Laporan Praktikum KimiaUji Korosi Pada Paku

Disusun oleh:

1) FAUZAN MUKTASID

2) ARDI FIRMANSYAH

3) YOSSYLA REZA PANGLIPUR

4) ESSI RUSMIATI

5) RINI ASTUTI

6) TUTI YULIANTI

7) ADINNA KHOIRUN NISSA

8) RIZA INDRIYANI

XII IPA 3

SMA NEGERI 1 KURIK MERAUKE

1

A.   Judul Pratikum

Judul pratikum yaitu uji korosi pada besi

B.   Tujuan Pratikum

1) Untuk mengetahui paku pada aqua gelas manakah yang menjadi berkarat.

2) Faktor-faktor apa saja yang menyebabkan besi berkarat.

3) Cara pencegahan korosi pada besi.

C.   Tinjauan Pustaka

1) Dasar teori

Menurut Roberge, korosi adalah peristiwa rusaknya logam karena reaksi rusaknya

logam karena reaksi dengan lingkungannya. Sedangkan menurut Gunaltun, korosi adalah

fenomena elektrokimia dan hanya menyerang logam. Ada pula definisi lain yang mengatakan

bahwa korosi merupakan rusaknya logam karena adanya zat penyebab korosi. Pada dasarnya

peristiwa korosi adalah reaksi elektrokimia. Secara alami pada permukaan logam di lapisi oleh

suatu lapisan film oksida (FeO.OH). pasivitas dari lapisan film ini akan rusak karena adanya

pengaruuh dari lingkungan, misalnya adanya penurunan pH atau akalinitas dari lingkungan atau

pun serangan dari ion-ion klorida.

Pada peristiwa korosi besi mengalami oksidasi, sedangkan oksigen (udara) mengalami

reduksi. Karat logam umumnya berupa oksida atau karbonat. Rumus kimia karat besi adalah

Fe2O3.nH2O, suatu zat padat yang berwarna cokelat-merah. Pada korosi besi, bagian tertentu dari

besi berlaku sebagai anode, di mana besi mengalami oksidasi.

            Fe(s)     =>      Fe2+(aq) + 2e                         Eo = +0,44 V

Electron yang di bebaskan di anode mengalir ke bagian lain dari besi yang berlaku sebagai

katode, di mana oksigen tereduksi.

O2(g) + 2H2O(l) + 4e     =>     4OH-(aq)                    Eo = +0,40 V

                        Atau

O2(g) + 2H+(aq) + 4e       =>      2H2O(l)                   Eo = +1,23 V

Ion besi (ii) yang terbentuk pada anode selanjutnya teroksidasi membentuk ion besi(III)

yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi, Fe2O3.nH2O, yaitu karat besi.

Maka reaksi yang terjadi :

Anode : 2Fe(s)     =>   2Fe2+(aq) + 4e                                                  Eo = +0,44 V

Katode: O2(g) + 2H2O(l) + 4e      =>   4OH-(aq)                                  Eo = +0,40 V

2

---------------------------------------------------------------------------------------------------- + 

Rx sel  : 2Fe(s) + O2(g) + 2H2O(l)      =>     2Fe2+(aq) + 4OH-

(aq)         Eo = +0,84 V

Ion Fe2+ tersebut kemudian mengalami oksidasi lebih lanjut dengan reaksi :

4Fe2+(aq) + O2 (g) + (4 + 2n) H2O      =>      2Fe2O3.nH2O + 8H+

(aq)

Mengenai bagian mana dari besi itu yang bertindak sebagai anode dan bagian mana

yang bertindak sebagai katode bergantung pada berbagai factor, misalnya zat pengotor atau

perbedaan rapatan logam itu.

Korosi besi memerlukan besi memerlukan oksigen dan air. Dari reaksi terlihat bahwa

korosi melibatkan adanya gas oksigen dan air. Karena itu, besi yang di simpan dalam udara yang

kering akan lebih awet di bandingkan di tempat yang lembab.

 Korosi pada besi ternyata di pengaruhi oleh beberapa factor, seperti tingkat

keasaman,kontak dengan elektrolit, kontak dengan pengotor, kontak dengan logam lain yang

kurang aktif (logam nikel, timah, tembaga), serta keadaan logam itu sendiri (kerapatan atau kasar

halusnya permukaan).

2) Pengertian Besi dan Korosi

1. Besi

Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi (tambang) yang banyak digunakan untuk

kehidupan manusia sehari-hari dari yang bermanfaat sampai dengan yang merusakkan. Dalam

tabel periodik, besi mempunyai simbol Fe dan nomor atom 26. Besi juga mempunyai nilai

ekonomis yang tinggi.

Besi adalah logam yang paling banyak dan paling beragam penggunaannya. Hal itu

karena beberapa hal, diantaranya:

• Kelimpahan besi di kulit bumi cukup besar,

• Pengolahannya 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.

Korosi besi memerlukan oksigen dan air. Berbagai jenis logam contohnya Zink dan

Magnesium dapat melindungi besi dari korosi.

3

2. 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 umumnya adalah berupa oksida atau karbonat. Rumus kimia

karat besi adalah Fe2O3.nH2O, suatu zat padat yang berwarna coklat-merah.

Korosi merupakan proses elektrokimia. Pada korosi besi, bagian tertentu dari besi itu

berlaku sebagai anode, di mana besi mengalami oksidasi.

Fe(s) <--> Fe2+(aq) + 2e

Elektron yang dibebaskan di anode mengalir ke bagian lain dari besi itu yang bertindak

sebagai katode, di mana oksigen tereduksi.

O2(g) + 4H+(aq) + 4e <--> 2H2O(l)

atau

O2(g) + 2H2O(l) + 4e <--> 4OH-(aq)

Ion besi(II) yang terbentuk pada anode selanjutnya teroksidasi membentuk ion besi(III)

yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi, yaitu karat besi. Mengenai bagian mana

dari besi itu yang bertindak sebagai anode dan bagian mana yang bertindak sebagai katode,

bergantung pada berbagai faktor, misalnya zat pengotor, atau perbedaan rapatan logam itu.

Korosi dapat juga diartikan sebagai serangan yang merusak logam karena logam

bereaksi secara kimia atau elektrokimia dengan lingkungan. Ada definisi lain yang mengatakan

bahwa korosi adalah kebalikan dari proses ekstraksi logam dari bijih mineralnya. Contohnya,

bijih mineral logam besi di alam bebas ada dalam bentuk senyawa besi oksida atau besi sulfida,

setelah diekstraksi dan diolah, akan dihasilkan besi yang digunakan untuk pembuatan baja atau

baja paduan. Selama pemakaian, baja tersebut akan bereaksi dengan lingkungan yang

menyebabkan korosi (kembali menjadi senyawa besi oksida).

Deret Volta dan hukum Nernst akan membantu untuk dapat mengetahui kemungkinan

terjadinya korosi. Kecepatan korosi sangat tergantung pada banyak faktor, 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.

3) Penyebab korosi dan Pengendalian korosi

1.Penyebab korosi

4

Faktor yang berpengaruh terhadap korosi dapat dibedakan menjadi dua, yaitu yang

berasal dari bahan itu sendiri dan dari lingkungan. Faktor dari bahan meliputi kemurnian bahan,

struktur bahan, bentuk kristal, unsur-unsur kelumit yang ada dalam bahan, teknik pencampuran

bahan dan sebagainya.

Faktor dari lingkungan meliputi tingkat pencemaran udara, suhu, kelembaban,

keberadaan zat-zat kimia yang bersifat korosif dan sebagainya. Bahan-bahan korosif (yang dapat

menyebabkan korosi) terdiri atas asam, basa serta garam, baik dalam bentuk senyawa an-organik

maupun organik.

Penguapan dan pelepasan bahan-bahan korosif ke udara dapat mempercepat proses

korosi. Udara dalam ruangan yang terlalu asam atau basa dapat memeprcepat proses korosi

peralatan elektronik yang ada dalam ruangan tersebut. Flour, hidrogen fluorida beserta

persenyawaan-persenyawaannya dikenal sebagai bahan korosif. Dalam industri, bahan ini

umumnya dipakai untuk sintesa bahan-bahan organik. Ammoniak (NH3) merupakan bahan

kimia yang cukup banyak digunakan dalam kegiatan industri. Pada suhu dan tekanan normal,

bahan ini berada dalam bentuk gas dan sangat mudah terlepas ke udara.

2. Pengendalian korosi

Korosi menimbulkan banyak kerugian karena mengurangi umur 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.

Korosi besi memerlukan oksigen dan air. Kemudian, kita ketahui bahwa berbagai jenis

logam dapat melindungi besi terhadap korosi. Cara-cara pencegahan korosi besi yang akan

dibahas berikut ini didasarkan pada dua sifat tersebut.

1. Mengecat.

Jembatan, pagar dan railing biasanya dicat. Cat menghindarkan kontak besi dengan udara dan

air.

2. Melumuri dengan oli atau gemuk.

Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin. Oli dan gemuk mencegah kontak besi

dengan air.

3. Dibalut dengan plastik.

Berbagai macam barang, misalnya rak piring dan keranjang sepeda dibalut dengan plastik.

Plastik mencegah kontak besi dengan udara dan air.

4. Tin plating (pelapisan dengan timah).

5

Kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi yang dilapisi dengan timah. Pelapisan

dilakukan secara elektrolisis, yang disebut electroplating. Timah tergolong logam yang tahan

karat. Besi yang dilapisi timah tidak mengalami korosi karena tidak ada kontak dengan oksigen

(udara) dan air. Akan tetapi, 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. Oleh karena itu, besi yang dilapisi dengan timah akan membentuk suatu sel

elekrokimia dengan besi sebagai anode. Dengan demikian, timah mendorong korosi besi. Akan

tetapi, hal itu justru yang diharapkan, sehingga kaleng-kaleng bekas cepat hancur.

5. Galvanisasi (pelapisan dengan zink).

Pipa besi, tiang telpon, badan mobil, dan berbagai barang lain dilapisi dengan zink.

Berbeda dengan timah, zink dapat melindungi besi dari korosi sekalipun lapisannya tidak utuh.

Hal itu terjadi karena suatu mekanisme yang disebut dengan perlindungan katode. Oleh karena

potensial reduksi besi lebih positif daripada zink, maka besi yang kontak dengan zink akan

membentuk sel elekrokimia dengan besi sebagai katode. Dengan demikian, besi terlindungi dan

zink yang mengalami oksidasi.

6. Cromium plating (pelapisan dengan kromium).

Besi atau baja juga dapat dilapisi dengan kromium untuk memberi lapisan pelindung

yang mengkilap, misalnya untuk bumper mobil. Cromium plating juga dilakukan dengan

elektrolisis. Sama seperti zink, kromium dapat memberi perlindungan sekalipun lapisan kromium

itu ada yang rusak

7. Sacrificial protection (pengorbanan anode).

Magnesium adalah logam yang jauh lebih aktif (berarti lebih mudah berkarat) daripada

besi. Jika logam magnesium dikontakkan dengan besi, maka 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.

D.   Alat dan Bahan

1) tempat agar-agar(dengan tutup) = 14 buah

2) paku 3 cm = 14 buah

3) amplas = 15 cm

4) minyak tanah = ¼ liter

5) minyak goreng = ¼ liter

6) larutan garam = secukupnya

7) larutan sabun/deterjen = secukupnya

8) air bersih = secukupnya

9) cuka = satu botol

6

E. Prosedur Kerja

1. Amplaslah 14 buah paku hingga benar-benar bersih

2. Siapkan 14 buah wadah agar-agar, beri nama sesuai larutan yang akan dimasukkan.

3. Masukkan paku ke masing-masing wadah tersebut, bagi menjadi dua kelompok, tertutup

dan terbuka,

4. Masukkan larutan kedalam wadah sesuai label larutan yang tertera pada wadah, untuk

wadah yang tertutup, masukkan larutan lalu tutup rapat.

5. Simpanlah wadah-wadah tadi dalam karton yang bersih. Amati selama 4 hari dan catat

perubahan apa saja yang terjadi

Tabel prosedur percobaan

No

Percobaan

Tertutup Terbuka

1.

2

3

4

5

6

7

7

Paku + udara Paku + udara

Paku + air Paku + air

Paku + minyak tanah

Paku+ minyak tanah

Paku + minyak goreng

Paku + air sabun

Paku + cuka

Paku + air garam

Paku + minyak goreng

Paku + air sabun

Paku + cuka

Paku + air garam

F. Hasil Percobaan

Ket : + artinya berkarat

++ artinya lebih cepat berkarat(intensitas karat bertambah)

- Artinya belum berkarat

-* artinya mulai terdapat gelembung-gelembung di sekitar paku dan paku berwarna hitam

G. PEMBAHASAN

Berdasarkan percobaan yang telah kami lakukan, didapatkan hasil bahwa paku yang berkarat paling parah dan paling mudah untuk diamati sejak dari awal pengamatan adalah paku yang diletakkan di dalam gelas berisi aquades, baik yang ditutup maupun yang terbuka. Pada gelas tertutup berisi aquades, paku yang didirikan mengalami perkaratan terparah sampai melebihi batas air yang merendam paku. Hal ini disebabkan uap air terperangkap di dalam gelas tertutup sehingga permukaan paku yang tidak terendam air juga ikut mengalami perkaratan. Uap air yang terperangkap di dalam gelas ini dibuktikan dengan ditemukannya permukaan plastik penutup gelas yang beruap.

Sementara pada wadah berisi air yang terbuka, perkaratan hanya mencapai batas air. Hal ini disebabkan setiap uap air yang dihasilkan pada perkaratan langsung bercampur dengan udara luar sehingga tak terperangkap di dalam gelas.

Pada wadah berisi air yang tertutup, perkaratan terjadi lebih cepat jika dibandingkan dengan gelas kosong yang dibiarkan terbuka. Hal ini disebabkan udara diperangkap di dalam gelas tertutup sehingga mempercepat proses perkaratan. Udara yang diperangkap ini lama-kelamaan bersifat lembap karena terpengaruh hasil dari perkaratan yang menghasilkan uap air. Udara lembap mempercepat proses perkaratan.

8

Waktu Pengamatan

Keadaan wadah

Jenis Larutan Korosi Paku Hari Ke-

1 2 3 4

     

Sore

Tertutup

      

     Air - + + +

     Air garam + + + ++

     Minyak Goreng - - - -

     Cuka -* -* -* -*

Air Deterjen - - - - Minyak Tanah - - - - Udara - - - ++

Terbuka

 

     Air + + ++ ++

     Air garam + + + ++

     Minyak Goreng - - - -

     Cuka -* -* -* -*

     Air Deterjen - - - -

     Minyak Tanah - - - -

     Udara - - - +

Namun, kami menemukan sedikit kejanggalan antara teori dan hasil yang kami peroleh pada gelas yang berisi cuka. Dalam teori disebutkan bahwa asam akan mempercepat korosi, akan tetapi pada pengamatan kami dari hari ke-1 hingga ke-4 menunjukkan bahwa paku yang direndam dalam air cuka (asam) justru tidak mengalami perkaratan sama sekali. Paku yang direndam dalam air cuka terlihat lebih bersih dari sebelum dilakukan perendaman dan terlihat semakin hitam dari hari ke hari. Hal ini jelas bertentangan dengan berbagai teori yang telah dikemukakandan hal itu sempat membuat kami berkesimpulan bahwa teori yang kami baca tentang pengaruh asam terhadap perkaratan tersebut adalah salah.

Ternyata, air cuka akan menyebabkan korosif ketika volume cuka sudah mulai menyurut dan menyebabkan sebagian batang paku muncul kepermukaan (tidak lagi terendam). Paku yang muncul ke permukaan tersebut hanya dalam beberapa saat saja sudah mengalami perkaratan. Hal ini membuat kami menyimpulkan bahwa asam akan sangat mempercepat korosi apabila ia telah berinteraksi dengan O2, yaitu cuka yang diletakkan di wadah terbuka sehingga asam pada gelas lebih mudah berinteraksi dengan oksigen. Peletakkan di wadah terbuka ini juga menyebabkan air cuka mengering di akhir pengamatan dikarenakan air menguap ke udara bebas.

Sedang pada gelas berisi larutan garam (NaCl) pada larutan tersebut terdapat ion Na+ dan Cl-. Ion Cl- bereaksi dengan Fe membentuk larutan FeCl2 yang berwarna kuning. Dan larutan ini akan lebih memudahkan oksigen mengikat Fe sehingga proses pengkaratan pada paku berlangsung lebih cepat.

H. Kesimpulan

Dari hasil percobaan yang kami lakukan, kami menyimpulkan bahwa paku yang paling cepat mengalami perkaratan adalah paku yang diletakkan pada wadah kosong berisi air tertutup Hal ini dikarenakan kombinasi antara air dan uap air akan lebih memberikan efek yang signifikan pada proses perkaratan. Perubahan yang paling lambat adalah pada cuka + paku, karena air cuka akan menyebabkan korosif ketika volume cuka sudah mulai menyurut dan menyebabkan sebagian batang paku muncul kepermukaan (tidak lagi terendam). Percobaan yang tidak berkarat adalah pada paku + minyak. Paku yang terendam dalam minyak tidak akan berkarat, karena minyak mampu melindungi besi terhadap gas oksigen dan uap air yang ada di udara.

G. Saran

1. Kami tidak dapat melihat sifat korosif pada asam asetat atau cuka, karena waktu pengamatan yang kami lakukan terhitung 4 hari, sedangkan untuk menguji sifat kekorosifan asam asetat, dibutuhkan waktu yang lama hingga volume air cuka menyusut walaupun sedikit saja, namun akan menyebabkan karat pada bagian paku yang tidak terendam air cuka.

9