I. Nomor Percobaan : 06

II. Nama Percobaan : Korosi Logam

III. Tujuan Percobaan : Mempelajari sifat-sifat korosi pada beberapa logam

menggunakan multitester

IV. Landasan Teori :

Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi redoks antara

suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan senyawa-

senyawa yang tidak dikehendaki. Korosi dapat juga diartikan sebagai serangan yang

merusak logam karena logam bereaksi secara kimia atau elektrokimia dengan

lingkungan.

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

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.

Deret Volta dan hukum Nernst akan membantu untuk dapat mengetahui

kemungkinan terjadinya korosi karena dari deret Volta, kita bisa mengetahui unsur

logam mana yang memiliki kemampuan untuk mengalami oksidasi lebih tinggi.

Li-K-Ba-Sr-Ca-Na-La-Ce-Mg-Lu-Al-Mn-(H2O)-Zn-Cr-Fe-Cd-Co-Ni-Sn-Pb-H-

Sb-Bi-Cu-Hg-Ag-Pt-Au

Deret Volta

Dari kiri ke kanan, unsur logam semakin reaktif (semakin mudah melepas

elektron), dan merupakan reduktor yang semakin kuat

Kecepatan korosi sangat tergantung pada banyak faktor, seperti ada atau

tidaknya lapisan oksida, karena lapisan oksida dapat menghalangi

beda potensialterhadap elektrode lainnya yang akan sangat berbeda bila masih bersih

dari oksida.

Korosi memerlukan oksigen dan air untuk dapat terjadi. Berbagai jenis

logam contohnya Zink danMagnesium dapat melindungi besi dari korosi. Cara-cara

pencegahan korosi besi yang akan dibahas berikut ini didasarkan pada dua sifat

tersebut.

1. Pengecatan. Jembatan, pagar, dan railing biasanya dicat. Cat menghindarkan

kontak dengan udara dan air. Cat yang mengandung timbel dan zink (seng) akan

lebih baik, karena keduanya melindungi besi terhadap korosi.

2. Pelumuran dengan Oli atau Gemuk. Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas

dan mesin. Oli dan gemuk mencegah kontak dengan air.

3. Pembalutan dengan Plastik. Berbagai macam barang, misalnya rak piring dan

keranjang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik mencegah kontak dengan udara

dan air.

4. Tin Plating (pelapisan dengan timah). Kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi

yang dilapisi dengan timah. Pelapisan dilakukan secara elektrolisis, yang disebuttin

plating. Timah tergolong logam yang tahan karat. Akan tetapi, lapisan timah hanya

melindungi besi selama lapisan itu utuh (tanpa cacat). Apabila 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 elektrokimia

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

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

5. Galvanisasi (pelapisan dengan Zink). Pipa besi, tiang telepon dan berbagai barang

lain dilapisi dengan zink. Berbeda dengan timah, zink dapat melindungi besi dari

korosi sekalipun lapisannya tidak utuh. Hal ini terjadi karena suatu mekanisme

yang disebut perlindungan katode. Oleh karena potensial reduksi besi lebih positif

daripada zink, maka besi yang kontak dengan zink akan membentuk sel

elektrokimia dengan besi sebagai katode. Dengan demikian besi terlindungi dan

zink yang mengalami oksidasi (berkarat). Badan mobil-mobil baru pada umumnya

telah digalvanisasi, sehingga tahan karat.

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.

Adapun faktor-faktor  yang berpengaruh terhadap korosi antara lain

1. Kelembaban udara

2. Elektrolit

3. Zat terlarut pembentuk asam (CO2, SO2)

4. Adanya O2

5. Lapisan pada permukaan logam

6. Letak logam dalam deret potensial reduksi

Besi

Besi adalah logam yang berasal dari bijih

besi (tambang) yang banyak digunakan untuk

kehidupan manusia sehari-hari. Dalam tabel

periodik, besi mempunyai

simbol Fe dannomor 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 bes

Sifat Fisika Besi

1. Pada suhu kamar berwujud padat, mengkilap dan berwarna keabuabuan.

2. Merupakan logam feromagnetik karena memiliki empat electron tidak

berpasangan pada orbital d.

3. Penghantar panas yang baik.

Sifat Kimia Besi

1. Unsur besi bersifat elektropositif (mudah melepaskan elektron) sehingga bilangan

oksidasinya bertanda positif.

2. Fe dapat memiliki biloks 2, 3, 4, dan 6. Hal ini disebabkan karena perbedaan

energy elektron pada subkulit 4s dan 3d cukup kecil, sehingga elektron pada

subkulit 3d juga terlepas ketika terjadi ionisasi selain electron pada subkulit 4s.

3. Logam murni besi sangat reaktif secara kimiawi dan mudah terkorosi, khususnya

di udara yang lembab atau ketika terdapat peningkatan suhu.

4. Mudah bereaksi dengan unsur-unsur non logam seperti halogen, sulfur, pospor,

boron, karbon dan silikon.

5. Larut dalam asam- asam mineral encer.

6. Oksidanya bersifat amfoter.

Tembaga

Tembaga atau cuprum dalam tabel

periodik yang memiliki lambang Cu dan

nomor atom 29. Tembaga di alam tidak begitu

melimpah dan ditemukan dalam bentuk bebas

maupun dalam bentuk senyawaan. Bijih

tembaga yang terpenting yaitu pirit atau chalcopyrite (CuFeS2), copper glance atau

chalcolite (Cu2S), cuprite (Cu2O), malaconite (CuO) dan malachite (Cu2(OH)2CO3)

sedangkan dalam unsur bebas ditemukan di Northern Michigan Amerika Serikat.

Dalam jumlah kecil tembaga ditemukan pada beberapa jenis tanaman, bulu-

bulu burung terutama yang berbulu terang dan dalam darah binatang-binatang laut

seperti udang dan kerang.

Sifat Fisika Tembaga

1. Tembaga merupakan logam yang berwarna kunign seperti emas kuning seperti

pada gambar dan keras bila tidak murni.

2. Mudah ditempa (liat) dan bersifat mulur sehingga mudah dibentuk menjadi pipa,

lembaran tipis dan kawat.

3. Konduktor panas dan listrik yang baik, kedua setelah perak.

Sifat Kimia Tembaga

1. Tembaga merupakan unsur yang relatif tidak reaktif sehingga tahan terhadap

korosi. Pada udara yang lembab permukaan tembaga ditutupi oleh suatu lapisan

yang berwarna hijau yang menarik dari tembaga karbonat basa, Cu(OH)2CO3.

2. Pada kondisi yang istimewa yakni pada suhu sekitar 300 °C tembaga dapat

bereaksi dengan oksigen membentuk CuO yang berwarna hitam. Sedangkan pada

suhu yang lebih tinggi, sekitar 1000 ºC, akan terbentuk tembaga(I) oksida (Cu2O)

yang berwarna merah.

3. Tembaga tidak diserang oleh air atau uap air dan asam-asam nooksidator encer

seperti HCl encer dan H2SO4encer. Tetapi asam klorida pekat dan mendidih

menyerang logam tembaga dan membebaskan gas hidrogen. Hal ini disebabkan

oleh terbentuknya ion kompleks CuCl2¯(aq) yang mendorong reaksi

kesetimbangan bergeser ke arah produk.

4. Tembaga tidak bereaksi dengan alkali, tetapi larut dalam amonia oleh adanya

udara membentuk larutan yang berwarna biru dari kompleks Cu(NH3)4+.

5. Tembaga panas dapat bereaksi dengan uap belerang dan halogen. Bereaksi

dengan belerang membentuk tembaga(I) sulfida dan tembaga(II) sulfida dan

untuk reaksi dengan halogen membentuk tembaga(I) klorida, khusus klor yang

menghasilkan tembaga(II) klorida.

Pemakaian tembaga

1. Sebagai bahan untuk kabel listrik dan kumparan dinamo.

2. Paduan logam. Paduan tembaga 70% dengan seng 30%

disebut kuningan, sedangkan paduan tembaga 80% dengan

timah putih 20% disebut perunggu. Perunggu yang

mengandung sejumlah fosfor digunakan dalam industri arloji

dan galvanometer. Kuningan memiliki warna seperti emas

sehingga banyak digunakan sebagai perhiasan atau

ornamen-ornamen. Sedangkan perunggu banyak dijadikan

sebagai perhiasan dan digunakan pula pada seni patung.

Kuningan dan perunggu berturut-turut seperti yang tertera

pada gambar di samping.

3. Mata uang dan perkakas-perkakas yang terbuat dari emas dan perak selalu

mengndung tembaga untuk menambah kekuatan dan kekerasannya. Gambar mata

uang yang terbuat dari emas:

4. Sebagai bahan penahan untuk bangunan dan beberapa bagian dari kapal.

5. Serbuk tembaga digunakan sebagai katalisator untuk mengoksidasi metanol

menjadi metanal.

 V. Alat dan Bahan :

Alat

1. Lembaran besi 8 cm x 2 cm

2. Lembaran tembaga 8 cm x 2 cm

3. Amplas

4. Multimeter

5. Gelas kimia

6. Gelas ukur

7. Pipet tetes

Bahan

1. Larutan K3[Fe(CN)6] 0,1 M

2. Indikator larutan pp

3. Larutan NaCl 3%

4. Aseton

VI. Prosedur Percobaan :

1. Membersihkan lembaran besi dan tembaga dengan menggunakan amplas

kemudian menggosoknya dengan kain katun yang telah direndam dalam aseton

untuk membersihkan dari lemak yang mungkin ada.

2. Membuat larutan indicator feroksi dengan cara sebagai berikut : Mencampurkan

40 ml larutan NaCl 3% dan 20 ml larutan K3[Fe(CN)6] 0,1 M dalam gelas kimia

250 ml. Ke dalam campuran tersebut, menambahkan secara berhati-hati larutan

pp sambil diaduk. Pada percobaan ini, larutan indicator feroksi akan memberikan

warna biru dengan ion Fe3+ dan pp memberikan warna merah dengan ion (OH)-

3. Menempatkan sebuah lembaran besi dan sebuah lembaran tembaga ke dalam

gelas kimia 250 ml yang diletakkan di atas kertas yang berwarna putih. Dengan

menggunakan klip alligator, menghubungkan kedua logam tersebut dengan

multimeter . Memasukkan larutan feroksil ke dalam gelas kimia sehingga tiap-

tiap elektroda sebagian tercelup. Hati-hati, jangan sampai klip alligator basah dan

jangan sampai terjadi hubungan antara logam yang satu dengan yang lain.

4. Mengamati jarum penunjuk aliran arus listrik pada multimeter untuk menentukan

besarnya aliran elektron yang melewati kedua logam tersebut. Mengamati juga

perubahan warna yang terjadi. Pada saat terjadi perubahan warna, mengamati

jarum penunjuk pada multimeter.

VII. Hasil Pengamatan :

No Perlakuan Hasil Pengamatan

1Bersihkan lembaran besi dan

tembaga

Lembaran besi dan tembaga jadi lebih

mengkilap

240ml NaCl 3% + 20 ml

K3[Fe(CN)6] + 4 tetes indikator pp

Larutan tak berwarna + Larutan kuning

kehijauan + Larutan tak berwarna

Larutan hijau

3

Hubungkan kedua logam dengan

multitester, masukkan logam tsb

ke dalam larutan feroksil.

(skala maksimum yang digunakan

pada multitester adalah 200mA)

Bagian ujung bawah besi yang tercelup

berubah warna menjadi biru pada 0,2

mA.

Bagian ujung tembaga yang tercelup

berubah warna menjadi merah muda

pada 0,8 mA

VIII. Persamaan Reaksi :

Tahap pertama

Reduksi : Cu2+(aq) + 2e- Cu

Oksidasi: Fe(s) Fe2+(aq) + 2e-

Tahap Kedua

Reduksi : 2H2O(l) +2e- 2OH-(aq) + H2(g)

Oksidasi: Fe2+(aq) Fe3+

(aq) + e-

Reaksi Total:

2Cu2+(aq) + 2Fe(s) + 2H2O(l) Cu + 2Fe3+

(aq) + 2OH-(aq) + H2(g)

Reaksi dengan indikator feroksil:

IX. Pembahasan :

Percobaan korosi logam yang telah dilakukan menunjukkan bahwa logam

tembaga dan besi memiliki sifat yang berbeda. Dari hasil percobaan, dapat dilihat

bahwa besi yang direaksikan dengan indikator feroksil (campuran antara NaCl, pp

dan garam ferri (III) sianat) menghasilkan warna biru pada ujung besi yang tercelup.

Sedangkan, jika mengamati lembaran tembaga, warna yang muncul pada bagian

ujung yang tercelup adalah merah muda.

Sesuai dengan reaksi yang saya tuliskan di atas, besi dan tembaga yang

dicelupkan ke dalam larutan indikator feoksil merupakan reaksi redoks, dimana

tembaga mengalami reduksi dan besi mengalami oksidasi.

Hal ini dapat dibuktikan dari terbentuknya kompeks berwarna biru prussia pada

ujung besi. Kompleks biru ini merupakan penanda bahwa telah telah terjaadi reaksi

oksidasi Fe menjadi Fe3+. Lalu, warna merah muda yang tampak pada tembaga

menunjukkan bahwa larutan mengandung ion OH- yang cukup tinggi (pH basa). Ion

OH- terdeteksi karena memang telah terjadi reaksi reduksi logam tembaga.

Jika ingin menilik arus listrik yang terukur pada multitester saat kedua logam

dicelupkan (tanpa bersentuhan satu sama lain) ke dalam larutan indikator feroksil,

maka kita juga bisa melihat apakah benar besi yang mengalami oksidasi dan tembaga

yang mengalami resduksi.

Dari hasil pengamatan yang telah dilakukan, arus listrik yang terukur saat besi

mengalami perubahan warna (dari abu-abu menjadi biru) adalah 0,2 mA sedangkan

arus listrik yang terukur saat tembaga mengalami perubahan warna (dari merah

tembaga menjadi merah muda) adalah 0,8 mA.

Kalau kita mengingat rumus untuk mengukur tegangan atau beda potensial,

maka kita segera tahu bahwa V~I atau dengan kata lain, besarnya beda potensial

berbading lurus dengan besarnya arus listrik. Ini artinya, semakin deras arus yang

mengalir, maka pasti beda potensialnya semakin besar. Dari sini, kita bisa

menyatakan bahwa Cu (tembaga, I=0,8 mA) memiliki potensial yang lebih besar

daripada besi (Fe, I=0,2mA). Karena reaksi yang terjadi merupakan reaksi spontan,

dimana kita tidak memeberikan perlakuan khusus pada kedua logam agar keduanya

bereaksi, maka bisa dipastikan bahwa reaksi ini memiliki potensial sel yang bernilai

positif.

Untuk menghasilkan nilai potensial sel yang positif, maka potensial logam yang

mengalami reduksi harus lebih besar nilainya dibandingkan nilai potensial logam

yang mengalami oksidasi. Hal ini didasarkan pada rumus

Eo sel = Eo reduksi – Eo oksidasi

Nilai Eo sel akan positif jika Eo reduksi lebih besar daripada Eo oksidasi

X. Kesimpulan :

1. Ujung besi yang bereaksi dengan indikator feroksil menghasilkan warna biru

karena terbentuknya kompleks khas.

2. Ujung tembaga yang bereaksi dengan indikator feroksil menghasilkan warna

merah muda karena laruta di sekitar tembaga mengandung ion O.

3. Reaksi yang terjadi merupakan reaksi redoks yang menghasilkan arus listrik.

4. Besi lebih mudah teroksidasi dibanding tembaga.

5. Besi lebih mudah berkarat dibanding tembaga.

XI. Daftar Pustaka

Anonim. 2010. Korosi. (online). Diakses dari http://www.chem-is-try.org/ pada

Oktober 2013

Nadira. 2013. Sifat Kimia dan Fisika Besi. (online). Diakses dari

http://nadirachoiriyani.blogspot.com/2013/02/sifat-kimia-dan-sifat-fisika-

besi.html pada Oktober 2013

Seran, E.2010. Tembaga. (online). Diakses dari http://wanibesak.wordpress.com pada

Oktober 2013

Wikipedia. 2013. Besi. (online). Diakses dari hhtp://id.wikipedia.org/wiki/Besi pada

Oktober 2013

Wikipedia. 2013. Korosi. (online). Diakses dari http://id.wikipedia.org/wiki/Korosi

pada Oktober 2013