PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA

KOPI SEBAGAI INHIBITOR ORGANIK PENGHAMBAT KOROSI

BIDANG KEGIATAN: PKM-AI

PKM ARTIKEL ILMIAH

Diusulkan oleh:

Muhammad Rozikhin (201233040/2012)

Ahwaludin (201233044/2012)

Isnaeni Sofhiyanti (201132049/2011)

UNIVERSITAS ESA UNGGUL

JAKARTA

2013

KOPI SEBAGAI INHIBITOR ORGANIK PENGHAMBAT KOROSI

Muhammad Rozikhin1, Ahwaludin2, Isnaeni Sofhiyanti3, FIKES1, FIKES2, FIKES3. Universitas Esa UnggulJalan Arjuna Utara No. 8 Jakarta

ABSTRAK

Besi merupakan salah satu logam yang sering digunakan di dalam kehidupan kita, tetapi besi ini memiliki kelemahan, besi rentan untuk terkena korosi. Korosi adalah suatu logam mengalami reaksi oksidasi di udara bebas dengan berbagai zat lain di lingkungannya dengan membentuk rumus kimia (Fe2O3.xH2O) yang akan membentuk logam berwarna cokelat gelap. Cara alami yang dapat kita gunakan untuk mencegah korosi, yaitu dengan melapisi estrak alami terutama senyawa yang berisi atom N, O, P, S dan atom lainnya yang memiliki sepasang elektron bebas didalam besi. Kopi memiliki kafein (C8H10N8O2) yang bisa digunakan sebagai inhibitor organik. Kopi memiliki elemen nitrogen yang berfungsi sebagai kontributor elektron terhadap besi untuk membentuk elemen yang kompleks. Ini akan membuat besi menjadi lebih stabil dan kuat untuk mengatasi korosi. Metode yang digunakan melalui pengamatan eksperimen selama 7 hari, dengan menggunakan 40 paku. 20 paku sebagai variabel kontrol, paku tersebut tidak diberi perlakuan apa-apa. 20 paku yang lain sebagai variabel terikat, paku tersebut mendapat perlakuan (pencelupan kopi). Hasil yang didapat dari eksperimen selama 7 hari, bahwa kopi dapat dijadikan inhibitor organik penghambat korosi dikarenakan dalam kafein pada kopi bereaksi dengan Fe2+

menghasilkan senyawa kompleks yang memiliki kestabilan lebih tinggi dan lebih tahan terhadap serangan korosi.

Kata Kunci: kopi, korosi, inhibitor, besi, paku.

ABSTRACT

Metal is one of the materials that we often use it in our life, but this material has a weakness, metal is susceptible to get corrosion. Corrosion is a natural phenomenon where iron reacts with oxygen from the air forms iron rust (Fe2O3.xH2O) as solid matter colored dark brown. Back to nature is the way that we can use to prevent the corrosion, One of prevention alternative of corrosion is to line natural matter extract especially compound which contains atom N, O, P, S and other atoms which has a pair of free electron in the iron. Because coffee has caffeine (C8H10N8O2), coffee can be used as the organic inhibitor, coffee has Nitrogen element which function as electron contributor towards metal Fe2+ to form a complex elements. It will make metal more stable and stronger to against the corrosion. The methods used by experimental observations for 7 days, use 40

1

nails. 20 nails as the control and 20 another nails as free variable, the nails will be dipped in a solution of coffee in order to protect the nail (The immersion of coffee). The results obtained from experiments for 7 days, that coffee can be made organic inhibitors corrosion inhibitor because the caffeine in coffee reacts with Fe2+ produce complex compounds that have a higher stability and more resistant to corrosion attack.

Keywords: coffee, corrosion, inhibitor, metal, and nail

PENDAHULUAN

Setelah Revolusi Industri terjadi, baja dan besi menjadi sesuatu yang tidak terpisahkan dengan kehidupan manusia. Berbagai konstruksi bangunan seperti jembatan, pagar rumah (railing), tiang antena, tiang lampu taman, tiang bendera dan berbagai hal lainnya telah menggunakan bahan dasar berupa baja atau besi. Akan tetapi, baja atau besi yang banyak memiliki banyak keunggulan dibandingkan dengan bahan-bahan lain ini juga memiliki kelemahan yaitu mudah mengalami korosi, atau yang lebih awam disebut pengkaratan.

Korosi merupakan fenomena kimia dimana ada suatu peristiwa kerusakan atau penurunan kualitas suatu bahan logam yang disebabkan oleh terjadi reaksi dengan lingkungan. “Biasanya proses korosi logam berlangsung secara elektrokimia yang terjadi secara simultan pada daerah anode dan katoda yang membentuk rangkaian arus listrik tertutup (Evan et. al., 2008).”

Peristiwa perkaratan besi ini menyebabkan kerugian yang sangat besar, karena dapat membuat barang-barang tersebut menjadi rapuh dan tidak dapat digunakan lagi. Selain itu, biaya yang tidak sedikit harus dikeluarkan baik hanya untuk mencegah maupun dalam memperbaiki kerusakan yang terjadi akibat korosi. “Bahkan negara yang telah maju seperti Amerika Serikat sekitar tahun 2000-an mengalami kerugian akibat korosi yang diperkirakan melebihi 170 milyar dollar pertahun atau 170 x Rp.10.000 milyar (Sulistijono, 2007).”

Telah banyak langkah yang dilakukan untuk menangani korosi baik dengan cara pelapisan pada permukaan logam, perlindungan katodik ataupun penambahan inhibitor korosi dan lain-lain. Sejauh ini, penggunaan inhibitor merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk mencegah korosi, karena biayanya yang relatif murah dan prosesnya yang sederhana.

Inhibitor yang berasal dari bahan alam disebut inhibitor organik. “Salah satu zat yang mudah ditemukan dalam kehidupan sehari-hari dan mungkin bisa menjadi inhibitor organik karena memiliki kandungan kafein yang cukup tinggi adalah kopi (Evan et. al., 2008).” Fenomena ini melahirkan sebuah pertanyaan baru apakah kopi bisa menjadi inhibitor organik yang bisa menghanbat serangan korosi.

2

Hal inilah yang mendorong penulis dalam melakukan sebuah penelitian deskriptif yang bisa memaparkan apakah kopi bisa menjadi inhibitor organik. Berdasarkan latar belakang di atas, maka rumusan masalah dalam penelitian ini: Apakah kopi bisa menjadi inhibitor organik penghambat korosi.

TUJUAN

Tujuan dalam penelitian ini adalah untuk menemukan solusi inhibitor organik penghambat korosi yang bisa digunakan sehari-hari seperti kopi. Menemukan inhibitor organik yang mudah didapat dan ekonomis. Menjadikan kopi sebagai inhibitor organik penghambat korosi yang bisa digunakan oleh siapapun, dimanapun, dan kapanpun.

METODE

Jenis Penelitian

Jenis penelitian yang digunakan adalah eksperimen, yaitu dengan mengamati langsung semua variabel yang ada untuk mendapatkan data yang akurat sehingga dapat menghasilkan informasi-informasi baru tentang pencegahan korosi yang bisa diterapkan dalam kehidupan sehari-hari.

Variabel

Dalam penelitian ini penulis menggunakan paku yang memiliki sifat-sifat besi sebagai variabel, dimana variabel eksperimennya adalah paku yang direndam dalam larutan kopi tubruk dan variabel kontrolnya adalah paku yang tidak diberikan perlakuan apa-apa.

Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada dilaksanakan pada Selama 1 bulan sejak bulan Januari hingga Februari 2013. Penelitian ini dilaksanakan di rumah Sdr. Muhammad Rozikhin, Komp. Perum. Taman Adiyasa Blok M4/12 RT.005/06 Desa Cikuya Kec. Solear Kab. Tangerang, Prov. Banten 15730.

3

Instrumen Penelitian

Dalam penelitian ini, instrumen yang digunakan adalah paku yang diasumsikan mewakili sifat-sifat besi secara umum dan kopi.

Jenis Data

Jenis data, fakta atau informasi yang dikumpulkan dalam penelitian ini adalah data primer dan sekunder. Data primer adalah data yang berasal dari hasil eksperimen dan data sekunder berupa buku dan artikel. Buku dan artikel yang digunakan sebagian besar diperoleh dari buku-buka pelajaran fisika tingkat SMA dan perguruan tinggi, serta internet.

Rancangan Penulisan

Agar tulisan yang dibuat efisien dan efektif, disusunlah kerangka tulisan berdasarkan topik tulisan yang diangkat. Rancangan penelitian ini digambarkan dalam bagan berikut:

Bagan 3.1 Rancangan Penelitian

Teknik Pengumpulan Data

Dalam penelitian ini menggunakan teknik pengumpulan data tes. Hal ini dilakuan agar mempermudah proses penelitian.

Informasi Pengetahuan

Gagasan

Pengamatan

Tidak Langsung

Studi Kepustakaan

Pengolahan Data

Penyusuan Penjelasan Analisis

Langsung

Eksperimen

4

Teknik tes merupakan teknik pengumpulan data yang menggunakan perlakuan terhadap objek atau variabel secara teratur dan terkontrol sehingga peneliti bisa mengetahui hubungan antara variabel yang satu dengan variabel lainnya.

Selain itu data dikumpulkan dari sumber-sumber bacaan berupa buku, ensiklopedi dan artikel ilmiah di internet. Pada tahap ini data, fakta dan informasi dicari dan diidentifikasi. Data diseleksi, yang sesuai dengan topik tulisan dipisahkan dari yang tidak sesuai. Data yang sesuai dengan topik tulisan dipisahkan berdasarkan kesesuaiannya dengan sub-sub judul dalam kerangka tulisan.

Teknik Analisis

Dalam mengolah data dari hasil penelitian tersebut, penulis memberikan nilai 1 dan 0 pada setiap paku, dimana 1 untuk paku yang terserang korosi dan 0 untuk paku yang tidak terserang korosi.

Untuk analisis data sekunder, analisis dilakukan dengan cara membandingkan intisari-intisari sumber bacaan sebagai hasil pengolahan dan penafsiran data, fakta atau informasi. Pada tahapan ini, dibandingkan pula antara data yang tersedia dengan teori-teori yang relevan.

Berdasarkan hasil perbandingan tersebut, maka diungkap permasalahan-permasalahan, kelemahan-kelemahan, kelebihan-kelebihan atau manfaat-manfaatnya. Permasalahan yang ditemukan itu kemudian dicari alternatif pemecahannya. Pemecahan masalah dilakukan dengan cara membandingkan kelemahan dan kelebihan dari cara-cara yang telah ada.

Berdasarkan hasil perbandingan itu kemudian diangkat pemecahan masalah yang merupakan kombinasi dari cara pemecahan masalah yang telah ada. Disini, penulis juga mengemukakan argumentasi untuk mendukung alternatif pemecahan masalah yang penulis kemukakan.

Teknik Penarikan Kesimpulan

Kesimpulan dibuat berdasarkan hasil dari penggabungan data primer maupun sekunder yang telah dianalisis baik kelemahan maupun kekurangan dan data-data tersebut selama 7 hari berturut-turut.

Prosedur Penelitian

Alat dan Bahan

Paku 10 cm 40 buah, kopi, gelas perendam, tali, dan amplas.

5

Prosedur Penelitian

Rendam 20 paku variabel eksperimen dalam air selama 10 menit dan rendam pula 20 paku variabel kontrol dalam air selama 10 menit. Setelah itu, angkat semua paku. Gantungkan paku dan membiarkannya mengering. Amati perubahan yang terjadi selama 24 jam.

Membersihkan lalu mengamplas paku, memisahkan 20 paku untuk variabel eksperimen dan 20 paku untuk variabel kontrol, mengikat paku-paku tersebut. Setelah itu, rendam 20 paku dalam larutan kopi selama 24 jam, 20 paku ini menjadi variabel eksperimen, angkat 20 paku tersebut lalu mengeringkannya. Terakhir masukan data ke dalam tabel.

HASIL dan PEMBAHASAN

Hasil Penelitian

Dari penelitian yang penulis lakukan, didapatkan data sebagai berikut:

Tabel 4.1 : Hasil penelitian dari hari pertama sampai hari keenam.

No Paku

Tanpa Kopi

Dengan Kopi No Paku Tanpa Kopi

Dengan Kopi

1 1 0 11 1 0

2 1 0 12 1 0

3 1 0 13 1 0

4 1 0 14 1 0

5 1 0 15 1 0

6 1 0 16 1 0

7 1 0 17 1 0

8 1 0 18 1 0

9 1 0 19 1 0

10 1 0 20 1 0

Dari tabel dapat kita lihat bahwa ada perbedaan yang signifikan, dimana pada paku yang sebelumnya tidak direndam dalam larutan kopi mengalami korosi sedangkan pada paku yang sebelumnya direndam kopi sama sekali tidak terjadi proses korosi. Hasil penelitian ini membuktikan bahwa hipotesis kerja yang menyatakan ada pengaruh dari kopi dalam melindungi besi dari korosi dapat diterima.

Untuk mengetahui seberapa lama kopi bisa menghambat terjadinya korosi, penulis mengamati paku pada hari ketujuh dan memiliki hasil sebagai barikut:

6

Tabel 4.2 : Hasil Penelitian pada hari ketujuh

No Paku

Tanpa Kopi

Dengan Kopi No Paku

Tanpa Kopi

Dengan Kopi

1 1 1 11 1 02 1 0 12 1 03 1 0 13 1 14 1 0 14 1 15 1 0 15 1 06 1 0 16 1 07 1 0 17 1 18 1 0 18 1 09 1 0 19 1 010 1 0 20 1 1

Dari tabel di atas, dapat diketahui bahwa kopi bisa menghambat terjadinya korosi setidaknya sampai hari ketujuh.

Pembahasan

Kopi adalah salah satu bahan alam yang mengandung kafein (C8H10N8O2). Kopi yang banyak ditemukan pada masyarakat dibanding inhibitor organik yang lain. Jika dibandingkan dengan berbagai sumber inhibitor organik lain, kopi memiliki kandungan kafein paling tinggi.

Kopi yang digunakan adalah Kopi Tubruk, karena kopi ini memiliki kandungan kafein sebesar 85mg. Kopi tubruk inipun memiliki kandungan kafein lebih tinggi dibanding jenis kopi lainnya.

Tabel 4.3 : Perbandingan kandungan kafein pada berbagai inhibitor organikSumber Inhibitor Organik Kandungan Kafein

Secangkir Kopi Tubruk 85 mgSecangkir Teh 35 mg

Sebotol Coca-cola 35 mgMinuman Energi (Kratingdaeng, M-150, dan Galin Bugar) 50 mg

Kopi Instan 2,8-5,0%Kopi Moka (Mentah) 1,08%Kopi Moka (Sangrai) 0,82%

Kopi Robusta Jawa 1,48%Kopi Arabika 1,16%

Kopi Liberika (Mentah) 1,59%Kopi Liberika (Sangrai) 2,19%

Sumber : Evan et.al., 2008

7

8

Kafein inilah yang akan menjadi inhibitor organik dimana kafein memiliki sepasang elektron bebas dari nitrogen. Nitrogen yang mengandung pasangan elektron bebas ini nantinya akan bereaksi dengan Fe2+ yang akan membentuk senyawa kompleks dengan logam.

Dari hasil penelitian juga bisa kita buktikan bahwa kopi bisa menjadi menghambat terjadi korosi. Mekanisme proteksi kopi terhadap besi/baja dari serangan korosis adalah sebagai berikut:1. Semula besi mengalami oksidasi pada anode dimana Fe(s) Fe2+

(aq) + 2e-.2. Terjadi reaksi antara Fe2+ dengan kafein kopi (C8H10N8O2).

Gambar 4.1 Senyawa Kimia Kafein

3. Dari struktur senyawa kafein di atas dapat dilihat bahwa N yang masih memiliki 2 elektron bebas bisa mendonorkan elektronnya kepada Fe2+. Jika tidak mengalami reaksi dengan kafein seharusnya Fe2+ mengalami okidasi kembali menjadi Fe3+

(aq) dan e- lalu mengalami proses selanjutnya yang akan menghasilkan karat besi. Akan tetapi karena Fe2+ telah bereaksi terlebih dahulu dengan kafein maka proses pengkaratan tidak terjadi.

4. Reaksi antara kafein dengan Fe2+ akan menghasilkan senyawa kompleks. Ilustrasi dari proses antara Fe2+ dengan C8H10N8O2 dapat dilihat pada reaksi antara Fe2+ dengan C8H10N8O2 seperti berikut:

9

Produk yang akan terbentuk mempunyai kestabilan yang tinggi dibanding dengan Fe saja, sehingga sampel besi/baja yang diberikan inhibitor kopi akan lebih tahan (terproteksi) terhadap korosi.

“Mekanisme diatas didukung oleh hasil penelitian Fraunhofer (1996) dalam artikel Evan et. al. (2008), dimana diketahui bahwa ekstrak daun tembakau, teh dan kopi dapat efektif sebagai inhibitor pada sampel logam besi, tembaga, dan alumunium dalam medium larutan garam. Keefektifan ini diduga karena ekstrak daun tembakau, teh, dan kopi memiliki unsur nitrogen yang berfungsi sebagai pendonor elektron terhadap logam Fe2+ untuk membentuk senyawa kompleks.”

“Sudrajat dan Ilim (2006) dalam artikel Evan et. al. (2008) juga mengemukakan bahwa ekstrak daun tembakau, lidah buaya, daun pepaya, daun teh, dan kopi dapat efektif menurunkan laju korosi mild steel dalam medium air laut buatan yang jenuh CO2.”

“Menurut Reynolds (1994) yang juga dalam artikel Evan et. al (2008), efektivitas ekstrak bahan alam sebagai inhibitor korosi tidak terlepas dari kandungan nitrogen yang terdapat dalam senyawaan kimianya seperti daun tembakau yang mengandung senyawa-senyawa kimia antara lain nikotin, hidrazin, alanin, quinolin, anilin, piridin, amina, dan lain-lain. Lidah buaya mengandung aloin, aloenin, aloesin dan asam amino.“

Kelebihan dari kopi sebagai inhibitor organik adalah murah, mudah didapat dan digunakan untuk besi/baja yang berukuran tidak terlalu besar. Pada benda-benda yang berukuran lebih besar, perlu diadakan penelitian lebih lanjut dalam penggunaanya.

KESIMPULAN

10

Setelah diuji dengan penelitian selama 7 hari, terbukti bahwa kopi bisa menjadi inhibitor organik yang mampu menghambat besi atau baja dari serangan korosi. Hal ini disebabkan kopi memiliki kandungan kafein (C8H10N8O2) yang cukup tinggi, saat kopi terokdisasi menjadi Fe2+, sepasang elektron bebas yang dimiliki oleh nitrogen (N) dalam kafein bereaksi dengan Fe2+ menghasilkan senyawa kompleks yang memiliki kestabilan lebih tinggi dan lebih tahan terhadap serangan korosi.

DAFTAR PUSTAKA

Evan, Sinly et. al. 2008. Kafein, Senyawa Bermanfaat atau Beracunkah? (Online), (www.chem-is-try.org , diakses pada tanggal 27 Januari 2013 pukul 20.00 WIB)

Parling dan Horale. 2005. Kimia 3A. Jakarta: YudistiraPurba, M. 2007. Kimia untuk SMA kelas XII. Jakarta: ErlanggaSudjadi, B dan Laila, S. 2006. Biologi Sains dalam kehidupan. Jakarta: Yudistira.Suroso, A. Y. et. Al. 2003. Ensiklopedi Sains & Kehidupan. Jakarta: Tarity

Samudra Berlian.Trethewey, K. R. Dan J. Chamberlain. Corrosion for students and of science and

engineering. Longman, Harlow.Vlack, Lawrence H. Van. 2001. Element-element Ilmu dan Rekayasa Material

Edisi Ke-6. Jakarta: Erlangga.