6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Korosi dan Faktor Penyebab Korosi

Logam yang dibiarkan dalam udara terbuka atau kontak dengan

lingkungan yang korosif akan mengalami korosi. Pada pertambangan minyak dan

gas bumi adanya gas CO2, H2S, asam organik, garam, dan air dapat

mengakibatkan korosi pada peralatan produksi. Berikut beberapa definisi tentang

korosi.

II.1.1 Definisi Korosi

Korosi menurut National Asociation Corrrosion Enginerr (NACE) adalah

degradasi material, biasanya logam yang dihasilkan oleh interaksi dengan

lingkungannya. Menurut IUPAC adalah reaksi irreversible antarmuka material

(logam, keramik, polimer) dengan lingkungannya yang mengakibatkan material

dikonsumsi atau melarutnya material pada komponen lingkungan. Menurut ISO

8044-1986 korosi adalah interaksi fisika-kimia antara logam dan lingkungannya

yang mengakibatkan perubahan sifat dari logam dan seringkali mengakibatkan

lemahnya fungsi logam.

Pada pertambangan minyak bumi dan industri masalah korosi mendapat

perhatian yang sangat serius kerena menyangkut masalah ekonomi, keselamatan

kerja, dan lingkungan kerja. Gambar 2.1 menunjukkan terjadinya korosi pada pipa

pertambangan minyak bumi.

7

Gambar 2.1: korosi yang terjadi pada pipa pertambangan minyak bumi

II.1.2 Faktor-Faktor Penyebab Korosi

Terdapat empat faktor utama yang menyebabkan terjadinya korosi yaitu:

1. Adanya bahan yang berperan sebagai katoda (elektroda positif) atau kation

(ion positif dalam bentuk mikro)

2. Adanya bahan yang berperan sebagai anoda (elektroda negatif) atau anion (ion

negatif dalam bentuk mikro)

3. Adanya media elektrolit sebagai penghubung atau rangkaian listrik

4. Adanya arus listrik.

Menurut Nerst korosi terjadi karena…

1. Adanya kontak antara anoda sehingga terjadi sel galvanik yang menyebabkan

terjadi korosi.

2. Endapan pada suatu paduan (adanya fasa pada fasa induk) akan bersifat

katodik terhadap matriksnya sehingga terjadi korosi antar-kristalin.

3. Daerah pada proses pendinginan memiliki tegangan dalam yang lebih besar

sehingga daerah tersebut mudah terserang korosi (Supriyatman, dkk, 2002).

8

II.2 Jenis-Jenis Korosi

Korosi pada logam dapat dikelompokkan ke dalam beberapa jenis, diantaranya:

a. Korosi seragam (uniform corrosion)

Korosi jenis ini dicirikan oleh reaksi kimia atau elektrokimia dengan

penampakan produk korosi dan peronggaan sekala besar secara merata.

b. Korosi dwilogam (Galvanic corrosion)

Korosi jenis ini terjadi antara dua buah logam yang bersentuhan dengan nilai

potensial berbeda satu dan lainnya atau kedua logam berantaraksi dalam

larutan elektrolit yang bersifat korosif.

c. Korosi celah (crevice corrosion)

Korosi jenis ini bersifat lokal, terjadi antara dua buah material, baik logam-

logam atau logam-non logam yang keduanya mempunyai celah menyebabkan

terjadinya perbedaan konsentrasi oksigen.

d. Korosi sumuran (pitting corrosion)

Korosi jenis ini menyerang secara lokal dan selektif menghasilkan bentuk

permukaan berlubang pada logam sangat dalam membentuk seperti sumur.

e. Korosi erosi (erosion corrosion)

Korosi jenis ini terjadi akibat proses mekanik melalui pergerakan relatif antara

aliran gas atau larutan korosif dengan permukaan logam.

f. Korosi retak tegang (stress corrosion cracking)

Korosi jenis ini disebabkan adanhya tegangan tarik (tensile stress) dengan

media korosif yang menyebabkan terjadi penampakan retak di dalam logam.

9

g. Korosi batas butir (intergranular corrosion)

Korosi jenis ini menyerang secara lokal pada batas butir logam sehingga butir-

butir logam hilang atau kekuatam mekaniknya berkurang. Korosi ini

diakibatkan adanya kotoran (impurity) batas butir, adanya unsur yang berlebih

pada sistem perpaduan atau penghilangan salah satu unsur pada daerah batas

butir.

h. Peluluhan selectif (dealloying)

Peluluhan selektif atau dealloying merupakan penghilangan salah satu unsur

dari paduan logam akibat korosi.

i. Fretting corrosion

Korosi jenis ini terjadi pada dua permukaan logam yang bersentuhan dengan

beban besar yang bergerak dengan gerak vibrasi pada dasar permukaan logam

di lingkungan korosif.

j. Peronggaan (cavitation)

Peronggaan terjadi saat tekanan operasional cairan turun dibawah tekanan uap

gelembung-gelembung gas yang dapat merusak permukaan logam dasar

(Priyotomo, 2008).

II.3 Korosi dalam Media Jenuh CO2

Karbon dioksida sering ditemukan dalam pertambangan gas dan minyak

bumi terutama pada cairan produksi. Korosi CO2 atau lebih dikenal dengan sweet

corrosion terjadi pada instalasi produksi maupun pada instalasi pengeboran.

Cairan produksi yang terangkat ke permukaan disertai dengan gas CO2, H2S, air,

10

dan bakteria. Gas CO2 dan H2S yang terlarut dalam air bersifat asam dan

menjadikan cairan tersebut bersifat elektrolit.

Laju korosi gas CO2 terlarut lebih korosif dibandingkan dengan laju korosi

gas H2S (Brondel, dkk, 1994). Gas CO2 yang terlarut dalam air akan

menghasilkan pH rendah, sehingga meningkatkan laju korosi. Laju korosi

menurun seiring dengan kenaikan pH. Hal ini disebabkan CO2 terlarut dapat

bereaksi dengan air membentuk ion-ion HCO3- dan H+ (Azko Nobel). Dengan

adanya ion bikarbonat dalam larutan akan bereaksi dengan atom-atom logam

(misalnya besi) membentuk besi karbonat atau kompleks besi karbonat seperti

ditunjukkan melalui persamaan berikut:

( )

( )

2 2

3 3

3 3 22

23 3 3 2

2 2 2

2

( )

Fe H O Fe OH H e

Fe HCO FeCO H e

Fe OH HCO FeCO H O OH

FeCO HCO Fe CO H

+

− + −

− −

− − +

+ → + +

+ → + +

+ → + +

+ → +

Laju korosi meningkat seiring dengan meningkatnya ion bikarbonat. Jika

konsentrasi ion Fe2+, HCO3- dan CO3

2- dalam larutan mencapai titik jenuh maka

akan terbentuk lapisan pasif FeCO3 di permukaan baja membentuk pasivasi

(Isdiriyani, dkk, 1999; Akzo Nobel ). Pada suhu yang tinggi, kelarutan CO2

berkurang dan kelarutan FeCO3 makin tidak larut, sehingga laju korosi menurun

akibat meningkatnya pasivasi dari kerak FeCO3. Namun demikian, laju

pembentukan lapisan pasif menurun seiring dengan meningkatnya pH media,

akibat dari melarutnya lapisan pasivasi FeCO3.

11

II.4 Pencegahan Korosi

Pencegahan korosi dapat dilakukan dengan berbagai cara misalnya (a)

memilih bahan yang tahan terhadap lingkungan korosif, (b) melakukan coatiing

dan/atau pelapisan pada bagian luar pipa/ logam dan (c) menginjeksikan larutan

inhibitor secara berkala pada cairan media untuk melindungi lapisan dalam

pipa/logam. Pada umunya penambahan inhibitor pada cairan produksi lebih

ekonomis dibandingkan dengan pencegahan korosi yang lainnya, karena selain

tidak merusak dan tidak mencemari lingkungan juga lebih aman digunakan (Ilim,

dkk, 2008)

II.4.1 Inhibitor Korosi

Untuk melindungi pipa bagian luar dapat dilakukan dengan cara pelapisan

(coatting) atau dengan pelindung logam yang potensialnya lebih rendah dari

logam yang akan dilindungi (proteksi katodik), sedangkan perlindungan pipa

bagian dalam dapat digunakan senyawa kimia sebagai inhibitor korosi. Inhibitor

korosi adalah senyawa kimia yang larut dalam air dan/atau larut dalam minyak

yang ditambahkan dalam jumlah sedikit pada medium korosif, dan menghambat

proses korosi dengan mengubah kondisi permukaan antar muka logam (Isdiriyani,

dkk, 1999)

12

II.4.2 Jenis Inhibitor

Berdasarkan jenis senyawa pembentuknya, inhibitor korosi terdiri dari

inhibitor organik dan inhibitor anorganik. Inhibitor organik terdiri dari senyawa-

senyawa alipatik dan senyawa amina aromatis, poliamina, imidazolie dan

garamnya. Senyawa anorganik terdiri dari senyawa kromat, seng posfat, dan

silika (Isdiriyani, dkk, 1999).

Berdasarkan proses inhibisinya, inhibitor korosi terdiri dari inhibitor

anodik, inhibitor katodik, inhibitor campuran dan inhibitor teradsorpsi. Inhibitor

anodik adalah inhibitor yang dapat menurunkan laju korosi dengan cara

menghambat transfer ion-ion logam ke dalam larutan ruah karena berkurangnya

daerah anoda akibat pasivasi. Inhibitor katodik adalah inhibitor yang dapat

menurunkan laju korosi dengan cara menghambat salah satu tahap pada proses

katodik, seperti pembebasan ion-ion H+ atau penangkapan O2. Inhibitor campuran

adalah inhibitor yang dapat menurunkan laju korosi dengan cara menghambat

proses katodik dan anodik secara bersamaan. Pada umumnya, inhibitor komersial

berfungsi ganda, yakni sebagai inhibitor katodik dan anodik. Inhibitor teradsorpsi

adalah inhibitor dari golongan senyawa organik yang dapat mengisolasi pemukaan

logam dari lingkungan korosif melalui pembentukan film teradsoprsi, sehingga

dapat menurunkan laju korosi (Antonijevic, dkk, 2007).

13

II.4.3 Mekanisme inhibisi korosi

Proses inhibisi korosi logam oleh inhibitor dapat berlangsung melalui beberapa

tahap atau proses, diantaranya adalah sebagai berikut:

1. interaksi elektrostatik antara logam yang terpolarisasi dengan molekul

inhibitor yang polar.

2. jenis interaksi dipole antara pasangan elektron bebas dalam inhibitor dengan

orbital-d pada logam

3. interaksi elektron π (ikatan rangkap) dari inhibitor dengan orbital-d pada

logam

4. kombinasi ketiganya (Elewady, 2008).

II.5 Metenamina

Metenamina atau hexamine atau disebut juga hexametylenetetramine

adalah senyawa organik heterosiklik yang dapat dibuat melalui reaksi

formaldehida dengan amonia. Metenamina adalah senyawa kristalin berwarna

putih yang memiliki kelarutan yang besar dalam air. Stuktur molekul metenamina

ditunjukkan pada gambar 2.2.

Metenamina digunakan dalam kesehatan sebagai antibiotik (metenamina

hippurate) dan sebagai bahan bakar tablet yang digunakan untuk memasak ketika

kemah ataupun ketika naik gunung. Metenamina hippurate digunakan untuk obat

infeksi sistem urin dan juga sebagai perawatan pada penyakit post renal

obstruktif. Dalam dunia industri, metenamine dengan 1,3.5-trioksan digunakan

sebagai bahan bakar tablet yang memiliki energi tinggi, tidak berasap dan tidak

14

meninggalkan debu. Selain itu juga metenamina adalah senyawa inhibitor korosi

yang potensial, karena mempunyai struktur yang menyerupai sangkar burung

dengan 4 buah atom nitrogen tersier. Oleh karena itu penelitian mengenai

pemakaian metenamina sebagai inhibitor korosi dilakukan karena belum pernah

dilaporkan (wikipedia, 2009).

Gambar 2.2 Struktur Metenamina

II.6 Metode polarisasi potensiodinamik

Metode polarisasi potensiodinamik adalah suatu metoda elektrokimia yang

dikembangkan berdasarkan pada tingkat polarisasi logam akibat berinteraksi

dengan lingkungan orosif atau dengan molekul yang bersifat polar. Untuk

menentukan tingkat polarisasi logam dapat dilakukan dengan berbagai cara, antara

lain dengan linear polarization resistance (LPR) atau dengan Tafel extrapolation

(Tafel plot).

II.6.1 Persamaan Tafel

Metode pengujian dengan cara Tafel banyak diaplikasikan untuk

mengukur laju korosi pada media uji secara cepat. Metode Tafel dipelajari dari

kurva Tafel seperti ditunjukkan pada gambar 2.3. Pada logam yang kontak dengan

medium korosif mengakibatkan adanya reaksi reduksi dan oksidasi pada logam

15

tersebut. Dalam logam akan terbentuk situs-situs mikrosel katodik maupun

mikrosel anodik sehingga akan dihasilkan arus, baik dari katodik maupun anodik.

Arus yang terjadi menghasilkan potensial yang disebut potensial korosi, Ekor,

dimana potensial daerah anoda sama dengan potensial daerah katoda. Ada atau

tidak adanya arus yang diberikan dari luar dapat mengakibatkan terbentuk

potensial lebih antara potensial katoda dan potensial anoda, potensial ini

dinamakan dengan potensial berlebih (over potensial,η).

Gambar 2.3 Kurva Polarisasi Tafel

Untuk reaksi yang dikendalikan oleh laju perpindahan muatan (charge

transfer) berlaku persamaan Butler- Volmer sebagai berikut:

(1)

Jika η positif, (E - Ekor) > 0 atau bersifat anodik, maka persamaan untuk anodik

dapat diabaikan sehingga persamaannya menjadi:

exp( /o ai i nF RTα η =

su (2)

16

0

2,303 2,303log loga

RT RTi i

nF nFη

α α= −su su (3)

dan rapat arus anodik, ia, dalam berntuk logaritmanya dinyatakan sebagai

log loga a a oi iη β β= − (4)

dengan

2,303a

RT

nFβ

α= su (5)

sedangkan jika η negatif, (E - Ekor) < 0 atau bersifat katodik, maka persamaan

untuk katodik bisa diabaikan sehingga persamaannya menjadi

exp( /o ci i nF RTα η =

su (6)

0

2,303 2,303log logc

RT RTi i

nF nFη

α α= −su su (7)

dan rapat arus katodik, ic, dalam bentuk logaritmanya dapat dinyatakan sebagai

log logc c c oi iη β β= − (8)

dengan

2,303c

RT

nFβ

α= su (9)

Besaran aη dan cη merupakan persamaan Tafel untuk polarisasi katodik dan

anodik, besaran aβ dan cβ merupakan lereng Tafel untuk reaksi deelektronisasi

dan elektronisasi.

Jika persamaan Tafel dimasukkan ke dalam persamaan Butler-Volmer

akan dihasilkan persamaan:

17

(10)

Jika persamaan 10 diturunkan terhadap E akan diperoleh,

(11)

(12)

(13)

dengan

Pkor

BR

I= (14)

sehingga dengan menghubungkan persamaan 13 dan 14 diperoleh persamaan

Stern-Gerry yaitu

(15)

18

II.6.2 Laju Korosi berdasarkan teknik Tafel

Adanya aliran elektron dari permukaan logam ke dalam larutan ruah atau

oksidasi logam dapat mengakibatkan korosi. Kesetaraan antara arus korosi, I dan

massa zat yang bereaksi, m, menurut pesamaan hukum Faraday yaitu

eA tm I

F= (16)

dengan F menyatakan tetapan Faraday, Ae adalah massa ekivalen logam dan t

adalah waktu. Persamaan 16 dibagi dengan waktu dan luas permukaan elektroda

(A) menghasilkan laju korosi, Vcorr yaitu

corr corr

m aV I

tA F= = (17)

dengan Ikor adalah rapat arus korosi yang harganya sama dengan I/A (A.cm-2).

Rapat arus korosi menyatakan arus yang terkonsentrasi pada permukaan elektroda

menyebabkan elektroda terkorosi. Nilai Ikor dapat ditentukan dari tahanan

polarisasi dan tetapan Tafel anodik/katodik melalui persamaan

corrP

BI

R= (18)

dengan B adalah tetapan Stern-Gery dan Rp adalah tahanan polarisasi larutan.

Satuan laju korosi logam dalam sel elektrokimia dapat menggunakan satuan mm

per tahun (ASTM G3-1989), sehingga persamaannya menjadi

33,27 10corr corr

AeV x I

ρ−= (19)

19

dengan Vkor menyatakan laju korosi (mm.th-1), Ae adalah masa ekivalen logam

(g.mol-1.ek-1), ρ adalah masa jenis logam (g.cm-3), dan Ikor adalah rapat arus korosi

(µA.cm-2) yang ditransfer.

II.7 Metode EIS

Spektroskopi impedansi elektrokimia (electrochemical impedance

spectroscopy, EIS) adalah suatu metoda untuk menganalisis respon suatu

elektroda terkorosi terhadap sinyal potensial AC pada amplitudo rendah (∼10 mV)

dengan rentang frekuensi sangat lebar. Pada prinsipnya, EIS digunakan untuk

menentukan parameter elektrokimia berkaitan dengan unsur-unsur listrik seperti

tahanan, R, kapasitansi, C, dan induktansi, L (Jones, 1992).

Tahanan listrik dalam EIS dinyatakan dengan impedansi (Z). Impedansi

adalah ukuran kemampuan suatu rangkaian dalam menahan aliran arus listrik.

Dalam impedansi, sinyal potensial dan arus AC berada dalam fase berbeda, dan

nilainya dipengaruhi oleh frekuensi. Pengukuran impedansi elektrokimia pada

umumnya menggunakan potensial AC terhadap sel elektrokimia dan mengukur

arus yang mengalir melewati sel. Diasumsikan bahwa pengukuran impedansi

elektrokimia menggunakan potensial eksitasi sinusoidal. Reaksi pada potensial ini

adalah sinyal arus AC. Sinyal arus ini dapat dianalisis sebagai jumlah fungsi

sinusoidal (sebuah rangkaian Fourier).

Pengukuran impedansi elektrokimia biasanya menggunakan sinyal-sinyal

kecil yang tereksitasi. Ini dilakukan agar respon dari sel adalah semi linear

(pseudo-linear). Pada sistem linear (pseudo-linear) respon arus terhadap respon

20

sinusoidal akan berbentuk sinusiodal pada frekuensi yang sama tetapi berbeda

fasanya.

Gambar 2.4 Respon Arus Sinusoidal pada Sistem Linear

Sinyal tereksitasi digambarkan sebagai fungsi waktu dengan persamaan:

(20)

dengan Et adalah potensial pada waktu t, Eo adalah amplitudo dari sinyal, dan ω

adalah frekuensi radial. Hubungan antara frekuensi radial ω (rad/detik) dan

frekuensi f (Hz) adalah:

(21)

dalam sistem linear, respon sinyal, It, pergeseran fasa (φ) dan perbedaan

amplituto, Io dinyatakan dengan:

(22)

pernyataan di atas dapat disamakan dengan hukum Ohm, untuk menghitung

impedansi pada sistem, menggunakan pesamaan :

(23)

21

dengan mengggunakan persamaan Euler,

(24)

ini memungkinkan untuk menyatakan impedansi sebagai fungsi kompleks. Dalam

potensial fungsi kompleks dinyatakan sebagai :

(25)

dan respon dari arus sebagai:

(26)

dengan J adalah bilangan kompleks , 1J = − . Oleh karena itu, impedansi dalam

bentuk kompleks dirumuskan sebagai berikut:

(27)

dalam fungsi kompleks, impedasi dapat diungkapkan dalam bentuk impedansi

Real, Zr dan impedansi imaginer , Zi, yaitu sebagai berikut:

r iZ Z Z= + (28)

Jika impedansi real dialurkan pada sumbu-x dan impedansi imajiner

dialurkan dalam sumbu-y maka diperoleh aluran Nyquist. Berdasarkan aluran

Nyquist, impedansi dapat dinyatakan sebagai suatu vektor dengan panjang |Z|.

Sudut antara vektor dan sumbu-x adalah φ (= sudut Z), seperti tampak pada

gambar 2.5.

22

Gambar 2.5 Aluran Nyquist

Selain aluran Nyquist, perilaku impedansi suatu elektroda dapat

diungkapkan dalam aluran Bode, dimana log f dialurkan dalam sumbu–x dan nilai

impedansi mutlak |Z| atau perubahan fase pada sumbu-y, seperti pada gambar 2.6.

Aluran Bode memberikan informasi tentang frekuensi yang diterapkan dalam sel

elektrokimia. Aluran Nyquist dan Bode menghasilkan suatu rangkaian listrik

ekivalen, tersusun dari komponen tahanan larutan dan tahanan transfer muatan

yang dihubungkan secara pararel dengan kapsitansi. Seperti ditunjukkan pada

gambar 2.6.

Gambar 2.6 Aluran Bode dan Rangkaian listrik ekivalen

23

Tahanan Larutan (Rp)

Tahanan larutan bergantung pada konsentrasi ion, jenis ion, suhu, dan

geometri dari arus yang dibawa. Tahanan larutan didefinisiskan sebagai:

(29)

dengan ρ adalah tahanan jenis larutan. Kebalikan dari ρ yakni κ paling umum

digunakan. Parameter κ adalah konduktifitas larutan dan hubungan antara

κ dengan tahanan larutan dirumuskan dengan persamaan sebagai berikut:

(30)

Kapasitansi Lapis Rangkap (Cdl)

Sifat listrik lapisan rangkap terdapat pada lapisan antarmuka antara

elektode dan lingkungan larutan elektrolit. Lapisan rangkap ini terdiri dari ion-ion

larutan yang teradsorpsi pada permukaan logam. Muatan pada elektroda menyebar

sebagai ion- ion, dan penyebarannya sangat kecil bahkan seringkali dalam orde

angstrom.

Penyebaran muatan oleh insulator membentuk suatu kapasitor. Nilai dari

kapasitansi lapis rangkap tergantung pada banyak variabel, seperti potensial

elektrode, suhu, konsentrasi ion, jenis ion, lapisan oksida, kekasaran elektrode,

impurity adsorpsion, dan lain-lain.

24

Tahanan Transfer Muatan (Rct)

Tahanan serupa yang terbentuk dari reaksi setengah sel elektrokimia.

Dalam hal ini tidak dalam keadaan potensial campuran tetapi setengah reaksi

dalam kesetimbangan. Mengingat substrat logam yang kontak dengan larutan

elektrolit. Logam terlarut dalam larutan elektrolit , mengikuti persamaan reaksi;

atau secara umum

dalam persamaan reaksi awal, elektron masuk pada logam dan ion-ion dari logam

terdifusi pada larutan elektrolit. Terjadi transfer muatan antara larutan dengan

logam. Transfer muatan ini terjadi dengan kecepatan tertentu. Kecepatan

bergantung pada jenis reaksi, suhu, konsentrasi reaksi produk dan potensial.

Hubungan antara potensial dan arus (secara langsung berhubungan dengan

elektron yang sama dan juga transfer muatan melalui hukum faraday) adalah:

(31)

dengan Io = perubahan rapat arus Co, Co* = konsentrasi oksidan pada permukaan elektrode dan larutan ruah CR = konsentrasi reduktan pada permukaan elektrode η = overpotensial; F = konstanta faraday; T = suhu; R = konstanta gas

α = orde reaksi n = jumlah elektron yang terlibat.

Ketika konsentrasi arus pada larutan ruah sama dengan arus pada permukaan

elektrode, Co=Co* dan CR=CR*, maka Persamaan 31 menjadi

25

(32)

Persamaan ini disebut dengan persamaan Butler-Volmer. Ini berguna ketika

polarisasi hanya tergantung pada kinetika transfer muatan. Ketika overpotensial,

η, sangat kecil dan sistem elektrokimia berada dalam kesetimbangan, ungkapan

tahanan transfer muatan berubah menjadi:

(33)

dari persamaan ini perubahan rapat arus dapat dihitung jika Rct diketahui (Gamry,

2007; Sunarya, 2008).

II.8 Isoterm Adsorpsi

Pada umumnya inhibitor berfungsi dengan baik melalui adsorpsi secara

fisika (adsorpsi elektrostatik) maupun adsorpsi secara kimia (Khaled, 2007).

Hubungan antara fraksi penutupan permukaan logam (θ) dan konsentrasi inhibitor

dalam metode Tafel dapat ditentukan dari rapat arus (Ikor), sedangkan dalam

metode EIS ditentukan dari tahanan transfer muatan (Rct) melalui persamaan

berikut:

( )corr corr inh

corr

i i

iθ

−= (34)

( )

( )

ct ct inh

ct inh

R R

Rθ

−= (35)

26

Isoterm adsorpsi langmuir disasarkan pada asumsi bahwa semua situs

adsorben setara dan adsorpsi molekul terjadi secara bebas pada situs terdekat yang

dihuni atau tidak. Asumsi ini dituangkan ke dalam persamaan berikut:

1Kc

θθ

=−

(36)

Persamaan 36 dalam bentul logaritmanya menjadi:

log log log1 ads inhK C

θθ

= + − (37)

dengan θ adalah fraksi penutupan permukaan, Kads adalah konstanta

kesetimbangan adsorpsi, dan Cinh adalah konsentrasi zat teradsorpsi (inhibitor).

Isoterm adsorpsi menurut Temkin dapat ditentukan melalui persamaan

1ln( )adsK C

fθ = (38)

dengan θ adalah fraksi penutupan permukaan, Kads adalah koefisien atau konstanta

kesetimbangan adsorpsi, f adalah parameter interaksi molekuler, dan Cinh adalah

konsentrasi senyawa inhibitor (Wahyuningrum, dkk, 2007; Khaled, 2007).

Dalam bentuk persamaan linearnya, persamaan isoterm adasorpsi

Langmuir diubah menjadi

1CC

Kθ= + (39)

dengan demikian, hubungan linear dapat ditentukan dari aluran c/θ sebagai fungsi

dari c, dengan kemiringan satu satuan (Khaled, 2007; Elewady, 2008).

Perpotongan dari garis lurus menyatakan konstanta kesetimbangan, K, sehingga

energi bebas adsorpsi, adsG∆ dapat ditentukan melalui persamaan:

27

1exp ads

solvent

GK

C RT

−∆ =

(40)

dengan Csolvent adalah konsentrasi molar pelarut, untuk air adalah 55,5 M; R

adalah tetapan gas ideal = 8.314 J/mol.K dan T adalah suhu termodinamik dalam

Kelvin (Wahyuningrum, dkk, 2007; Khaled, 2007; Elewady, 2008).

II.9 Efisiensi inhibisi

Untuk menentukan efisisensi inhibisi dengan metode Tafel digunakan

persamaan

( )% 100%corr corr inh

corr

i iIE x

i

−= (41)

dengan icorr dan icorr(inh) adalah rapat arus dengan dan tanpa adanya inhibitor,

sedangkan untuk menghitung efisiensi inhibisi dengan metode EIS ditentukan

melalui persaman

( )

( )

% 100%ct ct inh

ct inh

R RIE x

R

−= (42)

dengan Rct(inh) dan Rct, adalah tahanan transfer muatan dengan dan tampa adanya

inhibitor.

28