artikel korosi

korosi dan pencegahannya

 

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.

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)