materi 7 korosi.ppt
TRANSCRIPT
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
1/55
KOROSI (CORROSION)
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
2/55
KOROSI (CORROSION)
Definisi: adalah perusakan/penghancuran
material karena adanya reaksi kimia
dengan lingkungan sekitarnya.
Korosi terdiri dari :
1. Korosi kering (dry corrosion)
2. Korosi basah (wet corrosion)
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
3/55
Fenomena Oksidasi
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
4/55
Peristiwa korosi ..
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
5/55
Faktor-faktor yang mempengaruhi ketahanan
korosi suatu material adalah:
Elektro kimia
MetalurgiKimia fisika
Thermodinamika
KETAA!A!
K"#"$%
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
6/55
KOROSI
Film H2O
Anoda
O2Katoda
H3O+
e- e-Fe2+
Lapisan
cat
Reaksi anoda
Fe Fe2++ 2e-
Reaksi katoda
O2+ 2H3O++ 2e- 3H2O
Besi
Reaksi kedua: (+!"H2O(l" + 2Fe2+(a#" + O2(#" Fe2O3$!H2O(s" + %H3O
+(a&"
Reaksi total: 2Fe(s" + 3'2O2(#" + ! H2O(l" Fe2O3$ ! H2O(l"
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
7/55
Penggolongan Korosi:
1. Uniform/general attack(korosi umum)
2. Galvanic corrosion(korosi galvanis)
3. Crevice corrosion(korosi celah)4. Pitting corrosion(korosi sumur)
5. Intergranular corrosion(korosi batas butir)
6. Selective leaching(korosi selectif)7. Erosion corrosion(korosi erosi)
8. Stress corrosion(korosi tegangan)
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
8/55
1. Uniform/general attack(korosi umum)
Korosi yang umum ter&adi pada 'a&a.
Aki'at adanya reaksi kimia atau elektro kimia yang merata
pada permukaan logam
(encegahannya :
a. penggunaan material yang tepat dan pelapisan )coating*+
'. inhibitor)suatu ,at yang ditam'ahkan dalam konsentrasi
yang kecil ke lingkungan untuk menurunkan la&u korosi*+
c. proteksi katodik.
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
9/55
2. Galvanic corrosion(korosi galvanis)
Terjadi akibat adanya beda
potensial antara dua benda yang
terhubung seara elektrolit.
!ogam yang ketahanan korosinya
kurang" anodik
logam yang ketahanan korosinya
tinggi " katodik
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
10/55
(roteksi katodik )cathodic protection*
ontoh: galanisasi )pelapisan* dengan n )seng*
pada 'a&a. 0a&a dilapisi n 'ukan karena n
memiliki ketahanan korosi yang tinggi tetapi karena
n diumpankan agar terkorosi terle'ih dahulu.
steelsteel
Tin )$n*nterkorosi
terkorosi
anoda
katodaanoda
katoda
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
11/55
1. $el elektroda yang tidak sama+ contoh : pipatem'aga dan pipa 'a&a.
2. $el dengan temperatur yang 'er'eda )differential
temperature*. al ini ter&adi pada : heat exchanger,boiler, immersion heater
3. Concentration sell )sel konsentrasi*+ yaitu material
yang diletakkan pada konsentrasi larutan yang'er'eda.
3.Differential aeration cell)sel konsentrasi oksigen*+
yaitu ter&adi per'edaan konsentrasi oksigen.
Korosi galvanis dapat terjadi pada:
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
12/55
Ilustrasi Sel Konsentrasi Oksigen (O2).
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
13/55
3. Crevice corrosion(korosi celah)
Korosi lokal yang sering ter&adi
pada celah atau daerah yang
dilindungi.
(enye'a'nya: adanya larutan yangter&e'ak pada lu'ang dari
permukaan gasket+ lap &oint+ atau
kotoran yang ter&e'ak di'a4ah
'aut atau pada kepala riet.
(encegahannya: sangat sulit. ara
lain dengan mengkondisikan dalam
kelem'a'an yan rendah )low
humadity*
Daerah yang kemungkinanterkena korosi.
ara pencegahannya.
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
14/55
4. Pitting corrosion(korosi sumur)
Serangan korosi mengakibatkanterjadinya lubang-lubang pada logam.iameter lubang relati! kecil.
"enis korosi yang sangat berbahayakarena sulit untuk mendeteksi danmengukurnya secara kuantitati!.
#encegahannya dengan memilihmaterial yang tahan terhadap korosisumur.
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
15/55
5. Intergranular corrosion(korosi batas butir)
Korosi yang terjadi akibatadanya
ketidakmurnian di batas butir.
bertamba!nya sala! satu darielemen "aduan di batas butir.
"engurangan sala! satu elemen"aduan di batas butir.
#onto! "eristi$a sensitasi(sensiti%ing).
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
16/55
6. Selective leaching(korosi selectif)
(enghilangan satu elemen dari suatu paduan padat melalui proseskorosi.
ontoh: 1. (enghilangan n pada paduan 'rass )kuningan*
2. (enghilangan Al+ atau o atau Fe atau r dari
paduannya.
(encegahannya:
#mengurangi ,at-,at yang agresif pada fluida ker&a+
#proteksi katodik+
#mengurangi unsur yang terkorosi+ misalnya red brass (15% n!
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
17/55
7. Erosion corrosion(korosi erosi)
#roses korosi yang dipercepatdengan adanya gesekan antara!luida korosi! dengan permukaan
logam.
#encegahannya:
$#elapisan (coating) denganpermukaan yang keras.
$#roteksi katodik.
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
18/55
8. Stress corrosion(korosi tegangan)
$ering &uga dise'ut stress corrosion crac"ing+ yaitu retak)crac"* yang dise'a'kan oleh tegangan tarik )tensile stress*
dan korosi yang spesifik. ontoh : hydrogen embrittlement
(encegahannya:
# proteksi katodik+
# menurunkan 'e'an/tegangan yang 'eker&a+
# menghilangkan ,at-,at yang korosif+
# pelapisan )coating*+
# shot-peening atau shot-'lasting untuk menghasilkan
tegangan sisa tekan.
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
19/55
Kontrol terhadap korosi
(emilihan material:
$5ogam$!on logam
oating )pelapisan*:
$5ogam$"rganik
$!on organik
Disain:
$menghindari konsentrasitegangan
$menghindari kontak dengan
logam tidak se&enis
$menghindari adanya
&e'akan air
(roteksi kotodik
dan anodik
Kontrol lingkungan.
)temperatur+konsentrasi oksigen
dll*.
(E!E6AA! K"#"$%
Korosi dapat dikontrol dengan 'er'agai cara. (ertim'angan
utama adalah masalah ekonomi+ terutama aki'at yang
ditim'ulkannya .
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
20/55
REDOKS & ELEKTROKIMIA
8.1 REAKSI REDOKS
8.2 SEL ELEKTROKIMIA
8.3 POTENSIAL SEL DAN ENERGI EAS8.! ELEKTROLISIS
8." KOROSI
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
21/55
%.& R'(KSI R')*KSI$OKSI)(SI
#eaksi redoks selalu ter&adi 'ersamaan
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
22/55
OKSI)(SI $ R')*KSI
Mendapatkan
oksigen
Kehilanganhidrogen
Kehilangan
elektron
Oksidasi
Reduksi
Kehilangan
oksigen
Mendapatkan hidrogen
Mendapatka
n elektron
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
23/55
+I!(,-(, OKSI)(SI
# Aturan 0ilangan "ksidasi )0iloks*:
&. +iloks unsur /
0. 1umlah biloks dalam senyawa /
2. 1umlah biloks dalam ion muatan ion
3. +iloks unsur -ol. I( 4&5 -ol II( 405-ol III( 42 6dalam senyawanya
7. +iloks 8 umumnya 4& 6kadang$kadang $& dalam senyawa hidrida9
:. +iloks O umumnya $0 6kadang$kadang$& dalam peroksida dan $; dalamsuperoksida9
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
24/55
OKSI)(TOR$R')*KTOR
# Oksidator6pengoksidasi9"senyawa yang memungkinkanterjadinya proses oksidasi5dan unsur dalam senyawa itu
sendiri mengalami penurunantingkat oksidasi 6reduksi9
# Reduktor6pereduksi9"senyawa yang memungkinkanterjadinya proses reduksi danunsur dalam senyawa inisendiri mengalami kenaikantingkat oksidasi 6oksidasi9
Bilan#anoksidasi
Oksidasi
Reduksi
Reduktor Oksidator
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
25/55
=ontoh %.&
# Sebutkan oksidator dan reduktor pada
persamaan reaksi berikut"
a. 7SO20$4 0>nO3$ 4 :84? 7SO30$4 0>n044 280O
b. 0,O06g94
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
26/55
>enyetarakan Persamaan Reaksi
Redoks#eaksi pelarutan tem'aga)%%* sulfida dalam larutan asam nitrat dalam air
u$)s* 7 !"8-)a9* u27)a9* 7 $"32-)a9* 7 !")g*
Tahap 1 Kenali spesi yang mengalami kenaikan dan penurunan 'ilangan oksidasi. Tulisdua setengan reaksi yang 'elum di'alanskan dari spesies yang dioksidasi dandireduksi
u$ u27 7 $"32-
!"8- !"
Tahap 2 Masukkan koefisien untuk menyamakan ¨ah atom+ kecuali oksigen danhidrogen
Dalam kasus ini+ ¨ah atom u+ $+ dan ! sudah 'alans
Tahap 8 0alanskan oksigen dengan menam'ahkan 2" pada salah satu sisi
u$ 7 32" u27 7 $"32-
!"8- !" 7 22"
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
27/55
Tahap 3 0alanskan hidrogen. ;ntuk larutan asam+ tam'ahkan 8"7ke tiap sisi yang
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
28/55
8u$ 7 8?2" 8u277 8$"32-7 238"77 23e-
>!"8-7 828"77 23e- >!" 7 3>2"
8 u$ 7 >!"8-7 >8"7 8u277 8$"32-7 >!" 7 122"
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
29/55
=O,TO8 %.0
# Setarakan reaksi redoks berikut yang
berlangsung dalam larutan basa dalam air"
>nO3$6a@94 +r$6a@9? >nO06s94 +rO2$6a@9
#enyelesaian
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
30/55
D%$(#"("#$%A!A$%e)*adi apaila sen,aa tun##al dioksidasi dan di)eduksi
2 H2O2(l" 2 H2O(l" + O2(#"
Oksi#en dalam H2O2dioksidasi men*adi O2dan sea#ian di)eduksi
men*adi H2O
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
31/55
%.0 S'! '!'KTROKI>I(
$el 6alanik )$el Bolta*
# (ada suatu reaksi redoks yangspontan+ ter&adi transfer elektrondan pem'e'asan energi
# ika reaksi redoks spontandipisahkan+ setengah reaksireduksi dan setengah reaksioksidasinya ter&adi dalam tempatyang 'er'eda+ maka aliraneketronnya dapat dimanfaatkan
se'agai energi listrik# al ini merupakan prinsip ker&adari sel galanik atau sel olta
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
32/55
# "ksidasiterjadi di anode
# #eduksi terjadi dikatode
# Ketika satu e$
mengalirdari anode ke katode5jumlah muatan padamasing$masing tempat6sel9 akan menjadi tidak
setara dan aliran elektronakan berhenti
sakelar
Pergerakan kation
Pergerakan anion
Katode
anode
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
33/55
# *ntuk menyetarakan
jumlah muatan5
digunakanembatan
garam, yaitu tabungberbentuk A*B yang
mengandung larutan
garam
C kation bergerak ke katode
C anion bergerak ke anode
sakelar
Pergerakan kation
Pergerakan anion
Katode
anode
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
34/55
# )alam sel5 elektron
kemudian meninggalkan
anode mengalir menuju
katode# +ersamaan dengan
elektron meninggalkan
anode5 kation larut ke
dalam larutan dalam sel
anode
#e$%aanGara$
KatodeAnode
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
35/55
(otensial Elektrode $tandar )EC*
# +erbagai sel dapat dibuat dengan menghubungkan dua buahsetengah sel yang potensialnya berbeda
# +eda potensial yang terjadi dapat diukur dengan voltmeteratau
amperemeter# *kuran keenderungan reaksi redoks ditetapkan sebagai nilai
potensial reduksi standar
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
36/55
Potensial Setengah Sel Standar
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
37/55
# (otensial sel standar )ECsel*dihitung daripotensial setengah reaksi reduksi pada katode6'Dkatode9 dikurangi potensial setengah reaksi
reduksi pada anode 6'Danode9
ECsel ECkatode - ECanode
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
38/55
=ontoh %.2
# Pada gambar di samping
menunjukkan suatu sel
seng$tembaga dengan
potensial terbaa &5&/ E.+erdasarkan tabel
potensial setengah sel
standar5 apakah sel dalam
keadaan standar
#enyelesian
sakelar
Pergerakan kation
Pergerakan anion
Katode
anode
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
39/55
=ontoh %.3
# +erapakah nilai 'D pada
sel kadmium$besi di
samping
Volts
Cd Salt Bridge
Cd2+
Fe
Fe2+
Volts
Cd Salt Bridge
Cd2+
Fe
Fe2+
#enyelesaian
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
40/55
Diagram $el
# Penulisan sel galGanik seara skematis
# Anode )'ermuatan positif*ditempatkan di sebelah kiri+ katode
)'ermuatan negatif*di sebelah kanan.# 'lektron mengalir pada rangkaian luar dari kiri ke kanan
# -aris tunggal melambangkan antarmuka logam$larutan
# Konsentrasi dituliskan dalam tanda kurung
# Sepasang garis melambangkan jembatan garam
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
41/55
# =ontoh diagram sel
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
42/55
$el 6alanik dan $el Elektrolisis
&el 'alani"
$ +ekerja seara spontan
$ >engubah energi kimia menjadi energi
listrik yang dapat digunakan untuk
melakukan kerja
&el )le"trolisis
$ +ekerja berlawanan arah dengan dengan reaksi
kimia spontan
$ 'nergi listrik diubah menjadi energi kimia
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
43/55
%.2 POT',SI(! S'! )(, ','R-I +'+(S
# Pergerakan elektron dari anode ke katode pada selelektrokimia disebabkan oleh adanya perbedaanenergi potensial listrik antara kedua elektrode
# Proses spontan merupakan proses yang memilikiperubahan energi bebas H-/5 yaitu di'e'askanse¨ah energi yang dapat menghasilkan ker&a.
# $H- adalah jumlah maksimum kerja yang dapat
diperoleh-6 maks
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
44/55
# Pada sel galGanik terjadi proses spontan yangmembebaskan energi listrik yang dapat
digunakan untuk menghasilkan kerja listrik# +esarnya kerja listrik yang dapat dilakukanbergantung pada jumlah elektron yang bergerakdan perbedaan potensial yang menyebabkan
pergerakan tersebut. 1adi5 kerja listrik dapatdihitung dengan persamaan"
listrik itE nFEsel
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
45/55
# n jumlah elektronJ# F tetapan Faraday
&F e ,(L M:7// =Nmol
& =oulomb 69 jumlah muatan melalui suatu rangkaianlistrik yang mengalirkan arus satu ampere selama satudetik
6 i t9
# Reaksi spontanJ 'selC/5 sehingga
6 -nFEsel# 1ika pereaksi dan hasil reaksi berada dalam keadaan standar5
maka
6C -nFECsel
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
46/55
=ontoh %.7
# 8itunglah H-D reaksi
=u046l94 Fe6p9 ? =u6p94 Fe046l9
# (pakah reaksi tersebut spontan 1elaskan
#enyelesaian
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
47/55
%.3 '!'KTRO!ISIS
# Reaksi kimia yang untuk
terjadinya memerlukan
energi listrik dari luar
# )iperlukan potensiallebih 6overpotensial9agar
reaksi dapat berlangsung
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
48/55
>enentukan reaksi yang terjadi pada
elektrode# 0ila lelehan !al dielektrolisis5 reaksi yang mungkin terjadi
hanyalah"
Oksidasi" 0=l$? =l06g94 0e$
Reduksi" 0,a44 0e$ ? 0,a6p9
# 0ila yang dielektrolisis adalah larutan !al5 maka reaksi yangmungkin terjadi adalah
Oksidasi" 0=l$? =l06g94 0e$ 'Doks $&52: E 6&9
080O ? O06g94 3844 3e$ 'Doks $&520 E 609
Reduksi" 0,a44 0e$? 0,a6p9 'Dred $05
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
49/55
# 'Doks6&9 dan 609 tidak berbeda jauh5 sehingga keduareaksi mungkin terjadi.
# 'Doksreaksi 6&9 bergantung pada =l$Q5 sedangkan 'Doks
reaksi 609 bergantung pada 84Q. +ila yang dielektrolisis
adalah larutan !al pekat5 maka =l$
Q akan lebihtinggi5 sehingga reaksi )1*terjadi. Tetapi bila yang
dielektrolisis adalah !al encerberarti =l$Q lebih keil5
maka reaksi )2*yang terjadi
# 'Dred639 jauh lebih besar dari 629 sehingga reaksi 639yang terjadi
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
50/55
'lektrolisis air
# (ir dielektrolisis dengan reaksi sebagai berikut"
(node" 080O ? O06g94 3844 3e$ 'Doks $&520 E
Katode" 380O 4 3e$? 0806g94 3O8$ 'Dred $/5%2 EReaksi" :80O ? 0806g9 4 O06g94 36844 O8$9 'D $05/: E
atau 080O ? 0806g9 4 O06g9
1adi untuk elektrolisis 80O murni dibutuhkanminimum 05/: E
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
51/55
'lektrolisis ampuran ion
# +ila suatu larutan mengandung ampuran ion
dielektrolisis dengan potensial rendah dan
dinaikkan bertahap5 maka ion yang memiliki EC
le'ih 'esar akan mengendap terle'ih dahulu
karena menunjukkan lebih mudah tereduksi.
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
52/55
=ontoh
# Suatu larutan mengandung ion" =e345 EO04dan Fe24.
1ika diketahui
=e344 e$? =e24 'D &5
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
53/55
8ukum Faraday untuk elektrolisis
&. +esarnya perubahan kimia yang
dihasilkan berbanding lurus dengan
jumlah muatan yang melalui sel0. )alam proses elektrolisis sejumlah aliran
listrik tertentu akan menghasilkan jumlah
ekiGalen yang sama tanpa mempedulikanat yang terlibat dalam proses tersebut
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
54/55
!angkah perhitungan elektrolisis
seara kuantitatiArus (I) dan waktu
(t)
.umla/
muatan
couloms (0"1
! t
mol e- atau
ekialen1 4 mol e-5
6788 01 0'6788
9ol at ,an# di)eduksi
atau dioksidasi1ekialen'n
9assa at ,an# di)eduksi
atau dioksidasi1 mol ! A)
-
7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt
55/55
=ontoh %.