korosi dan penyepuhan
Post on 07-Jan-2016
330 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
7/17/2019 korosi dan penyepuhan
http://slidepdf.com/reader/full/korosi-dan-penyepuhan 1/12
KOROSI DAN PENYEPUHAN
TUGAS MANDIRI TIDAK TERSTRUKTUR
Disusun oleh :
Nama :
No.induk :
Kelas :
SMA SAVERIUS KARANGMALANG
TAHUN PELAJARAN 2015 / 2016
7/17/2019 korosi dan penyepuhan
http://slidepdf.com/reader/full/korosi-dan-penyepuhan 2/12
KOROSI DAN PENYEPUHAN
A. Korosi
1. Pengertian Korosi
Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi redoks
antara suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang
menghasilkan senyawa-senyawa yang tidak dikehendaki. Dalam bahasa
sehari-hari, korosi disebut perkaratan. Contoh korosi yang paling lazim
adalah perkaratan besi. Pada peristiwa korosi, logam mengalami oksidasi,
sedangkan oksigen udara! mengalami reduksi. Karat logam umumnyaadalah berupa oksida atau karbonat. "umus kimia karat besi adalah
#e$%&.n'$%, suatu zat padat yang berwarna (oklat-merah.
Korosi merupakan proses elektrokimia. Pada korosi besi, bagian tertentu
dari besi itu berlaku sebagai anode, di mana besi mengalami oksidasi.
#e(s) )--* #e$+(aq) + $e
lektron yang dibebaskan di anode mengalir ke bagian lain dari besi itu
yang bertindak sebagai katode, di mana oksigen tereduksi.
%$(g) + '+(aq) + e )--* $'$%(l)
tau%$(g) + $'$%(l) + e )--* %'-(aq)
/on besi//! yang terbentuk pada anode selan0utnya teroksidasi
membentuk ion besi///! yang kemudian membentuk senyawa oksida
terhidrasi, yaitu karat besi. engenai bagian mana dari besi itu yang
bertindak sebagai anode dan bagian mana yang bertindak sebagai katode,
bergantung pada berbagai 2aktor, misalnya zat pengotor, atau perbedaan
rapatan logam itu.
Korosi dapat 0uga diartikan sebagai serangan yang merusak logam karenalogam bereaksi se(ara kimia atau elektrokimia dengan lingkungan. da
de2inisi lain yang mengatakan bahwa korosi adalah kebalikan dari proses
ekstraksi logam dari bi0ih mineralnya. Contohnya, bi0ih mineral logam
besi di alam bebas ada dalam bentuk senyawa besi oksida atau besi
sul2ida, setelah diekstraksi dan diolah, akan dihasilkan besi yang
digunakan untuk pembuatan ba0a atau ba0a paduan. 3elama pemakaian,
7/17/2019 korosi dan penyepuhan
http://slidepdf.com/reader/full/korosi-dan-penyepuhan 3/12
ba0a tersebut akan bereaksi dengan lingkungan yang menyebabkan korosi
kembali men0adi senyawa besi oksida!.
Deret 4olta dan hukum Nernst akan membantu untuk dapat mengetahui
kemungkinan ter0adinya korosi. Ke(epatan korosi sangat tergantung pada
banyak 2aktor, seperti ada atau tidaknya lapisan oksida, karena lapisan
oksida dapat menghalangi beda potensial terhadap elektroda lainnya yang
akan sangat berbeda bila masih bersih dari oksida.
$. Contoh Korosi
5eton yang selama ini dikenal sebagai material yang 6tahan karat7,
sebenarnya bisa 0uga mengalami korosi sebagaimana korosi atau karatyang ter0adi pada struktur ba0a. Korosi yang dimaksud di sini adalah
kerusakan material beton tersebut akibat proses kimia yang ter0adi di
dalamnya. 8entu sa0a bentuk korosi beton ini tidak sama dengan korosi
yang ter0adi pada besi ba0a.
3truktur beton yang rentan terhadap korosi adalah :
3truktur yang terletak di lingkungan laut, seperti plat2orm o22shore,
dermaga, 0etty, dsb. 3truktur yang terletak di dalam tanah, seperti pondasi, basement,
terowongan, dsb.
3truktur yang terletak di lingkungan karbondioksida yang tinggi
Korosi pada struktur beton bertulang ada $ 0enis, yaitu :
. Korosi P! "# T$%&'&
Pada korosi 0enis ini, kerusakan ter0adi pada tulangan di dalam beton.
/ni disebabkan karena tulangan di dalam beton bereaksi dengan air
dan membentuk karat. Karat yang terbentuk pada tulangan ini
mengakibatkan pengembangan 9olume besi tulangan tersebut.
7/17/2019 korosi dan penyepuhan
http://slidepdf.com/reader/full/korosi-dan-penyepuhan 4/12
Pengembangan 9olume ini kemudian mendesak beton sehingga beton
tersebut terkelupas atau pe(ah.
8er0adinya karat ini disebabkan adanya reaksi antara unsur besi #e+!
di dalam tulangan dengan unsur hidroksi %'-! dari air.
$#e$+ + %'- $#e%'!$
;alu dari mana datangnya air yang kemudian menyebabkan besi
tulangan tersebut berkarat < ir ini dapat masuk ke dalam beton dan
sampai ke tulangan melalui $ (ara, yaitu:
1. ir yang masuk dari luar atau uap air di udara melalui pori-pori
beton karena beton tidak kedap air.
2. Proses karbonasi, yaitu reaksi antara karbondioksida C%$!
dengan unsur kalsium hidroksida di dalam beton Ca%'!$!
karena beton tidak kedap udara. Ca%'!$ + C%$ CaC%& + '$%
(. Korosi P! ")*o&
#oto di atas adalah (ontoh korosi pada beton yang ter0adi di
permukaan bagian bawah lantai dermaga. Korosi pada beton ter0adi
akibat terbentuknya ettringite akibat reaksi kimia antara unsur
kalsium di dalam beton dengan garam sul2at dari luar. 3ama seperti
karat pada besi, ettringite yang ter0adi menyebabkan pengembangan
9olume beton sehingga menyebabkan massa beton terdesak dan
pe(ah. 3e(ara lengkapnya, proses ter0adinya ettringite ini dapat
di0elaskan sebagai berikut.
Proses hidrasi antara semen C&3 dan C$3! dengan air men0adi pasta
semen &Ca%.$3i%$.&'$% disingkat C3'!.
7/17/2019 korosi dan penyepuhan
http://slidepdf.com/reader/full/korosi-dan-penyepuhan 5/12
C&3 + '$% C3' + Ca%'!$
C$3 + '$% C3' + Ca%'!$
Ca%'!$ yang ter0adi kemudian bereaksi dengan garam sul2at dari
tanah atau laut
Ca%'!$ + g3% g%'!$ + Ca3%
Ca3% yang ter0adi bereaksi kembali dengan C& dari semen dan air
men0adi ettringite
C& + Ca3% + '$% ettringite
&. #aktor-2aktor yang mempengaruhi korosi
Korosi pada permukaan suatu logam dapat diper(epat oleh beberapa
2aktor, antara lain:
a. Kontak ;angsung logam dengan '$% dan %$
Korosi pada permukaan logam merupakan proses yang mengandung
reaksi redoks. "eaksi yang ter0adi ini merupakan sel 4olta mini.
sebagai (ontoh, korosi besi ter0adi apabila ada oksigen %$! dan air
'$%!. ;ogam besi tidaklah murni, melainkan mengandung (ampuran
karbon yang menyebar se(ara tidak merata dalam logam tersebut.
kibatnya menimbulkan perbedaan potensial listrik antara atom
logam dengan atom karbon C!. tom logam besi #e! bertindak
sebagai anode dan atom C sebagai katode. %ksigen dari udara yang
larut dalam air akan tereduksi, sedangkan air sendiri ber2ungsi
sebagai media tempat berlangsungnya reaksi redoks pada peristiwa
korosi. 3emakin banyak 0umlah %$ dan '$% yang mengalami kontak
denan permukaan logam, maka semakin (epat berlangsungnya korosi
pada permukaan logam tersebut. Perhatikan animasi. berikut: animasi
korosi besi
b. Keberadaan =at Pengotor
=at Pengotor di permukaan logam dapat menyebabkan ter0adinya
reaksi reduksi tambahan sehingga lebih banyak atom logam yang
teroksidasi. 3ebagai (ontoh, adanya tumpukan debu karbon dari hasil
7/17/2019 korosi dan penyepuhan
http://slidepdf.com/reader/full/korosi-dan-penyepuhan 6/12
pembakaran 55 pada permukaan logam mampu memper(epat
reaksi reduksi gas oksigen pada permukaan logam. Dengan demikian
peristiwa korosi semakin diper(epat.
(. Kontak dengan lektrolit
Keberadaan elektrolit, seperti garam dalam air laut dapat
memper(epat la0u korosi dengan menambah ter0adinya reaksi
tambahan. 3edangkan konsentrasi elektrolit yang besar dapat
melakukan la0u aliran elektron sehingga korosi meningkat.
d. 8emperatur
8emperatur mempengaruhi ke(epatan reaksi redoks pada peristiwa
korosi. 3e(ara umum, semakin tinggi temperatur maka semakin (epat
ter0adinya korosi. 'al ini disebabkan dengan meningkatnya
temperatur maka meningkat pula energi kinetik partikel sehingga
kemungkinan ter0adinya tumbukan e2ekti2 pada reaksi redoks
semakin besar. Dengan demikian la0u korosi pada logam semakin
meningkat. 2ek korosi yang disebabkan oleh pengaruh temperatur
dapat dilihat pada perkakas-perkakas atau mesin-mesin yang dalam
pemakaiannya menimbulkan panas akibat gesekan seperti cutting
tools ! atau dikenai panas se(ara langsung seperti mesin kendaraan
bermotor!.
e. p'
Peristiwa korosi pada kondisi asam, yakni pada kondisi p' ) >
semakin besar, karena adanya reaksi reduksi tambahan yang
berlangsung pada katode yaitu:
$'+a?! + $e- '$
danya reaksi reduksi tambahan pada katode menyebabkan lebih
banyak atom logam yang teroksidasi sehingga la0u korosi pada
permukaan logam semakin besar.
2. etalurgi
1! Permukaan logam
7/17/2019 korosi dan penyepuhan
http://slidepdf.com/reader/full/korosi-dan-penyepuhan 7/12
Permukaan logam yang lebih kasar akan menimbulkan beda
potensial dan memiliki ke(enderungan untuk men0adi anode yang
terkorosi.
2) 2ek Galvanic Coupling
Kemurnian logam yang rendah mengindikasikan banyaknya
atom-atom unsur lain yang terdapat pada logam tersebut sehingga
memi(u ter0adinya e2ek Galvanic Coupling , yakni timbulnya
perbedaan potensial pada permukaan logam akibat perbedaan E°
antara atom-atom unsur logam yang berbeda dan terdapat pada
permukaan logam dengan kemurnian rendah. 2ek ini memi(u
korosi pada permukaan logam melalui peningkatan reaksi
oksidasi pada daerah anode.
g. ikroba
danya koloni mikroba pada permukaan logam dapat menyebabkan
peningkatan korosi pada logam. 'al ini disebabkan karena mikroba
tersebut mampu mendegradasi logam melalui reaksi redoks untuk
memperoleh energi bagi keberlangsungan hidupnya. ikroba yang
mampu menyebabkan korosi, antara lain: protozoa, bakteri besi
mangan oksida, bakteri reduksi sul2at, dan bakteri oksidasi sul2ur-
sul2ida. Thiobacillus thiooxidans Thiobacillus ferroxidans.
. Cara pen(egahan korosi
Pen(egahan korosi didasarkan pada dua prinsip berikut :
+ Mencegah kontak dengan oksigen dan/atau air
Korosi besi memerlukan oksigen dan air. 5ila salah satu tidak ada,
maka peristiwa korosi tidak dapat ter0adi. Korosi dapat di(egah
dengan melapisi besi dengan (at, oli, logam lain yang tahan korosi
logam yang lebih akti2 seperti seg dan krom!. Penggunaan logam lain
yang kurang akti2 timah dan tembaga! sebagai pelapis pada kaleng
bertu0uan agar kaleng (epat han(ur di tanah. 8imah atau tembaga
bersi2at mamper(epat proses korosi.
- Perlindungan katoda (pengorbanan anoda)
7/17/2019 korosi dan penyepuhan
http://slidepdf.com/reader/full/korosi-dan-penyepuhan 8/12
5esi yang dilapisi atau dihubugkan dengan logam lain yang lebih akti2
akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katoda. Di sini,
besi ber2ungsi hanya sebagai tempat ter0adinya reduksi oksigen. ;ogam
lain berperan sebagai anoda, dan mengalami reaksi oksidasi. Dalam hal
ini besi, sebagai katoda, terlindungi oleh logam lain sebagai anoda,
dikorbankan!. 5esi akan aman terlindungi selama logam pelindungnya
masih ada @ belum habis. Antuk perlindungan katoda pada sistem
0aringan pipa bawah tanah lazim digunakan logam magnesium, g.
;ogam ini se(ara berkala harus dikontrol dan diganti.
- Membuat alloy atau paduan logam yang bersifat tahan karat ,
misalnya besi di(ampur dengan logam Ni dan Cr men0adi ba0a stainless
>$B #e, 1BCr, BNi!.
". P)&,)-$&
1. Pengertian Penyepuhan
PNPA'N ;C8"%P;8/NE! sesuai dengan
namanya, metode elektrokimia adalah metode yang didasarkan pada
reaksi redoks, yakni gabungan dari reaksi reduksi dan oksidasi, yang
berlangsung pada elektroda yang sama@berbeda dalam suatu sistem
elektrokimia. 3istem elektrokimia meliputi sel elektrokimia dan reaksi
elektrokimia. 3el elektrokimia yang menghasilkan listrik karena
ter0adinya reaksi spontan di dalamnya di sebut sel gal9ani. 3edangkan
sel elektrokimia di mana reaksi tak-spontan ter0adi di dalamnya disebut
sel elektrolisis. Peralatan dasar dari sel elektrokimia adalah dua
elektroda-umumnya konduktor logam-yang di(elupkan ke dalam
elektrolit konduktor ion yang dapat berupa larutan maupun (airan! dan
sumber arus. Karena didasarkan pada reaksi redoks, pereaksi utama
yang berperan dalam metode ini adalah elektron yang di pasok dari
suatu sumber listrik. 3esuai dengan reaksi yang berlangsung, elektroda
dalam suatu sistem elektrokimia dapat dibedakan men0adi katoda, yakni
elektroda di mana reaksi reduksi reaksi katodik! berlangsung dan
anoda di mana reaksi oksidasi reaksi anodik! berlangsung.
7/17/2019 korosi dan penyepuhan
http://slidepdf.com/reader/full/korosi-dan-penyepuhan 9/12
plikasi utama dari metoda elektrokimia adalah untuk
ele(troplating. /ndustri yang bergerak dalam bidang ele(troplating
menerima penyepuhan peralatan teknik maupun perbaikan lapisan
logam. Dalam produksi benda-benda logam, suatu benda yang terbuat
dari logam atau aliase logam seringkali disalut dengan suatu lapisan
tipis logam lain. Penyepuhan ele(troplating! dimaksudkan untuk
melindungi logam terhadap korosi atau untuk memperbaiki penampilan.
Pada penyepuhan, logam yang akan disepuh di0adikan katode,
sedangkan logam penyepuhnya sebagai anode. Kedua elektroda ini
di(elupkan dalam larutan garam dari logam penyepuh dan dihubungkan
dengan sumber arus searah.
Perhatikan pada gb.$ kita mempunyai logam yang siap disepuh.
Earam NiCl$ terionisasi dalam air men0adi ion Ni++ dan dua ion Cl- .
3el terdiri dari dua setengah sel yang elektodenya dihubungkan dengan
kawat beraliran listrik searah. ;ogam yang akan disepuh dihubungkan
dengan kabel pada kutub negati9e baterai sedangkan logam nikel
dihubungkan dengan kutub positi2 baterai.
%b0ek yang disepuh men0adi bermuatan negati9e dan menarik
ion positi2 Ni++ menu0u ob0ek, kemudian ele(tron mengalir dari anoda
ke katoda. /on Ni++ tertarik ke katoda dan direduksi men0adi Nip!.
Fadi, logam nikel anoda! melarut sebagai Ni++ dalam larutan,
menyediakan pengganti nikel utuk logam yang akan disepuh, dan
mempertahankan larutan nikel klorida dalam sel.
Antuk setiap ion Ni++ , $ elektron digunakan untuk
menetralisasi muatan positi2 dan mereduksi atom dari logam Ni++ .
Fumlah perubahan kimia yang dihasilkan sebanding dengan besarnya
muatan listrik yang melewati sel elektrolisis. 3elama energi baterai
tetap ada, nikel terus melarut dari anode dan menyalut katoda.
7/17/2019 korosi dan penyepuhan
http://slidepdf.com/reader/full/korosi-dan-penyepuhan 10/12
Eb.$ 3el elektrolisis
"eduksi: Ni$+a?! + $e Nip!
%ksidasi : Nip! Ni$+a?! + $e
8otal : Nip! anoda! Nip! katoda!
Antuk logam-logam berikut ini, larutan yang digunakan adalahsebagai berikut.
Kromium : asam kromium dengan asam belerang
Nikel : nikel sul2at dengan asam bori( dan nikel klorida
Cadmium : (admium sianida dengan natrium sianida dan natrium
hidroksida
- (admium sianida dalam larutan alkalis
3eng : seng sul2at dengan asam bori(,
- seng sianida dengan natrium sianida
- seng sianida dalam larutan alkali
- seng klorida dalam asam hidroklorida
8embaga : tembaga sul2at asam belerang
- tembaga sul2at dengan natrium sianida dalam larutan alkali
- tembaga sianida dengan sodium sianida dalam larutan alkali
Perak : perak sianida dalam larutan alkali
7/17/2019 korosi dan penyepuhan
http://slidepdf.com/reader/full/korosi-dan-penyepuhan 11/12
- perak sianida dengan kalium dalam larutan alkali.
Eb.& le(troplating tembaga pada kun(i
#aktor yang mempengaruhi dalam usaha untuk memperoleh
salutan yang tebalnya seragam dan melekat kuat pada logam dasarnya
adalah:
a. 5ersihnya permukaan yang akan disalut
b. 4oltase
(. Kemurnian larutan
d. 8emperature
e. Konsentrasi ion yang akan disepuhkan
2. Konsentrasi total ion-ion dalam larutan itu.
$. Contoh Penyepuhan
a. Penyepuhan Perak
Pada penyepuhan, logam yang akan disepuh di0adikan katode,
sedangkan logam penyepuhnya sebagai anode. Kedua ele(trode itu
di(elupkan dalam larutan garam dari logam penyepuh. Contoh,
penyepuhan sendok yang digunakan sebagai katode, sedangkan
anode adalah perak murni. ;arutan elektrilitnya adalah larutan
perak nitrat. Pada katode akan ter0adi pengendapan perak,
sedangkan perak pada anode terus-menerus larut. Konsentrasi ion
g dalam larutan tidak berubah.
Katode #e! : g a? ! + eg 3!
node g! : g 3! g + e
+
g node!g Katode!
7/17/2019 korosi dan penyepuhan
http://slidepdf.com/reader/full/korosi-dan-penyepuhan 12/12
b. Eold Plating @ Penyepuhan mas
Go%! -%*i&' atau penyepuhan emas adalah metode memberikan
lapisan tipis emas ke permukaan logam lain, biasanya tembaga atau
perak, dengan menggunakan bahan kimia. Eold Plating adalah
proses elektrik elektrokimia! yang merupakan proses perubahan
energi listrik men0adi energi kimia. Proses ini melibatkan elektroda
logam-logam yang dihubungkan dengan sumber listrik! dan
elektrolit (airan tempat logam-logam tadi di(elupkan!.
3e(ara tradisional proses penyepuhan menggunakan emas $ karat.
Penyepuhan dilakukan pertama-tama dengan merendam logamperak! di dalam air panas yang sebelumnya dibubuhi potasium,
kemudian, logam di(u(i dengan buah lerak dan disikat dengan
seksama. 3etelah benar-benar bersih, perhiasan di(elupkan dalam
larutan potas dan emas yang dipanasi. Antuk membuat larutan
sepuh, emas dikaitkan pada kawat tembaga yang disambungkan
pada kutub positi2 aki kering. ;ogam yang disepuh dikaitkan pada
kawat tembaga pada sambungan kutub lain. Antuk meratakan
lapisan, perhiasan digoyang-goyangkan beberapa kali.
Penyepuhan perak oleh emas digunakan dalam pembuatan
perhiasan. Namun, karena atom perak berdi2usi ke lapisan emas,
lambat laun akan memudarkan warnanya dan akhirnya menodai
lapisan permukaan. Proses ini dapat berlangsung berbulan-bulan
dan bahkan bertahun-tahun, tergantung pada ketebalan lapisan
emas. 3ebuah GpenghalangG berupa lapisan logam digunakan untuk
melawan e2ek ini. 8embaga, yang 0uga dapat bermigrasi men0adi
emas, ke(epatannya 0auh lebih lambat daripada perak. 8embaga
lebih 0auh lagi disepuh dengan nikel, sehingga perak berlapis emas
biasanya merupakan perak yang di-substrat dengan lapisan
tembaga dan nikel, dan emas berada pada lapisan paling atas.
top related