Adapun variable-variabel yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Variabel bebas : perendaman sampel di dalam media korosi dan konsentrasi
inhibitor 2.
Variabel terikat : Pengukuran Weight Loss, Analisis Mikroskop Stereo dan Analisis SSA
3. Variabel tetap : Suhu, waktu perendaman dan media pengkorosi logam
NaCl 3
1.7 Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, Uji Kandungan Nitrogen
dengan Metode Kjeldahl dilakukan di Laboratorium Kimia Bahan Makanan FMIPA USU, Uji Flavonoid secara Kualitatif dilakukan di Laboratorium Kimia
Organik Bahan Alam FMIPA USU, Analisis Spektrofotometer Serapan Atom dilakukan di Balai Riset dan Standarisasi Industri Kementrian Perindustrian
Medan dan Analisis Morfologi Permukaan dengan Mikroskop Stereo dilakukan di Laboratorium Biologi Dasar FMIPA USU.
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Karat dan Akibatnya
Oleh sebagian orang, korosi diartikan sebagai karat, yakni sesuatu yang hampir dianggap musuh umum masyarakat. Karat rust, tentu saja, adalah sebutan yang
belakangan ini hanya dikhususkan bagi korosi pada besi, sedangkan korosi adalah gejala destruktif yang mempengaruhi hampir semua logam. Korosi terbukti
membebani peradaban dalam tiga cara disertai fakta sebagai berikut:
a. Dari segi biaya korosi itu sangat mahal
Kasus nyata: Dalam tahun 1980 di Amerika Serikat, Institut Battelle menaksir bahwa setiap tahun perekonomian Amerika rugi 70 milyar dolar
akibat korosi. b.
Korosi sangat memboroskan sumber daya alam Kasus nyata: telah dihitung bahwa di Inggris, 1 ton baja diubah seluruhnya
menjadi karat setiap 90 detik. Disamping tersia-sianya logam itu, energi yang dibutuhkan untuk memproduksi 1 ton baja dari bijih besi cukup
untuk memasok kebutuhan energi satu keluarga selama tiga bulan. c.
Korosi sangat tidak nyaman bagi manusia, dan kadang-kadang bahkan mendatangkan maut
Kasus nyata: Dalam tahun 1985, atap sebuah kolam renang berusia 13 tahun di Swiss telah rubuh, menewaskan 12 orang dan melukai banyak
yang lainnya. Diperkirakan penyebabnya adalah korosi pada baja nirkarat terbuka yang mendukung 200 ton atap beton bertulang. Korosi ittu
mungkin ditimbulkan oleh serangan klorin dalam atmosfer Tretheway, 1991.
2.2 Teori Korosi
2.2.1
Energi Dan Hukum Yang Mendasarinya
Korosi adalah gejala yang timbul secara alami: pengaruhnya dialami oleh hampir semua zat dan diatur oleh perubahan-perubahan energi. Pengkajian tentang
perubahan energi disebut termodinamika, suatu bidang yang kaya sekali dengan definisi, besaran-besaran variabel juga disebut parameter dan persamaan-
persamaan. Sistem didefinisikan sebagai suatu massa tertentu zat yang kita minati. Di sekeliling sistem itu kita membayangkan suatu dinding pembatas khayal yang
memisahkannya dari lingkungan sekitar.
Hukum : Energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan.
Kaidah : Semua perubahan spontan terjadi disertai pelepasan energi bebas dari
sistem ke lingkungan sekitar pada temperatur dan tekanan spontan.
Pernyataan pertama adalah Hukum Pertama Termodinamika yang penting sekali dalam pengkajian perubahan-perubahan yang terjadi ketika logam
mengalami korosi. Pernyataan kedua adalah salah satu bentuk Hukum Kedua Termodinamika. Ketika korosi berlangsung secara alami proses yang terjadi
bersifat spontan sehingga karena itu disertai pelepasan energi bebas. Hukum termodinamika mengungkapkan kepada kita tentang kuatnya kecenderungan
keadaan energi tinggi untuk berubah ke keadaan energi rendah. Kecenderungan inilah yang membuat logam-logam bergabung kembali dengan unsur-unsur yang
ada di lingkungan, yang akhirnya membentuk gejala yang disebut korosi. Karena itu definisi yang baik untuk korosi adalah: Korosi adalah penurunan mutu logam
akibat reaksi elektrokimia dengan lingkungannya.
Sebuah konsep penting yang membantu menjelaskan laju reaksi korosi adalah Teori Keadaan Peralihan Transition State Theory. Perhatikan persamaan
berikut: A + B C + D
2.1 Dimana dua zat A dan B, yang dikenal sebagai reaktan, saling berinteraksi
sedemikian rupa untuk membentuk dua zat baru, C dan D, yang disebut hasil reaksi. Agar dapat menghasilkan zat – zat baru, A dan B bukan hanya harus saling
sentuh melainkan juga harus berpadu secara fisik guna membentuk suatu zat antara AB. AB disebut keadaan peralihan, dan reorganisasi keadaan peralihan
inilah yang kemudian langsung menghasilkan C + D.
Dalam bentuk paling sederhana, laju reaksi korosi dapat diekspresikan demikian:
Laju = tetapan laju x[reaktan – reaktan] 2.2
Besaran dalam kurung persegi menunjukkan ukuran banyaknya zat. Tetapan laju dapat dinyatakan dalam hubungan dengan ukuran penghalang energi bebas
∆�
+
:
Tetapan laju = C eksp - ΔG
+
RT 2.3
Dengan C dan R adalah tetapan-tetapan, dan T adalah temperatur mutlak. Persamaan tersebut merupakan bentuk modifikasi dari sebuah persamaan penting
yang disebut Persamaan Arhenius Trethewey, 1991.
2.2.2 Pengertian Korosi
Korosi adalah penurunan mutu logam akibat reaksi elektrokimia dengan lingkungannya. Penurunan mutu logam tidak hanya melibatkan reaksi kimia
namun juga reaksi elektrokimia, yaitu antara bahan-bahan bersangkutan terjadi perpindahan elektron. Karena elektron adalah sesuatu yang bermuatan negatif,
maka pengangkutannya menimbulkan arus listrik. Dalam banyak hal korosi menyebabkan penurunan daya guna suatu komponen atau peralatan yang dibuat
dari logam seperti peralatan pabrik, peralatan kimia, pembuatan jembatan dan sebagainya. Peristiwa korosi tidak akan terjadi dengan sendirinya melainkan ada
factor-faktor tertentu yang menyebabkan timbulnya peristiwa korosi. Faktor tersebut dapat menimbulkan terjadinya peristiwa korosi apabila komponen-
komponen tersebut terjadi hubungan satu sama lain yang menimbulkan terjadinya aliran elektron. Korosi juga dapat mengakibatkan suatu material mengalami suatu
reaksi oksidasi yang jika dibiarkan terus menerus akan menyebabkan material terdegradasi. Degradasi tersebut menyebabkan logam menipis, berlubang, terjadi
perambatan reaktan, sifat mekanik berubah sehingga terjadi kegagalan tiba – tiba pada struktur, sifat fisik dan penampilan logam berubah Fachri, 2011.
Korosi diartikan sebagai penurunan mutu logam akibat reaksi elektriokimia dengan lingkungannya. Korosi dapat digambarkan sebagai sel
galvani yang mempunyai “hubungan pendek” dimana beberapa daerah permukaan logam bertindak sebagai katoda dan lainnya sebagai anoda, dan “rangkaian listrik”
dilengkapi oleh rangkaian electron menuju besi itu sendiri seperti di ilustrasikan pada Gambar 2.1berikut:
Gambar 2.1. Pembentukan Karat Haryono, 2010
Kinetika korosi dapat memprediksi bagaimana suatu korosi berjalan dalam waktu dan jarak. Berbeda dari termodinamika, kinetika korosi digunakan untuk
mengetahui laju atau kecepatan korosi itu terjadi. Laju korosi ditentukan dengan menggunakan arus untuk menghasilkan suatu kurva polarisasi tingkat perubahan
potensial sebagai fungsi dari besarnya arus yang digunakan untuk permukaan
yang laju korosinya sedang ditentukan. Ketika potensial pada permukaan logam terpolarisasi menggunakan arus pada arah positif, bisa dikatakan sebagai
terpolarisasi secara anodik. Bila menggunakan arus pada arah negatif disebut terpolarisasi secara katodik. Tingkat polarisasi adalah ukuran bagaimana laju dari
reaksi pada anoda dan katoda dihambat oleh bermacam lingkungan konsentrasi dari ion logam, oksigen terlarut danatau faktor proses permukaan adsorbsi,
pembentukan lapisan, kemudahan dalam melepaskan elektron. Variasi dari potensial sebagai fungsi dari arus kurva polarisasi memungkinkan untuk
mengetahui pengaruh dari proses konsentrasi dan aktivasi pada tingkat dimana reaksi anoda maupun katoda dapat memberi ataupun menerima elektron.
Karenanya, pengukuran polarisasi dapat menentukan laju reaksi yang terlibat dalam proses korosi Trethewey, 1991. Proses korosi berkembang dengan cepat
setelah mengalami gangguan dari luar dan bersamaan dengan beberapa reaksi yang merubah komposisi dan sifat dari permukaan logam dan lingkungan
sekitarnya, contohnya pembentukan oksida logam, difusi dari kation logam terhadap matriks, berubahnya pH, dan berubahnya potensial elektrokimia Rani,
2012.
2.3 Jenis Korosi
Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai korosi, dibawah ini dijelaskan mengenai beberapa jenis korosi, yaitu:
1. Korosi Merata uniform corrosion, yaitu korosi yang terjadi pada seluruh
permukaan logam atau paduan yang bersentuhan dengan elektrolit pada intensitas sama sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 2.2 berikut:
Gambar 2.2. Korosi Merata Wisdatika, 2009
2. Korosi Galvanik galvanic corrosion, yaitu korosi terjadi bila dua logam
yang berbeda berada dalam satu elektrolit, dalam keadaan ini logam yang kurang mulia anodic akan terkorosi, bahkan lebih hebat bila paduan
tersebut tidak bersenyawa dengan logam lain. 3.
Korosi Celah crevice corrosion, yaitu korosi lokal yang biasanya terjadi pada sela – sela sambungan logam yang sejenis atau pada retakan di
permukaan logam seperti Gambar 2.3. Hal ini disebabkan perbedaan konsentrasi ion logam atau konsentrasi oksigen antara celah dan
lingkungannya.
Gambar 2.3. Korosi Celah Kopeliovich, 2012 4.
Korosi Sumuran pitting corrosion. Korosi ini terjadi akibat adanya sistem anoda pada logam, dimana daerah tersebut terdapat konsentrasi ion Cl
-
yang tinggi. Korosi jenis ini sangat berbahaya karena pada bagian permukaan
hanya lubang kecil, sedangkan pada bagian dalamnya terjadi proses korosi membentuk “sumur” yang tidak tampak.
5. Korosi batas butir intergranular corrosion, yaitu korosi yang terjadi pada
batas butir, dimana batas butir sering kali merupakan tempat mengumpulnya impurity atau suatu presipitat dan lebih tegang seperti yang
terlihat pada Gambar 2.4. Jika suatu logam terkorosi secara merata akan terlihat jelas lebih reaktif dibandingkan pada butir material tersebut. Pada
beberapa kondisi, pertemuan butir sangat reaktif dan menyababkan terjadinya korosi pada butir lebih cepat dibandingkan dengan korosi pada
butir. Intergranular corrosion akan mengurangi atau menghilangkan kekuatan dari material.
Gambar 2.4. Korosi Batas Butir Green, 1997
6. Selective leaching corrosion yaitu larutnya salah satu komponen dari suatu
paduan, dan ini mengakibatkan paduan yang tersisa akan menjadi berpori sehingga ketahanan korosinya akan berkurang, seperti di ilustrasikan pada
Gambar 2.5 berikut:
Gambar 2.5. Selective Leaching Corrosion Green, 1997
7. Korosi Erosi, yaitu korosi yang terjadi akibat pergerakan relatif antara
fluida korosif dengan permuakaan logam. Pada umumnya, pergerakan yang terjadi cukup cepat, sehingga terjadi efek keausan mekanis atau abrasi.
Pergerakan yang cepat dari fluida korosif mengkorosi secara fisik dan menghilangkan lapisan pasif. Pasir dan padatan lumpur mempercepat
korosi erosi. 8.
Korosi Tegangan stress corrosion, yaitu korosi yang terjadi sebagai akibat bekerjanya tegangan pada suatu benda yang berada pada media korosif
Fachri, 2011. Korosi tegangan dapat di lihat pada Gambar 2.6 berikut:
Gambar 2.6. Korosi Tegangan Kopeliovich, 2012
2.4 Prinsip Dasar Pengendalian Korosi
