Sintesis Basa Schiff Dari Hasil Kondensasi Sinamaldehida Dengan Etilendiamin dan Fenilhidrazin Serta Pemanfaatannya Sebagai Inhibitor Korosi Pada Logam Seng
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Korosi adalah suatu proses perusakan logam, dimana logam akan mengalami
penurunan mutu (degradation ) karena bereaksi dengan lingkungan baik itu secara
kimia atau elektrokimia pada waktu pemakaian (Siti, 2008). Indonesia merupakan
Negara beriklim tropis dengan tingkat curah hujan dan kelembapan yang tinggi serta
polusi udara, dan industri akan mempercepat terjadinya proses korosi (Fajar, 2013).
Korosi terjadi pada semua logam terutama yang berhubungan langsung dengan udara
dan cairan yang korosif. Logam seng, tembaga, besi, baja dan berbagai logam lainnya
banyak digunakan dalam membuat perlengkapan sehari-hari karena mempunyai
beberapa sifat yang menguntungkan antara lain kuat, keras, dan tahan lama
(Suhartanti, 2005). Bahan logam mudah mengalami kerusakan dan kehilangan fungsi
akibat proses alam dimana korosi pada alat tersebut tidak dapat dicegah tetapi lajunya
dapat dikurangi (Callister, 1991). Korosi terhadap logam dapat ditiadakan asal tidak
terdapat elektrolit, namun hal ini suatu hal yang sulit (Vlack, 1995).
Sejauh ini pencegahan korosi yang efektif dilakukan dengan metode
penambahan inhibitor korosi (Hermawan, 2007). Umumnya inhibitor korosi berasal
dari senyawa organik dan anorganik (Umoren et al, 2011). Senyawa dari bahan
anorganik seperti fosfat, kromat, nitrit, borak dan silikat dapat digunakan sebagai
inhibitor korosi baik sebagai inhibitor kationik, anionik, maupun campuran, ternyata
penggunaaannya kurang ramah lingkungan. Pengembangan inhibitor korosi tersebut
diarahkan ke sektor berbasis organik yang mengandung unsur nitrogen, oksigen,
belerang, dan fosfor yang dapat menurunkan laju penyerapan lingkungan penyebab
suatu korosi terhadap suatu logam karena adanya gugus fungsi yang mengandung
atom-atom yang dapat membentuk ikatan dengan logam yang membentuk kompleks
terlarut maupun kompleks mengendap (Dalimunthe, 2004).
Universitas Sumatera Utara
Basa schiff merupakan senyawa imina dengan karakteristik ikatan C=N. Derivat
ini bisa diperoleh melalui kondensasi amina primer dengan senyawa karbonil seperti
aldehid maupun keton (Agung et al, 2009). Salah satu hal yang menarik dari basa
Schiff bahwa penggunaannya sebagai suatu inhibitor korosi yang efektif, dimana
didasarkan pada kemampuan secara spontan membentuk suatu lapisan pada
permukaaan agar terlindung dari korosi. Banyak inhibitor komersial termasuk aldehid
atau amina, tetapi adanya ikatan C=N pada basa Schiff lebih efisien pada banyak
kasus salah satunya sebagai inhibitor korosi. Prinsip interaksi antara inhibitor dengan
permukaan logam adalah adsorpsi kimia (Ashraf et al , 2011).
Sinamaldehida adalah turunan sinamat dimana disamping dapat disintesis, juga
merupakan komponen utama minyak kayu manis (Guenther,1990). Pemanfaatan
senyawa ini masih sangat terbatas, sehingga perlu dilakukan upaya pengubahan
sinamaldehida menjadi senyawa turunannya yang lebih berdaya guna. Berdasarkan
struktur kimianya, sinamaldehida mempunyai cincin benzen, gugus alkena dan gugus
aldehida, sehingga memungkinkan untuk diubah menjadi gugus fungsi lain
(Ngawidiyana et al, 2007). Gugus aldehida pada sinamaldehida tersebut jika
direaksikan dengan amina primer dapat membentuk imina. Imina yang tersubsitusi
disebut dengan basa Schiff (Solomon, 1994).
Beberapa hasil penelitian sebelumnya telah mengkaji bahwa basa Schiff yang
mengandung gugus RCH=NR’ sebagai inhibitor korosi diantaranya basa Schiff hasil
kondensasi sinamaldehida dengan 2-aminofenol dan mengujikan basa Schiff tersebut
terhadap logam baja dalam media HCl 0,5N dan diperoleh nilai efisiensi inhibitor
sebesar 92,02% sedangkan kondensasi sinamaldehida dengan fenildiamin dan
mengujikan basa Schiff tersebut pada logam baja dalam media HCl 0,5N diperoleh
nilai efisiensi sebesar 94,62% (Qasim, 2011). Peneliti lainnya juga telah
memanfaatkan asam lemak tidak jenuh dari minyak nabati sebagai sumber aldehida
melalui reaksi ozonolisis yang selanjutnya dikondensasikan dengan amina primer,
diantaranya basa Schiff
hasil kondensasi antara aldehida metil oleat dengan
etilendiamin dan anilina sebagai sumber amina primer dimana pengujiannya
digunakan sebagai inhibitor korosi terhadap logam seng dalam media HCl 0,1N
dimana memberikan nilai efisiensi inhibisi korosi sebesar 73,30% untuk etilendiamin
Universitas Sumatera Utara
pada konsentrasi7000 ppm dan untuk anilina sebesar 80,09% pada konsentrasi 7000
ppm (Febriany, 2014). Demikian juga basa Schiff hasil kondensasi antara aldehida
metil ester asam lemak turunan kelapa sawit dengan aniline dan fenilhidrazin sebagai
sumber amina primer dimana pengujiannya sebagai inhibitor korosi terhadap logam
seng dalam media HCl 0,1N dimana memberikan nilai efisiensi inhibisi korosi sebesar
85,44% untuk fenilhidrazin pada konsentrasi 7000 ppm dan 82,38% untuk anilina
pada konsentrasi 7000 ppm (Stepani, 2015).
Pengujian Basa Schiff dilakukan pada logam seng. Lempeng seng digunakan
karena logam seng adalah suatu logam aktif dengan banyak aplikasi industri dan
sebagian besar digunakan untuk perlindungan korosi terhadap baja (Shah et al, 2011).
Komponen logam yang terdapat pada seng yaitu terdiri dari 45% Zn dan 55% logam
Al. Lempeng seng bersifat melapisi material baja untuk memberikan ketahanan yang
lebih baik terhadap korosi, namun ketika berada pada udara yang lembab, seng cepat
berkarat dengan membentuk suatu produk korosi yang dikenal sebagai karat putih. Hal
serupa juga terjadi pada pembersihan seng dengan menggunakan larutan asam
menyebabkan seng lebih mudah berkarat. Oleh karena itu proteksi terhadap logam
seng bersifat sangat penting (Eddy et al, 2010).
Dari uraian diatas maka peneliti tertarik untuk mensintesis basa Schiff dengan
memanfaatkan sinamaldehida yang dikondensasikan dengan membandingkan dua
jenis senyawa amina yaitu etilendiamin dan fenilhidrazin yang diikuti dengan uji
efisiensi basa Schiff yang diperoleh sebagai inhibitor korosi terhadap logam seng
dalam media HCl 0,1N.
1.2. Permasalahan
1. Apakah basa Schiff dapat disintesis melalui kondensasi
etilendiamin dan
fenilhidrazin dengan senyawa sinamaldehida
2. Bagaimana nilai efisiensi inhibitor korosi kedua jenis basa Schiff yang dihasilkan
sebagai inhibitor korosi terhadap logam seng dibandingkan dengan bahan baku
sinamaldehida, etilendiamin, dan fenilhidrazin
Universitas Sumatera Utara
1.3.
1.
Pembatasan Masalah
Sampel yang digunakan adalah sinamaldehida
2.
Sumber amina primer yang digunakan adalah etilendiamin dan fenilhidrazin.
3. Material yang digunakan adalah plat seng yang dibeli di pasaran dan dibentuk
dengan ukuran 5 x 1,5cm.
4. Inhibitor korosi yang digunakan diaplikasikan pada larutan HCl 0,1 N.
5. Metode penentuan effisiensi inhibitor yang digunakan adalah metode kehilangan
berat.
6. Konsentrasi inhibitor korosi yang digunakan dengan beda penambahan masingmasing yaitu 0 ppm (tanpa inhibitor), 1000 ppm, 3000 ppm, 5000 ppm, 7000 ppm.
7. Waktu perendaman yang digunakan adalah 24 jam, 48 jam, 72 jam, 96 jam, 120
jam pada temperatur ruangan
1.4.
Tujuan Penelitian
1. Untuk mensintesis basa Schiff dari sinamaldehida yang diikuti dengan kondensasi
etilendiamin maupun fenilhidrazin.
2. Untuk mengetahui basa Schiff yang dihasilkan berpotensi sebagai inhibitor korosi
terhadap
logam
seng
dibandingkan
dengan
bahan
baku
sinamaldehida,
etilendiamin, dan fenilhidrazin.
1.5.
Manfaat penelitian
Diharapkan hasil penelitian ini dapat memberikan informasi tentang cara mensintesis
basa Schiff dari sinamaldehida yang diikuti kondensasi dengan etilendiamin dan
fenilhidrazin serta memberikan informasi tentang potensi basa Schiff sebagai efisiensi
inhibitor korosi terhadap logam seng dalam media asam sehingga memberikan
informasi sejauh mana basa Schiff tersebut dapat bertindak sebagai inhibitor korosi.
Universitas Sumatera Utara
1.6. Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium kimia Organik FMIPA USU Medan, analisa
Spektroskopi FT-IR dilakukan di laboratorium Kimia Organik FMIPA UGM
Yogyakarta dan analisa spektroskopi UV-Vis dilakukan dilaboratorium kimia Organik
FMIPA-USU.
1.7.
Metodologi penelitian
Penelitian yang dilakukan bersifat eksplorasi melalui eksperimen laboratorium dimana
pada percobaan sinamaldehida direaksikan dengan etilendiamin dengan cara direfluks
selama 5 jam pada suhu 78-820C dalam pelarut etanol. Hasilnya kemudian
dirotarievaporator untuk menghilangkan pelarut. Selanjutnya didestilasi vakum untuk
menguapkan kelebihan sinamaldehida sehingga diperoleh basa Schiff I. Selanjutnya
sinamaldehida kembali direaksikan dengan fenilhidrazin dengan cara merefluks
selama 1 jam pada suhu 78-820C dalam pelarut etanol. Hasilnya kemudian disaring
dimana residu ditampung sebagai basa Schiff II. Kedua basa Schiff tersebut dianalisa
dengan spektroskopi
FT-IR dan UV-Vis serta uji efisiensi inhibitor korosinya
terhadap logam seng dalam media HCl 0,1 N.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Korosi adalah suatu proses perusakan logam, dimana logam akan mengalami
penurunan mutu (degradation ) karena bereaksi dengan lingkungan baik itu secara
kimia atau elektrokimia pada waktu pemakaian (Siti, 2008). Indonesia merupakan
Negara beriklim tropis dengan tingkat curah hujan dan kelembapan yang tinggi serta
polusi udara, dan industri akan mempercepat terjadinya proses korosi (Fajar, 2013).
Korosi terjadi pada semua logam terutama yang berhubungan langsung dengan udara
dan cairan yang korosif. Logam seng, tembaga, besi, baja dan berbagai logam lainnya
banyak digunakan dalam membuat perlengkapan sehari-hari karena mempunyai
beberapa sifat yang menguntungkan antara lain kuat, keras, dan tahan lama
(Suhartanti, 2005). Bahan logam mudah mengalami kerusakan dan kehilangan fungsi
akibat proses alam dimana korosi pada alat tersebut tidak dapat dicegah tetapi lajunya
dapat dikurangi (Callister, 1991). Korosi terhadap logam dapat ditiadakan asal tidak
terdapat elektrolit, namun hal ini suatu hal yang sulit (Vlack, 1995).
Sejauh ini pencegahan korosi yang efektif dilakukan dengan metode
penambahan inhibitor korosi (Hermawan, 2007). Umumnya inhibitor korosi berasal
dari senyawa organik dan anorganik (Umoren et al, 2011). Senyawa dari bahan
anorganik seperti fosfat, kromat, nitrit, borak dan silikat dapat digunakan sebagai
inhibitor korosi baik sebagai inhibitor kationik, anionik, maupun campuran, ternyata
penggunaaannya kurang ramah lingkungan. Pengembangan inhibitor korosi tersebut
diarahkan ke sektor berbasis organik yang mengandung unsur nitrogen, oksigen,
belerang, dan fosfor yang dapat menurunkan laju penyerapan lingkungan penyebab
suatu korosi terhadap suatu logam karena adanya gugus fungsi yang mengandung
atom-atom yang dapat membentuk ikatan dengan logam yang membentuk kompleks
terlarut maupun kompleks mengendap (Dalimunthe, 2004).
Universitas Sumatera Utara
Basa schiff merupakan senyawa imina dengan karakteristik ikatan C=N. Derivat
ini bisa diperoleh melalui kondensasi amina primer dengan senyawa karbonil seperti
aldehid maupun keton (Agung et al, 2009). Salah satu hal yang menarik dari basa
Schiff bahwa penggunaannya sebagai suatu inhibitor korosi yang efektif, dimana
didasarkan pada kemampuan secara spontan membentuk suatu lapisan pada
permukaaan agar terlindung dari korosi. Banyak inhibitor komersial termasuk aldehid
atau amina, tetapi adanya ikatan C=N pada basa Schiff lebih efisien pada banyak
kasus salah satunya sebagai inhibitor korosi. Prinsip interaksi antara inhibitor dengan
permukaan logam adalah adsorpsi kimia (Ashraf et al , 2011).
Sinamaldehida adalah turunan sinamat dimana disamping dapat disintesis, juga
merupakan komponen utama minyak kayu manis (Guenther,1990). Pemanfaatan
senyawa ini masih sangat terbatas, sehingga perlu dilakukan upaya pengubahan
sinamaldehida menjadi senyawa turunannya yang lebih berdaya guna. Berdasarkan
struktur kimianya, sinamaldehida mempunyai cincin benzen, gugus alkena dan gugus
aldehida, sehingga memungkinkan untuk diubah menjadi gugus fungsi lain
(Ngawidiyana et al, 2007). Gugus aldehida pada sinamaldehida tersebut jika
direaksikan dengan amina primer dapat membentuk imina. Imina yang tersubsitusi
disebut dengan basa Schiff (Solomon, 1994).
Beberapa hasil penelitian sebelumnya telah mengkaji bahwa basa Schiff yang
mengandung gugus RCH=NR’ sebagai inhibitor korosi diantaranya basa Schiff hasil
kondensasi sinamaldehida dengan 2-aminofenol dan mengujikan basa Schiff tersebut
terhadap logam baja dalam media HCl 0,5N dan diperoleh nilai efisiensi inhibitor
sebesar 92,02% sedangkan kondensasi sinamaldehida dengan fenildiamin dan
mengujikan basa Schiff tersebut pada logam baja dalam media HCl 0,5N diperoleh
nilai efisiensi sebesar 94,62% (Qasim, 2011). Peneliti lainnya juga telah
memanfaatkan asam lemak tidak jenuh dari minyak nabati sebagai sumber aldehida
melalui reaksi ozonolisis yang selanjutnya dikondensasikan dengan amina primer,
diantaranya basa Schiff
hasil kondensasi antara aldehida metil oleat dengan
etilendiamin dan anilina sebagai sumber amina primer dimana pengujiannya
digunakan sebagai inhibitor korosi terhadap logam seng dalam media HCl 0,1N
dimana memberikan nilai efisiensi inhibisi korosi sebesar 73,30% untuk etilendiamin
Universitas Sumatera Utara
pada konsentrasi7000 ppm dan untuk anilina sebesar 80,09% pada konsentrasi 7000
ppm (Febriany, 2014). Demikian juga basa Schiff hasil kondensasi antara aldehida
metil ester asam lemak turunan kelapa sawit dengan aniline dan fenilhidrazin sebagai
sumber amina primer dimana pengujiannya sebagai inhibitor korosi terhadap logam
seng dalam media HCl 0,1N dimana memberikan nilai efisiensi inhibisi korosi sebesar
85,44% untuk fenilhidrazin pada konsentrasi 7000 ppm dan 82,38% untuk anilina
pada konsentrasi 7000 ppm (Stepani, 2015).
Pengujian Basa Schiff dilakukan pada logam seng. Lempeng seng digunakan
karena logam seng adalah suatu logam aktif dengan banyak aplikasi industri dan
sebagian besar digunakan untuk perlindungan korosi terhadap baja (Shah et al, 2011).
Komponen logam yang terdapat pada seng yaitu terdiri dari 45% Zn dan 55% logam
Al. Lempeng seng bersifat melapisi material baja untuk memberikan ketahanan yang
lebih baik terhadap korosi, namun ketika berada pada udara yang lembab, seng cepat
berkarat dengan membentuk suatu produk korosi yang dikenal sebagai karat putih. Hal
serupa juga terjadi pada pembersihan seng dengan menggunakan larutan asam
menyebabkan seng lebih mudah berkarat. Oleh karena itu proteksi terhadap logam
seng bersifat sangat penting (Eddy et al, 2010).
Dari uraian diatas maka peneliti tertarik untuk mensintesis basa Schiff dengan
memanfaatkan sinamaldehida yang dikondensasikan dengan membandingkan dua
jenis senyawa amina yaitu etilendiamin dan fenilhidrazin yang diikuti dengan uji
efisiensi basa Schiff yang diperoleh sebagai inhibitor korosi terhadap logam seng
dalam media HCl 0,1N.
1.2. Permasalahan
1. Apakah basa Schiff dapat disintesis melalui kondensasi
etilendiamin dan
fenilhidrazin dengan senyawa sinamaldehida
2. Bagaimana nilai efisiensi inhibitor korosi kedua jenis basa Schiff yang dihasilkan
sebagai inhibitor korosi terhadap logam seng dibandingkan dengan bahan baku
sinamaldehida, etilendiamin, dan fenilhidrazin
Universitas Sumatera Utara
1.3.
1.
Pembatasan Masalah
Sampel yang digunakan adalah sinamaldehida
2.
Sumber amina primer yang digunakan adalah etilendiamin dan fenilhidrazin.
3. Material yang digunakan adalah plat seng yang dibeli di pasaran dan dibentuk
dengan ukuran 5 x 1,5cm.
4. Inhibitor korosi yang digunakan diaplikasikan pada larutan HCl 0,1 N.
5. Metode penentuan effisiensi inhibitor yang digunakan adalah metode kehilangan
berat.
6. Konsentrasi inhibitor korosi yang digunakan dengan beda penambahan masingmasing yaitu 0 ppm (tanpa inhibitor), 1000 ppm, 3000 ppm, 5000 ppm, 7000 ppm.
7. Waktu perendaman yang digunakan adalah 24 jam, 48 jam, 72 jam, 96 jam, 120
jam pada temperatur ruangan
1.4.
Tujuan Penelitian
1. Untuk mensintesis basa Schiff dari sinamaldehida yang diikuti dengan kondensasi
etilendiamin maupun fenilhidrazin.
2. Untuk mengetahui basa Schiff yang dihasilkan berpotensi sebagai inhibitor korosi
terhadap
logam
seng
dibandingkan
dengan
bahan
baku
sinamaldehida,
etilendiamin, dan fenilhidrazin.
1.5.
Manfaat penelitian
Diharapkan hasil penelitian ini dapat memberikan informasi tentang cara mensintesis
basa Schiff dari sinamaldehida yang diikuti kondensasi dengan etilendiamin dan
fenilhidrazin serta memberikan informasi tentang potensi basa Schiff sebagai efisiensi
inhibitor korosi terhadap logam seng dalam media asam sehingga memberikan
informasi sejauh mana basa Schiff tersebut dapat bertindak sebagai inhibitor korosi.
Universitas Sumatera Utara
1.6. Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium kimia Organik FMIPA USU Medan, analisa
Spektroskopi FT-IR dilakukan di laboratorium Kimia Organik FMIPA UGM
Yogyakarta dan analisa spektroskopi UV-Vis dilakukan dilaboratorium kimia Organik
FMIPA-USU.
1.7.
Metodologi penelitian
Penelitian yang dilakukan bersifat eksplorasi melalui eksperimen laboratorium dimana
pada percobaan sinamaldehida direaksikan dengan etilendiamin dengan cara direfluks
selama 5 jam pada suhu 78-820C dalam pelarut etanol. Hasilnya kemudian
dirotarievaporator untuk menghilangkan pelarut. Selanjutnya didestilasi vakum untuk
menguapkan kelebihan sinamaldehida sehingga diperoleh basa Schiff I. Selanjutnya
sinamaldehida kembali direaksikan dengan fenilhidrazin dengan cara merefluks
selama 1 jam pada suhu 78-820C dalam pelarut etanol. Hasilnya kemudian disaring
dimana residu ditampung sebagai basa Schiff II. Kedua basa Schiff tersebut dianalisa
dengan spektroskopi
FT-IR dan UV-Vis serta uji efisiensi inhibitor korosinya
terhadap logam seng dalam media HCl 0,1 N.
Universitas Sumatera Utara