KOROSI LOGAM BAJA KARBON

DI BERBAGAI LARUTAN

laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu tugas praktikum mata kuliah

Pengendalian Korosi

Dosen Pembimbing : Ir. Gatot Subiyanto, MT

Disusun oleh :

Kelas 3C

Kelompok 2

Asep Saiful Bihar

101411068

Dede Muhamad Ridwan

101411069

Dwi Chandra R

101411071

Tanggal Praktikum

: 11 September 2012

Tanggal Penyerahan

: 25 September 2012

D3 TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2012

KOROSI LOGAM BAJA KARBON DI BERBAGAI LARUTAN

I. TUJUAN

1. Menghitung potensial logam dalam berbagai larutan dengan menggunakan elektroda standar ke dalam standar SHE

2. Menjelaskan pengaruh pH larutan terhadap laju korosi logam.

3. Menunjukan kondisi logam setelah direndam beberapa waktu di berbagai larutan pada diagram E-pH untuk sistem Fe-H2O

4. Menghitung laju korosi baja dalam berbagai larutan berdasarkan metode kehilangan beratII. LANDASAN TEORI

Korosi terjadi karena adanya kecenderungan suatu logam berubah menjadi keadaan yang lebih stabil melalui reaksi oksidasi. Kecenderungan oksidasi logam bervariasi tergantung pada potensial reduksinya. Kesetimbangan potensial elektroda (Eeq) suatu logam sesuai dengan keseimbangan oksidasi dan reduksinya. Sebagai contoh logam besi (Fe), Eeq digambarkan dengan garis mendatar pada gambar berikut :

Reaksi :

( Fe2+ + 2e Fe )Menurut Nerst:

pada kondisi standar suhu 25,15 0C dan tekanan = 1 atm maka 2,303 RT/nF = 0,0591

sehingga persamaanNerst menjadi:

karena Fe merupakan zat padat, maka harga aFe = 1,0 dan harga a = C. untuk larutan encer koefisien aktivitas () = 1, maka harga aFe2+ = CFe2+. berdasarkan persamaan Nerst, apabila setiap logam besi (Fe) dalam larutan aquadest diukur (dihitung) potensialnya dan pH larutan dengan menggunakan persamaan termodinamika, maka hasilnya dapat dibuat diagram E-pH.

Berdasarkan diagram E-pH, kita dapat menunjukkan kondisi logam Fe berdasarkan harga potensial (E) dan dalam pH tertentu. Kita dapat memperhatikan Fe pada daerah imun bila potensialnya (E) kurang dari 0,440 V/SHE, Fe pada daerah terkorosi dengan potensial kurang dari 0,440 V/SHE dan pH kurang dari 5, sedang Fe pada daerah pasif (Fe sebagai Fe2O3 atau Fe3O4) dengan potensial (E) lebih dari 0,440 V/SHE dan pH lebih dari 7. Garis-garis tebal atau miring menunjukkan garis kesetimbangan Fe atau senyawa Fe dengan bentuk yang lain sebagai contoh :

Garis no.13 merupakan kesetimbangan reaksi:

untuk garis no. 28 merupakan garis kesetimbangan persamaan :

Pada garis mendatar dan miring tertulis angka 2, -4, dan 6 menunjukkan hasil log konsentrasi larutan, misalnya : larutan dengan konsentrasi 0,01 M maka log 10-2 = -2. garis putus (a dan b) merupakan garis kesetimbangan peruraian air (H2O), untuk garis (a) merupakan batas garis hidrogen (H2) dan air (H2O), sedangkan garis (b) merupakan garis batas oksigen (O2) dengan air (H2O).Metode kehilangan berat

Metode kehilangan berat adalah perhitungan laju korosi dengan mengukur kehilangan atau kekurangan berat akibat korosi yang terjadi.Metode ini menggunakan jangka waktu penelitian atau pengkorosian sampai mendapatkan jumlah kehilangan berat akibat korosi yang terjadi. Untuk mendapatkan jumlah kehilangan berat akibat korosi digunakan rumus sebagai berikut (Jones, 1992)

Mpy = (534 w) / (DAT)

------

(3.1)

Keterangan ; mpy : mils per year , w ; kehilangan berat, (g), D : densitas (g/Cm 3), A : luas permukaan spesimen (in 2), T ; waktu pengkorosian (jam)

Metode ini mengukur kembali berat awal dari benda uji (spesimen) selisih berat dari pada berat awal merupakan nilai kehilangan berat. Selisih berat dikembalikan ke dalam rumus untuk mendapatkan laju kehilangan beratnya.

Perhitungan laju korosi logam berdasarkan metode kehilangan berat dapat juga digunakan rumus:

Laju korosi (r) = w/A.t , satuan dalam mdd (mg per dm2)

---- (3.2)

Atau

Laju korosi (r) = w/(A.t.D) satuan dalam mpy (mils per year)..... (3.3)

Dengan w = selisih berat, A= luas permukaan logam, dan t = waktu pengkorosian, dan D = densitas

Metode ini memerlukan waktu yang lama dan suistinable dapat dijadikan acuan terhadap kondisi tempat objek diletakkan (dapat diketahui seberapa korosif daerah tersebut) juga dapat dijadikan referensi untuk perlakuan awal (treatment) yang harus diterapkan pada daerah dan kondisi tempat objek tersebut.

Pengendalian KorosiKorosi tidak mungkin sepenuhnya dapat dicegah karena memang merupakan proses alamiah bahwa semuanya akan kembali ke sifat asalnya. Asalnya dari tanah maka akan kembali ke tanah. Hal ini adalah siklus alam yang akan terus terjadi selama kesetimbangan alam belum tercapai. Namun demikian pengendalian dan pencegahan korosi harus tetap dilakukan secara maksimal, karena dilihat dari segi ekonomi dan dari segi keamanan merupakan hal yang tidak boleh ditinggalkan dan dibiarkan begitu saja.

Pengendalian korosi harus dimulai dari suatu perencanaan, pengumpulan data lingkungan, proses, peralatan dan bahan yang dipakai serta pemeliharaan yang akan diterapkan. Adapun metode-metode yang dilakukan dalam pengendalian korosi sebagai berikut.

1. Pengubahan lingkungan

2. Pemilihan bahan

3. Modifikasi rancangan

4. Teknik pelapisan

5. Proteksi anodik dan katodik

III. PERCOBAAN

3.1. Alat dan Bahan yang digunakan

Alat yang digunakan :

gelas kimia 250 mL (4 buah)

elektroda standar (kalomel atau Cu)

pH meter

pelat baja (4 buah)

kabel

avometer

pengaduk

neraca analitik

Bahan kimia yang digunakan :

aquadest

larutan NaOH 3% 200 mL

larutan HCl 2 % 200 mL

larutan Na2HPO4.2H2O 1% 200 mL

air keran

etanol/aseton 100 mL

3.2. Prosedur Kerja

Persiapan

Menyiapkan 3 buah logam Fe dengan ukuran 2 x 6 cm

Mengampelas semua logam Fe sampai bersih dari kotoran

Mengpickling semua pelat baja dalam larutan HCl 100%

Mencuci logam Fe dengan air bersih

Mengukur luas permukaan masing-masing logam Fe

Membersihkan lemak yang menempel dipermukaan benda kerja dengan mencelupkan dalam larutan NaOH 10% selama 5 menit.

Mencuci dengan air mengalir sampai bersih.

Mencuci semua pelat dalam alcohol atau aseton

Mengeringkan dan menimbang semua yang telah disiapkan.

Persiapan larutan

menyiapkan gelas 3 buah gelas kimia yang telah bersih

memberi tanda atau nomor pada semua gelas kimia

mengisi gelas kimia pertama dengan 200 mL larutan NaOH 3%, gelas kimia kedua dengan 200 mL larutan HCl 2%, dan gelas kimia ketiga dengan 200 larutan Na2HPO4.2H2O 1%. meredam semua logam tersebut dan mencatat waktu saat memasukan ke larutan.

Pengamatan dan Pengukuran

mengamati secara visual gejala yang timbul pada logam Fe dalam masing-masing larutan selama direndam dan mencatatnya

mengukur potensial logam dibandingkan dengan elektroda acuan (kalomel) dan pH masing-masing larutan.

Melakukan pengamatan, mengukur pH larutan dan potensial logamnya serta mengamati gejala logam Fe selama berada dalam larutan setelah 30 menit perendaman.

Pengamatan dan Pengukuran setelah 5hari

mengamati gejala yang ditunjukkan logam Fe dalam larutan, mengukur potensial logam dan pH larutannya

mencuci logam Fe dengan air sampai bersih, mencelupkannya dalam larutan NaOH dan mengeringkannya.

menimbang logam Fe dengan masing-masing beratnya.

DATA PENGAMATAN1. Data Awal

NoLarutanPot / standarpH larutanW1Pot / SHEPengamatan Kondisi Awal

1NaOH-0,60122,96-0,282Larutan berwarna bening

2NaCl-0,146,433,42+0,178Larutan menjadi kekuningan

Baja menjadi kehijau-hijauan

3HCl-0,481,023,65-0,162Baja menjadi merah kecoklatan

4K2Cr2O7+0,144,113,26+0,458Larutan berwarna orange

2. Data Setelah 30 menit direndam

NoLarutanPot / standarpH larutanPot / SHEPengamatan Setelah 30 menit

1NaOH-0,1911,98+0,128Logam :putih

Lar : bening

2NaCl-0,315,11+0,008Logam : hitam

Lar : kekuningan

3HCl-0,320,35-0,002Logam : merah kecoklatan

Lar : bening

4K2Cr2O7-0,054,31+0,268Logam : abu kekuningan

Lar : orange

3. Data Setelah 2 hari dikorosikan

NoLarutanPot / standarpH larutanW2Pot / SHEPengamatan setelah 2 hari

1NaOH-0,0511,922,62+0,268Logam : tidak terkorosi

Lar : kuning muda

2NaCl-0,093,753,21+0,228Logam : terkorosi

Lar : kuning kecoklatan

3HCl-0,060,83,11+0,258Logam : merah kecoklatan

Lar : bening

4K2Cr2O7-0,034,532,53+0,288Logam : tidak terkorosi

Lar : orange

V. PENGOLAHAN DATA

Mengubah potensial Cu/ CuSO4 ke potensial standar SHE

Contoh :

Pada larutan NaOH, potensial logam = -0,19 V/ Cu/CuSO4

Eo Fe2+/Fe= -0,6 V/ Cu/CuSO4 + 0,318 volt/SHE

= -0,282 volt/SHENoLarutanPotensial logam awal (E)Potensial logam setelah perendaman selama 2 hari (E)

Cu/CuSO4SHECu/CuSO4SHE

1.NaOH-0,6-0,282-0,05+0,268

2.NaCl-0,14+0,178-0,09+0,228

3.HCl-0,48-0,162-0,06+0,258

4.K2Cr2O7+0,14+0,458-0,03+0,288

Laju Korosi 1 (mpy/ mills per year)

Panjang plat= 5,6 cm

Lebar plat = 1,9 cm

A= 2 x L (dua sisi; tinggi diabaikan)

Contoh:

Pada larutan NaOH 2%

r1 QUOTE

= =1,01 x 10-3 x x x = 145,13 mpyNoLarutanW1 (gr)W2 (gr)dW (gr)A (cm2)t (hari)BJ plat

(gr/cm3)r1 (mpy)

1.NaOH 2%2,962,620,3421,2827,86145,13

2.NaCl 3,56%3,423,210,2121,2827,8690,21

3.HCl 2%3,653,110,5421,2827,86231,97

4.K2Cr2O7 2%3,262,530,7321,2827,86313,58

Laju Korosi 2 (mdd/ mg per dm2 per day)

Contoh:

Pada larutan NaOH 2%

r1

= x x = 798,87 mdd

NoLarutanW1 (gr)W2 (gr)dW (gr)A (cm2)t (hari)r2 (mdd)

1.NaOH 2%2,962,620,3421,282798,87

2.NaCl 3,56%3,423,210,2121,282493,42

3.HCl 2%3,653,110,5421,2821268,79

4.K2Cr2O7 2%3,262,530,7321,2821715,225

Diagram E-pH

Grafik pH Larutan Vs Laju Korosi (mpy)

Grafik pH Larutan Vs Laju Korosi (mdd)

PEMBAHASANPembahasan Oleh Asep Saiful Bihar

Pada praktikum korosi di berbagai larutan ini bertujuan untuk menghitung potensial logam di berbagai larutan dengan menggunakan elektroda CSE, mengetahui pengaruh pH terhadap korosi, mengetahui kondisi logam di diagram E-pH dan menghitung laju korosi berdasarkan kehilangan berat. Larutan yang digunakan untuk mengkorosikan logam Fe adalah NaOH 2%, NaCl 3,56%, HCl 2%, K2Cr2O7 2% dan air kran. Pembersihan dilakikan dengan meng-amplas baja plat ,kemudian merendamnya dengan HCl, bertujuan untuk menghilangkan sisa karat saat disimpan di udara terbuka, menghilangkan lemak, daa juga untuk membuka permukaan plat agar mudah terkorosi

pengurangan berat adalah metoda yang digunakan untuk mengetahui laju korosi untuk masing - masing larutan. Pengurangan berat ini ditunjukkan oleh table berikut :

NoLarutanW1 (gr)W2 (gr)

1.NaOH 2%2,962,62

2.NaCl 3,56%3,423,21

3.HCl 2%3,653,11

4.K2Cr2O7 2%3,262,53

Berarti terjadi korosi. Perbedaan nilai pH dan nilai putensial larutan adalah yang menyebabkan perbedaan berat setelah terjadi korosi. Perbedaan laju korosi dapat dilihat pada table berikut :

NoLarutanr2 (mdd)

1.NaOH 2%798,87

2.NaCl 3,56%493,42

3.HCl 2%1268,79

4.K2Cr2O7 2%1715,225

Dari Diagram pH yang dibandingkan dengan laju korosi, terlihat bahwa ternyata nilai pH yang ekstrem (x8.2) menyebabkan tingginya laju korosifitas, namun disimpulkan bahwa tidak hanya pH yang menjadi factor yang menjadikan plat baja terkorosi.Faktor- faktor yang menyebabkan terjadinya korosi pada plat baja:

1. pH lingkungan

2. kecenderungan suatu bahan (logam) untuk terkorosi (ke arah stabil) Terdapat beberapa cara untuk menurunkan laju korosi salah satunya dengan menaikkan pH larutan, atau dengan menggunakan metoda proteksi katodik (memperbesar potensial selnya), coating, dll.Pembahasan Oleh : Dede Muhamad Ridwan (101411069) Pada praktikum korosi baja karbon di berbagai larutan ini bertujuan untuk menghitung potensial logam dalam berbagai larutan menggunakan elektroda standar SHE, menjelaskan pengaruh pH larutan terhadap laju korosi logam,dan menghitung laju korosi baja dalam berbagai larutan berdasarkan metode kehilangan berat.

Logam yang digunakan pada praktikum kali ini yaitu besi (Fe), dimana besi ini harus dibersihkan terlebih dahulu dari kotoran-kotoran yang menempel dengan cara dicelupkan pada larutan HCl 10%. Selain itu pula agar kondisi logam mudah terkorosi.

Laju korosi dari besi-besi tersebut akan diketahui dari kehilangan berat yang dialami oleh masing-masing besi di dalam larutan. Larutan yang digunakan berbeda-beda. Larutan yang digunakan yaitu NaOH 2%, NaCl 3,56%, HCl 2%, K2Cr2O7 2%. Dari hasil percobaan dapat dilihat bahwa berat daari logam Fe semakin berkurang. Hal ini menandakan bahwa reaksi korosi terjadi. Tingkat korosi yang paling tinggi di tunjukkan pada logam Fe yang terdapat di larutan K2Cr2O7 2% karena mempunyai kehilangan berat yang tinggi. NoLarutanW1 (gr)W2 (gr)W

1.NaOH 2%2,962,620,34

2.NaCl 3,56%3,423,210,21

3.HCl 2%3,653,110,54

4.K2Cr2O7 2%3,262,530,73

Namun, jika melihat teori bahwa semakin kecil pH maka akan semakin cepat suatu logam mengalami korosi. Oleh karena itu seharusnya logam yang berada HCl yang lebih banyak mengalami kehilangan berat. Hal ini bisa diakibatkan oleh kesalahan dalam pengukuran. Tingkat korosi suatu logam di pengaruhi oleh niali potensial dari logam tersebut. Selain itu pula kondisi lingkungan sangat berpengaruh. Kondisi asam akan membuat korosi semakin cepat karena laju korosinya semakin tinggi. Selain itu pula kecenderungan suatu logam untuk menuju stabil akan mempengaruhi laju korosi suatu logam.Pembahasan Oleh Dwi Chandra R (101411071)

Hal pertama yang dilakukan adalah membersihkan logam tembaga dengan cara di ampelas dan dicelupkan ke dalam larutan HCl 10%. Tujuan pembersihan ini adalah menghilangkan kotoran yang melekat pada logam seperti besi yang berkarat (korosi). Kemudian logam tersebut dicuci dengan menggunakan air mengalir.

Pada saat kondisi awal Untuk logam yang direndam dengan larutan NaOH 2% larutan masih berwarna bening. Begitu pula dengan logam yang direndam NaCl tetapi setelah 30 menit, larutannya berubah menjadi kuning dan logamnya pun menjadi hijau muda. Perubahan warna ini menandakan bahwa pada logam tersebut telah terjadi korosi. Sedangkan pada logam yang direndam oleh larutan HCl, pada kondisi awal larutan tetap berwarna bening. Setelah 30 menit logam berubah warna menjadi merah kecoklatan. Artinya, pada logam tersebut sudah terjadi korosi. Pada logam yang keempat yang direndam oleh larutan K2Cr2O7 larutan berwarna orange, baik pada kondisi awal maupun setelah 30 menit pada logam yang direndam tidak terjadi perubahan yang signifikan.

Setelah selama 2 hari direndam, hanya logam yang direndam oleh NaCl dan HCl yang terkorosi sedangkan logam yang lainnya tidak. Dari percobaan diperoleh bahwa, semakin kecil pH maka logam akan makin mudah terkorosi (laju korosinya cepat) seperti data berikut :NoLarutanpH larutanPengamatan setelah 2 hari

1NaOH11,92Logam : tidak terkorosi

Lar : kuning muda

2NaCl3,75Logam : terkorosi

Lar : kuning kecoklatan

3HCl0,8Logam : merah kecoklatan

Lar : bening

4K2Cr2O74,53Logam : tidak terkorosi

Lar : orange

Dari hasil percobaan, tidak semua logam yang terkorosi sesuai dengan diagram E-pH. Artinya, hasil antara teori dan praktikum berbeda. Hal ini dapat disebabkan karena waktu perendaman yang hanya 2 hari sehingga tidak semua logam dapat terkorosi dalam waktu 2 hari. Jika waktu diperpanjang kemungkinan logam lain pun akan mengalami korosi.

KESIMPULAN Potensial logam dalam berbagai larutan dengan menggunakan elektroda standar ke dalam standar SHE

NoLarutanPotensial logam awal (E)Potensial logam setelah perendaman selama 2 hari (E)

Cu/CuSO4SHECu/CuSO4SHE

1.NaOH-0,6-0,282-0,05+0,268

2.NaCl-0,14+0,178-0,09+0,228

3.HCl-0,48-0,162-0,06+0,258

4.K2Cr2O7+0,14+0,458-0,03+0,288

Semakin kecil pH maka logam akan makin mudah terkorosi (laju korosinya cepat)

Laju korosi baja dalam berbagai larutan berdasarkan metode kehilangan berat

Larutanr1 (mpy)r2 (mdd)

NaOH 2%145,13798,87

NaCl 3,56%90,21493,42

HCl 2%231,971268,79

K2Cr2O7 2%313,581715,225

DAFTAR PUSTAKA

1. Handwoso, Fauzi dkk. Laporan Korosi di Berbagai Larutan. Politeknik Negeri Bandung.20082. Kodama, T. and Ambrose, J.R., 1977, Effect of Metal Ion on The Repassivation kinetics of Iron I Solution Containing Chloride Ions, Corrosion Vol.33 No.5.

Fe Stabil (tidak stabil)

Fe2+ Stabil (Fe terkorosi)

E Fe2+/ Fe - 0,44v/SHE

Aktif ( mudah terkorosi)

Mulia

Gambar-1 Potensial kesetimbangan reduksi pada kondisi standar besi

( Fe2+ + 2e Fe )

_1041371942.unknown

_1041599243.unknown

_1044912898.unknown

_1041599179.unknown

_1041371924.unknown