Eksperimen Laju Korosi2014

MENENTUKAN NILAI LAJU KOROSI SUATU MATERIAL UNTUK MENGETAHUI DAYA TAHAN UNGGUL ATAU RESISTAN TERHADAP KOROSIVina Puji Lestari1 , Darmawan2 , Dewi Karmila Sari3 , Faridhatul Khasanah4 , Ihfadni Nazwa5, Ika Wahyuni6 , Imroatul Maghfiroh7 , Novitasari8 , Nurul Khusnia9 , Sarasati Istiqomah10Laboratorium Fisika Material, Departement Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, Jalan Mulyorejo,Surabayaemail: vina_pujilestari@yahoo.com

AbstrakDalam bidang material,dikenal adanya suatu korosi.Korosi merupakan kerusakan material khususnya logam akibat bereaksi dengan lingkungan yang menghasilkan produk yang tidak diinginkan.Korosi merupakan penurunan kualitas suatu bahan disebabkan oleh reaksi kimia logam dengan unsur-unsur lain yang terdapat di alam..Korosi yang terjadi pada logam tidak dapat dihindari,namun dapat dicegah dan dikendalikan sehingga struktur atau komponen mempunyai massa pakai yang lama.Dari sini kita tahu bahwa korosi dapat dikendalikan,sehingga untuk mendefinisikan hal tersebut diperlukan beberapa metode dan salah satunya adalah proses pengujian immersion corrosion.Prinsip kerja dari metode ini adalah dengan mencelupkan bahan uji ke dalam larutan cair pengkorosi.Adapun tujuan dari proses uji ini adalah agar diketahui nilai laju korosi dan daya tahan unggul suatu material terhadap korosi. Sehingga nilai laju korosi dapat menunjukkan ketahanan korosi relatif.Maka dari eksperimen ini diperoleh nilai laju korosi sebesar dan bahan yang digunakan tidak dapat dibandingkan dengan tabel tingkat ketahanan korosi karena waktu menjadi salah satu faktor penentu dari terjadinya korosi dan waktu dari eksperimen ini sangat terbatas,sehingga pengurangan massa bahan menurun hanya sedikit bagian.Keywords: immersion corrosion ,korosi ,nilai laju korosiPendahuluanSemakin berkembangnya berbagai bidang teknologi, menghendaki manusia untuk memunculkan suatu teknologi terbaru yang dapat menginovasi,dan peran material didalamnya sangat perlu diperhatikan,yakni terkait jenis dari material yang digunakan.Sifat dari material yang dipilih juga merupakan salah satu aspek yang tidak kalah pentingnya.Dari hal ini sifat material yang dimaksud adalah bagaimana cara kita untuk memilih dan mengetahui sifat dari material tersebut,apakah mudah mengalami korosi atau tidak,mudah rapuh atau tidak,dan sebagainya.Sifat korosi yang mungkin sekali terjadi pada hampir seluruh bahan material tentunya akan menimbulkan banyak permasalahan kerugian,mengingat bahwa korosi selalu menghasilkan produk yang tidak diinginkan.Permasalahan yang ditimbulkan karena terjadinya korosi dalam berbagai bidang dapat berupa: Dalam bidang medis,berbahaya jika suatu alat kedokteran yang digunakan untuk tubuh manusia bahkan yang tertanam dalam tubuh mengalami pengkorosian karena dapat menimbulkan infeksi,kerusakan jaringan disekitarnya,dll. Pada bahan industri,dapat berupa kebocoran yang mengakibatkan kerugian yang cukup besar Pada berbagai instrumen industri, kurang kuatnya material bahkan dapat menyebabkan kerobohan struktur bangunan dan yang terparah jika terjadi peledakan suatu pipa/bejana bertekanan yang dapat berdampak sebagai pencemaran lingkungan.Karena korosi tidak dapat dicegah atau dihentikan sama sekali,maka yang dapat kita lakukan adalah melakukan pengendalian laju korosi yakni dengan ketelitian dalam memilih bahan material,dan memperhitungkan nilai laju korosi yang akan terjadi sehingga dapat diperkirakan berapa batas atau rentang waktu suatu material dapat bertahan atau resistan terhadap korosi.Berkaitan dengan hal tersebut,eksperimen kali ini dilakukan dengan pengujian korosi yakni dengan memasukkan logam pada furnace dengan derajat suhu yang tinggi kemudian mencelupkannya ke dalam larutan HCL dan mengamati terjadinya laju korosi.Dasar TeoriPada hampir seluruh bahan material,dikenal terjadinya korosi.Korosi merupakan perusakan bahan material khususnya logam karena bereaksi dengan berbagai zat dilingkungan yang menyebabkan munculnya suatu produk yang tidak dikehendaki.Proses terjadinya korosi berlangsung secara perlahan tetapi pasti.Korosi dapat menyebabkan suatu bahan memiliki keterbatasan pemakaian,yang artinya suatu material yang diperkirakan memiliki waktu yang lama dalam kegunaannya tetapi ternyata material tersebut hanya dapat digunakan pada waktu yang singkat karena telah mengalami pengkorosian.Hal ini disebabkan karena proses korosi tidak dapat diperkirakan berapa rentang waktu suatu material mengalami korosi.Pada umumnya,korosi terjadi pada besi karena besi merupakan logam yang mudah sekali berkarat/berkorosi.Zat yang dihasilkan dari peristiwa pengkaratan besi adalah berupa zat berwarna merah kecoklatan yang bersifat rapuh. Korosi disebabkan adanya udara dan air yang bereaksi terhadap bahan logam dan peristiwa korosi dapat berlangsung lebih cepat ketika terdapatnya garam yang bereaksi dengan udara dan air terhadap suatu bahan logam tersebut.Penyebab KorosiFaktor yang menyebabkan korosi dapat dibedakan menjadi 2,yakni yang bersal dari bahan itu sendiri dan yang berasal dari lingkungan.Faktor yang disebabkan dari bahan meliputi kemurnian bahan,struktur bahan,bentuk kristal,serta pencampuran bahan dengan materi lain didalamnya.Sedangkan dari faktor lingkungan meliputi tingkat kelembapan,suhu,pencemaran yang terjadi disekitarnya,dan keberadaan zat-zat korosif.Pengendalian KorosiSeperti yang telah dijelaskan diatas,bahwa korosi tidak dapat dicegah namun dapat dikendalikan keberadaannya.Pengendalian korosi dapat dilakukan dengan: Pengecatan Pelapisan dengan bahan plastik Pelumuran dengan oli atau yang mengandung minyak Pelapisan dengan timah (Tin Plating) Pelapisan dengan zink (Galvanisasi) Pelapisan dengan kromium (Chromium plating) Pengorbanan anode (Sacrificial protection)Dari berbagai pengendalian tersebut,dapat pula dihitung laju korosi suatu logam material,dan ini hanya sebagai perkiraan terhadap ketahanan suatu material.Cara tersebut demi menghindari hal-hal merugikan yang sangat tidak diinginkan. Dan salah satu cara tersebut dapat dinyatakan dengan menggunakan rumus:

Keterangan:Laju korosi (mm/tahun)Luas permukaan specimen mula-mula (mm2) Lama waktu pengujian korosi (detik)Berat jenis specimen mula-mula(g/mm3)Konstanta perubah satuan mm/s menjadi mm/tahunPengurangan berat specimen akibat uji korosi (gram)Dari perumusan diatas,terdapat tingkat ketahanan korosi relatif yang ditunjukkan oleh tabel dibawah ini:Ketahanan Korosi RelatifKecepatan Korosi (mm/tahun)

Sangat Baik< 0,02

Baik Sekali 0,02 - 0,15

Baik0,15 0,5

Cukup0,5 - 1,25

Buruk1,25 5

Sangat Buruk> 5

Metode Eksperimen

Alat dan BahanAdapun bahan yang digunakan pada eksperimen ini adalah:1. Logam Alluminium2. Larutan HCL

Dan alat yang digunakan adalah:1. Peralatan furnace2. Gelas ukur3. Timbangan digital

Prosedur Eksperimen1. Siapkan logam sebagai bahan uji2. Timbang massa mula-mula bahan dan ukur diameter serta ketebalan bahan3. Panaskan bahan uji dalam furnace pada suhu 550C selama 15 menit4. Setelah selama 15 menit dipanaskan,angkat bahan uji dari furnace5. Kemudian dinginkan dengan cepat pada medium quenching (pendinginan secara cepat) air.Proses ini disebut dengan perlakuan panas pelarutan6. Pengujian korosi dilakukan dengan mencelupkan bahan uji ke dalam larutan HCL dengan konsentrasi 4% 7. Diamkan pada ruang terbuka selama 10 menit8. Timbang massa bahan setelah dilakukan uji korosi dan hitunglah nilai laju korosi.Data Hasil EksperimenPengukuran Hasil Pengukuran

Diameter (D)2,55 cm = 25,5 mm

Tebal0,62 cm = 6,2 mm

Waktu (t)10 menit = 600 sekon

Massa mula-mula (M0)8,36 gram

Massa setelah korosi (M1)8,34 gram

K32258064,52

Analisis Data Massa setelah uji korosi (M) Luas permukaan specimen (A)

Volume bahan uji Berat jenis specimen (D)

Laju Korosi (

PembahasanKorosi merupakan perusakan atau degradasi yang disebabkan oleh bereaksinya suatu logam dengan lingkungan sehingga menimbulkan suatu senyawa yang tidak dikehendaki dan mengakibatkan kerugian.Proses terjadinya korosi pada besi,dimulai dari logam besi yang mengalami kontak dengan udara dan dioksidasi menjadi ion Fe2+,yang kemudian ion tersebut larut oleh air dan bergerak menuju katode melalui tetesan air,elektron yang bergerak ke katode adalah melalui logam dan elektron tersebut mereduksi oksigen dari udara yang kemudian menghasilkan air.Sebagian oksigen tadi yang larut dalam air mengoksidasi Fe2+ menjadi Fe3+ dan hasil dari oksidasi ini merupakan karat/korosi yang terjadi pada besi.Berikut adalah reaksi besi yang mengalami oksidasi:Besi dioksidasi oleh H2O atau ion hidrogen membentuk:oksidasi : Fe Fe2+ + 2e-reduksi : 2H+ 2HKemudian atom-atom H bergabung menghasilkan H2: 2H H2Atom-atom H bergabung dengan oksigen: 2H+ O2 H2OJika konsentrasi H+ cukup tinggi (pH rendah), maka reaksi yang terjadi adalah:Fe + 2H+ 2H+ Fe2+2H H2Ion Fe2+juga akan bereaksi dengan oksigen dan membentuk pengkaratan berwarna coklat kemerahan dengan menghasilkan ion H+yang selanjutnya direduksi menjadi H2- sehingga membentuk:4Fe2++ O2+ 4H2O+ 2xH2O 2(Fe2O3H2O2)+ 8H+Reaksi totalnya menjadi: 4Fe+ 3O2+ 2xH2O 2(Fe2O3H2O2)Pada eksperimen yang dilakukan kali ini,pengujian korosi dilakukan dengan bahan alluminium yang dicelupkan kedalam larutan HCL 4% setelah dipanaskan dalam furnace pada suhu 550C.Ketika logam dicelupkan dalam larutan HCL,tampak adanya gelembung-gelembung yang keluar dari permukaan logam,yang menandakan terjadi proses korosi didalamnya.Selama didiamkan hingga 10 menit,munculnya gelembung terus berlangsung dan jika pada proses ini diteruskan hingga berjam-jam bahkan berhari-hari,maka massa dari logam tersebut akan mengalami pengurangan,yang mungkin akan jauh berbeda dari massa awalnya.Namun yang dapat kita amati dari eksperimen kali ini hanya sebentar dan tidak lebih dari 10 menit,karena adanya keterbatasan waktu sehingga pegujian korosi ini tidak mengalami pengurangan massa yang signifikan,hanya sebagian atau 0,02 gram bagian yang mengalami pengkorosian.Karena dalam prosesnya,semakin besar perubahan massa maka terjadinya korosi semakin besar.Berikut ini adalah reaksi kimia korosi yang terjadi pada logam alluminium dengan larutan HCL:Al + HCL AlCl- + H+Dari penjelasan diatas,dapat diketahui bahwa korosi dapat disebabkan oleh faktor tertentu.Suatu logam belum tentu memiliki korosi yang sama sekalipun pada lingkungan yang berbeda dan juga pada kondisi lingkungan yang sama,belum tentu suatu material yang berbeda mengalami korosi yang sama.Sehingga faktor yang mempengaruhi korosi dapat dibedakan menjadi 2,yakni:1. Faktor MetalurgiFaktor yang bergantung pada jenis bahan yang digunakan.Berapa lama daya tahannya terhadap korosi,berapa laju korosi yang terjadi dalam suatu kondisi,dan faktor yang mempengaruhinya adalah: Waktu pengkorosian Jenis logam Suhu saat proses korosi

2. Faktor LingkunganTerjadi karena adanya faktor dari lingkungan yang menurunkan kualitas suatu material bahkan dapat merusak bahan material tersebut.Dan yang mempengaruhi terjadinya adalah:a. Konsentrasi elektrolitb. Komposisi kimiac. Suhu lingkungand. Adanya oksigen terlarute. Adanya komponen gas, cair atau padatf. Jenis logamg. Kecepatan gerak elktrolith. Kondisi biologisDari banyaknya faktor tersebut,nyata bahwa hampir seluruh bahan material mengalami korosi dan karena adanya faktor lingkungan,menyebabkan korosi sangat tidak bisa dicegah. Serta dari eksperimen yang telah dilakukan, laju korosi dapat yang dihitung dari logam alluminium sebesar .Tetapi hasil tersebut tidak dapat ditentukan dari tingkat ketahanan korosi relatif,karena korosi memerlukan proses dan rentang waktu yang lebih lama sedangkan dari eksperimen yang kami lakukan hanya berlangsung 10 menit,dimana waktu juga merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi terjadinya korosi dan waktu yang singkat tersebut hanya dapat sedikit mengurangi massa dari alluminium sehingga tidak sebanding dengan kecepatan korosi (mm/tahun).Berdasarkan kondisi lingkungan,korosi terbagi atas 3 keadaan,yakni:1. Korosi basah,yakni korosi yang terjadi pada lingkungan yang lembab atau mengandung air.2. Korosi atmosferik,yakni korosi yang terjadi di udara terbuka3. Korosi temperatur tinggi,yaitu korosi yang terjadi pada lingkungan bertemperatur diatas 500 oC.

KesimpulanBerdasarkan hasil eksperimen yang telah dilakukan,dapat disimpulkan bahwa:

1. Korosi merupakan perusakan logam akibat logam yang bereaksi dengan lingkungan dan menghasilkan senyawa baru yang tidak diinginkan2. Nilai laju korosi yang diperoleh dari pengujian bahan alluminium ini sebesar .3. Nilai laju korosi yang diproleh tidak dapat dibandingkan dengan tabel tingkat ketahanan korosi karena dalam proses terjadinya,waktu merupakan sebagai pengaruh.4. Korosi dapat dikendalikan dengan melakukan pelapisan dengan bahan plastik,pengecatan,pelumuran dengan oli,pelapisan dengan bahan timah,pelapisan dengan zink,ataupun plapisan dengan kromiun,dan pengorbanan anode.

Daftar PustakaAnonim: http:// wordpress.com/category/koros.html. Diakses pada 10 Mei 2014Narrayan, Raj., 1983, An Introduction to Metallic Corrosion and its Prevention, Oxford & IBH, New DelhiSidiq,M Fajar. 2013.Jurnal Analisa korosi dan pengendaliannya, Akademi Perikanan Baruna SlawiWidharto, S. 2001, Karat dan Pencegahannya, P.T. Pradya Paramita, Jakarta

7