Daftar Isi
Pengertian Korosi
Korosi yakni peristiwa perusakan logam oleh alasannya terjadinya reaksi kimia antara logam dgn zat-zat di lingkungannya membentuk senyawa yg tak dikehendaki.
Contoh kejadian korosi antara lain karat pada besi, pudarnya warna mengkilap pada perak, & munculnya warna kehijauan pada tembaga. Reaksi kimia yg terjadi termasuk proses elektrokimia di mana terjadi reaksi oksidasi logam membentuk senyawa-senyawa oksida logam ataupun sulfida logam.
Korosi pada Besi (Perkaratan)
Proses korosi pada besi mampu dibagi menjadi dua reaksi redoks terpisah, antara lain:
Proses hilangnya besi
Bagian besi yg hilang biasanya ialah belahan besi yg mengalami kontak dgn air. Bagian ini disebut tempat anode, sebagaimana reaksi oksidasi besi terjadi:
.
Ketika atom-atom Fe kehilangan elektron, terbentuklah cekungan di penggalan hilangnya besi tersebut. Selanjutnya, elektron-elektron yg terlepas tersebut akan mengalir ke belahan dgn konsentrasi oksigen tinggi yg lazimnya terletak di tepi tetesan air tempat terbentuknya cekungan. Bagian ini disebut daerah katode, di mana elektron yg terlepas dr atom besi mereduksi O2:
.
atau
.
Pada lazimnya , reaksi reduksi yg terjadi yakni reaksi reduksi oksigen dgn H+, sebagaimana medium terjadinya korosi cenderung bersifat asam & reaksi reduksi dlm suasana asam condong lebih impulsif, sebagaimana memiliki peluang reduksinya lebih besar (+1,23 V). Ion H+ berasal dr asam H2CO3 yg terbentuk dr reaksi pelarutan karbon dioksida dlm uap air di udara.
Jadi, keseluruhan reaksi hilangnya besi, tanpa reaksi pembentukan karat, yaitu:
.
Proses pembentukan karat
Karat besi, Fe2O3∙nH2O yg merupakan senyawa padatan yg berwarna coklat kemerahan, terbentuk pada reaksi redoks yg berlainan dgn reaksi sebelumnya. Ion-ion Fe2+ yg terbentuk pada kawasan anode terdispersi dlm air & bereaksi dgn O2 membentuk Fe3+ dlm karat. Keseluruhan reaksi pada proses ini yaitu:
Secara keseluruhan, bila persamaan reaksi hilangnya besi dgn reaksi pembentukan karat dijumlahkan maka diperoleh:
Reaksi korosi pada besi
(Sumber: Brown, Theodore L. et al. 2015. Chemistry: The Central Science (13th edition). New Jersey: Pearson Education, Inc.)
Faktor Penyebab Korosi Pada Besi (Faktor-faktor yg Mempengaruhi)
1. Konsentrasi H2O & O2
Dalam kondisi kelembaban yg lebih tinggi, besi akan lebih singkat berkarat. Selain itu, dlm air yg kadar oksigen terlarutnya lebih tinggi, perkaratan pula akan lebih singkat. Hal ini sebagaimana air & oksigen masing-masing berperan sebagai medium terjadinya korosi & agen pengoksidasi besi.
2. pH
Pada suasana yg lebih asam, pH < 7, reaksi korosi besi akan lebih singkat, sebagaimana reaksi reduksi oksigen dalam situasi asam lebih impulsif yg ditandai dgn memiliki potensi reduksinya lebih besar dibanding dlm situasi netral ataupun basa.
3. Keberadaan elektrolit
Keberadaan elektrolit mirip garam NaCl pada medium korosi akan mempercepat terjadinya korosi, sebagaimana ion-ion elektrolit menolong menghantarkan elektron-elektron bebas yg terlepas dr reaksi oksidasi di daerah anode pada reaksi reduksi pada daerah katode.
4. Suhu
Semakin tinggi suhu, kian cepat korosi terjadi. Hal ini sebagaimana laju reaksi kimia berkembangseiring bertambahnya suhu.
5. Galvanic coupling
Bila besi terhubung atau menempel pada logam lain yg kurang reaktif (tidak gampang teroksidasi, berpeluang reduksi lebih nyata), maka akan timbul beda memiliki peluang yg menjadikan terjadinya pemikiran elektron dr besi (anode) ke logam kurang reaktif (katode). Hal ini menyebabkan besi akan lebih singkat mengalami korosi dibandingkan tanpa eksistensi logam kurang reaktif. Efek ini disebut pula dgn imbas galvanic coupling.
Cara Mencegah Korosi pada Besi
1. Menggunakan lapisan pelindung untuk menghalangi kontak langsung dgn H2O & O2
Contoh lapisan pelindung yg mampu dipakai, antara lain lapisan cat, lapisan oli & gemuk, lapisan plastik, & pelapisan logam lain, mirip Sn, Zn, & Cr. Pada pelapisan cat & pelapisan plastik, bila cat tergores/terkelupas atau plastik terkelupas, korosi akan mulai terjadi pecahan yg terpapar dgn udara tersebut. Pada pelapisan dgn oli & gemuk, perlu dilakukan pengolesan dengan-cara terencana.
Pada pelapisan timah (tin plating), timah lebih tahan korosi (kurang reaktif) dibanding besi, di mana berpeluang reduksi besi lebih negatif (E° Fe = −0,44 V; E° Sn = −0,14 V). Namun, sebagaimana efek galvanic coupling, apabila lapisan timah tergores, maka timah justru akan mempercepat korosi pada besi. Pelapisan timah umumnya dikerjakan pada kaleng-kaleng kemasan. Pelapisan timah biasanya digunakan pada kaleng-kaleng kemasan dgn tujuan semoga kaleng-kaleng bekas cepat rusak & hancur.
Pada pelapisan zink (galvanisasi), zink lebih reaktif dibanding besi (E° Fe = −0,44 V; E° Sn = −0,76 V). Berbeda dgn timah, bila lapisannnya tak utuh, zink masih dapat melindungi besi dr korosi. Hal ini terjadi sebagaimana terbentuknya sel elektrokimia dgn zink selaku anode yg teroksidasi & besi sebagai katode. Mekanisme santunan ini disebut pertolongan katode. Pelapisan zink umumnya dipakai pada besi penopang konstruksi & pipa besi.
Pada pelapisan kromium (chrome plating), kromium lebih reaktif dibanding besi (E° Fe = −0,44 V; E° Cr = −0,74 V). Sama seperti zink, mekanisme derma katode pula terjadi pada pelapisan kromium walaupun ada lapisan kromium yg rusak. Pelapisan kromium biasanya dipakai pada ketel, setang, & bemper mobil.
2. Menggunakan derma katode
a. Menggunakan logam lain yg lebih reaktif selaku anode korban
Logam lain yg lebih reaktif dr besi, seperti Zn, Cr, Al, & Mg, akan berfungsi sebagai anode korban yg menyuplai elektron yg digunakan untuk mereduksi oksigen pada katode besi. Metode pertolongan katode ini dapat dilakukan dgn pelapisan seperti pada galvanisasi & chrome plating ataupun dgn cuma menghubungkan logam anode korban dgn besi. Sebagai contoh, pipa besi yg ditanam di bawah tanah & badan kapal maritim umumnya dihubungkan dgn batang magnesium. Magnesium akan berfungsi selaku anode korban & besi menjadi katode yg terlindungi dr korosi (E° Fe = −0,44 V; E° Cr = −2,37 V). Batang magnesium tersebut harus diganti dengan-cara bersiklus.
Perlindungan pipa besi dgn anode korban Mg
(Sumber: Silberberg, Martin S. & Amateis, Patricia. 2015. Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change (7th edition). New York: McGraw-Hill Education)
b. Menyuplai listrik dr luar
Untuk melindungi tangki besi bawah tanah pula dapat dipakai anode inert mirip grafit yg dihubungkan dgn sumber listrik. Elektron dr sumber listrik akan mengalir ke anode, kemudian oksidasi yg terjadi di anode akan melepas elektron yg akan mengalir menuju katode tangki besi lewat elektrolit tanah.
Contoh Soal
Berikut ini logam yg dapat dipakai untuk perlindungan katode dlm mencegah korosi besi, kecuali…
a. magnesium
b. kromium
c. timah
d. aluminium
e. zink
Jawab:
c. timah
Timah adalah satu-satunya logam yg kurang reaktif dibanding besi, sehingga tak mampu memberikan perlindungan katode, namun mengaibatkan terjadinya efek galvanic coupling.
Korosi – Referensi
Brown, Theodore L. et al. 2015. Chemistry: The Central Science (13th edition). New Jersey: Pearson Education, Inc.
Johari, J.M.C. & Rachmawati, M. 2008. Kimia SMA & MA untuk Kelas XII Jilid 3. Jakarta: Esis
McMurry, John E., Fay, Robert C., & Robinson, Jill K. 2016. Chemistry (7th edition). New Jersey: Pearson Education, Inc.
Petrucci, Ralph H. et al. 2017. General Chemistry: Principles and Modern Applications (11th edition). Toronto: Pearson Canada Inc.
Purba, Michael. 2007. Kimia 3B untuk Sekolah Menengan Atas Kelas XII. Jakarta: Erlangga
Silberberg, Martin S. & Amateis, Patricia. 2015. Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change (7th edition). New York: McGraw-Hill Education
Artikel: Korosi – Pengertian, Faktor Penyebab, Cara Mencegah, Proses Terjadinya
Kontributor: Nirwan Susianto, S.Si.
Alumni Kimia FMIPA UI
Materi Wargamasyarakat.org lainnya: