|
Korosi atau perkaratan sangat lazim terjadi pada besi. Besi merupakan
logam yang mudah berkarat. Karat besi merupakan zat yang dihasilkan pada
peristiwa korosi, yaitu berupa zat padat berwarna coklat kemerahan yang bersifat
rapuh serta berpori. Rumus kimia dari karat besi adalah Fe2O3.xH2O.
Bila dibiarkan, lama kelamaan besi akan habis menjadi karat.
Dampak dari peristiwa korosi bersifat sangat merugikan. Contoh nyata
adalah keroposnya jembatan, bodi mobil, ataupun berbagai konstruksi dari besi
lainnya.Siapa di antara kita tidak kecewa bila bodi mobil kesayangannya
tahu-tahu sudah keropos karena korosi. Pasti tidak ada. Karena itu,
sangat penting bila kita sedikit tahu tentang apa korosi itu, sehingga bisa
diambil langkah-langkah antisipasi.
Peristiwa korosi sendiri merupakan proses elektrokimia, yaitu proses
(perubahan / reaksi kimia) yang melibatkan adanya aliran listrik. Bagian
tertentu dari besi berlaku sebagai kutub negatif (elektroda negatif, anoda),
sementara bagian yang lain sebagai kutub positif (elektroda positif,
katoda). Elektron mengalir dari anoda ke katoda, sehingga terjadilah
peristiwa korosi.
Ion besi (II)yang terbentuk pada anoda selanjutnya teroksidasi menjadi ion
besi (III) yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi (karat besi), Fe2O3.xH2O.
Dari reaksi terlihat bahwa korosi melibatkan adanya gas oksigen dan
air. Karena itu, besi yang disimpan dalam udara yang kering akan lebih
awet bila dibandingkan ditempat yang lembab. Korosi pada besi ternyata
dipercepat oleh beberapa faktor, seperti tingkat keasaman, kontak dengan
elektrolit, kontak dengan pengotor, kontak dengan logam lain yang kurang aktif
(logam nikel, timah, tembaga), serta keadaan logam besi itu sendiri (kerapatan
atau kasar halusnya permukaan).
1. Korosi pada besi
Besi adalah logam yang paling banyak
dan paling beragam penggunaannya. Hal ini terjadi karena beberapa hal,
diantaranya:
Kelimpahan besi di kulit bumi cukup besar,
Pengolahan relatif mudah dan murah, dan
Besi mempunyai sifat-sifat yang menguntungkan dan mudah dimodifikasi
Salah satu kelemahan besi adalah mudah mengalami korosi. Korosi menimbulkan banyak kerugian karena mengurangi umur pakai berbagai barang atau bangunan yang menggunakan besi atau baja. Sebenarnya korosi dapat dicegah dengan mengubah besi menjadi baja tahan karat (stainless steel), akan tetapi proses ini terlalu mahal untuk kebanyakan penggunaan besi.
Kelimpahan besi di kulit bumi cukup besar,
Pengolahan relatif mudah dan murah, dan
Besi mempunyai sifat-sifat yang menguntungkan dan mudah dimodifikasi
Salah satu kelemahan besi adalah mudah mengalami korosi. Korosi menimbulkan banyak kerugian karena mengurangi umur pakai berbagai barang atau bangunan yang menggunakan besi atau baja. Sebenarnya korosi dapat dicegah dengan mengubah besi menjadi baja tahan karat (stainless steel), akan tetapi proses ini terlalu mahal untuk kebanyakan penggunaan besi.
Cara-cara pencegahab korosi besi,
yaitu:
·
Pengecetan. Jembatan, pagar dan railing biasanya
dicat. Cat menghindarkan kontak dengan udara dan air. Cat yang mengandung
timbel dan zink (seng) akan lebih baik, karena keduanya melindungi besi
terhadap korosi.
·
Pelumuran dengan Oli atau Gemuk. Cara ini diterapkan
untuk berbagai perkakas dan mesin. Oli dan gemuk mencegah kontak dengan air.
·
Pembalutan dengan Plastik. Berbagai macam barang,
misalnya rak piring dan keranjang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik mencegah
kontak dengan udara dan air.
·
Tin Plating (pelapisan dengan timah). Kaleng-kaleng
kemasan terbuat dari besi yang dilapisi dengan timah. Pelapisan dilakukan
secara elektrolisis, yang disebut tin plating. Timah tergolong logam yang tahan
karat. Akan tetapi, lapisan timah hanya melindungi besi selama lapisan itu utuh
(tanpa cacat). Apabila lapisan timah ada yang rusak, misalnya tergores, maka
timah justru mendorong/mempercepat korosi besi. Hal itu terjadi karena
potensial reduksi besi lebih negatif daripada timah (Eº Fe = -0,44 volt; Eº Sn
= -0,44 volt). Oleh karena itu, besi yang dilapisi dengan timah akan membentuk
suatu sel elektrokimia dengan besi sebagai anode. Dengan demikian, timah
mendorong korosi besi. Akan tetapi hal ini justru yang diharapkan, sehingga kaleng-kaleng
bekas cepat hancur.
·
Galvanisasi (pelapisan dengan zink). Pipa besi, tiang
telpon dan berbagai barang lain dilapisi dengan zink. Berbeda dengan timah,
zink dapat melindungi besi dari korosi sekalipun lapisannya tidak utuh. Hal ini
terjadi karena suatu mekanisme yang disebut perlindungan katode. Oleh karena
potensial reduksi besi lebih positif daripada zink, maka besi yang kontak
dengan zink akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katode. Dengan
demikian besi terlindungi dan zink yang mengalami oksidasi. Badan mobil-mobil
baru pada umumnya telah digalvanisasi, sehingga tahan karat.
·
Chromium Plating (pelapisan dengan kromium). Besi atau
baja juga dapat dilapisi dengan kromium untuk memberi lapisan pelindung yang
mengkilap, misalnya untuk bumper mobil. Chromium plating juga dilakukan dengan
elektrolisis. Sama seperti zink, kromium dapat memberi perlindungan sekalipun
lapisan kromium itu ada yang rusak.
·
Sacrificial Protection (pengorbanan anode). Magnesium
adalah logam yang jauh lebih aktif (berarti lebih mudah berkarat) daripada
besi. Jika logam magnesium itu akan berkarat tetapi besi tidak. Cara ini
digunakan untuk melindungi pipa baja yang ditanam dalam tanah atau badan kapal
laut. Secara periodik, batang magnesium harus diganti.
2.
Korosi pada alumunium
Aluminium adalah logam yang ringan dan cukup penting dalam kehidupan
manusia. Sering digunakan untuk kontruksi pesawat terbang dan berbagai macam
alat-alat industri. Aluminium merupakan unsur kimia golongan IIIA dalam sistim
periodik unsur, dengan nomor atom 13 dan berat atom 26,98 gram per mol (sma).
Di udara bebas aluminium mudah teroksidasi membentuk lapisan tipis (Al2O3) yang tahan terhadap korosi.
Aluminium juga merupakan logam ringan yang mempunyai ketahanan korosi yang baik
dan hantaran listrik yang baik dan sifat – sifat yang baik lainnya sebagai
sifat logam.
Aluminium murni mempunyai kekuatan tegangan yang rendah, tetapi mempunyai
kemampuan untuk membentuk alloy bersama dengan banyak unsur seperti tembaga,
seng, magnesium, mangan dan silikon. Pada saat ini hampir semua bahan yang
dianggap aluminium adalah bukan aluminium murni tetapi campuran aluminium (aluminium alloy).
Dibandingkan dengan logam seperti tembaga, besi, atau seng, aluminium
memiliki kelebihan yaitu tahan terhadap korosi, ringan dan mudah dibentuk.
Aluminium mempunyai lapisan Al2O3 yang bisa melindungi logam
terhadap pengkorosi pada pH antara 4 s/d 9 diluar kisaran itu aluminium bisa
terkorosi, baik pada suasana asam maupun basa.
Logam sulit dibuat homogen karena
ada faktor pengotor, sehingga menimbulkan beda potensial yang bisa menyebabkan
korosi galvanis (adanya anoda, katoda, elektrolit dan konuktor) diantara
butiran dalam logam tersebut.
Korosi yang umumnya terjadi pada
logam aluminium adalah korosi sumuran(Jones 1992) . Korosi sumuran membentuk
lubang-lubang kecil yang kasat mata pada awalnya. Korosi ini berlangsung ketika
logam aluminium bereaksi dengan udara lembab. Karena itu korosi pada aluminium
ini bisa berkibat pada kebocoran pada material tanpa diketahui sebelumnya, yang
artinya fatal jika terjadi pada material industri yang membutuhkan kepresisian
tinggi. Jadi perlu perlakuan khusus untuk mencegah hal ini.
Reaksi kimia pada aluminium yang terkorosi pada suasana asam:
2Al (s) + 6HCl (aq) _ 2AlCl3 (aq) + 3H2 (g)
2AlCl3 (aq) _ 2Al3+ (aq) + 6 Cl– (aq)
seterusnya :
2Al3(aq) + 6H2O(l) _ 2Al(OH)3(s) + 6 H+
2Al(OH)3 (s) _ Al2O3 (s) + 3 H2O (l)
Meminimalisasi
korosi pada logam aluminium menggunakan inhibitor
Tentu saja korosi merupakan peristiwa reaksi yang tidak diinginkan, tidak
hanya menurunkan kualitas suatu logam tetapi juga dari sisi dekoratif akan
berkurang keindahannya jika suatu logam yang digunakan sebagai bahan mengalami
korosi. Ada beberapa cara yang biasanya digunakan untuk melindungi logam dari
korosi antara lain:
Ø Perlindungan katodik dan anodik
Ø Pemilihan material
Ø Pelapisan
Ø Penggunaan inhibitor
Perlindungan katodik hanya efektif untuk besi atau baja yang lingkungannya
berada di dalam air atau didalam tanah. Misalnya pada kapal laut dan jaringan
pipa dalam tanah. Sedangkan perlindungan anodik hanya efektif pada lingkungan
yang stabil.
Metode pemilihan material dilakukan dengan cara memilih material yang beda potensialnya tidak
terlalu besar dengan lingkungan, agar pertukaran ion-ionnya tidak berlangsung
cepat.
Pelapisan yaitu metode yang digunakan dengan memberi lapian pada permukaan
logam yang berfungsi sebagiai isolator. Lapisan ini akan mencegah logam kontak
langsung dengan elektrolit dan lingkungan.
Inhibitor ditambahkan pada permukaan logam agar mengurangi reaksi antar
muka logam dengan lingkungan. Penurunan laju korosi karena berkurangnya daerah
anodik, hal ini terjadi akibat terbentuknya lapisan pasif yang menghambat laju
pertukaran ion-ion pada logam.
Aluminium memiliki ketahanan terhadap korosi yang cukup baik, sehingga
dalam metode pelapisan digunakan sebagai pelapis. Sedangkan dua metode yang
lain lebih efektif pada logam-logam yang memiliki tingkat korosifitas yang
tinggi. Jadi dari keempat metode perlindungan pada logam yang lebih baik
digunakan pada aluminum yaitu metode penggunaan inhibitor. Pemilihan inhibitor
korosi di tentukan sesuai kondisi lingkungan dimana korosi terjadi
(Fontana,1987)
