studi inhibisi korosi baja karbon dalam …lontar.ui.ac.id/file?file=digital/20295527-t29868-studi...
TRANSCRIPT
UNIVERSITAS INDONESIA
STUDI INHIBISI KOROSI BAJA KARBON DALAM LARUTAN ASAM 1M HCL OLEH EKSTRAK DAUN SIRSAK
(ANNONA MURICATA)
TESIS
DEDE FIRMANSYAH
0906496251
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK METALURGI DAN MATERIAL
DEPOK
JULI 2011
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
UNIVERSITAS INDONESIA
STUDI INHIBISI KOROSI BAJA KARBON DALAM LARUTAN ASAM 1M HCL OLEH EKSTRAK DAUN SIRSAK
(ANNONA MURICATA)
TESIS
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Teknik
DEDE FIRMANSYAH
0906496251
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK METALURGI DAN MATERIAL
DEPOK
JULI 2011
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
v
Universitas Indonesia
KATA PENGANTAR/UCAPAN TERIMA KASIH
Alhamdulillahirabbil ‘alamin, karena atas berkat dan rahmat-Nya, saya dapat
menyelesaikan tesis ini sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar
Magister Teknik Jurusan Metalurgi dan Material pada Fakultas Teknik
Universitas Indonesia. Oleh karena itu, saya mengucapkan terima kasih kepada:
(1) Prof. Dr. Ir. Johny Wahyuadi S, DEA, s elaku dosen pembimbing yang
membantu dan memberikan saran serta arahan saya dalam penyusunan tesis
ini;
(2) Dosen-dosen di Teknik Metalurgi dan Material Universitas Indonesia yang
telah banyak memberikan ilmu dan bimbingan selama saya belajar.
(2) Bpk Jaswanto d i P u s l a b f o r M a b e s P o l r i R I yang telah banyak
membantu dalam usaha memperoleh data GCMS yang saya perlukan;
(3) Bpk Sulistioso dan Pak Pardi di PTBIN Puspitek Serpong yang
telah membantu pengerjaan Uji Polarisasi;
(4) Orang tua, i s t r i dan anak-anak saya yang telah memberikan bantuan
dukungan mater i l dan moral; dan
(5) Sahabat yang telah banyak membantu saya dalam menyelesaikan tesis ini
antara lain Pak Sarmin, Mas Hastho dan rekan-rekan angkatan 2009
program magister Teknik Metalurgi & Material.
Akhir kata, saya berharap Allah SWT berkenan membalas segala kebaikan semua
pihak yang telah membantu. Semoga tesis ini membawa manfaat bagi
pengembangan ilmu pengetahuan.
Depok, 30 Juni 2011
Penulis
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
vii
Universitas Indonesia
ABSTRAK
Nama : Dede Firmansyah
Program Studi : Teknik Metalurgi dan Material
Judul : Studi Inhibisi Korosi Baja Karbon Dalam Larutan Asam 1M HCl
…Oleh Ekstrak Daun Sirsak (Annona Muricata)
Efek inhibisi korosi dan sifat-sifat adsorpsi oleh ekstrak daun Annona Muricata (sirsak) pada baja karbon dalam larutan asam 1M HCl telah dipelajari menggunakan teknik konvensional metode berat hilang pada variasi waktu, konsentrasi dan suhu. Parameter-parameter termodinamika seperti energi aktivasi, entalpi, entropi dan perubahan energi bebas dihitung. Polarisasi elektrokimia telah dievaluasi untuk memastikan jenis inhibitor. Spektra infrared dan GCMS dilakukan untuk mengetahui senyawa ekstrak yang berperan dalam proses inhibisi. Keseluruhan hasil penelitian menunjukkan bahwa ekstrak daun sirsak dapat digunakan sebagai inhibitor korosi yang efektif pada baja karbon di lingkungan 1M HCl dengan pencapaian efisiensi 93,68% pada konsentrasi 6000 ppm selama 120 jam. Mekanisme inhibisi adalah adsorpsi fisiosorpsi berdasar rendahnya nilai entalpi dan energi bebas. Inhibisi diketahui meningkat dengan peningkatan konsentrasi dari ekstrak serta menurun dengan peningkatan suhu. Kurva polarisasi menunjukkan inhibitor ini berperilaku sebagai inhibitor campuran dengan dominan pada inhibisi katodik.
Kata kunci :
Korosi, Inhibitor, HCl, Daun Sirsak, Annona Muricata
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
viii
Universitas Indonesia
ABSTRACT
Name : Dede Firmansyah
Study Program : Metalurgy and Material Engineering
Judul : Study of Carbon Steel Corrosion Inhibition By Annona
...Muricata Leaves Extract in 1 M HCL Acidic Solution
The corrosion inhibition effect and adsorption properties by the extract of Annona Muricata (graviola) leaves on carbon steel in hydrochloric acid were studied using convensional mass loss method at various time, concentrations and temperature. Thermodynamic parameters such as energy activation, enthalpy, entropy and change in the free energy are calculated. Electrochemical polarization was evaluated to confirm the type of inhibitor. Infra red spectra & GCMS are evaluated to reveal compounds of extract which effect the inhibition process. The entire study shows that ethanol extract of Annona Muricata leaves could serve as an effective inhibitor of the corrosion of mild steel in 1M HCl media with optimum efficiency of inhibitor up to 93,68 % for 120 hours. Mechanism of inhibition is fisiosorpsi adsorption due to low entalphy and free energy. Inhibition was found to increase with increasing concentration of the leaves extract and decrease with increasing temperature. Polarisation curves reavealed that this inhibitor act as a mixed type inhibitor with predominant in catodic inhibition.
Key Words :
Corrosion, Inhibitor, Annona Muricata, HCl
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
ix
Universitas Indonesia
DAFTAR ISI
HALAMAN PERNYATAAN ORISINILITAS .................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ iv
KATA PENGANTAR/UCAPAN TERIMA KASIH ............................................. v
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS .............................................................. vi
ABSTRAK ............................................................................................................ vii
ABSTRACT ......................................................................................................... viii
DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xii
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiv
BAB 1 PENDAHULUAN ....................................................................................... 1
1.1. Latar Belakang........................................................................................... 1
1.2. Tujuan Penelitian ....................................................................................... 3
1.3. Ruang Lingkup Penelitian ......................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .............................................................................. 5
2.1. Korosi ....................................................................................................... 5
2.1.1. Definisi Korosi .................................................................................... 5
2.1.2. Proses Korosi Baja Karbon ................................................................. 6
2.1.3. Metode Pengukuran Laju Korosi ........................................................ 7
2.1.4. Pencegahan Korosi ............................................................................ 10
2.1. Inhibitor Korosi ...................................................................................... 11
2.1.1. Tipe Inhibitor .................................................................................... 11
2.1.2. Inhibitor Senyawa Organik ............................................................... 13
2.1.3. Adsorpsi ............................................................................................ 14
2.1.4. Isoterm Adsorpsi ............................................................................... 15
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
x
Universitas Indonesia
2.1. Ekstrak Daun Sirsak Sebagai Inhibitor Korosi .......................................... 16
2.1.1. Gambaran Umum Tumbuhan Sirsak ................................................. 16
2.1.2. Kandungan Senyawa Aktif Pada Sirsak ............................................ 17
2.1.3. Ekstraksi Senyawa-Senyawa Daun Sirsak Sebagai Inhibitor Korosi 17
BAB III METODE PENELITIAN ........................................................................ 18
3.1. Prosedur Ekstraksi ..................................................................................... 20
3.2. Prosedur Persiapan Sampel ....................................................................... 21
3.2.1. Peralatan dan Bahan ........................................................................ 21
3.2.2. Prosedur persiapan sampel .............................................................. 21
3.3. Prosedur pembuatan larutan HCL 1 M .................................................... 22
3.3.1. Peralatan dan bahan ........................................................................ 22
3.3.2. Prosedur pembuatan larutan 1 M HCl ............................................... 22
3.3.3. Penambahan ekstrak daun sirsak dalam larutan HCL 1 M ............. 22
3.3.4. Prosedur pelarutan (pencampuran) ................................................. 22
3.4. Prosedur perendaman uji weight loss ...................................................... 23
3.5. Prosedur uji weight loss untuk variasi temperatur ................................... 23
3.6. Prosedur pengujian Polarisasi.................................................................. 24
3.7. Prosedur pengujian FTIR ........................................................................ 25
BAB IV HASIL PENELITIAN ............................................................................. 26
4.1. Uji Weight Loss ....................................................................................... 26
4.1.1. Uji Weight Loss pada Suhu Kamar ................................................. 26
4.1.2. Uji Weight Loss dengan Variasi Suhu ............................................. 31
4.2. Uji Polarisasi Potensiodinamik................................................................ 34
4.2.1. Data Uji Polarisasi Tanpa Inhibitor ................................................ 34
4.2.2. Data Uji Polarisasi dengan Inhibitor ............................................... 35
4.3. Uji FTIR (Fourier Transfer Infra Red) .................................................... 35
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
xi
Universitas Indonesia
4.4. Uji GCMS (Gas Chromatography-Mass Spectrometry) ......................... 37
4.5. Pengujian pH Larutan .............................................................................. 38
BAB V ANALISIS & PEMBAHASAN ................................................................ 39
5.1. Metode Uji Weight Loss .......................................................................... 39
5.1.1. Pengaruh Konsentrasi Inhibitor ...................................................... 39
5.1.2. Pengaruh Waktu Perendaman ......................................................... 40
5.1.3. Pengaruh Temperatur ...................................................................... 41
5.2. Mekanisme Adsorpsi Isotermis ............................................................... 47
5.3. Pengujian Polarisasi Potensiodinamik ..................................................... 50
5.4. Pengujian pH Larutan .............................................................................. 53
5.5. Pengujian FTIR ....................................................................................... 54
5.6. Pengujian GCMS ..................................................................................... 56
BAB VI KESIMPULAN ....................................................................................... 63
BAB VII DAFTAR PUSTAKA ............................................................................ 65
LAMPIRAN ........................................................................................................... 69
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
xii
Universitas Indonesia
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram Skematik Sel Elektrokimia ................................................. 5
Gambar 2.2 Diagram Pourbaix Fe (Modifikasi dari McCafferty, 2009) ............... 7
Gambar 2.3 Kurva polarisasi yang menunjukkan ekstrapolasi Tafel ................... 10
Gambar 2.4 Kemisorpsi dari Amin pada permukaan logam. ................................ 12
Gambar 2.5 Tanaman Sirsak ................................................................................. 17
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian .................................................................... 19
Gambar 3.2 Diagram Alir Prosedur Ekstraksi Daun Sirsak ................................. 20
Gambar 3.3 Bentuk sampel uji weight loss ........................................................... 21
Gambar 3.4 Skema rangkaian uji polarisasi dan sel polarisasi (ASTM G5) ........ 24
Gambar 4.1 Foto sampel uji setelah proses perendaman 24 jam, 48 jam dan 72 jam ......................................................................................................................... 30
Gambar 4.2 Spesimen hasil uji weight loss pada suhu 301,307 dan 312K selama 48 jam .................................................................................................................... 33
Gambar 4.3 Kurva Polarisasi pada larutan HCL 1M tanpa inhibitor .................... 34
Gambar 4.4 Kurva Polarisasi pada larutan 1M HCl dengan inhibitor 6000 ppm . 35
Gambar 4.5 Grafik FTIR Ekstrak Daun Sirsak ..................................................... 36
Gambar 4.6 Grafik FTIR Produk Karat Baja Karbon dalam larutan 1M HCl dan 6000 ppm Ekstrak Etanol Daun Sirsak ................................................................. 37
Gambar 5.1 Korelasi Efisiensi Inhibisi vs Konsentrasi Ekstrak ........................... 39
Gambar 5.2 Korelasi Laju korosi vs Konsentrasi Ekstrak .................................... 40
Gambar 5.3 Korelasi Efisiensi Inhibisi vs Konsentrasi Ekstrak ........................... 41
Gambar 5.4 Korelasi Efisiensi Inhibisi vs Temperatur ......................................... 42
Gambar 5.5 Laju korosi vs Temperatur ................................................................ 43
Gambar 5.6 Plot grafik Arrhenius korosi baja karbon dalam larutan 1M HCl ..... 44
Gambar 5.7 Plot kondisi transisi baja karbon dalam 1M HCl dengan dan tanpa ekstrak Annona Muricata ...................................................................................... 46
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
xiii
Universitas Indonesia
Gambar 5.8 Isoterm Langmuir untuk adsorpsi ekstrak daun sirsak pada permukaan sampel baja karbon didalam larutan 1M HCl ....................................................... 48
Gambar 5.9 Plot Log (θ/(1-θ) versus 1/T ............................................................. 50
Gambar 5.10 Kurva Polarisasi sampel baja karbon tanpa dan dengan ekstrak daun sirsak. Keterangan No.1 adalah larutan blanko, dan No.2 adalah larutan 1M HCl dengan tambahan ekstrak daun sirsak 6000 ppm. ................................................. 51
Gambar 5.11. Diagram Pourbaix Fe dengan indikasi posisi larutan uji . Warna biru untuk larutan blanko dan warna merah untuk larutan dengan 6000 ppm ekstrak daun sirsak. ............................................................................................... 53
Gambar 5.12 Analisis gugus fungsi ekstrak daun sirsak ...................................... 55
Gambar 5.13 Analisis gugus fungis lapisan korosi besi setelah perendaman dalam HCl 1M yang mengandung ektstrak daun sirsak. ................................................. 55
Gambar 5.14 Puncak-puncak dominan pada hasil GCMS .................................... 57
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
xiv
Universitas Indonesia
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Perbedaan Fisiosorpsi dan Kemisorpsi ................................................ 15
Tabel 3.1 Komposisi Campuran Ekstrak Daun Sirsak dan HCl ........................... 23
Tabel 4.1 Hasil Uji Weight Loss dan Perhitungan Laju Korosi pada Temperatur Ruang .................................................................................................................... 27
Tabel 4.2 Hasil Uji Weight Loss dan Perhitungan Laju Korosi pada Temperatur 301K, 307K dan 312K .......................................................................................... 32
Tabel 5.1. Data Persamaan Arrhenius : 1/T vs Ln (Laju Reaksi) ......................... 43
Tabel 5.2 Nilai Energi Aktivasi ............................................................................ 44
Tabel 5.3 Nilai parameter Aktivasi ∆H* dan ∆S* ............................................... 46
Tabel 5.4 Nilai parameter energi bebas adsorpsi .................................................. 48
Tabel 5.5 Nilai parameter ∆H dan ∆S adsorpsi .................................................... 50
Tabel 5.6 Nilai parameter polarisasi ..................................................................... 52
Tabel 5.7 Hasil Kromatogram Analisis GCMS .................................................... 59
Tabel 5.8 Kandungan Senyawa Ekstrak Daun Sirsak ........................................... 62
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
1
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Baja karbon banyak digunakan dalam beragam aplikasi di dunia industri
dikarenakan mudah didapatkan dan difabrikasi namun memiliki nilai kekuatan
tarik yang cukup baik. Baja jenis ini mudah mengalami korosi dalam lingkungan
larutan asam tatkala proses pembersihan asam (acid cleaning), transportasi larutan
asam, penyimpanan larutan asam atau senyawa kimia, de-scaling dan proses
pickling. Diantara larutan asam yang sering digunakan dalam proses pickling
dalam industri proses adalah asam hidroklorida atau HCl [22].
Salah satu metode yang digunakan untuk menghambat proses korosi
adalah dengan penambahan inhibitor korosi. Umumnya inhibitor korosi berasal
dari senyawa-senyawa organik dan anorganik yang mengandung gugus-gugus
yang memiliki pasangan elektron bebas, seperti nitrit, kromat, fosfat, urea,
fenilalanin, imidazolin, dan senyawa-senyawa amina. Namun demikian, pada
kenyataannya bahwa bahan kimia sintesis ini umumnya merupakan bahan kimia
yang berbahaya terhadap makhluk hidup, harganya relatif mahal, serta tidak
ramah lingkungan [33]. Penggunaan senyawa Kromat misalnya sudah dilarang
digunakan karena sifat toksik yang dikandungnya [26].
Berdasarkan hal-hal diatas maka penelitian untuk menemukan sumber
baru inhibitor korosi terutama dari bahan alam mulai banyak dilakukan. Bahan
alam dipilih sebagai alternatif karena bersifat aman, mudah didapatkan, bersifat
biodegradable, biaya murah, dan ramah lingkungan [22].
Ekstrak bahan alam seperti tumbuhan dan buah mengandung banyak
varietas organik terutama kandungan heteroatom seperti P, N, S, O atau memiliki
ikatan rangkap. Unsur-unsur ini dapat teradsorpsi pada permukaan logam
kemudian berikatan membentuk lapisan film yang dapat menghambat reaksi
korosi [22]. Penggunaan produk tumbuhan sebagai inhibitor korosi dibuktikan
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
2
Universitas Indonesia
dengan senyawa fitokimia yang terkadung didalamnya dimana secara struktur
elektrokimia dan molekuler mendekati sama dengan molekul inhibitor organik
konvensional [33].
Literatur ilmiah korosi telah mencatat sejumlah penelitian dari ekstrak
tumbuhan yang memiliki sifat inhibisi korosi baja karbon (mild steel) dalam
larutan asam. Ekstrak tumbuhan yang dimaksud adalah dari bagian daun, batang,
buah, ataupun akar tumbuhan. Telah dilaporkan bahwa ekstrak daun Azadirachta
Indica atau daun Mimba [21], daun dan biji Annona Squomosa atau Srikaya [15],
daun Murayya Koenigii atau Salam koja [25], daun Spondias Mombin atau
Kedondong [20], daun Emblica Officinalis atau Kemloko [28], daun Euphorbia
hirta atau Patikan Kerbau [12], Citrus aurantiifolia atau Jeruk nipis [27], daun
Acalypha Indica atau Kucing-kucingan [32], Ananas comosus atau Nenas [7],
Andrographis paniculata atau Sambiloto [31] merupakan diantara inhibitor korosi
bahan alam yang efektif pada korosi baja karbon dalam larutan asam.
Sirsak sudah lama dikenal masyarakat Indonesia. Tanaman sirsak
merupakan salah satu jenis tanaman buah yang banyak tumbuh di pekarangan
rumah dan di ladang-ladang sampai ketinggian tempat kira-kira 1000 m dari
permukaan laut. Buah sirsak maupun daunnya saat ini sedang menjadi primadona
baru sebagai obat herbal yang mengandung antioksidan dan obat kanker [1].
Penelitian fitokimia ekstrak daun sirsak menunjukkan bahwa sirsak
mengandung senyawa fenolik seperti flavanoid dan alkaloid [10]. Senyawa ini
adalah diantara senyawa yang dapat berfungsi sebagai inhibitor korosi karena
memiliki gugus fungsi yang dapat berikatan dengan logam. Terlebih diketahui
bahwa Srikaya (Annona Squamosa) yang masih satu rumpun dengan Sirsak
(Annona Muricata) memiliki sifat sebagai inhibitor korosi oleh Lebrini dkk.[15]
dengan efisiensi inhibisi mencapai 92%.
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
3
Universitas Indonesia
1.2. Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah :
a. Mengetahui efisiensi ekstrak daun sirsak sebagai corrosion inhibitor baja
karbon dalam larutan 1M HCl.
b. Mengetahui jenis corrosion inhibitor dari ekstrak daun sirsak dengan
metode polarisasi elektrokimia.
c. Mengetahui pengaruh temperatur terhadap kemampuan ekstrak daun sirsak
sebagai inhibitor korosi baja karbon dalam larutan 1M HCl.
d. Mengetahui mekanisme adsorpsi ekstrak daun sirsak sebagai inhibitor
korosi pada material baja karbon dalam larutan 1 M HCl.
1.3. Ruang Lingkup Penelitian
Parameter-parameter yang berpengaruh pada penelitian perlu diberikan
batasan-batasan sebagai berikut :
a. Ekstraksi dilakukan dengan cara panas dan sinambung dengan alat Soxhlet
memakai pelarut etanol 70%.
b. Konsentrasi HCL 1 Molar.
c. Tekanan operasi selama percobaan dianggap konstan pada tekanan
atmosferik (1 atm).
d. Konsentrasi ekstrak daun sirsak bervariasi dari 0, 1000, 2000, 4000 dan
6000 ppm.
e. Temperatur percobaan dianggap konstan pada temperatur ruang dalam uji
weight loss dengan variabel waktu perendaman dalam uji weight loss
adalah 24, 48, 72, 96 dan 120 jam.
f. Pengaruh temperatur divariasikan pada konsentrasi optimum dengan
menggunakan thermostat dengan 3 variasi yakni temperatur 301K, 307K
dan 312K selama 48 jam.
g. Pengukuran polarisasi hanya digunakan pada konsentrasi 0 ppm dan 6000
ppm pada suhu ruang.
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
4
Universitas Indonesia
h. Karakterisasi gugus fungsi kandungan ekstrak daun sirsak serta lapisan
hasil korosi baja karbon menggunakan FTIR (Fourier Transform Infrared
Spectroscopy)
i. Kadar kualitatif dan kuantitatif senyawa ekstraksi daun ditentukan dengan
GC-MS (Gas Cromatography –Mass Spectrometer)
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
5
Universitas Indonesia
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Korosi
2.1.1. Definisi Korosi
Korosi adalah hasil kerusakan dari reaksi kimia antara sebuah logam atau paduan
logam dengan lingkungannya [11]. Korosi pada logam merupakan proses reaksi
reduksi dan oksidasi kimia atau elektrokimia yang menyebabkan transfer elektron
dari logam ke lingkungan sehingga terjadi perubahan jumlah oksidasi logam dari
nol menjadi bermuatan positif.
Untuk korosi dapat terjadi, ada tiga elemen dasar yang harus terpenuhi :
- Elektrolit, yaitu larutan yang dapat menghantarkan arus listrik
- Anoda, yaitu material/logam mengalami oksidasi (logam yang terkorosi)
- Katoda, bagian logam yang mengalami reduksi (logam yang tidak terkorosi)
Ketiga elemen dasar ini berkaitan dalam proses korosi sebagaimana diperlihatkan
dalam Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Diagram Skematik Sel Elektrokimia (Modifikasi dari E.E. Stansbury, 2000)
Reaksi Katodik (reduksi) Reaksi Anodik (oksidasi)
Arus Korosi
LARUTAN
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
6
Universitas Indonesia
2.1.2. Proses Korosi Baja Karbon
Pada korosi baja atau besi, reaksi elektrokimia terjadi sebagai berikut:
Pada area anodik
Fe Fe2+ + 2e- (2.1)
Ketika besi mengalami korosi, laju korosi biasanya dikontrol oleh reaksi katodik.
Ada beberapa reaksi katodik yang berbeda yang sering terjadi dalam korosi
logam. Yang paling umum adalah :
Evolusi Hidrogen 2H + + 2e- H2 (2.2)
Reduksi Oksigen (Larutan asam) O2 + 4 H+ + 4 e- 2H2O (2.3)
Reduksi Oksigen (Larutan netral atau basa) O2 + 4H2O + 4e- 4OH - (2.4)
Reduksi ion logam Fe 3+ + e- Fe 2+ (2.5)
Deposit logam Fe + + e- Fe (2.6)
Evolusi Hidrogen adalah reaksi katodik yang umum terjadi karena media asam
sering dijumpai. Reduksi oksigen pun sangat umum terjadi, karena larutan
aqueous ketika bersentuhan dengan udara akan mampu mereduksi reaksi ini.
Sehingga reaksi total korosi besi dalam larutan asam adalah
Fe + O2 + 4H + Fe2+ +2 H2O (2.7)
Sifat kemudahan terjadinya reaksi korosi logam dalam larutan asam dapat
dievaluasi dari diagram potensial-pH atau sering disebut sebagai diagram
Pourbaix yang bisa dianggap sebagi peta yang menunjukkan kondisi potensial
(oxidizing power) dan pH (keasaman ataupun kebasaan) untuk berbagai
kemungkinan fase stabil dalam sistem elektrokimia. Garis batas diagram membagi
area kestabilan untuk fase yang berbeda yang diturunkan dari persamaan Nerst.
Diagram Pourbaix dapat digunakan untuk memperkirakan apakah logam akan
berada dalam kondisi terkorosi, imun ataukah dalam kondisi pasif. Namun,
prediksi tentang laju korosi tidak dapat dilakukan dengan diagram Pourbaix ini.
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
7
Universitas Indonesia
Diagram Pourbaix logam besi (Fe) dapat dilihat sebagai berikut :
Gambar 2.2 Diagram Pourbaix Fe (Modifikasi dari McCafferty, 2009)
2.1.3. Metode Pengukuran Laju Korosi
Laju korosi logam yang mengalami korosi merata ditentukan dengan beberapa
metode seperti metode kehilangan berat (weight loss), metode perolehan berat
(weight gain), analisis kimia larutan, teknik gasometri, pengukuran ketebalan,
Electrical resistance probe maupun teknik elektrokimia.
a. Metode kehilangan berat (Weight Loss)
Dalam metode ini, sampel dengan berat diketahui dicelupkan dalam larutan atau
lingkungan tertentu pada beberapa waktu berbeda. Dengan metode ini, berat
hilang yang diakibatkan proses korosi ditentukan. Jika produk korosi mudah
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
8
Universitas Indonesia
dihilangkan (non-adherent) maka dapat dihilangkan secara mekanikal. Jika
produk korosi berikatan kuat maka dihilangkan dengan metode elektrokimia.
Efisiensi inibisi pada metode ini dapat ditentukan dengan persamaan:
%100%0
10 xW
WWI
−= (2.8)
Dimana 0W adalah berat awal dan 1W adalah berat setelah diberikan inhibitor pada
medium korosif.
b. Metode Polarisasi Elektrokimia
Polarisasi merupakan penyimpangan (deviasi) suatu potensial reaksi dari potensial
kesetimbangannya. Elektroda dapat juga dipolarisasi oleh tegangan luar. Nilai
polarisasi biasanya diukur dalam istilah potensial-lebih, η, (overpotential) yang
merupakan pengukuran polarisasi yang berhubungan dengan potensial
kesetimbangan elektroda (Eeq). Polarisasi ini dapat berupa anodik, jika proses
anodik pada katoda dipercepat dengan mengubah potensial dalam arah positif,
atau dapat juga berupa polarisasi katodik, jika proses katodik dipercepat dengan
memindahkan potensial tersebut dalam arah negatif.
Potensial-lebih yang berhubungan dengan polarisasi anodik dan katodik
dinamakan potensial-lebih anodik (ηa) dan potensial-lebih katodik (ηc). Potensial-
lebih dapat diungkapkan dengan persamaan η = E – Eeq. E adalah potensial
terapan, dan Eeq adalah potensial kesetimbangan.
Selama polarisasi, reaksi reduksi dan oksidasi terjadi pada permukaan logam,
menghasilkan arus listrik total pada permukaan logam. Jumlah densitas arus dari
reaksi ini dihubungkan terhadap potensial-lebih dengan menggunakan persamaan
Butler-Volmer:
⎭⎬⎫
⎩⎨⎧
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡ −−−⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛= ηαηα
RTnF
RTnFii )1(expexp0 (2.9)
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
9
Universitas Indonesia
Dimana i0 adalah densitas arus anodik dan katodik pada potensial kesetimbangan
Eeq). α adalah koofisien simetri untuk reaksi anodik dan katodik, mendekati nilai
0,5. η adalah potensial-lebih, n adalah jumlah elektron yang terlibat, R adalah
konstanta gas, T adalah suhu absolut, dan F adalah konstanta Faraday.
Butler-Volmer meringkas persamaan tersebut menjadi
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡= aa RT
nFii ηαexp0 (Untuk ai >> ci , aη >> cη ) (2.10)
Dan ci = ⎥⎦⎤
⎢⎣⎡ −−− c
RTnFi ηα )1(exp0 (Untuk ci >> ai , cη >> aη ) (2.11)
Dengan demikian
ac inFRTinFRT ln)/(ln)/( 0 ααη +−= (2.12)
cc inF
RTinF
RT ln)1(
ln)1( 0 αα
η−
−−
= (2.13)
Kedua persamaan diatas dapat ditulis dalam bentuk singkat yang dinamakan
persamaan Tafel, yaitu
iba log±=η (2.14)
Dimana b merupakan kemiringan dari reaksi anodic dan katodik (potensial -lebih
anodic, ba = (RT/αnF), dan potensial-lebih katodik bc = RT/(1-α)nF, tanda (+)
untuk potensial-lebih anodik, dan tanda (-) untuk potensial-lebih katodik [9].
Plot potensial terapan (potensial-lebih) terhadap algoritma densitas arus
dinamakan plot Tafel. Kemiringan tafel , potensial korosi (Ecor), dan densitas arus
korosi (icor) dapat ditentukan dengan menggunakan cara ekstrapolasi berikut:
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
10
Universitas Indonesia
Gambar 2.3 Kurva polarisasi yang menunjukkan ekstrapolasi Tafel [9]
Metode Tafel ini memberikan informasi mengenai besar arus korosi (icor) yang
dihasilkan pada permukaan logam yang kontak dengan larutan korosif. Nilai
arus yang diperoleh selanjutnya dapat menjadi parameter kinerja suatu inhibitor
korosi.
Efisiensi inibisi dapat ditentukan dengan persamaan:
%100% xI
III
unh
inhunh −= (2.15)
dimana Iunh adalah arus blanko, dan Iinh adalah arus larutan yang mengandung
inhibitor. Semakin besar nilai efisiensi inhibisi (% I) dari suatu larutan yang
mengandung senyawa tertentu, semakin baik senyawa tersebut bertindak sebagai
inhibitor korosi.
2.1.4. Pencegahan Korosi
Ada beberapa metode umum yang sering digunakan dalam mencegah korosi, di
antaranya pemilihan bahan, pengubahan kondisi lingkungan, pemilihan disain,
pelapisan, dan perlindungan katodik.
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
11
Universitas Indonesia
Pemilihan bahan tentu saja menjadi tahap awal yang baik dalam upaya
pencegahan korosi. Logam-logam yang digunakan harus tidak mudah mengalami
korosi. Akan tetapi biaya yang besar menjadi faktor penghalang karena
umumnya logam-logam yang tidak mudah mengalami korosi harganya
mahal. Pengubahan lingkungan dapat dilakukan jika memungkinkan.
Misalnya dengan menurunkan suhu cairan, menurunkan laju aliran cairan, atau
dengan meningkatkan atau mengurangi konsentrasi spesi-spesi tertentu di dalam
larutan agar logam mengalami pasivasi.
Salah satu upaya pencegahan korosi yang lebih efektif adalah dengan
perlindungan katodik (cathodic protection). Yaitu misalnya menggunakan logam
Mg yang dijadikan sebagai anoda, karena potensial reduksinya lebih kecil
dibandingkan potensial reduksi baja (Fe). Baja kemudian berperan sebagai
katoda, sehingga mengalami reduksi. Arus listrik mengalir melalui kawat
penghubung antara besi dan magnesium. Rangkain ini otomatis mencegah pipa
baja teroksidasi, sehingga laju korosinya menurun.
Cara lain mencegah korosi adalah dengan menggunakan inhibitor korosi.
Inhibitor merupakan bahan-bahan yang ketika ditambahkan dalam jumlah yang
relatif sedikit ke lingkungan korosif menurunkan laju korosi.
2.1. Inhibitor Korosi
2.1.1. Tipe Inhibitor
Inhibitor dapat diklasifikasikan dalam beberapa cara pandang yang berbeda. Dua
tipe utama adalah :
(i) Inhibitor adsorpsi dan
(ii) inhibitor pembentuk lapisan tipis (film forming).
Inhibitor adsorpsi membentuk ikatan kemisorpsi dengan permukaan logam
sehingga dapat menghalangi reaksi elektrokimia yang terjadi. Kebanyakan
inhibitor organik adalah tipe inhibitor kemisorpsi. Misalnya dalam Gambar 2.4
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
12
Universitas Indonesia
menunjukkan secara skematik bahwa senyawa organik alifatik dari Amin
memiliki sebuah pasangan elektron bebas pada atom Nitrogen yang mampu
memberikan donasi elektron pada permukaan logam. Ekor rantai hidrokarbon
senyawa molekul berorientasi menjauh dari antarmuka larutan sehingga proteksi
selanjutnya disediakan oleh pembentukan gugusan ekor hidrokarbon yang bersifat
hidrofobik yang terletak pada amina yang teradsorpsi didekatnya. Jaringan
hidrofobik inilah yang menyebabkan molekul air ataupun ion-ion agrsif seperti Cl-
menjauh dari permukaan logam sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 2.4.
Gambar 2.4 (a) Kemisorpsi dari Amin pada permukaan logam. Titik bulat hitam menunjukkan elekron-elektron yang dimiliki atom N, sedangkan simbol X mengacu pada elektron-elektron dari atom H atau C. (b) Pembentukan lapisan monolayer pada permukaan logam (Modifikasi dari McCafferty, 2009).
Adapun Inhibitor film forming , memiliki dua tipe inhibitor, yakni : (i) Inhibitor
pasivasi dan (ii) inhibitor presipitat. Sesuai namanya, inhibitor pasivasi terjadi
dengan mempromosikan pembentukan lapisan pasif pada permukaan logam.
Inhibitor pasivasi bisa jadi sebagai agen pengoksidasi ataupun bukan. Kromat
adalah contoh dari inhibitor pengoksidasi dimana dengan besi atau baja, ion
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
13
Universitas Indonesia
kromat akan tereduksi menjadi Cr2O3 atau Cr(OH)3 pada permukaan logam untuk
menghasilkan oksida kromat dan besi oksida yang bersifat sebagai proteksi.
Adsorpsi juga menjadi penting dengan inhibitor oksidator karena biasanya akan
teradsorpsi pada permukaan logam sebelum terjadinya reduksi dan membentuk
lapisan pasivasi. Pasivator yang tidak mengoksidasi seperti benzoat, azelat, dan
posfat juga pada kali pertama akan teradsorpsi pada permukaan sebelum
membentuk lapisan film pasivasi.
Inhibitor presipitat , akan menyebabkan reaksi presipitasi antara kation logam dan
inhibitor sehingga terjadi endapkan berupa lapisan penghalang pada permukaan
logam. Lapisan film tersebut terbentuk tatkala kelarutan produk melebihi garam
yang terbentuk antara kation logam dan anion inhibitor. Contoh inhibitor
presipitat adalah fosfat dan silikat.
Pembagian tipe inhibitor dari sudut pandang lain, dapat pula diklasifikasikan
sebagai inhibitor anodik, katodik maupun tipe campuran bergantung pada bagian
reaksi elektrokimia mana yang dipengaruhi.
2.1.2. Inhibitor Senyawa Organik
Inhibitor senyawa organik umumnya adalah jenis inhibitor teradsorpsi yaitu
inhibitor yang menurunkan laju korosi dengan cara mengisolasi permukaan logam
dari lingkungan yang korosif dalam pembentukan film teradsorpsi. Adsorpsi yang
terjadi diakibatkan dari sifat muatan atau kepolaran molekul organik atau spesi
ionik yang membentuk film permukaan secara fisiosorpsi, dan distabilkan dalam
kemisorpsi, atau bahkan secara kemisorpsi sempurna. Ada tiga cara yang
dilakukan inhibitor teradsorpsi terhadap permukaan logam yaitu:
a. Pembentukan penghalang secara fisika atau kimia
b. Isolasi langsung situs-situs anodik dan katodik
c. Berinteraksi dengan antarmediasi reaksi korosi
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
14
Universitas Indonesia
Kemampuan inhibisi korosi dari senyawa karbon tergantung pada sifat adsorpsi
dan konsentrasi inhibitor teradsorpsi dalam melindungi permukaan logam dari
media korosif, dan atau memodifikasi reaksi elektroda dari pelarutan logam pada
proses anodik. Adanya adsorpsi senyawa organik pada permukaan elektroda
memberikan informasi tentang lapis rangkap listrik, kinetika transfer elektron, dan
peran antarmedia dalam mekanisme inhibisi dari proses elektroda seperti pada
sintesis elektroorganik dan elektroplating. Adsorpsi sangat tergantung pada sifat
fisika dan kimia dari molekul inhibitor, seperti gugus fungsi, faktor sterik, sifat
aromatis, rapat elektron atom donor, dan karakter orbital π dari donor elektron.
2.1.3. Adsorpsi
Penyerapan suatu zat oleh zat lain disebut sorpsi. Ada dua jenis sorpsi, yaitu
absorpsi dan adsorpsi. Pada adsorpsi, zat yang diserap hanya terdapat pada bagian
permukaan zat penyerap, sedangkan pada absorpsi, zat atau ion yang diserap
masuk ke bagian dalam zat penyerap. Adsorpsi semata-mata hanya suatu efek
permukaan, sedangkan dalam absorpsi, zat cair dan gas yang diabsorpsi
menembus kedalam ruang - ruang kapiler dari zat pengabsorpsi.
Ada dua jenis komponen yang terlibat dalam adsorpsi, yaitu zat terserap
(adsorbat) dan zat penyerap (adsorben). Molekul-molekul teradsorpsi pada
permukaan adsorben terjadi melalui dua cara, yaitu secara fisik (fisiosorpsi) dan
adsorpsi secara kimia (chemisorpsi).
Fisiosorpsi disebut juga adsorpsi fisik. Pada fisiosorpsi, gaya-gaya yang bekerja
antara adsorbat dan adsorben adalah gaya Van der Waals. Suatu zat yang
diadsorpsi secara fisik (fisiosorpsi) bisa didesorpsi dari zat padat dengan
menaikkan temperatur dan mengurangi tekanan. Molekul terikat dengan ikatan
yang lemah dan energi yang dilepaskan pada fisiosorpsi relatif rendah sekitar 20
kj/mol.
Pada kemisorpsi, partikel-partikel yang teradsorpsi melekat pada permukaan
adsorben (adsorbat menempel dengan adsorben) melalui ikatan kimia yang
bersifat ireversible, biasanya ikatan yang terjadi adalah ikatan kovalen koordinasi
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
15
Universitas Indonesia
sehingga ikatan yang dimiliki sangat kuat. Kemisorpsi terjadi diawali dengan
adsorpsi fisik, yaitu partikel-partikel adsorbat mendekati permukaan adsorben
melalui gaya Van der Waals atau melalui ikatan hidrogen.
Tabel 2.1 Perbedaan Fisiosorpsi dan Kemisorpsi [17]
Fisiosorpsi Kemisorpsi
Tipe interaksi Molekul terikat secara Van de Waals atau gaya elektrostatik
Molekul terikat secara ikatan kimia dengan terjadinya transfer atau berbagi muatan
Reversibilitas Adsorbat mudah dihilangkan dengan pelarut pembersih
Adsopsi tidak dapat kembal, lebih kuat
Energi Panas adsorpsi rendah <40 kJ/mol
Panas adsorpsi tinggi >40 kJ/mol
Kinetika Proses adsoprsi berlangsung cepat
Proses adsorpsi lambat
SpesifitasBersifat tidak spesifik atau tidak dipengaruhi identifikasi permukaan
Interaksi spesifik , sangat bergantung pada identifikasi permukaan
2.1.4. Isoterm Adsorpsi Ada beberapa tipe isoterm adsorpsi yang dapat dijadikan referensi dalam
mempelajari mekanisme adsorpsi inhibitor korosi, diantaranya adalah isoterm
adsorpsi Langmuir dan Temkin. Isoterm adsorpsi Langmuir merupakan model
adsorpsi paling sederhana, dengan asumsi bahwa tidak ada interaksi antara
molekul adsorbat, lapisan yang terbentuk berupa monolayer, maksimum fraksi
penutupan; θ = 1 (saat permukaan adsorben jenuh dengan adsorbat), permukaan
adsorbat homogen sehingga setiap area permukaan memiliki energi ikatan yang
sama, dan molekul yang teradsorpsi terlokalisasi atau tidak bergerak pada
permukaan. Isoterm Langmuir di ekspresikan dalam persamaan :
1
KCθθ=
− (2.16)
Dimana θ adalah fraksi permukaan yang tertutupi oleh inhibitor dengan
konsentrasi C.
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
16
Universitas Indonesia
Jika nilai ∆Gads negatif atau harga K semakin besar maka energi adsorpsi makin
tinggi. Hasil tersebut menyatakan bahwa kespontanan proses adsorpsi dan
stabilitas pada lapisan yang teradsorpsi pada permukaan adsorben.
2.1. Ekstrak Daun Sirsak Sebagai Inhibitor Korosi
2.1.1. Gambaran Umum Tumbuhan Sirsak
Sirsak atau durian belanda (Annona muricata Linn.) adalah tumbuhan yang
berasal dari Karibia, Amerika Tengah dan Amerika Selatan. Sirsak adalah salah
satu jenis tumbuhan yang tergolong kedalam famili Annonaceae yang telah lama
dikenal orang sebagai tanaman obat-obatan. Nama sirsak itu sendiri berasal dari
bahasa Belanda Zuurzak, kurang lebih berarti kantung yang asam. Daunnya
berbentuk bulat telur agak tebal dan pada permukaan bagian atas halus berwarna
hijau tua sedang pada bagian bawahnya mempunyai warna lebih muda. Tumbuhan
ini dapat tumbuh di sembarang tempat. Buah yang besar dan banyak dapat
diperoleh dengan cara ditanam di daerah yang tanahnya cukup mengandung air.
Sirsak di Indonesia tumbuh dengan baik pada daerah yang mempunyai ketinggian
kurang dari lima meter di atas permukaan laut.
Adapun taksonomi dari Sirsak (A. muricata) adalah:
Kingdom : Plantae
Division : Spermatophyta
Sub Divisio : Angiospermae
Kelas : Dicotyledonae
Ordo : Polycarpiceae
Famili : Annonaceae
Genus : Annona
Spesies : Annona muricata Linn.
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
17
Universitas Indonesia
Gambar 2.5 Tanaman Sirsak
2.1.2. Kandungan Senyawa Aktif Pada Sirsak
Pusat penelitian bahan alam di Departemen Farmasi ITB pernah memeriksa
kandungan senyawa fenolik dari daun sirsak (Annona muricata L., Annonaceae).
Dari ekstrak etanol yang telah diekstraksi cair-cair dapat dipisahkan beberapa
senyawa asam fenolat dan flavonoid, yang secara kromatografi kertas
diidentifikasi sebagai asam fenolat yaitu asam kafeat, asam ferulat, asam p-
kumarat, asam vanilat, dan asam p-hidroksibenzoat. Salah satu senyawa flavonoid
diduga sebagai flavonol yang gugus hidroksi pada posisi 3 yang terikat sebagai
glikosida dan gugus hidroksi pada posisi 4’, 5, dan 7 bebas [10].
2.1.3. Ekstraksi Senyawa-Senyawa Daun Sirsak Sebagai Inhibitor Korosi
Alur awal untuk mendapatkan senyawa aktif dari suatu tumbuhan adalah proses
ekstraksi. Ekstraksi adalah proses pemisahan suatu zat berdasarkan perbedaan
kelarutannya terhadap dua cairan tidak saling larut yang berbeda. Prinsip ekstraksi
adalah melarutkan senyawa polar dalam pelarut polar dan senyawa non polar
dalam senyawa non polar. Secara umum ekstraksi dilakukan secara berturut-turut
mulai dengan pelarut non polar (n-heksan) lalu pelarut yang kepolarannya
menengah (diklor metan atau etil asetat) kemudian pelarut yang bersifat polar
(metanol atau etanol).
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
18
Universitas Indonesia
BAB III METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di laboratorium korosi pada jurusan Teknik Metalurgi dan
Material Universitas Indonesia, Lab Biofarmaka IPB dan PTBIN Batan Puspitek
Serpong. Adapun urutan penelitian dapat dilihat pada diagram alir yang ada pada
Gambar 3.1
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
19
Universitas Indonesia
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian
Mulai
Preparasi Spesimen Pembuatan Ekstrak Preparasi 1M HCl
Uji GC-MS & FTIR
Uji FTIR
Sampel baja karbon ( Ukuran 5 x 2,5 cm)
Serbuk baja karbon
HCl 1M (Blanko)
HCl 1M +1000 ppm
Ekstrak
HCl 1M +2000 ppm
Ekstrak
HCl 1M +4000 ppm
Ekstrak
HCl 1M +6000 ppm
Ekstrak
Direndam dalam HCl 1M +6000 ppm Ekstrak
selama 24 jam
Suhu kamar Suhu 301,307 dan 312K
24 jam , 48 jam, 72 jam, 96 jam, dan 120 Jam
48 Jam
Uji Weight Loss
Cek pH
Analisis dan Pembahasan
Selesai
Cek pH Cek pH Cek pH Cek pH
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
20
Universitas Indonesia
3.1. Prosedur Ekstraksi a. Daun sirsak diperoleh dari wilayah kecamatan Jasinga Kabupaten Bogor
sebanyak 1 kg dibersihkan dan dijemur selama 7 hari
b. Setelah kering, diblender dan diayak sehingga berbentuk serbuk
c. Serbuk kering kemudian diekstrak dengan penyari metanol menggunakan
alat Soxhlet
d. Hasil ekstraksi dipekatkan dan etanol dihilangkan dengan Vacuum Rotary
Evaporator untuk kebutuhan uji FTIR
Gambar 3.2 Diagram Alir Prosedur Ekstraksi Daun Sirsak
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
21
Universitas Indonesia
3.2. Prosedur Persiapan Sampel
3.2.1. Peralatan dan Bahan a. Material yang akan di uji (carbon steel, ketebalan 3 mm)
b. Mesin potong
c. Mesin dan kertas amplas dengan kekerasan 40, 80, 320, 500, 1000
dan 1200.
d. Mesin bor 3 mm
e. Stensil
3.2.2. Prosedur persiapan sampel a. Potong plat baja carbon dengan ukuran 5 x 2.5 cm untuk sampel uji
weight loss.
b. Untuk sampel polarisasi, potong baja karbon bentuk bentuk
lingkaran dengan diameter 10 mm.
c. Buat lubang pada ujung plat dengan mata bor 3 mm untuk sampel
uji weight loss.
d. Bersihkan kotoran – kotoran minyak, lemak dan grease yang
menempel pada pelat uji.
e. Bersihkan karat yang terdapat pada permukaan plat dengan
merendam didalam HCl 32% pada temperatur 20 -30 °C selama 1 –
3 menit
f. Haluskan permukaan plat dengan amplas ukuran 600, 800, 1000
dan 1200 mesh hingga permukaan plat benar – benar halus.
g. Bilas plat dengan aquades hingga bersih dan keringkan dengan
udara panas.
h. Tandai plat uji weight loss dengan stensil dan kemudian simpan
didalam desikator.
Gambar 3.3 Bentuk sampel uji weight loss
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
22
Universitas Indonesia
3.3. Prosedur pembuatan larutan HCL 1 M
3.3.1. Peralatan dan bahan a. HCL 98% PA grade
b. Labu takar 1000 ml
c. Pipette volume
d. Beaker glass 1000 ml
e. Aquades
3.3.2. Prosedur pembuatan larutan 1 M HCl a. Siapkan labu takar yang bersih dan kering.
b. Tuang aquades kedalam labu takar
c. Pipette 98,3 ml 32% HCL per liter HCl dan tuangkan kedalam labu
takar yang telah diisi aquades.
Penentuan Molaritas didasarkan rumus ;
d. Tuangkan sisa aquades kedalam labu takar hingga ke garis batas
e. Tutup labu takar dan kocok agar larutan homogen.
3.3.3. Penambahan ekstrak daun sirsak dalam larutan HCL 1 M a. Peralatan dan bahan yang diperlukan
b. Larutan HCL 1 M
c. Larutan ekstrak daun sirsak
d. Gelas ukur
e. Breaker Glass
f. Toples plastik
3.3.4. Prosedur pelarutan (pencampuran) a. Tuangkan HCL 1 M kedalam breaker glass
b. Tambahkan ekstrak daun sirsak dengan komposisi bervariasi
c. Aduk larutan selama 5 menit dengan cara manual
d. Komposisi larutan diperlihatkan pada Table 3.1.
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
23
Universitas Indonesia
Tabel 3.1 Komposisi Campuran Ekstrak Daun Sirsak dan HCl
HCl (mL) Ekstrak (mL)1 0 1000 02 1000 999 13 2000 998 24 4000 996 35 6000 994 4
KebutuhanNo Konsentrasi Ekstrak (ppm)
Stok larutan masing-masing konsentrasi dibuat dalam 1 liter
3.4. Prosedur perendaman uji weight loss a. Siapkan 2 pelat uji untuk masing-masing variasi pengujian
b. Menyiapkan masing-masing toples tempat perendaman dituangkan
sebanyak 600 mL.
c. Timbang setiap pelat yang akan diuji.
d. Pelat uji mulai direndam dan dicatat waktu awal perendaman
e. Setelah akhir waktu perendaman, pelat diangkat dan dibersihkan
menggunakan aquades.
f. Pelat uji di bersihkan dengan asam pelarut karat sekitar 1 menit.
g. Pelat uji dibersihkan dengan menggunakan sikat.
h. Bersihkan pelat dengan toluen dan aseton.
i. Keringkan dengan dryer dan ditimbang untuk mengetahui berat
akhir.
3.5. Prosedur uji weight loss untuk variasi temperatur a. Prosedur pengujian sama dengan point 3.4
b. Menyiapkan kontainer plastik untuk penyimpanan toples uji.
c. Memasang termometer ruang dan alat pemanas kontainer
menggunakan lampu bohlam.
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
24
Universitas Indonesia
d. Menyiapkan termostat dan mengatur suhu ruangan. Suhu diatur
pada tiga posisi yakni 301K, 307K, dan 312K.
e. Melakukan pengujian weight loss sebagaimana disebut dalam point
3.4.
3.6. Prosedur pengujian Polarisasi a. Masukkan HCl 1M kedalam labu polarisasi.
b. Mengampelas spesimen ukuran 1,2 x 1,2 cm.
c. Memasang elektroda kerja pada electrode holder
d. Menempatkan elektroda kerja, elektroda bantu dan reference
elektroda dalam labu polarisasi
e. Tahap diatas diulangi pada larutan 1M HCl dengan penambahan
ekstrak 6000 ppm.
f. Memasukkan parameter-parameter polarisasi seperti densitas, laju
scan dan batas potensial pada software M 342 buatan EG&G.
g. Prosedur pengujian polarisasi potential dinamic dilakukan merujuk
pada ASTM G5 [3].
Gambar 3.4 Skema rangkaian uji polarisasi dan sel polarisasi (ASTM G5)
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
25
Universitas Indonesia
3.7. Prosedur pengujian FTIR a. Menyiapkan 20 mL larutan ekstak etanol daun sirsak dan
b. Etanol dihilangkan menggunakan evaporator vakum rotari dengan
kecepatan 350 rpm, suhu 500C dan tekanan 250 mbar
c. Oven KBr sampai kering
d. Gerus KBr dan dicampurkan dengan padatan ekstrak daun sirsak
untuk kemudian siap diuji.
e. Prosedur diatas diulang pada sampel serbuk besi yang dilarutkan
pada HCl 1M dengan penambahan 6000 ppm ekstrak daun sirsak
selama 24 jam.
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
26
Universitas Indonesia
BAB IV HASIL PENELITIAN
4.1. Uji Weight Loss
4.1.1. Uji Weight Loss pada Suhu Kamar
Tabel 4.1 berikut adalah hasil pengujian weight loss sampel baja karbon dalam
larutan 1M HCl tanpa dan dengan penambahan ekstrak daun sirsak dalam
berbagai konsentrasi dan waktu perendalam pada suhu kamar.
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
27
Universitas Indonesia
Tabel 4.1 Hasil Uji Weight Loss dan Perhitungan Laju Korosi pada Temperatur Ruang
Waktu Rendam
Konsen trasi
W0 l w h r A A W1 W1-W0Weight
Loss CR EI
(jam) (ppm) (g) (cm) (cm) (cm) cm (cm2) (rata-rata) (g) (g) (rata-rata) (MPY) (%)1A 30.4401 5.00 2.46 0.30 0.3 28.51 29.9601 0.48001B 30.1502 5.00 2.45 0.30 0.3 28.40 29.5912 0.55902A 30.7410 5.00 2.48 0.31 0.3 28.82 30.3111 0.42992B 31.4112 5.00 2.51 0.30 0.3 29.04 31.2201 0.19113A 30.6301 5.00 2.49 0.30 0.3 28.83 30.4423 0.18783B 30.5003 4.97 2.47 0.30 0.3 28.40 30.2712 0.22914A 30.5501 5.00 2.48 0.30 0.3 28.72 30.3600 0.19014B 31.1304 5.01 2.47 0.305 0.3 28.69 30.9901 0.14035A 30.3701 4.97 2.50 0.30 0.3 28.74 30.2802 0.08995B 30.7403 4.99 2.50 0.30 0.3 28.88 30.6101 0.13026A 31.0100 4.98 2.48 0.30 0.3 28.58 29.9401 1.06996B 30.4604 4.97 2.47 0.295 0.3 28.30 29.3503 1.11017A 30.9401 5.00 2.46 0.30 0.3 28.46 30.5201 0.42007B 30.3202 4.98 2.47 0.30 0.3 28.51 29.8501 0.47018A 30.5801 4.99 2.50 0.30 0.3 28.88 30.1503 0.42988B 30.6411 5.00 2.40 0.30 0.3 27.87 30.2511 0.39009A 30.4212 5.02 2.49 0.30 0.3 28.91 30.1502 0.27109B 30.4903 5.00 2.47 0.30 0.3 28.62 30.2701 0.2202
10A 30.6901 5.00 2.50 0.30 0.3 28.93 30.4901 0.200010B 30.4304 5.00 2.49 0.30 0.3 28.83 30.2603 0.1701
4000 28.76465 0.25 78.21 77.47
6000 28.8818 0.19 58.69 83.02
59.17
2000 28.3768 0.41 132.31 62.3948
0 28.43988 1.09 351.07 -
1000 28.4819 0.45 143.13
28.70833 0.17 105.42 68.20
6000 28.8088 0.11 69.98 78.82
40.23
2000 28.61335 0.21 133.46 59.87
334.43 -
1000 28.93005 0.31 196.62
Sampel No.
24
0 28.4578 0.52
4000
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
28
Universitas Indonesia
Universitas Indonesia
Waktu Rendam
Konsen trasi
W0 l w h r A A W1 W1-W0Weight
Loss CR EI
(jam) (ppm) (g) (cm) (cm) (cm) cm (cm2) (rata-rata) (g) (g) (rata-rata) (MPY) (%)11A 30.2901 5.00 2.48 0.30 0.3 28.72 28.6210 1.669111B 30.1701 4.98 2.46 0.30 0.3 28.35 28.4312 1.738912A 30.2812 5.00 2.47 0.30 0.3 28.62 29.4201 0.861112B 31.0501 5.03 2.53 0.30 0.3 29.34 29.8701 1.180013A 30.6601 4.98 2.49 0.305 0.3 28.74 30.1903 0.469813B 30.5404 4.99 2.47 0.30 0.3 28.51 29.9802 0.560214A 30.4413 4.99 2.48 0.30 0.3 28.67 30.1201 0.321214B 30.4902 4.98 2.50 0.30 0.3 28.82 30.2401 0.250115A 30.5110 4.99 2.50 0.30 0.3 28.88 30.2502 0.260815B 30.7101 5.00 2.53 0.30 0.3 29.17 30.4710 0.239116A 30.5901 5.00 2.50 0.30 0.30 28.93 28.2401 2.350016B 31.0911 4.98 2.48 0.30 0.30 28.61 29.5020 1.589117A 30.8601 5.00 2.49 0.30 0.30 28.75 30.7100 0.150117B 30.5320 5.00 2.48 0.30 0.30 28.72 29.2311 1.300918A 30.7410 4.99 2.51 0.30 0.30 28.93 30.0920 0.649018B 31.0301 4.97 2.50 0.30 0.30 28.74 30.8701 0.160019A 30.5402 5.00 2.49 0.30 0.30 28.80 30.2202 0.320019B 30.4201 5.00 2.50 0.30 0.30 28.93 30.0901 0.330020A 30.7040 5.00 2.48 0.30 0.30 28.67 30.4211 0.282920B 30.5701 5.05 2.47 0.30 0.30 28.84 30.2702 0.2999
Sampel No.
72
0 28.5352 1.70
4000
364.66 -
1000 28.97893 1.02 215.06 40.11
2000 28.62378 0.52 109.87 69.78
28.745 0.29 60.68 83.24
6000 29.02518 0.25 52.59 85.33
96
0 28.7732 1.96955 313.50 -
1000 28.73538 0.7255 115.63
85.20
63.16
2000 28.83525 0.4045 64.25 79.46
4000 28.86785 0.325 51.56 83.50
6000 28.75505 0.2914 46.41
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
29
Universitas Indonesia
Universitas Indonesia
Waktu Rendam
Konsen trasi
W0 l w h r A A W1 W1-W0Weight
Loss CR EI
(jam) (ppm) (g) (cm) (cm) (cm) cm (cm2) (rata-rata) (g) (g) (rata-rata) (MPY) (%)21A 30.1504 5.00 2.49 0.30 0.30 28.80 27.8400 2.310421B 30.3401 4.99 2.47 0.30 0.30 28.49 27.9301 2.410022A 29.5700 4.99 2.44 0.32 0.30 28.54 28.9100 0.660022B 29.7201 4.99 2.45 0.30 0.30 28.30 28.6112 1.108923A 30.0213 4.95 2.44 0.30 0.30 28.02 29.4712 0.550123B 30.9301 5.00 2.49 0.30 0.30 28.83 30.7202 0.209924A 30.1730 4.99 2.50 0.30 0.30 28.88 30.0602 0.112824B 29.9812 4.99 2.49 0.30 0.30 28.77 29.6301 0.351125A 30.8413 5.00 2.49 0.30 0.30 28.83 30.6630 0.178325B 30.9210 4.96 2.45 0.30 0.30 28.18 30.8012 0.1198
w = lebarl = panjangh= tinggir = jari-jari lubang penggantung
28.5068 0.14905 19.16 93.68
48.98 83.90
28.8259 0.23195 29.48 90.17
301.90 -
1000 28.41905 0.88445 114.03 62.53
Sampel No.
120
0 28.64385 2.3602
4000
2000 28.4268 0.38
6000
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
30
Universitas Indonesia
Universitas Indonesia
Gambar 4.1 Foto sampel uji setelah proses perendaman 24 jam, 48 jam dan 72 jam
Blanko (24 jam) 1000 ppm (24 jam) 2000 ppm (24 jam) 4000 ppm (24 jam) 6000 ppm (24 jam)
Blanko (48 jam) 1000 ppm (48 jam) 2000 ppm (48 jam) 4000 ppm (48 jam) 6000 ppm (48jam)
Blanko (72 jam) 1000 ppm (72 jam) 2000 ppm (72 jam) 4000 ppm (72jam) 6000 ppm (72 jam)
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
31 Universitas Indonesia
4.1.2. Uji Weight Loss dengan Variasi Suhu
Tabel 4.2 berikut adalah hasil pengujian weight loss sampel baja karbon dalam
larutan 1M HCl tanpa dan dengan penambahan ekstrak daun sirsak dalam
berbagai konsentrasi dan suhu selama 48 jam. Kontrol suhu menggunakan
Thermostat yang dilengkapi sensor suhu dan termometer ruang.
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
32 Universitas Indonesia
Tabel 4.2 Hasil Uji Weight Loss dan Perhitungan Laju Korosi pada Temperatur 301K, 307K dan 312K
Suhu Konsen trasi
W0 l w h r A A W1 W1-W0Weight
Loss CR EI
(K) (ppm) (g) (cm) (cm) (cm) cm (cm2) (rata-rata) (g) (g) (rata-rata) (MPY) (%)21A 31.0101 5.00 2.46 0.30 0.3 28.51 29.9401 1.070021B 30.4604 5.00 2.45 0.30 0.3 28.40 29.3503 1.110122A 30.9402 5.00 2.48 0.31 0.3 28.82 30.2020 0.738222B 30.3202 5.00 2.51 0.30 0.3 29.04 29.7502 0.570023A 30.5801 5.00 2.49 0.30 0.3 28.83 30.1501 0.430023B 30.6412 4.97 2.47 0.30 0.3 28.40 30.2511 0.390124A 30.4201 5.00 2.48 0.30 0.3 28.72 30.1501 0.270024B 30.4911 5.01 2.47 0.305 0.3 28.69 30.2709 0.220225A 30.6901 4.97 2.50 0.30 0.3 28.74 30.4901 0.200025B 30.4300 4.99 2.50 0.30 0.3 28.88 30.2601 0.169926A 30.0701 4.98 2.48 0.30 0.3 28.58 28.7703 1.299826B 30.5803 4.97 2.47 0.295 0.3 28.30 29.3403 1.240027A 29.3201 5.00 2.46 0.30 0.3 28.46 28.5701 0.750027B 30.2408 4.98 2.47 0.30 0.3 28.51 29.4604 0.780428A 30.7501 4.99 2.50 0.30 0.3 28.88 30.2802 0.469928B 30.3902 5.00 2.40 0.30 0.3 27.87 29.7802 0.610029A 30.7108 5.02 2.49 0.30 0.3 28.91 30.3702 0.340629B 30.5701 5.00 2.47 0.30 0.3 28.62 30.2102 0.359930A 30.7803 5.00 2.50 0.30 0.3 28.93 30.7405 0.039830B 29.5602 5.00 2.49 0.30 0.3 28.83 29.1403 0.419931A 30.2512 5.00 2.48 0.30 0.3 28.72 28.8812 1.370031B 30.9801 4.98 2.46 0.30 0.3 28.35 29.7503 1.229832A 29.5812 5.00 2.47 0.30 0.3 28.62 28.5709 1.010332B 30.6601 5.03 2.53 0.30 0.3 29.34 29.5501 1.110033A 30.3412 4.98 2.49 0.305 0.3 28.74 29.7020 0.639233B 30.8801 4.99 2.47 0.30 0.3 28.51 29.8701 1.010034A 30.1001 4.99 2.48 0.30 0.3 28.67 29.5401 0.560034B 29.9202 4.98 2.50 0.30 0.3 28.82 29.3020 0.618235A 30.4110 4.99 2.50 0.30 0.3 28.88 30.0500 0.361035B 31.4101 5.00 2.53 0.30 0.3 29.17 30.8501 0.5600
6000 29.02518 0.48 151.48
197.57 52.30
63.07
2000 28.62378 0.82 263.88
Sampel No.
301
0 28.4578 1.09
4000
36.56
4000 28.745 0.62
350.86 -
1000 28.93005 0.65 207.10 39.99
2000 28.61335 0.41 131.27 62.38
28.70833 0.25 78.20 77.51
6000 28.8088 0.18 58.81 83.03
307
0 28.43988 1.27 409.01 -
1000 28.4819 0.77 246.09
74.80
39.74
2000 28.3768 0.61 196.90 51.96
335.10
4000 28.76465 0.40 127.38 68.50
6000 28.8818 0.32 101.49
18.44
312
0 28.5352 1.30 417.27 -
1000 28.97893 1.06
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
33 Universitas Indonesia
Uji weight loss pada temperatur 301 K (dari kiri kekanan : 0 ppm sampai 6000 ppm ekstrak)
Uji weight loss pada temperatur 307 K (dari kiri kekanan : 0 ppm sampai 6000 ppm ekstrak)
Uji weight loss pada temperatur 312 K (dari kanan kekiri : 0 ppm sampai 6000 ppm ekstrak)
Gambar 4.2 Spesimen hasil uji weight loss pada suhu 301,307 dan 312K selama 48 jam
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
34 Universitas Indonesia
4.2. Uji Polarisasi Potensiodinamik
Pengujian polarisasi telah dilaksanakan di Pusat Teknologi dan Industri
Nuklir (PTBIN)-BATAN Puspitek Serpong untuk sampel baja karbon dengan
media larutan HCl 1M tanpa inhibitor dan HCl 1M dengan inhibitor 6000 ppm.
Alat yang digunakan adalah Potentiostat/Galvanostat Model 273 yang dilengkapi
komputer dengan software M342 buatan EG&G Research Princeton Applied
Research.
4.2.1. Data Uji Polarisasi Tanpa Inhibitor
Gambar 4.3 Kurva Polarisasi pada larutan HCL 1M tanpa inhibitor
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
35 Universitas Indonesia
4.2.2. Data Uji Polarisasi dengan Inhibitor
Gambar 4.4 Kurva Polarisasi pada larutan 1M HCl dengan inhibitor 6000 ppm
4.3. Uji FTIR (Fourier Transfer Infra Red) Pengujian FTIR dilaksanakan di Laboratorium Biofarmaka IPB Bogor dengan
tekanan vakum 50-250 mbar.
a. Uji FTIR Ekstrak Daun Sirsak
Gambar 4.3 adalah grafik uji ekstrak etanol daun sirsak yang dilakukan
penguapan ekstrak sebelumnya untuk menghilangkan etanol sehingga ekstrak
diuji dalam bentuk padat.
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
36 Universitas Indonesia
Gambar 4.5 Grafik FTIR Ekstrak Daun Sirsak
b. Uji FTIR Produk Karat Baja karbon dalam Larutan 1M HCl dengan
penambahan Ekstrak Daun Sirsak
Gambar 4.4 adalah grafik uji serbuk besi yang direndam selama 24 jam dalam
larutan 1M HCl dengan penambahan ekstrak etanol daun sirsak dengan
konsentrasi 6000 ppm
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
37 Universitas Indonesia
Gambar 4.6 Grafik FTIR Produk Karat Baja Karbon dalam larutan 1M HCl dan 6000 ppm Ekstrak Etanol Daun Sirsak
4.4. Uji GCMS (Gas Chromatography-Mass Spectrometry)
Pengujian GCMS dilakukan di Pusat Laboratorium Forensik (Puslabfor) Mabes
Polri dengan parameter temperatur inisial 700C dan maksimum 3250C selama
54,67 menit.
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
38 Universitas Indonesia
Gambar 4.7 Grafik GC-MS Ekstrak Daun Sirsak
4.5. Pengujian pH Larutan Pengujian pH menggunakan pH meter
Tabel 4.3 Daftar pH larutan uji
Konsentrasi, ppm pH
0 -0.27 1000 -0.26 2000 -0.26 4000 -0.27 6000 -0.26
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
39 Universitas Indonesia
BAB V ANALISIS & PEMBAHASAN
5.1. Metode Uji Weight Loss
5.1.1. Pengaruh Konsentrasi Inhibitor Ekstrak etanol daun sirsak telah diujikan dengan empat konsentrasi yang berbeda.
Penambahan ekstrak daun sirsak dapat meningkatkan efisiensi inhibisi korosi baja
karbon dalam larutan asam 1M HCl. Efisiensi ini didapatkan dengan
membandingkan pengurangan berat antara larutan blanko (tanpa penambahan
ekstrak) dan dengan adanya penambahan ekstrak.
Gambar 5.1 memperlihatkan nilai EI yang semakin tinggi dengan penambahan
konsentrasi ekstrak yang ditambahkan dalam larutan 1M HCl pada temperatur
ruang. Nilai efisiensi tertinggi adalah 93,68 % dicapai pada konsentrasi 6000 ppm
dengan waktu rendam 120 jam.
Gambar 5.1 Korelasi Efisiensi Inhibisi vs Konsentrasi Ekstrak
Nilai efisiensi inhibisi yang semakin meningkat dengan penambahan konsentrasi
ekstrak menunjukkan bahwa dengan penambahan komponen inhibitor yang
teradsorpsi dipermukaan sampel baja karbon akan menghalangi atau menutup
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
40 Universitas Indonesia
bagian aktif yang seharusnya terkorosi oleh larutan HCl. Semakin sedikit
konsentrasi inhibitor maka semakin banyak bagian anoda yang tidak tertutup dan
semakin luasnya area katoda. Dengan perbedaan luas ini intensitas reaksi anodik
pada logam semakin meningkat pada daerah anoda yang sempit tetapi masih
terbuka sehingga laju korosi meningkat [13]. Hal ini sesuai dengan profil laju
korosi yang semakin menurun dengan peningkatan konsentrasi ekstrak.
Gambar 5.2 Korelasi Laju korosi vs Konsentrasi Ekstrak
Menurunnya efisiensi inhibisi atau menurunnya laju korosi dengan perubahan
suhu yang makin tinggi juga merupakan salah satu indikasi bahwa mekanisme
adsorpsi yang terjadi adalam fisiosorpsi (adsorpsi fisik). Jika mekanismenya
adalah adsorpsi kimia, maka nilai efisiensi inhibisi akan meningkat dengan
naiknya temperature [14].
5.1.2. Pengaruh Waktu Perendaman
Sifat dan perilaku stabilitas inhibitif dari ekstrak daun sirsak seiring berjalannya
waktu dapat diketahui dari plot grafik efisiensi inhibisi terhadap konsentrasi
ekstrak seperti ditunjukkan pada Gambar 5.3. Secara umum semakin lama waktu
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
41 Universitas Indonesia
perendaman maka efisiensi inhibisi semakin tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa
seiring waktu, proses adsorpsi semakin kuat terbentuk dari unsur terkadung dalam
ekstrak daun sirsak pada permukaan sampel baja karbon, sehingga menghasilkan
lapisan pelindung yang makin lebih sempurna pada antar muka permukaan logam
dengan larutan HCl. Adapun terjadinya anomali data seperti pada konsentrasi
1000 ppm, dapat dijelaskan berdasar asumsi terjadinya overpickling saat
pembersihan spesimen sehingga ada bagian logam uji yang terlarut.
Gambar 5.3 Korelasi Efisiensi Inhibisi vs Konsentrasi Ekstrak
5.1.3. Pengaruh Temperatur
Untuk mengevaluasi stabilitas lapisan (film) inhibor ekstrak daun sirsak yang
teradsorpsi pada permukaan sampel baja karbon Temperatur adalah parameter
penting dalam mempelajari metal dissolution [5]. Laju korosi dalam larutan asam
misalnya, meningkat secara eksponensial dengan meningkatnya temperatur karena
menurunnya potensial lebih (over potential) evolusi hydrogen [19].
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
42 Universitas Indonesia
Untuk menilai pengaruh temperatur pada korosi dan proses inhibisi korosi oleh
ekstrak daun sirsak, pengujian metode weight loss dilakukan pada temperatur
berbeda yakni 301, 307 dan 312 K selama 48 jam perendaman sampel.
Gambar 5.4 Korelasi Efisiensi Inhibisi vs Temperatur
Sebagaimana terlihat pada Gambar 5.4, didapatkan kesimpulan bahwa efisiensi
inhibisi semakin menurun dengan naiknya temperatur uji. Hal ini membuktikan
terjadinya proses disolusi logam pada baja karbon serta terjadinya partial
desorption inhibitor dari permukaan logam [25]. Hal ini dikuatkan oleh
pengamatan naiknya laju korosi seperti terlihat pada Gambar 5.5.
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
43 Universitas Indonesia
Gambar 5.5 Laju korosi vs Temperatur
Menurut Arrhenius, log laju korosi memiliki hubungan fungsi linier terhadap
temperatur yang diformulasikan sebagai berikut:
ln( ) EaCR ART−
= + (5.1)
Dimana CR adalah laju korosi; Ea adalah energi aktivasi; R adalah konstanta
molar gas (8,314 JK-1mol-1), T adalah temperatur absolut dan A adalah faktor pre-
exponensial Arrhenius.
Tabel 5.1. Data Persamaan Arrhenius : 1/T vs Ln (Laju Reaksi)
1/T x 103 (K-1) Blanko 1000 ppm 2000 ppm 4000 ppm 6000 ppm3.32 5.8603 5.3322 4.8722 4.3593 4.07423.26 6.0137 5.5057 5.2827 4.8471 4.61993.21 6.0337 5.8144 5.5754 5.2860 5.0204
Ln (Laju korosi/CR) dalam MPY
Hasil plot Log CR terhadap temperatur diperlihatkan pada Gambar 5.6.
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
44 Universitas Indonesia
Gambar 5.6 Plot grafik Arrhenius korosi baja karbon dalam larutan 1M HCl
Kemiringan plot grafik persamaan Arrhenius pada gambar 5.6 bernilai –Ea/R
sesuai persamaan (5.1) sehingga nilai energi ativasi Ea didapatkan seperti terlihat
pada Tabel 5.2
Tabel 5.2 Nilai Energi Aktivasi
Blanko 1000 ppm 2000 ppm 4000 ppm 6000 ppm720.82 2000.35 2902.42 3852.71 3933.35
Energi Aktivasi (J/mol)
Nilai energi aktivasi (Ea) korosi baja karbon semakin meningkat dengan
penambahan ekstrak. Semakin tinggi nilai Ea, semakin sulit proses korosi
terjadi, sebab semakin membutuhkan energi yang lebih besar untuk mengalami
proses korosi tersebut. Dari nilai Ea tersebut, dapat dilihat pengaruh dari ekstrak
daun sirsak sebagai inhibitor korosi.
Dibandingkan dengan kondisi tanpa ekstrak pengingkatan nilai Ea mencapai lima
kali lipat pada konsentrasi 6000 ppm, hal ini menunjukkan bahwa mekanisme
yang terjadi adalah fisiosorpsi (adsorpsi fisik). Sedangkan jika nilai Ea semakin
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
45 Universitas Indonesia
rendah atau tidak berubah maka mekanisme yang terjadi adalah kemisorpsi yakni
adanya transfer atau berbagi muatan dari inhibitor organik kepada permukaan
logam [18].
Interaksi fisiosorpsi adalah interaksi fisik dipol-dipol yang relatif lemah sehingga
dengan meningkatnya temperatur cenderung menginisiasi pemutusan interaksi
tersebut dan menyebabkan permukaan logam uji kurang tertutupi dan akhirnya
efisiensi semakin menurun [13].
Untuk menghitung entalpi, ∆H* dan entropi ∆S* dari aktivasi proses korosi,
alternatif persamaan Arrhenius yang juga disebut sebagai persamaan kondisi
transisi digunakan :
* *log( ) log(2.303 2.303
CR R S HT Nh R RT
⎡ ⎤∆ ∆⎛ ⎞ ⎛ ⎞= + −⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎣ ⎦ (5.2)
Dimana h adalah konstanta Planck (6,626 x 10-34 J.s), N adalah bilangan
Avogadro (6,02 x 1023 partikel/mol), ∆S* adalah perubahan entropi keadaan
teraktivasi, dan ∆H* adalah perubahan entalpi keadaan tereksitasi (kJ/mol).
Dengan membuat plot grafik linear antara log (Laju korosi/T) terhadap 1/T dari
persamaan (5.2) maka nilai ∆H* diperoleh dari kemiringan (-∆H*/2.303R) dan
nilai ∆S* diperoleh dari intersepsi (log(R/Nh) + ∆S*/2.303R) seperti ditunjukan
pada Gambar 5.7.
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
46 Universitas Indonesia
Gambar 5.7 Plot kondisi transisi baja karbon dalam 1M HCl dengan dan tanpa ekstrak Annona Muricata
Nilai ∆H* dan ∆S* yang dihitung menurut persamaan (5.2) dan merujuk plot
grafik Gambar 5.7 disarikan dalam Tabel 5.3.
Tabel 5.3 Nilai parameter Aktivasi ∆H* dan ∆S*
Blanko 1000 ppm 2000 ppm 4000 ppm 6000 ppm∆H* (J/mol‐1) -570.58 -1851.53 -2753.36 -3704.97 -3785.39∆S* (J/mol‐1K‐1) -251.85 -252.77 -253.51 -255.06 -257.05
Nilai negatif pada entalpi (∆H*) merefleksikan proses disolusi alami secara
eksotermis.
Nilai ∆H* yang lebih tinggi menunjukkan bahwa proses korosi di dalam
larutan yang mengandung ekstrak daun sirsak membutuhkan energi yang lebih
besar untuk mencapai keadaan teraktivasi atau kesetimbangan. Nilai ∆S* yang
semakin meningkat dengan konsentrasi daun sirsak didalam larutan, derajat
keteraturan semakin meningkat, sehingga memperlambat proses korosi. Dari
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
47 Universitas Indonesia
data-data termodinamika ini, dapat dapat menguatkan kesimpulan bahwa
ekstrak daun sirsak dapat bertindak sebagai inhibitor korosi.
5.2. Mekanisme Adsorpsi Isotermis
Adsorpsi isotermis menyediakan informasi dasar mengenai interaksi antara green
inhibitor dan permukaan baja karbon [30]. Permukaan logam yang direndam
dalam larutan aqueous selalu diselimuti oleh dipol-dipol molekul air yang
teradsorpsi. Oleh karenanya, adsorpsi molekul inhibitor pada larutan aqueous
adalah sebuah proses quasi substitusi. Fraksi permukaan tertutupi (θ) diperoleh
dari data metode pengujian weight loss yang memiliki korelasi dengan efisiensi
inhibisi sesuai Persamaan 5.3.
% 100%EI xθ= (5.3)
Terdapat setidaknya lima model proses adsorpsi isotermis yang sering digunakan
untuk mempelajari mekanisme adsorpsi yakni Langmuir, Temkin, Freundlich,
Frumkin dan Flory-Huggin. Model Langmuir ditemukan paling sesuai dengan
data yang ada ditunjukkan dari plot grafik pada Gambar 5.8 yang menghubungkan
antara konsentrasi inhibitor (C) dengan fraksi permukaan tertutupi (θ). Koefisien
korelasi diketahui hampir linear (R2 > 0,9).
Model Langmuir mengikuti persamaan :
CKads
C+=
1θ
(5.4)
Dimana θ adalah fraksi permukaan tertutupi (surface coverage), K adalah
konstanta keseimbangan adsorpsi-desorpsi, C adalah konsentrasi inhibitor.
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
48 Universitas Indonesia
Gambar 5.8 Isoterm Langmuir untuk adsorpsi ekstrak daun sirsak pada permukaan sampel baja karbon didalam larutan 1M HCl
Energi bebas adsorpsi ( 0adsG∆ ) dapat dihitung dari intersepsi grafik Langmuir
sesuai persamaan :
0(1 55.5)exp( )adsK G RT= −∆ (5.5)
Sesuai persamaan 5.4 dan dengan memasukan persamaan garis pada grafik
Langmuir di Gambar 5.9 didapatkan nilai Kads = 3.21 (pada temperatur 301K),
2.50 (pada temperatur 307K) dan 1.13 (pada temperatur 312K). Dengan demikian
nilai energi bebas adsorpsi dapat dihitung melalui Persamaan 5.5.
Tabel 5.4 Nilai parameter energi bebas adsorpsi
301 K 307K 312K
(kJ mol‐1) ‐12.97 ‐15.56 ‐16.140adsG∆
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
49 Universitas Indonesia
Nilai K adsorpsi menurun dengan dengan meningkatnya temperatur menunjukkan
bahwa molekul-molekul ekstrak secara fisik teradsopsi pada permukaan logam
[20].
Nilai negatif pada energi bebas menunjukkan bahwa reaksi korosi berjalan
spontan. Semakin negatif nilai energi bebas dengan meningkatnya temperatur
menunjukkan bahwa terjadi proses eksotermis. Dalam proses eksotermis, adsorpsi
tidak menjadi pilihan proses dengan meningkatnya temperatur berkait dengan
proses desorpsi inhibitor pada permukaan logam.
Secara umum nilai energi bebas adsorpsi dibawah -20 kJmol-1 mengindikasikan
bahwa proses adsopsi yang terjadi adalah interaksi elektrostatik atau Van der wall.
Jika interaksi nilai energi bebas mencapai -40 kJmol-1 atau lebih maka interaksi
adsorpsi adalah kemisorpsi dimana terjadi tukar menukar muatan dari molekul
organik ke permukaan logam membentuk ikatan koordinat atau kemisorpsi [20].
Dari nilai didapat pada Tabel 5.5 indikasi adsorpsi adalah reaksi fisiosorpsi karena
nilai energi bebas dibawah -20kJmol-1.
Entalpi adsorpsi (∆H) dan nilai entropi adsorpi (∆S) dapat dihitung dengan
persamaan Gibbs-Helmholtz sebagai berikut:
RT
QadsCALog303.2
loglog1
−+=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−θθ (5.6)
Dengan rumus diatas, grafik ∆Gads dan 1/T sebagaimana pada gambar 5.9 untuk
mendapatkan nilai entalpi dan entropi.
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
50 Universitas Indonesia
Gambar 5.9 Plot Log (θ/(1-θ) versus 1/T
Berdasarkan Persamaan (5.6) dan kemiringan grafik pada Gambar 5.9 maka didapatkan nilai entalpi dan entropi adsoprsi.
Tabel 5.5 Nilai parameter ∆H dan ∆S adsorpsi
301 K 307K 312K
∆H (J/mol-1) ‐2422.70 ‐1881.46 ‐2422.70
∆S (kJ/mol-1K-1) 35.04 44.56 43.97
Nila ∆Hads yang lebih rendah dari -40kJmol-1 menunjukkan bahwa adsorspi yang
berlangsung adalah adsorpsi fisik [17, 20].
5.3. Pengujian Polarisasi Potensiodinamik Untuk mendapatkan jenis inhibitor korosi oleh ekstrak daun sirsak, maka
pengujian polarisasi potensiodinamik telah dilakukan. Sampel pengujian adalah
larutan blanko (1M HCl) dan larutan 1M HCl yang ditambahkan ekstrak daun
sirsak sebanyak 6000 ppm. Hasil grafik yang didapatkan dapat dilihat di gambar
5.9.
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
51 Universitas Indonesia
Gambar 5.10 Kurva Polarisasi sampel baja karbon tanpa dan dengan ekstrak daun sirsak. Keterangan No.1 adalah larutan blanko, dan No.2 adalah larutan 1M HCl dengan tambahan ekstrak daun sirsak 6000 ppm.
Mengamati kurva polarisasi diatas, terlihat terjadi peregeseran kurva katodik dan
anodik.Akan tetapi katoda lebih terpolarisasi.
Analisis potensiodinamik menggunakan software M 342 buatan EG&G Research
Princeton Applied Research milik PTBIN-BATAN Serpong Tangerang
medapatkan parameter –parameter polarisasi data Tafel yang disarikan pada Tabel
5.5 .
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
52 Universitas Indonesia
Tabel 5.6 Nilai parameter polarisasi
Media LarutanEcorr
(mV vs SCE)Icorr
(µA/cm2)Rp
(ohm cm2)Laju Korosi
(mpy)
HCl 1M (Blanko) ‐451.98 410.00 328.20 188.77
HCl 1M + 6000 ppm ekstrak
‐460.96 155.56 397 71.57
Nilai Ecorr yang tidak berbeda jauh menegaskan bahwa tipe inhibitor dari ekstrak
daun sirsak adalah tipe inhibitor campuran (mixed type) dengan dominan kepada
katodik inhibitor.
Beberapa rujukan [31] menjelaskan bahwa reaksi logam besi pada larutan HCl
yang terjadi pada kurva katodik adalah evolusi hidrogen dan pada anodik terjadi
reaksi disolusi logam dengan mekanisme sebagai berikut :
Fe+Cl- → (FeCl-)ads
(FeCl-)ads → (FeCl)ads + e-
(FeCl)ads → (FeCl+)ads + e-
(FeCl+)ads → (Fe2+)ads + Cl-
Evolusi hidrogen katodik
Fe + H+ → (FeH+)ads
(FeH+)ads + e- → (FeH)ads
(FeH+)ads + H+ + e- → Fe + H2
Dengan terpengaruhnya kurva katodik, maka menunjukkan bahwa reaksi evolusi
hidrogen berkurang karena terjadi efek penutupan permukaan (surface blocking
effect) oleh senyawa ekstrak daun sirsak. Berkaitan dengan kurva anodik, tidak
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
53 Universitas Indonesia
dijumpai terbentuknya pembentukan lapisan pasivasi pada permukaan elektroda
baik tanpa inhibitor dan dengan penambahan inhibitor.
Data lain pada Tabel 5.6 yakni nilai resistansi polarisasi menunjukkan
peningkatan dengan adanya inhibitor mengindikasikan bahwa proses korosi besi
terhambat dengan adanya inhibitor.
5.4. Pengujian pH Larutan
Hasil pengujian pH larutan 1M HCl dengan dan tanpa penambahan ekstrak daun
sirsak secara umum menunjukkan tidak adanya perbedaan pH. Hal ini
menunjukkan bahwa penambahan inhibitor tidak merubah nilai pH 1M HCl baik
membuat makin asam atau semakin basa. Jika data ini di bandingkan ke diagram
Pourbaix besi, maka seharusnya sampel besi baja dalam keadaan terkorosi
menjadi ion Fe2+.
Gambar 5.11. Diagram Pourbaix Fe dengan indikasi posisi larutan uji . Warna biru untuk larutan blanko dan warna merah untuk larutan dengan 6000 ppm ekstrak daun sirsak.
.● .● -451.98 mV -460.96 mV
-
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
54 Universitas Indonesia
Analisis Pourbaix tidak bisa digunakan untuk menjelaskan nilai kinetika korosi.
Evaluasi Pourbaix ini menegaskan bahwa mekanisme perlambatan korosi dengan
adanya penambahan ekstrak daun sirsak adalah mekanisme adsorpi senyawa
organik yang dikandung ekstrak terhadap permukaan logam, bukan dikarenakan
perubahan nilai pH dan potensial.
5.5. Pengujian FTIR
FTIR adalah metode spektrometri yang cukup handal untuk dapat
mengidentifikasi tipe ikatan khususnya gugus fungsi dalam senyawa organik.
Karena ekstrak tumbuhan umumnya mengandung senyawa organik dan senyawa
organik ini akan teradsorpsi pada permukaan logam sehingga dapat memproteksi
reaksi korosi, maka uji FTIR dapat digunakan untuk mendukung fakta bahwa
inhibisi korosi dari baja karbon dalam larutan asam adalah terkait dengan
mekanisme adsorpsi molekul inhibitor ekstrak daun sirsak pada permukaan
logam.
Dari spektra FTIR ekstrak etanol daun sirsak serta produk korosi besi yang
direndam dalam larutan asam dengan penambahan ekstrak 6000 ppm pada
Gambar 5.11 terlihat tidak ada perbedaan ssangat ignifikan karena beberapa
puncak dominan berada pada kisaran yang sama sebagaimana disarikan pada
Tabel 5.6 walaupun terjadi pergeseran panjang gelombang. Pergeseran ini
mengidentifikasi terjadinya ikatan antara senyawa ekstrak terhadap permukaan
logam besi. Analisis lengkap pembacaan IR dapat dilihat pada Gambar 5.12 dan
5.13.
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
55 Universitas Indonesia
Gambar 5.12 Analisis gugus fungsi ekstrak daun sirsak
Gambar 5.13 Analisis gugus fungis lapisan korosi besi setelah perendaman dalam HCl 1M yang mengandung ektstrak daun sirsak.
.
Aromatik
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
56 Universitas Indonesia
Hasil FTIR menunjukkan bahwa ekstrak daun sirsak mengandung gugus fenol.
cincin aromatik dan gugus ether sebagaimana pada Tabel 5.8.
Tabel 5.7 Nilai frekuensi FTIR pada ekstrak daun sirsak dan produk korosinya
Gugus FungsiEkstrak Daun Sirsak Produk korosi besi
3369 3407 O-H2922 2918 H-C-H1737 1630 C=O1454 1455 C-C=C (asimetrik aromatik)1071 1058 C-O (ether)586 667 C-H (Aromatik)
Frekuensi (cm-1)
Adanya jenis ikatan ini sesuai dengan pertimbangan umum dari jenis inhibitor
korosi dari senyawa organik yang umumnya mengandung heteroatom. Elektron
tidak berikatan dari heteroatom tersebut bermuatan positif dan akan teradsorpsi
pada permuatan logam yang bermuatan negatif. Hal ini sesuai dengan terjadinya
interaksi elektrostatik yang disimpulkan dari pembahasan sebelumnya.
Pada hasil spektra IR pada lapisan hasil korosi dimana terdapat ekstrak daun
sirsak dalam larutan 1M HCl, terlihat pergeseran panjang gelombang yang
menunjukkan adanya interaksi gugus fungsi dengan permukaan logam. Gugus –
OH (3369 cm-1) bergeser ke 3407 cm-1 , C=O bergeser dari 1737 cm-1 ke 1630
cm-1 sedangkan C-O bergerak dari 1071 cm-1 ke 1058 cm-1. Identifikasi baru yang
menunjukkan ikatan logam dan senyawa ekstrak kemungkinan teridentifikasi pada
panjang gelombang yang rendah yakni pada 667 dan 618 sebagai ikatan tekuk
(bending) Fe-H kemudian pada 894 diidentifikasi sebagai regangan (stretching)
ikatan Fe=O
5.6. Pengujian GCMS
Sekarang telah diketahui bahwa ekstrak daun sirsak (annona muricata) memiliki
kinerja inhibisi baja karbon dalam media larutan asam HCl, namun karakteristik
dari kandungan senyawa didalam ekstrak ini masih belum jelas. Untuk
mengidentifikasi senyawa apa yang berperan dalam inhibisi korosi, komposisi
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
57 Universitas Indonesia
kimia dari ekstrak telah dipelajari menggunakan Gas Chromatography dan Mass
Spectrometry (GC-MS).
Hasil spektra GCMS menunjukkan bahwa ekstrak daun sirsak secara keseluruhan
mengandung 78 senyawa (puncak spektra), namun untuk keperluan analisis
dipilih 8 senyawa yang memiliki area puncak yang dominan sebagaimana dapat
dilihat pada Gambar 5.14.
Gambar 5.14 Puncak-puncak dominan pada hasil GCMS
Senyawa-senyawa hasil spektra pengujian GC-MS yang memiliki area puncak
yang dominan diatas dianalisis kesesuannya menggunakan perangkat lunak
Agilent MSD Productivity Chemstation for GC and GC/MS System dengan
sumber database Wiley Registry 2008 yang memiliki ratusan ribu data senyawa
yang memiliki spektra massa unik.
Spektra 6
Spektra 4
Spektra 3
Spektra 2
Spektra 1
Spektra 7 Spektra 8
Spektra5
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
58 Universitas Indonesia
Tabel 5.8 berikut ini adalah identifikasi senyawa dominan hasil kromatografi
GCMS dari ekstrak daun sirsak berurutan menurut nomor spektra pada gambar
5.14.
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
59 Universitas Indonesia
Tabel 5.7 Hasil Kromatogram Analisis GCMS
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
60 Universitas Indonesia
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
61 Universitas Indonesia
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
62
62
Dari evaluasi GC-MS pada Tabel 5.7 terdapat identifikasi senyawa terkandung
dalam ekstrak daun sirsak yang disarikan pada Tabel 5.8.
Tabel 5.8 Kandungan Senyawa Ekstrak Daun Sirsak
1 4H-Pyran-4-one,2,3-dihydro-3,5-dihydroxy-6-methyl2 1,2-Benzenidol3 4-vinylphenol4 Benzene etanol, 4-hydroxy5 (1R,3R,4R,5R)-Quinic Acid
Adanya identifikasi gugus fenol pada senyawa vinylfenol dan gugus benzena pada
benzene etanol, maka senyawa dominan dalam ekstrak etanol daun sirsak adalah
turunan senyawa Polifenol. Senyawa polifenol dalam tanaman dibagi dalam 3
kelompok besar yaitu asam fenol, flavonoid dan tannin [16]. Senyawa kimia pada
Tabel 5.8 adalah senyawa turunan polifenol baik dari golongan fenol dan
flavanoid. Fenol adalah struktur yang terbentuk dari benzena yang tersubstitusi
dengan gugus -OH. Gugus -OH yang terkandung merupakan aktivator yang kuat
dalam reaksi substitusi aromatik elektrofilik [8]. Adapun senyawa 4H-Pyran-4-
one,2,3-dihydro-3,5-dihydroxy-6-methyl adalah jenis senyawa flavonoid karena
umumnya flavanoid mengandung cincin pyran yang menghubungkan rantai C3
dengan cincin benzena.
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
63
Universitas Indonesia
BAB VI KESIMPULAN
6.1. Kesimpulan
Kesimpulan yang diperoleh dari penelitian ini adalah sebagai sebagai berikut:
a. Ekstrak etanol daun sirsak (Annona muricata) memiliki kinerja inhibisi korosi
baja karbon dalam larutan 1M HCl. Efisiensi semakin meningkat dengan
memberikan efisiensi paling efektif mencapai 93,68% dengan konsentrasi 6000
ppm selama 120 jam pada temperatur kamar. Kenaikan inhibisi berbanding
terbalik dengan laju korosi yang semakin menurun.
b. Melalui pengukuran polarisasi potensiodinamik, diketahui jenis inhibitor
ekstrak daun sirsak adalah tipe campuran (mixed type corrosion inhibitor)
dengan dominari inhibitor katodik.
c. Efisiensi inhibisi ekstrak daun sirsak pada korosi baja karbon dalam larutan 1M
HCl semakin menurun dengan kenaikan temperatur uji. Begitupula dengan laju
korosi yang semakin meningkat dengan kenaikan temperatur.
d. Nilai energi bebas adsorpsi pada temperatur 301K, 307K, dan 312K berturut-
turut adalah -12,97 kJmol-1, -15,56 kJmol-1 dan -16,14 kJmol-1. Dengan nilai
energi bebas dibawah -20 kJmol-1 , menurut beberapa literatur [17, 20]
indikasi mekanisme adsorpsi yang terjadi adalah adsorpsi fisik.
e. Hasil pengujian GCMS menunjukkan bahwa senyawa ekstrak etanol daun
sirsak mengandung senyawa Polifenol yakni 4H-Pyran-4-one,2,3-dihydro-3,5-
dihydroxy-6-methyl, 1,2-Benzenidol, 4-vinylphenol, Benzene etanol, 4-
hydroxy , dan (1R,3R,4R,5R)-Quinic Acid. Gugus fungsi senyawa tersebut
dikonfirmasi oleh pengujian FTIR mengandung gugus heteroatom yang
berperan dalam inhibisi korosi dengan melakukan ikatan pada permukaan besi
baja.
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
64
Universitas Indonesia
6.2. Saran
Beberapa saran berikut dapat melengkapi penelitian ini, yakni :
a. Dilakukan pengujian polarisasi dengan variasi temperatur untuk
membandingkan dengan hasil metode gravimetrik.
b. Dilakuan pengujian laju korosi dan efisensi inhibitor dengan menggunakan
metode polarisasi untuk kesemua konsentrasi EIS untuk memperkuat hasil
metode gravimetrik
c. Dilakukan ekstraksi tidak hanya dengan pelarut etanol tetapi dengan pelarut
aqueous, asam atau n-hexana untuk mempelajari senyawa-senyawa non polar
maupun semi polar dalam kinerja inhibisi baja karbon dalam larutan asam.
d. Dilakukan variasi konsentrasi (kemolaran) larutan asam maupun dengan jenis
asam lain seperti H2SO4.
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
65
Universitas Indonesia
BAB VII DAFTAR PUSTAKA
1. Amin, I., Norazaidah,Y., Emmy, H.K.I. "Antioxidant Activity and Phenolic
Content of Raw and Blanched Annona Muricataecies." Departemen Nutrisi
dan Ilmu Kesehatan, Fakultas Obat dan Ilmu Kesehatan, Universitas Putra
Malaysia, Selangor, Malaysia., 2009.
2. ASTM G1 – 03. “Standard Practice for Preparing, Cleaning, and Evaluating
Corrosion Test Specimens”, ASTM International. 2004.
3. ASTM G5 - 94, Standard Reference Test Method for Making Potentiostatic
and Potentiodinamic Anodic Polarization Measurement, ASTM International.
1999.
4. ASTM G31 – 72. “Standard Practice for Laboratory Immersion Corrosion
Testing of Metals”, ASTM International. 2004.
5. de Sauza, F.S., Spinelli, A. Corrosion Science , 2009: 642.
6. E.E. Stansbury, R.A. Buchanan, Fundamentals of Electrochemical Corrosion,
ASM International, 2000.
7. Ekanem, U.F., Umoren, S.A., Udousoro, S.A., Udoh, A.P. "Inhibition of Mild
Steel Corrosion in HCl using pineapple leaves (Ananas comosus L.) extract."
J.Mater. Scie. 45, 2010: 5558-5566.
8. Fessenden, R.J., and Fessenden, J.S. Kimia Organik jilid 2. Penerbit
Erlangga, 1982.
9. Hoang, H. V, “Electrochemical Synthesis of Novel Polyaniline-
Montmorillonite”, 2007.
10. Ideasanti., Soetarno, S., Kusmardiyani,S. "Telaah Senyawa Fenolik Daun
Sirsak, Annona muricata L., Annonaceae." Departemen Farmasi ITB, 1995.
11. Jones, Denny A. Principles and Preventation of Corrosion. Toronto:
Maxwell Macmillan Canada, 1991.
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
66
Universitas Indonesia
12. Kasthuri, P.K., Arulantham, A. "Eco-friendly extract of Euphorbia hirta as
corrosion inhibitor on mild steel in sulphuric acid." Asian Journal of
Chemistry, 2010: 430-434.
13. Ketis, N. K., Wahyuningrum, D., Achmad, S., Bundjali, B. "Efektivitas Asam
Glutamat Sebagai Inhibitor Korosi pada Baja Karbon dalam larutan NaCl
1%." 2010.
14. Kumpawat, V., Garg, U., and Tak, R. K. "Corrosion Inhibition of Aluminium
in Acid Media by Naturally OCcuring Plant Artocarpus Heterophyllus and
Acacia Senegal." J.Ind. Council Chem, 2009: 82-84.
15. Lebrini, M., Robert, F., Roos, C. "Inhibition Effect of Alkaloids Extract from
Annona Squamosa Plant on The Corrosion of C38 Steel in Normal
Hydrochloric Acid Medium." International Journal of Electrochemical
Science, 2010: 1678-1712.
16. Mokgope, L.B., Cowpea Seed Coats and Their Extracts : Phenolic
Composition and Use as Antioxidants in Sunflower Oil.Department of Food
Science. University of Pretoria. South Africa. June 2006, pg. 5 – 13.
17. McCafferty, E. Introduction to Corrosion Science. Washington DC: Springer,
2009.
18. Nahle, A., Abu-Abdoun, I., Abdel-Rahman, I., and Al-Khayat, M., “UAE
Neem Extract as a Corrosion Inhibitor for Carbon Steel in HCl Solution”,
International Joournal of Corrosion, 2010
19. Obi-Egbedi, N.O., Obot, I.B., Umoren, S.A. "Spondias mombin L. as a green
corrosion inhibitor for Aluminium in sulphuric acid : Correlation between
inhibitive effect and electronic properties of extracts major constituents using
density fuctional theory." Arabian Journal of Chemistry, 2010.
20. Obi-Egbedi, N.O., Obot, I.B., Umoren, S.A. "Spondias mombin L. as a green
corrosion inhibitor for aluminium in suphuric acid : Correlation between
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
67
Universitas Indonesia
inhibitive effect and electronic properties of extracts major constituents using
density functional theory." Arabian Journal of Chemistry, 2010.
21. Okafor, P.C., Ebenso, E.E., Ekbe, U.J. "Azadirachta Indica Extracts as
Corrosion Inhibitor for Mild Steel in Acidic Medium." International Journal
of Electrochemical Science, 2010: 978-993.
22. Ostovari, A., Hoseinieh, S.M., Peikari, M., Shadizadeh, S.R., Hashemi, S.J.
"Corrosion Inhibition of Mild Steel in 1 M HCl solution by Henna Extract: A
Comparative Study of the Inhibition by Henna and Its Contituents (Lawsone,
Gallic acid, Glucose and Tannic Acid)." Corrosion Science , 2009.
23. Perez, Nestor. Electrochemistry And Corrosion Science. Boston: Kluwer
Academic Publisher, 2004.
24. Prachi, P., Saraswathi, Vora, A., Savai, J. "In Vitro Antimicrobial Activity
and Phytochemical Analysis of The Leaves of Annona Muricata."
International Journal of Pharma. Research & Development- Online (IJPRD),
2003.
25. Quraishi, M.A., Singh, A., Singh, V.K., Yadav, D.K. "Green Approach to
Corrosion Inhibition of Mild Steel in Hydrochloric Acid and Sulphuric Acid
Solutions by The Extract of Murayya Koenigii Leaves." Materials Chemistry
and Physics, 2010: 114-122.
26. Sangeetha, M., Rajendran, S., Muthumegala, T.S., Krishnaveni, A. "Green
Corrosion Inhibitors- An Overview." Zastita Materijala, 2011: 52.
27. Saratha, R., Priya, S.V., Thilagavathy, P. "Investigation of Citrus aurantiifolia
Leaves Extract as Corrosion Inhibitor for Mild Steel in 1 M HCl." E-Journal
of Chemistry, 2009: 785-795.
28. Saratha, R., Vasudha V.G. "Emblica Officinalis (Indian Gooseberry) leaves
extract as Corrosion Inhibitor for Mild Steel in 1 N HCl medium." E-Journal
of Chemistry, 2010: 677-684.
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
68
Universitas Indonesia
29. Schorr, M., Yahalom, J. "the significance of the energy activation for the
dissolution reaction of metal in acids." Corrosion Science, 1972: 867-868.
30. Senthil Kumar, A.N., Tharini, K., Sethurahman, M.G. "Corrosion Inhibitory
effect of few piperidin-4-one oximes on mild steel in hydrochloric medium."
2009.
31. Singh, A., Singh, V.K., Quraishi, M.A. "Aquous extract of Kalmegh
(Andrographis paniculata) Leaves as Green Inhibitor for Mild Steel in
Hydrochloric." International Journal of Corrosion, 2010.
32. Sivaraju, P.K., Arulanantham, A. "Inhibitive properties of Plant Extract
(Acalypha Indica L.) on mild steel corrosion in 1N phosporic acid."
International Journal of ChemTech Research, 2010.
33. Umoren, S.A., Eduok, U.M., Solomon, M.M., Udoh, A.P. "Corrosion
inhibition by leaves and stem extracts of Sida Acuta for mild steel in 1 M
H2SO4 solutions investigated by chemical and spectroscopic techniques."
Arabian Journal of Chemistry, 2011.
34. Wu, Yang-chang. Cytotoxic Annonaceous Acetogenins From Annona
muricata. 2007. http://www.freepatentsonline.com/7223792.html (diakses
June 2011).
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
69
Universitas Indonesia
LAMPIRAN
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
70
Universitas Indonesia
LAMPIRAN 1.1
(HASIL PENGUJIAN POLARISASI POTENSIODINAMIK BAJA KARBON DENGAN MEDIA 1M HCL)
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
71
Universitas Indonesia
LAMPIRAN 1.2
(HASIL PENGUJIAN POLARISASI POTENSIODINAMIK BAJA KARBON DENGAN MEDIA 1M HCL + 6000 ppm EKSTRAK DAUN SIRSAK)
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
72
Universitas Indonesia
LAMPIRAN 2.1
(HASIL PENGUJIAN FTIR EKSTRAK DAUN SIRSAK)
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
3342.9
6
2930.3
7
2070.2
9
1662.6
3
1384.6
9
1073.8
3
934.2
2896.9
4
826.6
4
702.6
6
635.2
7
535.2
9
500100015002000250030003500
Wavenumber cm-1
020
40
60
80
100
Tra
nsm
itta
nce [
%]
C:\OPUS\DATA\CUSTUMER\2011\07 06 11\01 VI 11.0 01 VI 11 PADATAN 08/06/2011
Page 1/1Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
73
Universitas Indonesia
LAMPIRAN 2.2
(HASIL PENGUJIAN FTIR SERBUK BESI YANG DIKOROSIKAN
PADA LARUTAN 1M HCL + 6000 ppm EKSTRAK DAUN SIRSAK)
Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011
3900.6
73837.6
83821.6
43801.9
73749.9
53709.7
13673.7
93407.5
5
2918.2
8
2363.3
2
1869.0
21828.3
51795.5
0
1735.6
2
1630.5
2
1560.4
81540.9
31513.7
91455.3
81429.2
21371.3
81337.9
11317.9
81282.1
7
1163.1
2
1112.9
8
1058.0
4
894.8
5
667.3
9
618.4
2
490.9
5
500100015002000250030003500
Wavenumber cm-1
020
40
60
80
100
Tra
nsm
itta
nce [
%]
C:\OPUS\DATA\CUSTUMER\2011\07 06 11\02 VI 11.0 02 VI 11 PADATAN 07/06/2011
Page 1/1Studi inhibisi..., Dede firmansyah, FTUI, 2011