pengaruh konsentrsi caco terhadap sifat korosi...

PENGARUH KONSENTRSI CaCO3 TERHADAP SIFAT KOROSI BAJA ST.37

DENGAN COATING PANi (HCl) – CaCO3

Oleh:

Ahmad Hijazi 1106 100 018

Pembimbing:

Drs. Suminar Pratapa, M.Sc., ph.D.

JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012

Tugas Akhir

LATAR BELAKANG

PANi Pelapis anti

korosi pada

logam

Diperoleh bahan yang

tahan korosi

CaCO3

• Untuk mengetahui pengaruh konsentrasi CaCO3 terhadap perilaku korosi komposit PANi (HCl)/CaCO3.

PERUMUSAN MASALAH

TUJUAN PENELITIAN

• Mengetahui sifat ketahanan korosi pada sampel plat baja ST.37 dengan memvariasikan komposisi pengisi CaCO3 dengan PANi (HCl) ke dalam cat.

BATASAN MASALAH

• Bahan dasar pembuatan Polianilin adalah monomer Anilin.

• CaCO3 disintesis dari batu kapur alami asal Desa Tuwiri Wetan, Kab. Tuban dengan metode karbonasi.

Korosi

Merupakan kerusakan karena adanya reaksi

kimia atau elektrokimia antara logam dengan

lingkungannya.

Tinjauan Pustaka

KARAKTERISTIK PANi

[(-B-NH-B-NH-)y (-B-N=Q=N-)1-y ]x

Gambar 1. Struktur kimia PANi secara umum dalam bentuk basa

Garam Emeraldin

Basa Leukoemerdin

Basa Emeraldin

Basa Pernigranilin

y=0

y=0,5

y= 1

Fasa PANi

PROTONASI PANi(HCl)

Protonasi basa Emeraldin menjadi garam Emeraldin

Cacat rantai yang timbul akibat protonasi ini berupa pasangan dikation atau sering disebut sebagai bipolaron yang berperan sebagai pembawa muatan (Bredas, J.L.,et.al. 1991)

Batu Kapur (Limestone)

Batuan kapur (limestone) dapat ditemui secara alami dalam mineral dengan bentuk polimorf

Kalsium Karbonat (CaCO3) :

Kalsit Vaterit Aragonit

Karbonasi

Karbonasi merupakan reaksi kimia di mana kalsium hidroksida bereaksi dengan karbon dioksida membentuk kalsium karbonat yang tidak larut dalam air:

1

2

3

H2O CaCO3 Ca(OH)2 +

CO2

Potensiostat

Gambar 1. Skema alat Voltalab® potensiostat PGZ 301

Metode Polarisasi Potensiodinamik (Tafel)

Ekorr = Nilai Potensial Korosi Ikorr = Nilai Kerapatan Arus Korosi βa = Tetapan Tafel Anoda βc = Tetapan Tafel Katoda

Gambar 1. Kurva ekstrapolasi polarisasi Tafel

(modifikasi dari Perez, 2004).

Metode Electrochemical Spectroscopy Impedance (EIS)

Rs = Tahanan yang dihasilkan larutan Rp = Tahanan Polarisasi Rct = Tahanan Transfer Muatan Ce = Kapasitansi Cdl = Kapasitansi dobel layer yang terbentuk pada antar muka lapisan dan cairan

Gambar 1 Diagram Nyquist Gambar 2 Rangkaian Ekivalen

METODOLOGI PENELITIAN

1. Pembuatan PANi Persiapan alat dan

bahan

monomer anilin larutan inisiator

Dicampur sambil diaduk

Dilakukan penyaringan

Dicuci dengan HCl 1,5 M

Dicuci dengan metanol 1,5 M

A

A

Dicampur NH4OH 0,1 M sambil diaduk

Dilakukan penyaringan

Dicuci dengan NH4OH 0,1 M

Dicuci dengan THF 1,5 M

Dilakukan pengeringan dalam vakum desikator

Ditumbuk dengan mortar dan pastle

Pendopingan dengan 1,5 M HCl

2 Pembuatan CaCO3

Persiapan alat dan bahan

Mengambil sampel dari batu kapur alami

Pemanasan sampel dalam furnace pada temperature 8000C dengan penahanan selama 6 jam

Pelarutan sampel dalam aquades selama 2x24 jam

Mengambil cairan bening (Ca(OH)2) dari hasil pelarutan

Proses karbonasi pada cairan bening dengan

kecepatan 10 SCFH

Penyaringan endapan CaCO3

3. Pencampuran PANi/CaCO3

Persiapan alat dan bahan

Mencampur CaCO3 dan polianilin

Mencampurkan kedalam cat

Hasil laju korosi

Pelapisan PANi/ CaCO3 ke plat baja ST.37 dengan variasi CaCO3 2,5%, 5%, 7,5%, 10%

Metode EIS Metode Tafel

Sampel dipanaskan ke dalam oven dengan suhu 60oC selama 20 menit

Hasil dan Pembahasan

1. Polianilin (PANi)

4

Hasil Sintesis CaCO3

13

No Laju alir gas CO2 Perbandingan fasa yang dihasilkan

1 2 SCFH 48 wt% vaterit : 52 wt% kalsit


3 7 SCFH 2 wt% vaterit: 98 wt% kalsit


Ca(OH)2 (aq) + CO2 (g) CaCO3 (s) + H2O (aq)

Hasil Metode Polarisasi Potensiodinamik (Tafel)

14

1.0E-7

1.0E-6

1.0E-5

1.0E-4

1.0E-3

-1.3E+0 -1.1E+0 -9.0E-1 -7.0E-1

I (A

/cm

2)

E (Volts)

SAMPEL a (mV) c (mV) Io (A/cm2) Eo (Volts) CR (mmPY)

M_ORIGINAL 91,315 236,59 1,0855E-06 -1,0094 0,010026

Gambar 1 Kurva polarisasi potensiodinamik tanpa pelapisan

13

1.0E-10

1.0E-9

1.0E-8

1.0E-7

1.0E-6

1.0E-5

1.0E-4

-1.2E+0 -9.5E-1 -7.5E-1 -5.5E-1 -3.5E-1

I (A

/cm

2)

E (Volts)

C2,5_RT

C5_RT

C7,5_RT

C10_RT

SAMPEL a (mV) c (mV)

Io

(x10^7A/cm2) Eo (Volts) CR (mmPY)

C2,5_RT 97,678 141,12 3,1967 -0,49534 0,00029524

C5_RT 78,967 9,7954E06 7,3119 -0,83017 0,00067533

C7,5_RT 120,87 46,042 7,8571 -0,90713 1,0027E-05

C10_RT 124,2 166,26 6,6961 -0,91173 0,00061845

Gambar 4.1 Kurva polarisasi potensiodinamik PANi/CaCO3 dengan konsentrasi CaCO3 berbeda

Metode Electrochemical Spectroscopy Impedance (EIS)

13

SAMPEL Rs (Ω) Rp (Ω) Rct (Ω) Ce (F/m) Cdl (F/m) C2,5RT_01_02 7305 374270 605590 3,6456E-7 0,57147

C5RT_01_02 77968 272520 537910 4,9597E-7 0,63783

C7,5RT_01_02 1014 23134 35541 4,4876E-6 0,64294

C10RT_03_01 21,05 3271 1,953E+12 1,6888E-4 0,32237

Gambar 1 Diagram Nyquist PANi/CaCO3 dengan konsentrasi CaCO3 berbeda

KESIMPULAN

• Dengan metode reaksi kimia telah berhasil dibuat PANi(HCl)

dengan nilai konduktivitas 2,214 S/cm. • Baja ST.37 dengan lapisan PANi/CaCO3 dengan penambahan

2,5% CaCO3 (kalsit) memiliki ketahanan korosi yang lebih baik daripada pelapisan 5%, 7,5%, dan 10%.

Terima Kasih

pengaruh konsentrsi caco terhadap sifat korosi...

Documents