metode polarisasi untuk mengukur laju korosi point

11
METODE POLARISASI UNTUK MENGUKUR LAJU KOROSI [Type the document subtitle] Esthi Kusumadewayanti (2110100047) user 1/1/2013 METODE POLARISASI UNTUK MENGUKUR LAJU KOROSI Esthi Kusumadewayanti (2110100047) Hindun Amalia (2110100059) Sudahra (2110100109) 2013 INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

Upload: esthi-kusuma

Post on 25-Oct-2015

949 views

Category:

Documents


70 download

TRANSCRIPT

METODE POLARISASI UNTUK MENGUKUR LAJU KOROSI[Type the document subtitle]

Esthi Kusumadewayanti (2110100047)

user1/1/2013

METODE POLARISASI UNTUK MENGUKUR LAJU KOROSI

Esthi Kusumadewayanti (2110100047)Hindun Amalia (2110100059)Sudahra (2110100109)

2013

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

METODE POLARISASI UNTUK MENGUKUR LAJU KOROSI

1.1. Metode Ekstrapolasi Tafel

Metode ekstrapolasi Tafel adalah metode untuk mengukur laju korosi basah dengan menarik garis lurus pada daerah linear kurva polarisasi katodik dan kurva polarisasi anodik sehinggga kedua garis tersebut berpotongan pada satu titik, dimana titik ini menunjukkan icorr dan Ecorr.

Dalam metode ekstrapolarisasi Tafel, kurva polarisasi katodik lebih digunakan untuk menentukan laju korosi dibandingkan kurva polarisasi anodik. Hal ini disebabkan polarisasi katodik bersifat cepat dan reversibel sedangkan polarisasi anodik bersifat ireversibel.

Pada larutan asam kuat, reaksi reduksi yang terjadi berupa pembentukkan ion hidrogen menjadi gas hidrogen sehingga ekstrapolasi Tafel katodik merupakan ekstrapolasi reaksi reduksi dari ion hidrogen.

2H+ + 2e- → H2

Berikut ini merupakan contoh ekstrapolasi Tafel dalam larutan asam kuat H2SO4 seperti terlihat pada gambar 1.1a.

Gambar 1.1a Ekstrapolasi Tafel baja karbon dalam larutan 1 N H2SO4

1

Pada gambar 1.1a, data polarisasi katodik dan anodik besi dalam larutan asam di-plot dalam sebuah grafik potensial-densitas arus secara eksperimental. Berdasarkan eksperimental, kurva polarisasi katodik dan anodik tidak berpotongan pada satu titik sehingga perlu didekatkan dengan ekstrapolasi Tafel untuk mengetahui laju korosi yang terjadi. Ekstrapolasi Tafel dilakukan dengan menarik garis lurus pada daerah linear dari kurva polarisasi katodik sedangkan pada kurva polarisasi anodik, garis lurus diperoleh dari perhitungan data katodik. Hal ini disebabkan tidak adanya daerah linear yang ditunjukkan pada kurva polarisasi anodik sehingga perhitungan dari data katodik digunakan untuk menentukan garis lurus pada kurva polarisasi anodik. Perpotongan antara kurva polarisasi katodik dan anodik ini akan menunjukkan icorr dan Ecorr. Laju korosi dapat ditentukan dengan icorr

yang terjadi pada perpotongan kedua kurva.

Pada larutan garam, reaksi reduksi yang terjadi bukan merupakan pembentukkan gas hidrogen dari ion hidrogen melainkan pembentukan gas hidrogen dan ion hidroksida dari penguraian air sehingga ekstrapolasi Tafel katodik merupakan ekstrapolasi reaksi reduksi dari air.

2H2O + 2e- → H2 + 2OH-

Berikut ini merupakan contoh ekstrapolasi Tafel dalam larutan garam Na2SO4 seperti terlihat pada gambar 1.1b.

Gambar 1.1b Ekstrapolasi tafel baja karbon, baja karbon yang dilindungi seng dan baja karbon yang dilindungi seng-aluminium dalam larutan sodium sulfat

2

Pada gambar 1.1b, menunjukkan kecenderungan ekstrapolasi Tafel katodik untuk baja karbon yang tidak dilindungi, dilindungi seng, dan dilindungi Al-Zn dalam larutan garam, dimana terjadi reaksi reduksi air menjadi gas hidrogen dan ion hidroksida. Perlindungan dengan lapisan seng dan Al-Zn pada baja karbon mengurangi polarisasi katodik yang terjadi. Hal ini ditunjukkan dengan penurunan potensial dari baja karbon yang diberikan lapisan seng dan Al-Zn Berdasarkan gambar 5.1b, dapat dilihat bahwa laju korosi pada baja karbon yang tidak dilindungi lebih besar dibandingkan laju korosi dengan perlindungan seng dan AL-Zn.

1.2. Metode Resistansi Polarisasi

Metode resistansi polarisasi merupakan metode pengukuran laju korosi dengan menarik garis linear dari kemiringan kurva polarisasi katodik dan anodik, dimana kemiringan dari kurva linear tersebut menggambarkan laju korosi.

Resistansi polarisasi adalah ketahanan material terhadap oksidasi selama proses diberi arus dari luar yang dinyatakan melalui persamaan :

..........................................(1.1)dimana :

Rp = resistansi polarisasiβc = konstanta Tafel katodikβa = konstanta Tafel anodik

3

Gambar 1.2a Kurva polarisasi anodik dan katodik secara teoritis

Secara teoritis, kurva polarisasi katodik dan anodik merupakan garis linier, dimana pada kurva polarisasi katodik, potensial akan menurun dengan bertambahnya arus sedangkan pada kurva polarisasi anodik, potensial akan meningkat dengan bertambahnya arus seperti pada gambar 1.2a. Dari kurva polarisasi katodik dan anodik, akan diperoleh perpotongan pada satu titik yang menunjukkan icorr dan Ecorr.

Berdasarkan hal tersebut, kurva eksperimental yang diharapkan merupakan penurunan dari

iapp,c = ic -ia.......................................(1.2)iapp,a = ia –ic.......................................(1.3)

dimana :iapp,c = densitas arus yang diaplikasikan pada potensial yang samaic = arus densitas untuk proses reduksi pada potensial yang samaia = arus densitas untuk proses oksidasi pada potensial yang sama

Sedangkan untuk potensial katodik dan anodik diperoleh dari

.............................................(1.4)

..............................................(1.5)dimana :

4

εc = potensial katodikεa = potensial anodikβc = konstanta Tafel katodikβa = konstanta Tafel anodikicorr = densitas arus sebagai laju korosiic = arus densitas yang diaplikasikania = arus densitas yang diaplikasikan

Kurva polarisasi katodik dan anodik secara teoritis ini digunakan untuk mensimulasikan kurva polarisasi eksperimental yang di-plot pada koordinat linier dengan menggunakan konstanta Tafel seperti pada gambar 1.2b,1.2c,dan 1.2d.

Pada gambar 1.2b, 1.2c, dan 1.2d, densitas arus dan potensial dibagi menjadi daerah katodik dan anodik, dimana iapp dan di-plot pada pada masing-masing daerah sehingga diperoleh kurva katodik anodik. Kemudian ditarik garis linear yang menyinggung daerah linear pada kurva tersebut.

Kurva tersebut memiliki daerah linear pada potensial yang rendah, dimana kelinearannya bergantung pada konstanta Tafel. Pada gambar 1.2b, garis linear menyinggung kurva katodik anodik pada nilai potensial yang cukup tinggi, dimana konstanta Tafel yang digunakan sebesar 118 mV untuk anodik dan -118mV untuk katodik. Pada gambar 1.2c, garis linear menyinggung kurva katodik anodik pada nilai potensial yang rendah, dimana konstanta Tafel lebih rendah dibandingkan gambar 1.2b yaitu 30 mV untuk anodik dan -30 mV untuk katodik. Pada gambar 1.2d, garis linear menyinggung kurva katodik anodik pada potensial rendah, dimana bentuk kurva katodik dan anodik tidak simetris. Hal ini disebabkan konstanta Tafel antara katodik dan anodik tidak sama.

5

Gambar 1.2b Kurva polarisasi secara eksperimental pada konstanta Tafel anodik 118 mV dan katodik -118 mV

Gambar 1.2c Kurva polarisasi secara eksperimental pada konstanta Tafel anodik 30 mV dan katodik -30 mV

6

Gambar 1.2d Kurva polarisasi secara eksperimental pada konstanta Tafel anodik 30 mV dan katodik -118 mV

Hubungan Laju Korosi dengan Resistansi Polarisasi Hubungan laju korosi dengan resistansi polarisasi dapat dilihat pada gambar 1.3. Pada gambar tersebut, dapat dilihat bahwa semakin besar resistansi polarisasi maka semakin kecil laju korosi yang terjadi. Hal ini disebabkan kemampuan material untuk tahan terhadap oksidasi lebih besar, dimana reaksi oksidasi menunjukkan material tersebut terkorosi. Berdasarkan gambar 1.3, dapat diketahui bahwa semakin besar konstanta Tafel maka semakin besar resistansi polarisasi dan semakin kecil laju korosi yang terjadi. Hal ini membuktikan persamaan 1.1 untuk menentukan resistansi polarisasi.

7

Gambar 1.3 Hubungan eksperimental antara laju korosi , icorr dan resistansi polarisasi

1.3. Metode Instrumental untuk Resistansi Polarisasi

1.4. Probes Pemantau Korosi1.5. Kesalahan Pengukuran Resistansi Polarisasi1.6. Metode Lain untuk Menentukan Laju Korosi

8