi, sedangkan NAh
adalah tetapan Planck Molar (3.99 × 10-10 JSmol-1). Dengan memvariasikan suhu
(T), maka ΔH* dan ΔS* dapat ditentukan dari kurva ln (icorr/T) vs 1/T, sedangkan
perubahan energi bebas Gibbs transisi (ΔG*) dihitung dengan persamaan berikut:
(4)
G H TS
Kinetika Laju Korosi dengan Tinjauan Energi Aktivasi
Energi aktivasi merupakan energi minimum yang dibutuhkan untuk suatu
reaksi dapat berjalan,
icorr Ae
Ea
RT
(5)
Ea
(6)
ln(icorr) ln A
RT
dengan A merupakan tetapan Arrhenius yang ditentukan secara empirik, Ea adalah
energi aktivasi korosi (kJ mol-1), R adalah tetapan gas ideal (8.314 J mol-1K-1), dan
T adalah suhu (K). Pengukuran dilakukan pada suhu 33, 37, 43 oC.
5
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Sintesis Mangan Bis(dioktilditiofosfat) dan Penciriannya
Sintesis Mangan bis(dioktilditiofosfat) melalui 2 tahap sintesis, yaitu tahap
pembentukan senyawa ADTP8 dan tahap pembentukan MDTP8. Langkah pertama
pada proses sintesis MDTP8 merupakan langkah yang sangat menentukan
keberhasilan sintesis. Pada tahap ini terjadi reaksi antara P2S5 dengan oktanol
dalam pelarut n-heptana yang memiliki sifat nonpolar sehingga dapat
memudahkan reaksi antara P2S5 yang bersifat nonpolar dengan alkohol yang
bersifat polar. Oleh karena itu, n-heptana dapat melarutkan kedua reaktan dengan
baik (Hayati 2013).
Pemanasan pada tahap pertama sangat dibutuhkan untuk menghilangkan
hasil samping, yaitu gas H2S yang dapat mengganggu jalannya reaksi. Namun,
apabila suhu terlalu tinggi maka produk ADTP8 akan terdekomposisi dan
rendemen yang dihasilkan akan rendah (Rismawati 2013). Pembentukan ADTP8
harus dalam kondisi tertutup sebagai upaya pencegahan terjadinya oksidasi pada
ADTP8 yang dihasilkan (Hayati 2013). Senyawa produk yang dihasilkan pada
tahap pertama adalah ADTP8 yang tidak stabil sehingga penambahan NaOH harus
segera dilakukan.
Penambahan NaOH dilakukan sebelum berlanjut ke tahap kedua yang
bertujuan meningkatkan reaktivitas atom sulfur pada ADTP8 dan mengikat klorida
pada MnCl2 sehingga adisi Mn akan lebih mudah. Selain itu, berpengaruh pada
nilai rendemen produk MDTP8 yang dihasilkan, kadar Mn, dan warna produk
akhir (Gumelar 2014). Tahap kedua adalah penambahan MnCl2 sehingga
menghasilkan produk akhir MDTP8. Waktu sintesis yang digunakan pada tahap
adalah 12 jam agar reaksi berjalan sempurna dan rendemen yang diperoleh besar
(Rismawati 2013). Skema reaksi sintesis MDTP8 ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1 Rute sintesis MDTP (R : alkil)
6
Produk dipisahkan dengan teknik ekstraksi cair-cair untuk menghilangkan
zat pengotor. Produk dicuci menggunakan n-heptana dan air sehingga terbentuk
tiga fase yaitu fase air, fase minyak, dan fase padat. Pencucian dilakukan hingga
fase air terlihat jernih (Rismawati 2013), kemudian fase minyak dipekatkan
menggunakan penguap putar. Produk MDTP8 yang dihasilkan tampak seperti
minyak dan berwarna coklat pekat (Gambar 2). Keterulangan sintetis MDTP8
masih belum baik, namun hasil yang digunakan pada penelitian ini merupakan
data yang terbaik. Produk MDTP8 hasil sintesis memiliki rendemen sebesar
90.96%. Jika dibandingkan dengan senyawa zink dioktilditiofosfat (ZDTP8),
rendemen ZDTP8 lebih rendah dibandingkan dengan MDTP8 sebesar 62.22%
(Zuliandanu 2013). Hal tersebut dapat disebabkan masih adanya zat-zat pengotor
di dalam produk MDTP8, seperti oktanol, P2S5, produk dimer MDTP8, atau
produk samping dari hasil sintesis.
Hipotesis struktur MDTP8 yang dihasilkan berbentuk segi empat planar. Hal
tersebut dapat dilihat dari mekanisme reaksi pada Gambar 1 yang lebih cenderung
menghasilkan logam Mn dengan bentuk geometri segi empat planar. Namun,
terdapat dimer MDTP8, yaitu mangan tris(dioktilditiofosfat) bentuk
oktahedralnya. Selain itu, pada bentuk oktahedral akan dibutuhkan lebih banyak
mol oktanol, P2S5, dan ADTP8 dibandingkan dengan bentuk segi empat planarnya.
Pada Gambar 2 dapat dilihat hipotesis kedua bentuk geometri bis dan tris MDTP8.
(a)
(b)
Gambar 2 Struktur hipotesis (a) bis MDTP8 segi empat planar dan (b) tris
MDTP8 oktahedral (Khajuria 2013)
Gambar 3 Produk sintesis MDTP8
7
Pencirian Produk MDTP8 dengan FTIR dan AAS
Spektrofotometer inframerah transformasi fourier (FTIR) digunakan untuk
mengidentifikasi gugus fungsi dari senyawa MDTP8 yang dihasilkan. Spektrum
MDTP8 yang dihasilkan pada Gambar 3 menunjukkan regang -CH2- pada kisaran
bilangan gelombang 1467 cm-1, dan regang -CH3- pada kisaran bilangan
gelombang 1384 cm-1 (Pavia et al. 2001). Bilangan gelombang 1072 cm-1
menunjukkan adanya ikatan P-O-C dan 673-590 cm-1 menunjukkan adanya ikatan
P-S (Hayati 2013). Sementara itu, serapan Mn-S pada daerah 291-214 cm-1 tidak
diukur. Dari hasil interpretasi ini dapat diduga bahwa produk MDTP8 telah
terbentuk, ditandai dengan berkurangnya alkohol yang terdapat pada daerah
bilangan gelombang 3500-3200 cm-1.
P-O-C
P-S
CH2
Gambar 4 Spektrum FTIR produk MDTP8
Alat yang digunakan untuk analisis logam pada penelitian ini adalah atomic
absorption spectrometer (AAS) yang dapat melihat kesesuaian komposisi unsur
Mn hasil sintesis dengan struktur senyawa MDTP8. Hasil analisis yang diperoleh,
kadar Mn yang didapat dari percobaan, yaitu 1.46% sangat rendah dibandingkan
dengan kadar Mn teoritis, yaitu 7.23% (Lampiran 4). Kadar Mn yang lebih rendah
daripada hasil teoritisnya dapat disebabkan masih adanya pengotor di dalam
produk akhir MDTP8.
Efektivitas Inhibisi Korosi MDTP8 dengan Teknik Polarisasi
Potensiodinamik
Pengujian korosi dengan menggunakan teknik polarisasi potensiodinamik
dapat melihat ketahanan dari logam yang telah ditambahkan MDTP8 terhadap
oksidasi ketika diberi potensial dari luar. Adanya ion klorida menyebabkan
lingkungan korosi meningkat. Ion klorida memiliki sifat agresif dari golongan
asam kuat sehingga dapat merusak lapisan oksida logam. Produk MDTP8 sebagai
inhibitor akan mengurangi kemungkinan permukaan logam kontak langsung
dengan lingkungan. Proses pengendalian ini dapat memperlambat kecepatan
korosi karena inhibitor secara kimia berinteraksi dengan permukaan logam untuk
memberi tingkat perlindungan tertentu terhadap logam (Djatmiko dan Budiarto
2009).
8
Arus korosi dapat ditentukan berdasarkan polarisasi potensiodinamik.
Pengukuran dilakukan dengan menggunakan metode LSV. Arus korosi diperoleh
dari kurva hubungan antara potensial dan log arus pada data yang dihasilkan oleh
program DY2300EN. Permukaan logam yang telah terlapisi oleh senyawa
inhibitor MDTP8 dapat dilihat dari segi fisik dan kimianya. Segi fisiknya berupa
adanya gelembung pada elektrode pembanding dan terdapat spesimen terlarut
berwarna kuning keruh pada logam tembaga yang menandakan logam Cu
teroksidasi menjadi Cu2+. Segi kimianya berupa peningkatan konsentrasi larutan
MDTP8 menyebabkan arus korosi akan mengalami penurunan dan adanya
peningkatan efektivitas inhibisi.
Mekanisme inhibitor umumnya dibagi menjadi dua tipe, yaitu inhibitor
anorganik dan organik. Tipe inhibitor anorganik dibagi lagi menjadi dua tipe,
yaitu inhibitor anodik dan katodik. Mekanisme inhibitor korosi MDTP8 adalah
inhibitor katodik karena MDTP8 membentuk lapisan yang dapat menutupi
permukaan logam sehingga sulit untuk terserang oleh subtituen korosif. Hal
tersebut dapat dilihat dari bentuk kurva polarisasinya (Dariva and Galio 2014).
Persamaan garis Tafel anode dan katode yang dihasilkan oleh perangkat lunak
DY2300EN dan diolah kembali menggunakan program Ms Excel dapat
mengetahui besarnya arus dan potensial korosi sehingga dapat dihasilkan kurva
polarisasi. Kurva polarisasi yang dihasilkan dapat dilihat pada Gambar 5.
Berdasarkan Dariva dan Galio 2014, dapat diketahui tipe kurva polarisasi tersebut
termasuk ke dalam mekanisme inhibitor katodik karena kurva polarisasi MDTP8
memiliki nilai potensial yang lebih kecil dibandingkan tanpa inhibitor.
Berdasarkan Gambar 5 terlihat bahwa kurva MDTP8 pada konsentrasi 0.5 dan 2%
berada disebelah kiri kurva polarisasi tanpa inhibitor. Namun, pada konsentrasi
1%, kurva polarisasinya sedikit bertumpang tindih dengan kurva polarisasi tanpa
inhibitor.
Gambar 5 Kurva polarisasi MDTP8.
MDTP8 1.0%,
Tanpa inhibitor,
MDTP8 2.0%
MDTP8 0.5%,
9
Data polarisasi potensiodinamik dengan variasi konsentrasi pada suhu tetap
dapat dilihat pada Lampiran 5. Berdasarkan data tersebut dapat terlihat bahwa
arus korosi dengan inhibitor lebih kecil daripada tanpa inhibitor. Nilai arus korosi
yang semakin menurun seiring dengan naiknya konsentrasi larutan MDTP8 yang
berarti bahwa oksidasi logam semakin terhambat seiring dengan penambahan
inhibitor. Penambahan MDTP8 sebagai inhibitor juga menyebabkan potensial
korosinya lebih kecil dibandingkan tanpa penambahan inhibitor. Data pada
Lampiran 6 menunjukkan bahwa potensial korosi semakin meningkat karena
adanya kenaikan suhu. Lalu, semakin meningkatnya suhu yang digunakan, maka
akan semakin besar arus korosi yang dihasilkan. Kenaikan suhu lingkungan yang
terlalu tinggi dapat menyebabkan adanya serangan oksidasi yang cepat pada
permukaan logam. Peningkatan ini memicu bertambahnya energi pada sistem
yang dapat meningkatkan keaktifan dari gerakan ion klorida dalam reservoir. Ion
klorida yang bersifat agresif ini dapat mengikis lapisan logam tembaga.
Penambahan inhibitor MDTP8 dapat melindungi lapisan logam tembaga sehingga
terbentuk lapisan tipis (Soedarsono 2004).
Kenaikan konsentrasi inhibitor mengakibatkan efektivitas inhibisi
meningkat. Hal tersebut dikarenakan semakin banyaknya molekul-molekul
inhibitor yang terkandung di dalamnya sehingga kemungkinan inhibitor korosi
teradsorpsi pada permukaan logam menjadi semakin besar. Begitupun dengan
nilai derajat penutupuan permukaan (surface coverage) yang semakin bertambah
dengan kenaikan konsentrasi larutan MDTP8. Hal tersebut berarti bahwa semakin
besarnya nilai surface coverage (ϴ) maka perlindungan logam terhadap
konstituen korosif seiring hadirnya inhibitor semakin besar sehingga logam akan
semakin sulit mengalami korosi (El-lateef et al. 2012).
Hubungan persen efektivitas inhibisi (%EI) dengan variasi konsentrasi
(Gambar 6) menunjukkan bahwa %EI akan semakin meningkat seiring dengan
meningkatnya konsentrasi MDTP8. Hubungan persen efektivitas inhibisi (%EI)
dengan variasi suhu (Gambar 7) menunjukkan bahwa %EI akan semakin menurun
seiring dengan meningkatnya suhu MDTP8. Hal tersebut menunjukkan adanya
mekanisme adsorpsi secara fisik atau fisisorpsi. Menurut Ebenso et al. (2008)
mekanisme fisisorpsi ditunjukkan oleh adanya penurunan %EI dengan kenaikan
suhu sedangkan untuk mekanisme kimisorpsi, nilai %EI meningkat dengan
kenaikan suhu.
Selain itu, laju korosi (CR) dapat didefinisikan sebagai hilangnya massa atau
bobot material atau logam dalam satuan waktu yang diakibatkan oleh
penyerangan substituen korosif terhadap material. Pada umumnya, satuan laju
korosi adalah mm per tahun (Iga dan Ik 2007). Pada Gambar 6, dapat dilihat
bahwa kenaikan konsentrasi MDTP8 dapat menurunkan laju korosi dari logam Cu.
Hal tersebut dikarenakan dengan meningkatnya konsentrasi larutan MDTP8 maka
akan semakin banyak molekul MDTP8 yang melapisi logam Cu. Kenaikan
efektivitas inhibisi secara signifikan ditunjukkan pada konsentrasi MDTP8 2%,
sebesar 62.63% sehingga konsentrasi MDTP8 2% dapat dikatakan konsentrasi
yang efektif sebagai inhibitor korosi dalam menginhibisi korosi. Jika
dibandingkan dengan ZDTP8, nilai efektivitas inhibisi secara signifikan
ditunjukkan pada konsentrasi ZDTP8 5%, sebesar 82.92% (Zuliandanu 2013).
Artinya, senyawa ZDTP8 lebih baik bertindak sebagai inhibitor logam Cu
dibandingkan dengan senyawa MDTP8.
10
70.00
0.1673
62.63
0.1600
0.1209
40.00
30.00
0.1400
47.47
50.00
0.1200
27.27
CR
%EI
60.00
0.1000
0.0860
0.0800
20.00
0.5
1
2
Konsentrasi (%)
75.00
73.31
73.22
0,1453
70.00
%EI
65.00
60.00
55.00
50.00
50.40
0.0732
0,0744
45.00
33
37
0.1500
0.1400
0.1300
0.1200
0.1100
0.1000
0.0900
0.0800
0.0700
CR
Gambar 6 Efektivitas inhibisi dan laju korosi dengan variasi konsentrasi dan
suhu tetap.
EI,
CR
43
Suhu (0C)
Gambar 7 Efektivitas inhibisi dan laju korosi dengan variasi suhu dan
konsentrasi tetap.
EI,
CR
Besaran termodinamika dan kinetika digunakan untuk mengukur
kemudahan suatu reaksi korosi dapat terjadi. Derajat ketidakteraturan sistem
dijelaskan dengan perubahan entropi keadaan transisi (ΔS*) dan kespontanan
suatu reaksi dijelaskan melalui perubahan energi bebas Gibbs keadaan transisi
(ΔG*). Parameter termodinamika keadaan transisi pada reaksi korosi tersebut
didapatkan melalui aluran kurva ln (i/T) terhadap 1000/T sesuai dengan
persamaan Arrhenius keadaan transisi.
Nilai ΔH* sampel meningkat dari 2.83 menjadi 85.18 kJ mol-1 yang
menunjukkan bahwa dengan penambahan inhibitor MDTP8 akan menyebabkan
reaksi korosi yang terjadi membutuhkan energi yang lebih besar. Nilai ΔS* yang
meningkat dari -267.09 menjadi -17.10 kJ mol-1 mengindikasikan adanya
kenaikan derajat ketidakteraturan sistem saat reaktan berubah menjadi kompleks
teraktifkan (Zarrouk et al. 2011). Nilai ΔG* juga meningkat dari 84.55 menjadi
90.41 kJ mol-1 yang menunjukkan bahwa dengan adanya penambahan inhibitor
MDTP8 reaksi korosi akan lebih sulit terjadi.
Aspek kinetika dapat digunakan untuk melihat mekanisme inhibisi dari
MDTP8 dengan melihat kecepatan dari reaksi korosi. Tinjauan mengenai kinetika
korosi dapat dijelaskan berdasarkan nilai energi aktivasi (Ea) dan laju korosi.
Nilai Ea yang mengecil sejalan dengan penurunan laju. Nilai Ea didefinisikan
11
sebagai energi minimum yang harus dimiliki agar suatu reaksi bisa terjadi (Atkins
and Paula 2012). Nilai Ea sampel meningkat dari 5.41 menjadi 87.76 kJ mol-1
yang menunjukkan bahwa energi minimum yang dibutuhkan untuk terjadinya
proses korosi akan semakin besar sehingga laju korosi akan menurun (Zarrouk et
al. 2011).
100
50
0
-50
ΔH*
ΔS*
ΔG*
Ea
-100
-150
-200
-250
-300
Gambar 8 Parameter termodinamika-kinetika korosi.
Sampel
Tanpa inhibitor,
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Senyawa MDTP8 sebagai inhibitor korosi telah berhasil dievaluasi
kinerjanya dengan teknik polarisasi potensiodinamik. Nilai efektivitas inhibisi
optimum terdapat pada konsentrasi 2%. Parameter termodinamika-kinetika korosi
memperlihatkan bahwa kehadiran MDTP8 dapat melindungi permukaan elektrode
logam terbukti dengan nilai ΔG* yang lebih kecil dibandingkan tanpa
penambahan inhibitor. Nilai energi aktivasi (Ea) dengan inhibitor yang lebih
tinggi dibandingkan dengan tanpa inhibitor yang mengindikasikan energi
minimum yang dibutuhkan elektrode logam untuk terkorosi lebih tinggi sehingga
kehadiran MDTP8 efektif untuk menurunkan laju korosi logam.
Saran
Pengujian lebih lanjut perlu dilakukan karena keterulangan pada sintesis
MDTP8 masih belum baik. Selain itu, logam pusat kompleks dapat divariasikan
dengan penggunaan inti yang bersifat trivalen dan inti divalen selain logam
mangan. Selain itu, variasi alkohol pada rantai alkil perlu dilakukan untuk
memverifikasi pengaruh muatan atom logam pusat terhadap efektivitas inhibisi
korosi. Selanjutnya dilakukan konfirmasi ulang pada struktur MDTP8 dengan
melakukan pencirian produk menggunakan NMR dan HPLC.
12
DAFTAR PUSTAKA
Atkins P and Paula JD. 2012. Physical Chemistry eighth edtion. New York (US):
W.H. Freeman and Company.
Dariva CG and Galio AF. 2014. Corrosion inhibitors – principles, mechanisms,
dan applications. License InTech. http://dx.doi.org/10.5772/57255
Dalimunthe IS. 2004. Kimia dari Inhibitor Korosi. Medan (ID): Universitas
Sumatera Utara Press.
Dewi KSP. 2009. Kemampuan adsorpsi batu pasir yang dilapisi besi oksida
(Fe2O3) untuk menurunkan kadar Pb dalam larutan. J Bumi Lestari.
9(2):254-262.
Djatmiko E, Budiarto. 2009. Analisis laju korosi dengan metode polarisasi dan
potensiodinamik bahan baja SS 304l. Seminar Nasional ke- 15 Teknologi
dan Keselamatan PLTN serta Fasilitas Nuklir; 2009 Oktober 17; Surakarta,
Indonesia. Surakarta (ID): Universitas Pancasila. hlm 182-194.
Ebenso EE, Eddy NO, Odiongenyi AO. 2008. Corrosion inhibitive properties and
adsorption behavior of ethanol extract of Piper guinensis as a green
corrosion inhibitor for mild steel in H2SO4. Afr J Pure Appl Chem.
2(11):107-115.
El-Lateef HM, Aliyeva LI, Abbasov VM, Ismayilov TI. 2012. Corrosion
inhibition of low carbon steel in CO2 -saturated solution using anionic
surfactant. Adv Appl Sci Res. 3(2):1185−1201.
Gumelar FR. 2015. Kinerja antikorosi zink diarilditiofosfat dengan teknik
polarisasi potensiodinamik [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Hayati IK. 2013. Pengaruh pelarut terhadap rendemen hasil sintesis seng
dialkilditiofosfat (ZDTP) [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Iga KS, Ik S. 2007. Prediksi laju korosi dengan perubahan besar derajat deformasi
plastis dan media pengorosi pada material baja karbon. J Ilmiah Teknik
Mesin Cakram. 1(1):1-8.
Irianty RS dan Khairat. 2013. Ekstrak daun papaya sebagai inhibitor korosi pada
baja aisi 4140 dalam medium air laut. J. Ilmiah Sains Terapan. 4(2): 77-82.
Khajuria R, Atiya S, Sandeep K, and Sushil KP. 2013. Spectroscopic, thermal,
and
antimicrobial
studie
of
mononuclear
manganese
(II)
ditolyldithiophosphates. Bioinorganic Chemistry and Applications.
http://dx.doi.org/10.1155/2013/261731
Malik MA, Hashim MA, Nabi F, Al-Thabairi AS. 2011. Anti-corrosion ability of
surfactans: a review. Int J Electrochem Sci. 6:1927-1948.
Pavia DL, Lapman GM, Kriz GS. 2001. Intoduction to Spectroscopy Ed ke-3.
Washington (US): Thomson Learning.
Rismawati. 2013. Pengaruh jenis alkohol pada rendemen sintesis zink
dialkilditiofosfat [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor
Rudnick LR. 2009. Lubricant Additives Chemistry and Applications Second
Edition. Prancis (FR): CRC Press.
Soedarsono BSA. 2004. Korelasi efisiensi anoda korban Al-Azn-In terhadap
perubahan kurva polarisasi dengan menggunakan metode potensiodinamik
[tesis]. Jakarta (ID): Universitas Indonesia.
13
Triastuti WE dan Arief S. 2013. Karakteristik fisik dan korosi mangan hasil
pelapisan pada baja AISI 1020. KAPAL. 9(1): 1-7.
Wahyuningrum D, Achmad S, Syah YM, Buchari, Bundjali B, Ariwahjoedi B.
2008. The correlation between structure and corrosion inhibition activity of
4,5-diphenyl-1-vinylimidazole derivative compounds towards mild steel in
1% NaCl solution. Int. J. Electrochem Sci. 3: 154-166.
Zarrouk A, Hammouti B, Zarrok H, Al-Dayab SS, Messali M. 2011. Temperature
effect, activation energies and thermodynamic adsorption studies of lcysteine methyl ester hydrochloride as copper corrosion inhibitor in nitric
acid 2M. Int J Electrochem Sci. 6: 6261-6274.
Zuliandanu D. 2013. Kinerja antikorosi zink dialkilditiofosfat berdasarkan studi
termodinamika dan kinetika dengan teknik polarisasi potensiodinamik
[skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
14
15
LAMPIRAN
16
17
Lampiran 1 Bagan alir sintesis
1. Oktanol + P2S5
2. NaOH
Pemanasan dan pengadukan
MnCl2
ADTP8
Pengadukan tanpa pemanasan
Pemisahan Produk
Pemisahan dan pencucian
Produk sintesis (MDTP8)
Pencirian
MDTP8 dengan
FTIR
Penetapan kadar
Mn dengan AAS
Uji kinerja korosi
(Potensiostat DY2300)
18
Lampiran 2 Rangkaian alat pengukuran elektrokimia
Potensiostat DY2300
Reservoir
Elektrode Cu
Perangkat komputer
19
Lampiran 3 Perhitungan rendemen MDTP8
Bobot teoritis (g)
Sampel
1
2
Segiempat planar
Oktahedral
27.3960
40.3200
Bobot
produk
(g)
24.9192
14.7938
Rendemen (%)
Segiempat planar
Oktahedral
90.96
54.00
61.80
36.69
Contoh perhitungan rendemen MDTP8 :
Volume oktanol yang diambil = 22.59 mL
V 0.824 g / mL 22.59mL
0.144mol
Mol oktanol =
130.23g / mol
Mr
Mol produk = ¼ × mol oktanol
= ¼ × 0.144 mol
= 0.036 mol
Bobot teoritis MDTP8 = mol teoritis x Mr MDTP8
= 0.036 mol × 761 g/mol
= 27.3960 g
24.9192 g
bobotperco baan
Rendemen (%) =
100%
100% 90.96%
27.3960 g
bobotteori tis
20
Lampiran 4 Analisis kadar Mn menggunakan AAS
Sampel
1
2
Diketahui:
Bobot
Sampel (g)
0.4294
0.6029
Konsentrasi terbaca
AAS (mg/kg)
1.2528
90.6701
Ar Mn = 54 g/mol
Kadar Mn hasil
percobaan (%)
1.4588
1.5034
Kadar Mn
teoritis (%)
Mr MnCl2 = 125.838 g/mol
Contoh perhitungan Sampel 1 (sampel yang digunakan) :
Kadar Mn dalam MDTP8 secara teoritis (%)
ArMn
=
× 100%
MrMDTPo
55 g / mol
=
× 100% = 7.23 %
761g / mol
% Kadar Mn hasil percobaan (%)
Sampel AAS (mg / kg) volume( L) FP
=
100%
Bobotsampel (mg)
1.2528mg / kg 0.05L 100
=
100%
0.4294 1000mg
= 1.4588%
7.23
21
Lampiran 5 Data polarisasi potensiodinamik dengan variasi konsentrasi pada
suhu 26 0C
Konsentrasi
(%)
Katode
0%
0.5%
1%
2%
y = -120.95x - 164.74
y = -106.37x - 167.77
y = -114.54x - 196.77
y = -134.42x - 278.72
Anode
i
(mA)
V
(mV)
y = 62.482x + 147.66
y = 73.198x + 162.82
y = 67.509x + 163.96
y = 71.986x + 161.13
0.0198
0.0144
0.0104
0.0074
41.23
28.02
30.09
7.74
Tafel
Contoh perhitungan :
Perhitungan Ekstrapolasi Tafel (MDTP8 konsentrasi 0.5%)
Arus (i)
Persamaan garis Tafel anode y1 = -106.37x - 167.77
Persamaan garis Tafel katode y2 = 73.198x + 162.82
Arus korosi merupakan persamaan y1=y2, maka
-106.37x - 167.77 = 73.198x + 162.82
-179.568x = 330.59
x = -1.841
anti log x = i = 10-1.841 = 0.0144
Potensial Korosi (V)
y2 = 73.198x + 162.82
V = 73.198 (log i) + 162.82
V = 73.198 (log(0.0144 mA)) + 162.82
V = 28.0158 mV
Efektivitas Inhibisi
i (blangko) i corr (inhibitor )
%EI = corr
100%
i corr (blangko)
0.0198 0.0074
=
100%
0.0198
= 62.63%
Derajat penutupan permukaan (Ɵ)
i (inhibitor )
Ɵ = 1 - corr
i corr (blangko)
0.0198
=1-
0.0074
= 0.63
CR
EI
(%)
Ɵ
0.2301
0.1673 27.27 0.27
0.1209 47.47 0.47
0.0860 62.63 0.63
22
Lampiran 6 Data polarisasi potensiodinamik dengan variasi suhu pada
konsentrasi 2%
Suhu
(ᵒC)
33
37
43
Larutan
i
(mA)
CR
(mmpy)
V
(mV)
0%
MDTP 2%
0%
MDTP 2%
0%
MDTP 2%
0.0236
0.0020
0.0239
0.0046
0.0252
0.0064
0.2742
0.0732
0.2777
0.0744
0.2928
0.1453
47.95
7.05
34.49
10.00
29.14
19.70
EI (%)
Ɵ
91.36
0.91
80.55
0.81
74.80
0.75
Contoh perhitungan (0% pada suhu 33 0C):
Laju korosi (CR)
R
CR = F
i corr
A Aw
CR =
ZF
0.0236 103 A
55.845 g / mol
2
1cm
CR =
2 96500 A g 7.874 g / cm 2
mol
10mm / 1cm
-1
CR = 8.6724 x 10-10 cm s-1 x
= 0.2742 mm y
y / 31622400s
Efektivitas Inhibisi
i (blangko) icorr (inhibitor )
%EI = corr
100%
icorr (blangko)
0.0236 0.0020
=
100%
0.0236
= 91.36%
Derajat penutupan permukaan (Ɵ)
i (inhibitor )
Ɵ = 1 - corr
i corr (blangko)
0.0236
=1-
0.0020
= 0.91
23
Lampiran 7 Data dan perhitungan parameter termodinamika-kinetika korosi
Larutan
Tanpa
inhibitor
MDTP8 2%
Suhu
(K)
306
310
316
306
310
316
1000/T
I (mA)
Ln I
I/T
Ln (I/T)
3.27
3.23
3.16
3.27
3.23
3.16
0.0236
0.0239
0.0252
0.0020
0.0046
0.0064
-3.7465
-3.7339
-3.6809
-6.1948
-5.3714
-5.0593
0.0000771
0.0000771
0.0000797
0.0000067
0.0000150
0.0000201
-9.4701
-9.4704
-9.4367
-11.9184
-11.1080
-10.8150
Larutan
ΔH* (kJ mol-1)
ΔS* (J mol-1 K-1)
ΔG* (kJ mol-1)
Ea (kJ mol-1)
Tanpa inhibitor
MDTP8
2.82510
85.17693
-267.08808
-17.10190
84.55405
90.41011
5.41158
87.76258
Contoh perhitungan (MDTP8) :
icorr
R
S H
ln
ln
T
NAh
R
RT
y = ax + b
y = -10.245x + 21.703
Ket.:
Tanpa inhibitor
MDTP8
R² = 0.8689
ΔH* = a x R
= 10.245 x 8.314
= 85.17693 kJ mol-1
R
)xR
NAh
= (21.703 - 23.76) x 8.314
= -17.10190 kJ mol-1
ΔS* = (b - ln
G H TS
= 85.17693 kJ mol-1 – (306(-17.10190 kJ mol-1)/1000)
= 90.41011 kJ mol-1
24
Ea
RT
y = ax + b
Ket.:
Tanpa inhibitor
MDTP8
ln(icorr) ln A
y = -10.556x + 28.443
Ea = a x R
= 10.556 x 8.314
= 87.76258 kJ mol-1
R² = 0.8756
25
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 14 Januari 1994 sebagai putri
pertama dari 3 bersaudara pasangan Didi Sukardi dan Komariah. Tahun 2011
penulis lulus dari SMAN 82 Jakarta dan pada tahun yang sama penulis diterima di
Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut
Pertanian Bogor melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri
(SNMPTN) Tulis.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah aktif dalam kepengurusan
Himpunan Profesi Ikatan Mahasiswa Kimia IPB pada tahun 2012/2013 dan
2013/2014 sebagai anggota Departemen Peningkatan Kualitas dan Keprofesian
Mahasiswa (PK2M) serta aktif juga mengikuti berbagai kepanitiaan. Penulis juga
pernah aktif sebagai asisten praktikum Kimia Fisik Layanan pada tahun ajaran
2014/2015. Penulis juga berkesempatan melaksanakan kegiatan Praktik Lapangan
di PAIR BATAN, Pasar Jumat dengan judul Pengaruh Variasi Dosis Iradiasi Sinar
γ terhadap Aktivitas Enzim Selulase Fungi Aspergillus niger pada bulan JuliAgustus 2014.