Pasivasi sebagai pengendali korosi, proseding2006.
d an'IlmuBpngetahuan
hffiffAtfta
'. '-.t
Fii*t'-*i..--
ffi"$ UniversitasNegeril
Tahun
tal
ASLI
i,
&rd"y *'i'giy "nl
,..iY
N l P .1 9 $ 3 . ' 1 4 i i e ; i l J
1003
I
PASIVASISEBAGAIPENGENDALIKOROSILOGAM
EndangWidjajanti Laksono
iurdik Kimia FMIPA UNIY
yahoo.com
Ernail: ewxlaksonor@
AtsSTRAK
ASLI
Korosi merupakanperisti*a alarn yang rnerugikandan tidak dapat dicegah.
Untuk menghindarikerusakanmaterial logam. maka korosi harus dikendalikan.
Pengendalian
ini dimulai padatahapperancangan,
pembuatan
dan akhirnyapadatahap
p e m a k a i a nP. a s iar s r r n e r u p a k atrer k r r i kp e r n b c r r t u k al anp i s a np a s i f p a d a p e r m u k a a n
l o g a m .L a p i s a np a s i f ' t e r d i r id a r i l a p i s r r ro f . : j d aa t a u l a p i s a rhr i d r o k s i d aU. m u m n , r ' a
p a s i fl a n g t e r b e n t upka d al o g a n rb i l r r r t , rt.a i t u o k s i d al o g a r nd i b a g i a nd a l a md a n
lapisan
o k s i d a /h i d r o k s i d da i b a g i a nl u a r . O k s i d al o g a n d
r a n h i d r o k s i d lao g a n rs e b e n a r n yj uag a
p e m i c ut e r b e n t u k n rkao r o s i . K c t e p a t a pn r ' n t i l r l r l p
r ro t e n s i apl a d ap r o s e sp a s i v a sai k a n
m e n g h a s li al p i s a na r r t ki o r o s is. e d a r r g k a
ke
r rt i d a kt c p a t a n
p e n g g u n a at enk n o l o giin i j u s t r u
b e r a k i b artn e n t i c ut i r t t b r r l n
a ,ki o r o s ia t a uj u s t r u t el ; r l rt e r k o r o s i . A n a l i s i sl a p i s a np a s i f
d a l a n st k a l ar t r i L r tdl i r p adt i l a k r r k arrtr e l a l Lnrrir : t r r tiitu) u k t f o r ) t 9 t r i .
K a t ak u n c:i k o r o s ip. a s i r a sei l.e k t r o k i r n i a
P E ; r * D . { l l LL L , , \ \
Korosi adalah proscs alarttiah ) ang bany'ak nrcn)cbabkan kerusakan
t t t a t e r i a lS
. c er t l i t k l t u s u sk u l o s rd i d el l r r i s i k i r rsrc b a g u p
i c l l u f l l n u l r t r i r t ul o g a r no l c h
r e a k s i e l c k t r o k i n r i a d en g l n l i n t k L r n g a n na; ( K en n et h l t - f. I 9 9 1: I 9 9 ) . R e a k s r
k o r o s i l r l i t l l l t s l x ) n t i l r )s. c h i r r g g isre r i l n g i ukl o r o s i t i c l a kd a p a tc l i u e g a ht,c t a p id a p a t
dikendalikan, Pengenrialian korosi te'rharlapsuatLl bahan ataLr materi dapat
r)tcnlperpi.rlrlarrg
usiu plkui ltlltlrr]irti.runri.rtsrilllcrscbut. Ada bcbcragra
cafa yang
t e l a h d i k c n a l u r t t u k n r c n g e n d a l i k a np r u s c s k o l o s i , n r i s a l n v ap c l a p i s a nd c n g a n
p o l i m e rt e r t c n t u a
. t a up r o t c k s ik a t o d i k .
Setiap bahan atau material mengalanri 3 tahapan pokok yaitu tahap
perancangan. tahap penrbuatan dan tahap pemakaian, Pengendalian korosi
memainkan peran pentingdalarrisetiaptahapanini, Kegagalanpengendalianpada
ketiga tahapan ini nrenlebabkan bahan atau nraterial rusali sebelum bermanfaat
(prematur). Pcngendaliankorosi dapat berupa rnodifikasi rancangan,modifikasi
lingkungan, peniberiart lapisan pelindung. pentilihan bahan ataupun proteksi
katodikatauanodik.Penrberian
lapisan l i n d u n sm i s a l n v d
ae n
Dipresenrasikan
NASIONAL lvllPA 2006 denganrema
dalarnSt--l't'llNAR
P e n d i d i k r rtnl a, n l ' c n r r a p l nM l l ' A s c r l al ) c r u r r i r r r rlr)raal a mP e n i n g k a t aKn
P e n d i d i kd a n ' l ' e n a g uK c p c r r t l i d i k a n)"a n g d i s r " ' l c r r g g a r uoklaerhrF a k u l t a sI V l a t e
P e n g e t a h u aAnl a m U N Y d i Y o g l a a n a p a d at a n g g a i A s u s r u s2 0 0 6
ESA}IAN
illlEfsiiTANy
B.''ff^Ifr-
lEndarg %,Ajajant i L a 6os
ono
ataumaterialdengansuatupolimertertentu,atausenyawatenentu(cat misalnya).
Tetapi tidak semuabahandapat dilapis dengancara tersebut,Karenadapat saja
materialtersebuttidak dapatdigunakanatau berfungsidenganbaik karenaadanya
lapisan itu. Khusus untuk logam pemberianlapisan pelindung dapat berupa
lapisanfilm pasif, Teknik pelapisanmerupakanteknik elektrokimia.Sedangkan
analisissecarakimia dapatdilakukansecaragratimetri,spekrromerri1XPS,STM,
spektrometriimpedance,AES, SIMS). Tujuan analisis secara kimia untuk
mengukurketebalanlapisan,mengetahuikerapatanmolekul padalapisanoksida
atau hidroksida dan strukturkimia lapisan.Denganmengetahuiketebalandan
strukturkimia, makakarakterlapisandapatditcntukan.
Pasivasimerupakansuatukeadaandari logam atau paduanlogam dalam
pelarut,dimana permukaanlogam tertutupoleh oksida dan hidroksidadengan
ketebalantertentudan konrpaklconrpact)(1,. Nlarcus,V Maurice,2000:132),
Keadaanini rnenvebabkan
loganratalrpaduanmenjadipasifdan nantinyadapat
memproteksi
logamataupaduanterhadapscrangan
korosi.Pernbentukan
lapisan
oksida dan hidroksida sebagai lapisarr plsif di permukaanmemerlukan
perhitungansecaratepat, karena lapisanoksida atau lapisan hidroksidajustru
dapat berubahmenjadi pemicu terjadinl,akorosi. Seberapatebal lapisanitu
terbentuk, atau bagaimanakarakteristik tllnr atau lapisan pasif merupakan
pertintbanganutarlra pertrasilan.Makalali ini akan mcmbahas lebih jauh
bagaimanafilm pasif dibuat pada permukaanlogam dan sejauhmanadapat
mengc'ndal
i kankorosr.
PEMBAHASAN
Korosi
Secarakimia peristinakorosi merupakanreaksioksic'asireduksiantara
logam denganlingkungannya,
menuruthukunrtermodinamikaII, reaksiberjalan
spontankarenabeda potensialsebelumreaksi lebih kecil dibandingkanbeda
potensialsetelahreaksi, Loganr )ang paling nrudah terkorosiadalah besi.
Keberadaan
air atauuapair yangbereaksi
dcnganlogam,menghasilkan
ion positif
(H-) di permukaanlogam akan nienl,ebabkan
ion negatif dari
mendekatnya
K-36
SeminarNosiorufgl.tcpAZoo0
cPasi'uosi
Se1ag;tPtycn fu[i'l(oron Logam
lingkunganke permukaanlogam. Jika di lingkunganbanlak terdapatoksigen
(yangdapatmembentukion negatit)makareaksilanjutandari proseskorosi akan
menjadisemakinmudah,Secaraumum reaksikimia yang terjadidapatdituliskan
berikut:
sebagai
2 N I - ( a q ) -H : O t l t ) \ l O H . , r ,- F I - ( a q )
.....(l)
pada permukaanlogam. Spesi
M. aclalahloganr.irtls .r.lrrllhspesitcrir,,'lstlrpsi
reaktit.karcnacnerginyalebihtinggidari senyawaN4Ofl
MOH oa,ini umunrn)'a
a t a u ; o n n y ' aK
, c r e a k t i t a inn i t c r b e n t u k a r c n ra. rd a n l ap c r u b a h aenn e r g im e n u j u
padakestabilan.
R e a k s(i l ) u n t u kl o g a n kr r o md a p ndt i t u l i s k i rsnc b a g abi e r i k u t :
C r r - 1 a q* ; i l l : O ( s )) C r ( O l l ) : , . r' ,i I l - ( a q ) . .
,.,.....,..(2)
reaksi:
terjadinya
oksigenpadapcnnukaan
loganrakunrncnyebabkan
kehadiran
V l O H ( s ) ' r t / z O(:g ) ) i U O ( O l Ju) , r :. . .
.,....,(3)
MO(OH) merupakanproduklang dikenalscbagaikorosiatauuntuk logam besi
d i k e n a ls e t , a g aki a r a t .[ , r r t u kl o g a r nb c s i r c a k s ik o r o s id a p a td i t u l i s k a ns e p e r t i
persamaan
reaksi(-lt
F e ( s )" l l : O ( l ) )
I : e( l l l O 7 . r r, ,r ,: ,
.,,.(1)
F e ( H 3 O ) r )1 , F e i O f l ' 1 , , uL,l-' 1 a q . ;
I r e ( O i l ' ) r u) , l ' e ( O l l ) u l-, e '
F e ( O H ) , ; ), F e ( O H ) - ' e
2 } r e( O Il ) ' " l l 2 0 : - I l l ' ) 2 I r c ( O[I) r ' ' l - l : O
I r e ( O l t ) r-- l l r o ) l i c l O l l ) : ' +I l '
2 F e ( O I - l ) : ' t- :r. ' l ' - l l l : O ) + F c - r O + - 6 l l *
F e ( O H ) : - O l i ' ) F e O ( O H-) H : O
produk akhir dari reaksi(l) adalahFe;O+y'aitumagnetitdan karat FeO(OH).
korosi dapatdigantbarkan
Secaraurnum nrekanisnre
sepertidaiam gambar 1.
Seluruh pernrukaanlouanr lang basahmenyebabkanberkurangnyakandungan
d a l a r tct l c k t r o l ict l id c k a t n y a .
oksigen
Wnia
K -37
E&ng'WAj ajant i ta ftSono
udara
Gambarl. \lekanismeteriadinrakorosisecara
umun
Sedangkangambar2 memperlihatkan
mekanismekorosilogamFe sepertipada
reaksi(4)
Udara
G a m b a2r . ! l e k a n i s n rtee r j a d i n ykao r o s p
i a d al o g a mb e s i
Panjangnya
lintasanoksigcnnrenujupermukrun,nrakabagianini menjadianoda.
Akibatnyapclarutanlegairrtcrjadidi blgiurrIcrrgah,
rsaksiion lt-rganr
dcnganion
hidroksil menyebabkanpcnurnpukanprodLrkkorosi di sepLltarlubang dan
membentuk
karat.
Berdasarkan
awalterjadinya
korosi,rlaka korosidapatdibedakan
menjadi
korosi merata(uniform), korosi sumuran(pitting conosion),korosi antar butir,
korosi tegangretak.korosi galvani dan korosi biologi. Digolongkansebagai
korosi merata bila logarnatau paduanloganrberadadalam lingkunganagresif
(korosif;,misalnyasuasana
asamataubasa ataukeberadaan
molekul02, HzO,
CO2,ataupunair sadah. Korosisunruranac.lalah
korosiyangdipicuoleh faktorfaktor metalurgi, Yang dinraksuddengan taktor metalurgi misalnya adanya
keretakanpada logam. mempunyaitonjolan atau rerjadi dislokasipada logam
akibat tegangantarik yang dialami, konrposisinyaheterogenkarena adanya
inklusi,segregasi
ataupresipitasi.
K-38
SemitarNa.rbwf % IaA 2006
aoshtasiSe1agaiQer4entrafiKprod Logam
Korosi antar butir adalahkorosi yang terjaclipada batasbutiran,akibat
energi pada daerah ini lebih besar dibandingkandengan sekitamya.Korosi
tegan3-retakterjadiakibattegangandalarnlogamyang beradadalamlingkungan
korosit-.lvlunculnla tegangankarena pendinginanyang tidak merata. Korosi
galvani merupakankorosi antara2 logam berbedayang beradadalam kontrak
korosibiologikorosiyangditimbulkan
listrik dan lingkungankorosil.Sedangkan
jamur ataubakteri.
olehganggang,
Pasivasi
Pasirasi adalah sLratuteknik cl.'ktrokinria)ang digunakan untuk
suatulogam
melindungilouantnrelaluipernbentukan
tilnr pusil'padapcrntukaan
proses
ataumaterial.Loganrbila dic,-'lupkan
dalanrl:rlulanasamakanmertgalami
p c l a r t t t u rK
t . e n r u r l i ; rtnc r i a i l ip c l c p l s l r th i r l r u g u rdt a r i p e r n r u k a alrot g a r t ra k i b a t
adanlaarusdi katodadandiikutidenganrcduksidarioksigen.
loganr
pasif,lapisan
lapisan
oksidadanatau
hidroksida
lapisan
permukaan
logam
OanrbarL Strukturlapisanpasil'pada
K a r a k t e r i s t i ks i s t e n rp a s i l ' n r e l i p u t id a e r a ha k t i l , d a e r a hp a s i l ' d a n d a e r a h
transpasil..
Secaraskerlatikdapatdilihatpadadiagrampadagambrr 3 .
Kurva padagarnbar3 nrc'rnperlihatkan
bah*'a suatulogamyang dipasifkan
p a d ap o t e r t s i i t e
l r t c n l r r n r c n r p r , n t )Ja ik c r r r u r r g k i r r a
b rcrr,a d ap a c l ac l a c r a ha k t i f
yang berartiloganrnrudahtcrkorosi.bcradapadadaerahpasii'yangartinyalogam
padadaerahini akan terjadi
terproteksidari korosiatarr padadaerahtranspasit-.
pelepasan
oksigen.dan terjadipelarutan
lang berartiterjadikorosisumuranatau
pitting corro,sion Oleh seh;rbitu bcsarnyapotensialy,angharusdipilih harus
yang dipilih bcrada pada daerahaktif atau
tepat. Kar,,'naapabila pt-rtcnsial
transpasil.r ang tcr'1ldiI'Lrk.rnperlindirngr.in
tcrhadapkorosi melainkanjustru
padaprosespasivasi,sepeni
terkorosi. Selainitu pll larutartluga berpengaluh
'l(imw
K -39
Etdang glMj ajant i La ftSorc
yang diperlihatkandalampenelitianStrehblowdan Titze (P.Marcus,v. Maurice,
2000:142)
Daerahaktif
daerah pasif
daerahkan-casrf
Evolusr
dan
oksigen
9
pelarutan
pada
filmsemi
konduklor
transpasif
'/
/
7t^ terisolasi
/ gadaAt oan
zn,nt
l)utcr)5ra
clcktroda
Gambar3. Kuna antarapotensial
danarusberbagai
lorramdalamlarutan
elektrolit
Setiap loganr menrpunr
ai kurra porensial elekrrode- arus yang
karakteristik.misalnya saja untuk permukaanlogam Nikel yang berorientasi
(l I l), daerahaktif bera.ria
pada potensialelektroda0 sampai200 mV/ EHS
(elektrodapembandingyang digunakanadalahelektrodahidrogenstandar).dan
daerah transpasiftercapaimulai potensial l-100 mV/ EHS untuk pH larutan
pasivasi3. (E. Laksono,2001:165).Atau dapatdikatakandaerahamanuntuk
prosespasivasiadalahantara200 sampai 1400 mV/ EHS. Sedangkanuntuk
permukaankrom 1'angberorientasi( ). daerahpasivasiberadapada (H.Ma, Y.
Berthieret al. 2002: ). Llntuklogam Cu. penelitianStrehblow menyebutkan
bahwadaerahpasif terbentukpadaporensial0,58.pH sampai- 0,059.pH, Film
pasif y'angterbentuknterupakanbilul,erarru dua lapis y'aituCu2Opada lapis
d a l a md a n C u O / C u ( O H )p: a d al a p i s a nl u a r ( P . N 4 a r c u V
s .. M a u r i c e , 2 0 0 01: 4 2 ) .
Berbeda
d e n g a nl o g a ma l u m u n i u nst .i l a ta l u n r u n i u m
s e b a g ai si o l a t o rm, a k ap r o s e s
pasivasipadaaluntuniumuntukketebalan
kLilangdari 100p M umumnyalapisan
pasifyangterbentukberpori.Karenalllnr rang terbentukmerupakan
t-rimanodic
yang menyebabkanterjadinla patahansiruktur pada potensialtinggi. Lapisan
K-{0
SeminarNasioruf% IaA 2 006
Qosi'vos'r
5eo.tg:t Pct4eni,tft furoi
Logem
pasif padaalumuniumterdiridari AluOr di bagiandalamdan \iOLtf{ Ji bagian
luar,
Penentuanketebalanlapisanpasifsecaraspektrometri
Ada beberapameto,Jalang dapatdigunakanuntuk mengukurketebalan
konrposisikimia lapisanpasif yang
lapisanpasif sekaligusuntuk nrcngetahui
r c r b e n t u k i \ l e t o d el l r r g l t a l i r r gb l r r l l h . l i g u n a k a rat d a l a h5 n c k t r o l l l e t r.i'.\ d a
b e b e r a p iai l a r y a n g d i t l u s a r k apna l a k c r i r ,s p e k t r o r l l c l rni t, i s a l r t r a . X l ' (S X - r a y s
yaitu spcktrotbtometer
Spectrophotometerl
Photoelectron
lang bcrsunlberpada
photoelectrondari sinar X. .{ES yaitu spcktrotbtometer
}ang nlenggunakan
e l e k t r o nA u g e ru n t u kt t t e n e t l b apkc t t l t t k a a r t .
Xnl ' } S . l ' e b a ll a p i s a n
K e r e b a l a nl a p i s a nd a p a td i t e n t u k ; i n r e n g g u t r a k a
pirotcrclcktron
logarn terhadapoksida
dengrnpanjangutc'nuaSi
akan sebancling
i a g i a nd a l a n rt e r t e n t us.u d u ty a n g
a t a uh i d r o k s i d a n l ua n r u ks u a t ut i n g k a te n e r g b
dan
dengartarahpirotoelectron
sanrpel
dibentukanraraperniukaan
iiing dianalisis
a . K i t a k a t z uV. . i \ 4 a u r i c e
r k s i d aa t a uh i d r r r k s i d a n(l N
d e n s i t aus n s u rk r g a r ld a l a n o
e t a l , 1 9 9 8 3: 6 ) .
n r i e n t a s( li l l )
P e n e l i r i aEn. l - a k s o n(ol U 0 l : 1 6 5 .n)i e n l c b u t k abna h w aN i d e n g a o
y ' a n gd i p a s i r a s i d c n g i i np o t c n s i asl e b c s a9r 5 0 m V I E H S d a , r l l 5 0 n t V l E H S
5 Ao dan 7 Au.
lapisanoksidadenganketebalan
selama30 menir.ntenghasilkan
sedangkanlapisanhidroksida)ang terbcntukmempunyaiketebalansamayaitu
bahwapada
gasanioniakmemperiihatkan
5 A". Uji Iapisanpasil'terhadap
sebesar
-smBar
h i n g g a3 0 m e n i t
e k s p o s i sgi a s a m o n i a kd o s i sr e n d a hy a i t us c b e s alr0
terjadinyaadsorpsiarttoniakpada permukaanlogam, baik
tidak menyebabkan
untuk yang dipasitkansebesar950nrV ntatrpun1150 mV. Namun untuk uji
anroniakl0 nrllar selanra20 rnenit,permukaanlang dipasiftan
menggunakan
dengan potensial I 150 ntV
gas amoniak,meskipun
lnalt)pulttL'l')gadsorpsi
permukaanlain yangdibuat
dcngern
silngatrendah.t)ibandingkun
intensitasn)a
o l e h p e n e l i r Ii a i n p a d al o g l n rN i t t t t ) , r l o k a i n t c n s i t aasd s o r p si ni i s a n g arte n d a h
i et s. a l ,
( W i l l e n b r L r cI hl ..D . C ' l a r t o n( . I t . e t a l . l 9 9 0 :1 7 9 .E . L a k s o n oC. l a l t a y ' r e
Wmu
K -41
E&nA hl,ldjajanti L aftSono
2403: 53.1,ini berani lapisan pl:r;' relah mampu memproteksiterhadapgas
amoniak.
PENUTUP
Korosi
adalah pcri:tiua ;rlarn \ ang menyebabkankerusakanpada
material.Bila ini terjadi pada alat- alat ylng vital atau penting maka akan
berdampak secaraekonomis.Untuk mencegahprosesalam ini sangatsulit.
Pengendalian
korosi y'angterjadipadalogarndapatdilakukandenganmembentu
lapisanpasifpa,lapemrukaan
logarn.Namunagarhasilnyaefektif,makabesamya
potensial
untuksctiaploganrharusdiperhatikan.
lang digunakan
DAFTAR PLiSTAKA
E. Laksono,2001
oJtheuntrrtottiu
r,tnpctssivefilm
.lnteruc'tir.tn
on ,Yi(l1l) surfaces
Proce'edings
6'r'ISS\1. \lanchcster'.
CreatBritain.
Endang\\ridjajantiLaksono,
.{. Caltalries.C. .\rgile.P. i!larcus(2003).
..lclsor'lttiott
pt'c-tt'r(ttr(l
tt.l,\'ll: on O.ulgt,tr
,\'i(lll1. SurJilc'c.Sc'icnc's,530,
p . 37 - 5 a
H. lVIa,Y.Berthier,P,iVlarcus,
2001,,lclsorptiott
oJ'ununonia
on passive
ftlm on
chrontiunt
s'urJuc',:.
CorrosionSci.{J,l 71
KennethR. T. J. Chamberlain.
1991,Koro.;ittntukmuhasiswa
Seinsdan
(terjemahun.l.
RekaT'asa
GramediaJakarta
N. Kitakatzu.V. IVlaurice.
C. Hinnen.P. IVlarcus.
2000,Localdecomposition
of
ItliO ultruthinJilmsJbrmeclon l,li(1lil. SurfaceSciencg{07,36
P.Marcus,V. lvlaurice,2000,.l'luteriulscielcesuntl Techno\og,
ediredby M.
y,ol19,London,willey-VCH, 131-169
Schurze,
W i l l e n b r u c hR. . D .C l a l r o n C
. . R . .\ , 1 .O v e r s l u i z e D
n ,, K i m , Y . L u i , 1 9 9 0 ,
Interuc'tiort
rtf untrttr-tttiu
on pus'sive.lilms
on Cr, ivlo, itii,!;e, CorrosionSci,
3 1 .r 7 9
K-12
SemirwrNa.rbru[ *t tcPAZoo0
hffiffAtfta
'. '-.t
Fii*t'-*i..--
ffi"$ UniversitasNegeril
Tahun
tal
ASLI
i,
&rd"y *'i'giy "nl
,..iY
N l P .1 9 $ 3 . ' 1 4 i i e ; i l J
1003
I
PASIVASISEBAGAIPENGENDALIKOROSILOGAM
EndangWidjajanti Laksono
iurdik Kimia FMIPA UNIY
yahoo.com
Ernail: ewxlaksonor@
AtsSTRAK
ASLI
Korosi merupakanperisti*a alarn yang rnerugikandan tidak dapat dicegah.
Untuk menghindarikerusakanmaterial logam. maka korosi harus dikendalikan.
Pengendalian
ini dimulai padatahapperancangan,
pembuatan
dan akhirnyapadatahap
p e m a k a i a nP. a s iar s r r n e r u p a k atrer k r r i kp e r n b c r r t u k al anp i s a np a s i f p a d a p e r m u k a a n
l o g a m .L a p i s a np a s i f ' t e r d i r id a r i l a p i s r r ro f . : j d aa t a u l a p i s a rhr i d r o k s i d aU. m u m n , r ' a
p a s i fl a n g t e r b e n t upka d al o g a n rb i l r r r t , rt.a i t u o k s i d al o g a r nd i b a g i a nd a l a md a n
lapisan
o k s i d a /h i d r o k s i d da i b a g i a nl u a r . O k s i d al o g a n d
r a n h i d r o k s i d lao g a n rs e b e n a r n yj uag a
p e m i c ut e r b e n t u k n rkao r o s i . K c t e p a t a pn r ' n t i l r l r l p
r ro t e n s i apl a d ap r o s e sp a s i v a sai k a n
m e n g h a s li al p i s a na r r t ki o r o s is. e d a r r g k a
ke
r rt i d a kt c p a t a n
p e n g g u n a at enk n o l o giin i j u s t r u
b e r a k i b artn e n t i c ut i r t t b r r l n
a ,ki o r o s ia t a uj u s t r u t el ; r l rt e r k o r o s i . A n a l i s i sl a p i s a np a s i f
d a l a n st k a l ar t r i L r tdl i r p adt i l a k r r k arrtr e l a l Lnrrir : t r r tiitu) u k t f o r ) t 9 t r i .
K a t ak u n c:i k o r o s ip. a s i r a sei l.e k t r o k i r n i a
P E ; r * D . { l l LL L , , \ \
Korosi adalah proscs alarttiah ) ang bany'ak nrcn)cbabkan kerusakan
t t t a t e r i a lS
. c er t l i t k l t u s u sk u l o s rd i d el l r r i s i k i r rsrc b a g u p
i c l l u f l l n u l r t r i r t ul o g a r no l c h
r e a k s i e l c k t r o k i n r i a d en g l n l i n t k L r n g a n na; ( K en n et h l t - f. I 9 9 1: I 9 9 ) . R e a k s r
k o r o s i l r l i t l l l t s l x ) n t i l r )s. c h i r r g g isre r i l n g i ukl o r o s i t i c l a kd a p a tc l i u e g a ht,c t a p id a p a t
dikendalikan, Pengenrialian korosi te'rharlapsuatLl bahan ataLr materi dapat
r)tcnlperpi.rlrlarrg
usiu plkui ltlltlrr]irti.runri.rtsrilllcrscbut. Ada bcbcragra
cafa yang
t e l a h d i k c n a l u r t t u k n r c n g e n d a l i k a np r u s c s k o l o s i , n r i s a l n v ap c l a p i s a nd c n g a n
p o l i m e rt e r t c n t u a
. t a up r o t c k s ik a t o d i k .
Setiap bahan atau material mengalanri 3 tahapan pokok yaitu tahap
perancangan. tahap penrbuatan dan tahap pemakaian, Pengendalian korosi
memainkan peran pentingdalarrisetiaptahapanini, Kegagalanpengendalianpada
ketiga tahapan ini nrenlebabkan bahan atau nraterial rusali sebelum bermanfaat
(prematur). Pcngendaliankorosi dapat berupa rnodifikasi rancangan,modifikasi
lingkungan, peniberiart lapisan pelindung. pentilihan bahan ataupun proteksi
katodikatauanodik.Penrberian
lapisan l i n d u n sm i s a l n v d
ae n
Dipresenrasikan
NASIONAL lvllPA 2006 denganrema
dalarnSt--l't'llNAR
P e n d i d i k r rtnl a, n l ' c n r r a p l nM l l ' A s c r l al ) c r u r r i r r r rlr)raal a mP e n i n g k a t aKn
P e n d i d i kd a n ' l ' e n a g uK c p c r r t l i d i k a n)"a n g d i s r " ' l c r r g g a r uoklaerhrF a k u l t a sI V l a t e
P e n g e t a h u aAnl a m U N Y d i Y o g l a a n a p a d at a n g g a i A s u s r u s2 0 0 6
ESA}IAN
illlEfsiiTANy
B.''ff^Ifr-
lEndarg %,Ajajant i L a 6os
ono
ataumaterialdengansuatupolimertertentu,atausenyawatenentu(cat misalnya).
Tetapi tidak semuabahandapat dilapis dengancara tersebut,Karenadapat saja
materialtersebuttidak dapatdigunakanatau berfungsidenganbaik karenaadanya
lapisan itu. Khusus untuk logam pemberianlapisan pelindung dapat berupa
lapisanfilm pasif, Teknik pelapisanmerupakanteknik elektrokimia.Sedangkan
analisissecarakimia dapatdilakukansecaragratimetri,spekrromerri1XPS,STM,
spektrometriimpedance,AES, SIMS). Tujuan analisis secara kimia untuk
mengukurketebalanlapisan,mengetahuikerapatanmolekul padalapisanoksida
atau hidroksida dan strukturkimia lapisan.Denganmengetahuiketebalandan
strukturkimia, makakarakterlapisandapatditcntukan.
Pasivasimerupakansuatukeadaandari logam atau paduanlogam dalam
pelarut,dimana permukaanlogam tertutupoleh oksida dan hidroksidadengan
ketebalantertentudan konrpaklconrpact)(1,. Nlarcus,V Maurice,2000:132),
Keadaanini rnenvebabkan
loganratalrpaduanmenjadipasifdan nantinyadapat
memproteksi
logamataupaduanterhadapscrangan
korosi.Pernbentukan
lapisan
oksida dan hidroksida sebagai lapisarr plsif di permukaanmemerlukan
perhitungansecaratepat, karena lapisanoksida atau lapisan hidroksidajustru
dapat berubahmenjadi pemicu terjadinl,akorosi. Seberapatebal lapisanitu
terbentuk, atau bagaimanakarakteristik tllnr atau lapisan pasif merupakan
pertintbanganutarlra pertrasilan.Makalali ini akan mcmbahas lebih jauh
bagaimanafilm pasif dibuat pada permukaanlogam dan sejauhmanadapat
mengc'ndal
i kankorosr.
PEMBAHASAN
Korosi
Secarakimia peristinakorosi merupakanreaksioksic'asireduksiantara
logam denganlingkungannya,
menuruthukunrtermodinamikaII, reaksiberjalan
spontankarenabeda potensialsebelumreaksi lebih kecil dibandingkanbeda
potensialsetelahreaksi, Loganr )ang paling nrudah terkorosiadalah besi.
Keberadaan
air atauuapair yangbereaksi
dcnganlogam,menghasilkan
ion positif
(H-) di permukaanlogam akan nienl,ebabkan
ion negatif dari
mendekatnya
K-36
SeminarNosiorufgl.tcpAZoo0
cPasi'uosi
Se1ag;tPtycn fu[i'l(oron Logam
lingkunganke permukaanlogam. Jika di lingkunganbanlak terdapatoksigen
(yangdapatmembentukion negatit)makareaksilanjutandari proseskorosi akan
menjadisemakinmudah,Secaraumum reaksikimia yang terjadidapatdituliskan
berikut:
sebagai
2 N I - ( a q ) -H : O t l t ) \ l O H . , r ,- F I - ( a q )
.....(l)
pada permukaanlogam. Spesi
M. aclalahloganr.irtls .r.lrrllhspesitcrir,,'lstlrpsi
reaktit.karcnacnerginyalebihtinggidari senyawaN4Ofl
MOH oa,ini umunrn)'a
a t a u ; o n n y ' aK
, c r e a k t i t a inn i t c r b e n t u k a r c n ra. rd a n l ap c r u b a h aenn e r g im e n u j u
padakestabilan.
R e a k s(i l ) u n t u kl o g a n kr r o md a p ndt i t u l i s k i rsnc b a g abi e r i k u t :
C r r - 1 a q* ; i l l : O ( s )) C r ( O l l ) : , . r' ,i I l - ( a q ) . .
,.,.....,..(2)
reaksi:
terjadinya
oksigenpadapcnnukaan
loganrakunrncnyebabkan
kehadiran
V l O H ( s ) ' r t / z O(:g ) ) i U O ( O l Ju) , r :. . .
.,....,(3)
MO(OH) merupakanproduklang dikenalscbagaikorosiatauuntuk logam besi
d i k e n a ls e t , a g aki a r a t .[ , r r t u kl o g a r nb c s i r c a k s ik o r o s id a p a td i t u l i s k a ns e p e r t i
persamaan
reaksi(-lt
F e ( s )" l l : O ( l ) )
I : e( l l l O 7 . r r, ,r ,: ,
.,,.(1)
F e ( H 3 O ) r )1 , F e i O f l ' 1 , , uL,l-' 1 a q . ;
I r e ( O i l ' ) r u) , l ' e ( O l l ) u l-, e '
F e ( O H ) , ; ), F e ( O H ) - ' e
2 } r e( O Il ) ' " l l 2 0 : - I l l ' ) 2 I r c ( O[I) r ' ' l - l : O
I r e ( O l t ) r-- l l r o ) l i c l O l l ) : ' +I l '
2 F e ( O I - l ) : ' t- :r. ' l ' - l l l : O ) + F c - r O + - 6 l l *
F e ( O H ) : - O l i ' ) F e O ( O H-) H : O
produk akhir dari reaksi(l) adalahFe;O+y'aitumagnetitdan karat FeO(OH).
korosi dapatdigantbarkan
Secaraurnum nrekanisnre
sepertidaiam gambar 1.
Seluruh pernrukaanlouanr lang basahmenyebabkanberkurangnyakandungan
d a l a r tct l c k t r o l ict l id c k a t n y a .
oksigen
Wnia
K -37
E&ng'WAj ajant i ta ftSono
udara
Gambarl. \lekanismeteriadinrakorosisecara
umun
Sedangkangambar2 memperlihatkan
mekanismekorosilogamFe sepertipada
reaksi(4)
Udara
G a m b a2r . ! l e k a n i s n rtee r j a d i n ykao r o s p
i a d al o g a mb e s i
Panjangnya
lintasanoksigcnnrenujupermukrun,nrakabagianini menjadianoda.
Akibatnyapclarutanlegairrtcrjadidi blgiurrIcrrgah,
rsaksiion lt-rganr
dcnganion
hidroksil menyebabkanpcnurnpukanprodLrkkorosi di sepLltarlubang dan
membentuk
karat.
Berdasarkan
awalterjadinya
korosi,rlaka korosidapatdibedakan
menjadi
korosi merata(uniform), korosi sumuran(pitting conosion),korosi antar butir,
korosi tegangretak.korosi galvani dan korosi biologi. Digolongkansebagai
korosi merata bila logarnatau paduanloganrberadadalam lingkunganagresif
(korosif;,misalnyasuasana
asamataubasa ataukeberadaan
molekul02, HzO,
CO2,ataupunair sadah. Korosisunruranac.lalah
korosiyangdipicuoleh faktorfaktor metalurgi, Yang dinraksuddengan taktor metalurgi misalnya adanya
keretakanpada logam. mempunyaitonjolan atau rerjadi dislokasipada logam
akibat tegangantarik yang dialami, konrposisinyaheterogenkarena adanya
inklusi,segregasi
ataupresipitasi.
K-38
SemitarNa.rbwf % IaA 2006
aoshtasiSe1agaiQer4entrafiKprod Logam
Korosi antar butir adalahkorosi yang terjaclipada batasbutiran,akibat
energi pada daerah ini lebih besar dibandingkandengan sekitamya.Korosi
tegan3-retakterjadiakibattegangandalarnlogamyang beradadalamlingkungan
korosit-.lvlunculnla tegangankarena pendinginanyang tidak merata. Korosi
galvani merupakankorosi antara2 logam berbedayang beradadalam kontrak
korosibiologikorosiyangditimbulkan
listrik dan lingkungankorosil.Sedangkan
jamur ataubakteri.
olehganggang,
Pasivasi
Pasirasi adalah sLratuteknik cl.'ktrokinria)ang digunakan untuk
suatulogam
melindungilouantnrelaluipernbentukan
tilnr pusil'padapcrntukaan
proses
ataumaterial.Loganrbila dic,-'lupkan
dalanrl:rlulanasamakanmertgalami
p c l a r t t t u rK
t . e n r u r l i ; rtnc r i a i l ip c l c p l s l r th i r l r u g u rdt a r i p e r n r u k a alrot g a r t ra k i b a t
adanlaarusdi katodadandiikutidenganrcduksidarioksigen.
loganr
pasif,lapisan
lapisan
oksidadanatau
hidroksida
lapisan
permukaan
logam
OanrbarL Strukturlapisanpasil'pada
K a r a k t e r i s t i ks i s t e n rp a s i l ' n r e l i p u t id a e r a ha k t i l , d a e r a hp a s i l ' d a n d a e r a h
transpasil..
Secaraskerlatikdapatdilihatpadadiagrampadagambrr 3 .
Kurva padagarnbar3 nrc'rnperlihatkan
bah*'a suatulogamyang dipasifkan
p a d ap o t e r t s i i t e
l r t c n l r r n r c n r p r , n t )Ja ik c r r r u r r g k i r r a
b rcrr,a d ap a c l ac l a c r a ha k t i f
yang berartiloganrnrudahtcrkorosi.bcradapadadaerahpasii'yangartinyalogam
padadaerahini akan terjadi
terproteksidari korosiatarr padadaerahtranspasit-.
pelepasan
oksigen.dan terjadipelarutan
lang berartiterjadikorosisumuranatau
pitting corro,sion Oleh seh;rbitu bcsarnyapotensialy,angharusdipilih harus
yang dipilih bcrada pada daerahaktif atau
tepat. Kar,,'naapabila pt-rtcnsial
transpasil.r ang tcr'1ldiI'Lrk.rnperlindirngr.in
tcrhadapkorosi melainkanjustru
padaprosespasivasi,sepeni
terkorosi. Selainitu pll larutartluga berpengaluh
'l(imw
K -39
Etdang glMj ajant i La ftSorc
yang diperlihatkandalampenelitianStrehblowdan Titze (P.Marcus,v. Maurice,
2000:142)
Daerahaktif
daerah pasif
daerahkan-casrf
Evolusr
dan
oksigen
9
pelarutan
pada
filmsemi
konduklor
transpasif
'/
/
7t^ terisolasi
/ gadaAt oan
zn,nt
l)utcr)5ra
clcktroda
Gambar3. Kuna antarapotensial
danarusberbagai
lorramdalamlarutan
elektrolit
Setiap loganr menrpunr
ai kurra porensial elekrrode- arus yang
karakteristik.misalnya saja untuk permukaanlogam Nikel yang berorientasi
(l I l), daerahaktif bera.ria
pada potensialelektroda0 sampai200 mV/ EHS
(elektrodapembandingyang digunakanadalahelektrodahidrogenstandar).dan
daerah transpasiftercapaimulai potensial l-100 mV/ EHS untuk pH larutan
pasivasi3. (E. Laksono,2001:165).Atau dapatdikatakandaerahamanuntuk
prosespasivasiadalahantara200 sampai 1400 mV/ EHS. Sedangkanuntuk
permukaankrom 1'angberorientasi( ). daerahpasivasiberadapada (H.Ma, Y.
Berthieret al. 2002: ). Llntuklogam Cu. penelitianStrehblow menyebutkan
bahwadaerahpasif terbentukpadaporensial0,58.pH sampai- 0,059.pH, Film
pasif y'angterbentuknterupakanbilul,erarru dua lapis y'aituCu2Opada lapis
d a l a md a n C u O / C u ( O H )p: a d al a p i s a nl u a r ( P . N 4 a r c u V
s .. M a u r i c e , 2 0 0 01: 4 2 ) .
Berbeda
d e n g a nl o g a ma l u m u n i u nst .i l a ta l u n r u n i u m
s e b a g ai si o l a t o rm, a k ap r o s e s
pasivasipadaaluntuniumuntukketebalan
kLilangdari 100p M umumnyalapisan
pasifyangterbentukberpori.Karenalllnr rang terbentukmerupakan
t-rimanodic
yang menyebabkanterjadinla patahansiruktur pada potensialtinggi. Lapisan
K-{0
SeminarNasioruf% IaA 2 006
Qosi'vos'r
5eo.tg:t Pct4eni,tft furoi
Logem
pasif padaalumuniumterdiridari AluOr di bagiandalamdan \iOLtf{ Ji bagian
luar,
Penentuanketebalanlapisanpasifsecaraspektrometri
Ada beberapameto,Jalang dapatdigunakanuntuk mengukurketebalan
konrposisikimia lapisanpasif yang
lapisanpasif sekaligusuntuk nrcngetahui
r c r b e n t u k i \ l e t o d el l r r g l t a l i r r gb l r r l l h . l i g u n a k a rat d a l a h5 n c k t r o l l l e t r.i'.\ d a
b e b e r a p iai l a r y a n g d i t l u s a r k apna l a k c r i r ,s p e k t r o r l l c l rni t, i s a l r t r a . X l ' (S X - r a y s
yaitu spcktrotbtometer
Spectrophotometerl
Photoelectron
lang bcrsunlberpada
photoelectrondari sinar X. .{ES yaitu spcktrotbtometer
}ang nlenggunakan
e l e k t r o nA u g e ru n t u kt t t e n e t l b apkc t t l t t k a a r t .
Xnl ' } S . l ' e b a ll a p i s a n
K e r e b a l a nl a p i s a nd a p a td i t e n t u k ; i n r e n g g u t r a k a
pirotcrclcktron
logarn terhadapoksida
dengrnpanjangutc'nuaSi
akan sebancling
i a g i a nd a l a n rt e r t e n t us.u d u ty a n g
a t a uh i d r o k s i d a n l ua n r u ks u a t ut i n g k a te n e r g b
dan
dengartarahpirotoelectron
sanrpel
dibentukanraraperniukaan
iiing dianalisis
a . K i t a k a t z uV. . i \ 4 a u r i c e
r k s i d aa t a uh i d r r r k s i d a n(l N
d e n s i t aus n s u rk r g a r ld a l a n o
e t a l , 1 9 9 8 3: 6 ) .
n r i e n t a s( li l l )
P e n e l i r i aEn. l - a k s o n(ol U 0 l : 1 6 5 .n)i e n l c b u t k abna h w aN i d e n g a o
y ' a n gd i p a s i r a s i d c n g i i np o t c n s i asl e b c s a9r 5 0 m V I E H S d a , r l l 5 0 n t V l E H S
5 Ao dan 7 Au.
lapisanoksidadenganketebalan
selama30 menir.ntenghasilkan
sedangkanlapisanhidroksida)ang terbcntukmempunyaiketebalansamayaitu
bahwapada
gasanioniakmemperiihatkan
5 A". Uji Iapisanpasil'terhadap
sebesar
-smBar
h i n g g a3 0 m e n i t
e k s p o s i sgi a s a m o n i a kd o s i sr e n d a hy a i t us c b e s alr0
terjadinyaadsorpsiarttoniakpada permukaanlogam, baik
tidak menyebabkan
untuk yang dipasitkansebesar950nrV ntatrpun1150 mV. Namun untuk uji
anroniakl0 nrllar selanra20 rnenit,permukaanlang dipasiftan
menggunakan
dengan potensial I 150 ntV
gas amoniak,meskipun
lnalt)pulttL'l')gadsorpsi
permukaanlain yangdibuat
dcngern
silngatrendah.t)ibandingkun
intensitasn)a
o l e h p e n e l i r Ii a i n p a d al o g l n rN i t t t t ) , r l o k a i n t c n s i t aasd s o r p si ni i s a n g arte n d a h
i et s. a l ,
( W i l l e n b r L r cI hl ..D . C ' l a r t o n( . I t . e t a l . l 9 9 0 :1 7 9 .E . L a k s o n oC. l a l t a y ' r e
Wmu
K -41
E&nA hl,ldjajanti L aftSono
2403: 53.1,ini berani lapisan pl:r;' relah mampu memproteksiterhadapgas
amoniak.
PENUTUP
Korosi
adalah pcri:tiua ;rlarn \ ang menyebabkankerusakanpada
material.Bila ini terjadi pada alat- alat ylng vital atau penting maka akan
berdampak secaraekonomis.Untuk mencegahprosesalam ini sangatsulit.
Pengendalian
korosi y'angterjadipadalogarndapatdilakukandenganmembentu
lapisanpasifpa,lapemrukaan
logarn.Namunagarhasilnyaefektif,makabesamya
potensial
untuksctiaploganrharusdiperhatikan.
lang digunakan
DAFTAR PLiSTAKA
E. Laksono,2001
oJtheuntrrtottiu
r,tnpctssivefilm
.lnteruc'tir.tn
on ,Yi(l1l) surfaces
Proce'edings
6'r'ISS\1. \lanchcster'.
CreatBritain.
Endang\\ridjajantiLaksono,
.{. Caltalries.C. .\rgile.P. i!larcus(2003).
..lclsor'lttiott
pt'c-tt'r(ttr(l
tt.l,\'ll: on O.ulgt,tr
,\'i(lll1. SurJilc'c.Sc'icnc's,530,
p . 37 - 5 a
H. lVIa,Y.Berthier,P,iVlarcus,
2001,,lclsorptiott
oJ'ununonia
on passive
ftlm on
chrontiunt
s'urJuc',:.
CorrosionSci.{J,l 71
KennethR. T. J. Chamberlain.
1991,Koro.;ittntukmuhasiswa
Seinsdan
(terjemahun.l.
RekaT'asa
GramediaJakarta
N. Kitakatzu.V. IVlaurice.
C. Hinnen.P. IVlarcus.
2000,Localdecomposition
of
ItliO ultruthinJilmsJbrmeclon l,li(1lil. SurfaceSciencg{07,36
P.Marcus,V. lvlaurice,2000,.l'luteriulscielcesuntl Techno\og,
ediredby M.
y,ol19,London,willey-VCH, 131-169
Schurze,
W i l l e n b r u c hR. . D .C l a l r o n C
. . R . .\ , 1 .O v e r s l u i z e D
n ,, K i m , Y . L u i , 1 9 9 0 ,
Interuc'tiort
rtf untrttr-tttiu
on pus'sive.lilms
on Cr, ivlo, itii,!;e, CorrosionSci,
3 1 .r 7 9
K-12
SemirwrNa.rbru[ *t tcPAZoo0