makalah Pemicu 1
-
Upload
akira-oscar -
Category
Documents
-
view
43 -
download
1
Transcript of makalah Pemicu 1
MAKALAH KIMIA ANALITIK
PRINSIP DASAR ELEKTROKIMIA DALAM KOROSI DAN ELEKTROPLATING
DISUSUN OLEH :
BUDI MULIA PANGGABEAN
DEVIANI NABILA RIDOVI
ENY MULYATININGSIH
ERICCO JANITRA
RIZKI MULIA
TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS INDONESIA
Kata Pengantar
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas
kehendak-Nya laporan yang berjudul ‘Elektrokimia’ ini dapat terselesaikan tepat
pada waktunya.
Penulisan laporan ini bertujuan untuk pembuatan tugas penulisan laporan
pemicu 1 mata kuliah Kimia Analitik. Selain itu, tujuan penulis dalam penulisan
makalah ini adalah untuk mengetahui konsep elektrokimia beserta aplikasinya
dalam peristiwa kehidupan sehari-hari.
Dalam penyelesaian laporan ini, penulis banyak mengalami kesulitan,
terutama disebabkan oleh kurangnya ilmu pengetahuan. Namun berkat bimbingan
dari berbagai pihak, laporan ini dapat terselesaikan walaupun masih banyak
kekurangannya. Karena itu, sepantasnya jika penulis mengucapkan terim kasih
kepada :
1. Ibu Anti yang telah memberikan kepercayaan dan kesempatan untuk
membuat laporan, juga memberikan pengarahan dan bimbingannya kepada
penulis.
2. Kak Muslimah yang telah membantu penulis dalam pemeriksaan tugas-
tugas sehingga penulis mengetahui cara pembuatan laporan ynag baik dan
benar, dan
3. Semua pihak yang telah membantu, baik secara langsung maupun tidak
langsung, yang tidak disebutkan satu peratu.
Sebagai mahasiswa yang pengetahuannya belum seberapa dan masih perlu
banyak belajar dalam penulisan laporan, penulis menyadari bahwa makalah ini
masih banyak kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan adanya
kritik dan saran yang positif agar laporan ini dapat menjadi lebih baik dan berdaya
guna di masa yang akan datang
2
DAFTAR ISI
Kata pengantar…………………………………………………………………2
Daftar isi………………………………………………………………………...3
Bab 1 : Pendahuluan
1.1 Latar Belakang Masalah……………………………………………..4
1.2 Rumusan Masalah……………………………………………………4
1.3 Tujuan Penulisan……………………………………………………...5
1.4 Manfaat penulisan…………………………………………………….5
Bab 2 : Pembahasan
2.1 Penyebab dan mekanisme korosi pada logam khususnya besi…….6
2.2 Mekanisme Logam Magnesium dapat melindungi logam besi dari
Karatan…………………………………………………………………7
2.3 Factor factor yang mempengaruhi electroplating………………….8
2.4 Sel elektrokimia pada elektropating dan reaksinya………………...9
2.5 Cara/metode yang digunakan orang untuk melindungi logam dari
korosi dan membedakan satu sama lain……………………………10
2.6 Kaitan antara lingkungan dekat TPA dengan kecenderungan pipa
besi terkorosi………………………………………………………..12
2.7 Reaksi yang terjadi pada proses perolehan logam aluminum dari
Bauksit…………………………………………………………………………………..12
2.8. Pembuktian terjadinya korosi dari data sekunder yang diketahui
pH tanah sekitar lokasi penempatan pipa besi adalah pH 6…….16
Bab 3 : Penutup
3.1 Kesimpulan…………………………………………………………………………..18
3.2 Saran……………………………………………………………………………………..19
Daftar Pustaka……………………………………………………………………………………19
3
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Dewasa ini elektrokimia merupakan hal yang sering didengar dan
dipelajari di dunia modern. Elektrokimia merupakan penemuan terbesar dalam
kehidupan manusia.Di mana di dalam elektrokimia akan mempelajari tentang
reaksi kimia yang berhubungan dengan aspek – aspek listrik dan elektronik.
Aplikasi ilmu ini adalah bentuk sel-sel elektrokimia, di mana instrumen terpenting
dalam sebuah sel elektrokimia adalah prinsip redoks, elektroda dan elektrolit. Dari
jenis elektroda yang digunakan, dapat ditentukan potensial reduksi dalam sel.
Sel elektrokimia dibagikan menjadi dua, yakni sel volta atau sel galvani
dan sel elektrolisis.Sel galvanik adalah suatu sel elektrokimia yang terdari atas
dua buah elektroda yangdapat menghasilkan energi listrik akibat terjadinya reaksi
redoks secara spontan pada kedua elektroda tersebut. Sedangkan Jika pada sel
elektrolitik diberikan perlakuan sebaliknya,dimana reaksi kimia yang terjadi
dipaksakan untuk berlangsung ke arah nonspontan. Dalamsel elektrolitik, sumber
energi luar digunakan untuk mendorong terjadinya reaksi kimia dalam arah yang
berlawanan dengan reaksi yang berlangsung spontan.
Dalam laporan ini, hal yang dibahas adalah pemanfaatan sel elektrokimia
dalam studi kasus korosi,pembuatan logam, elektowinning atau pemurnian, dan
electroplating. Di mana peristiwa – peristiwa tersebut melibat sel elektrokimia
yang di dalamnya terdapat reaksi redoks.
1.2 RUMUSAN MASALAH
Rumusan masalah dalam makalah ini dalah sebagai berikut:
1. Apa Penyebab dan bagaimana mekanisme korosi pada logam khususnya
besi?
2. Bagaimana mekanisme logam magnesium dapat melindungi logam besi dari
karatan?
3. Apa saja factor factor yang mempengaruhi electroplating?
4
4. Bagaimana sel elektrokimia pada elektropating dan reaksinya?
5. Apa cara/metode yang digunakan orang untuk melindungi logam dari korosi dan bagaimana membedakan satu sama lain?
6. Bagaimana Kaitan antara lingkungan dekat TPA dengan kecenderungan pipa besi terkorosi?
7. Bagaimana Reaksi yang terjadi pada proses perolehan logam aluminum dari bauksit?
8. Bagaimana Pembuktian terjadinya korosi jika diketahui pH tanah sekitar lokasi penempatan pipa besi adalah pH 6 ?
1.3 TUJUAN PENULISAN
Tujuan penulisan makalah ini, adalah sebagai berikut:
1. Untuk mengetahui pengertian sel elektrokimia dan aplikasinya dalam
kehidupan sehari-hari.
2. Untuk mengetahui pengertian korosi dan faktor penyebabnya, serta cara
mengatasinya.
3. Untuk memberikan pengetahuan tentang reaksi elektrolisis dalam teknik
elektroplating, elektrowinning serta pembuatan logam.
1.4 MANFAAT PENULISAN
Manfaat penulisan makalah ini, adalah sebagai berikut:
1. Sebagai referensi bagi mahasiswa yang akan mempelajari tentang sel
elektrokimia.
2. Sebagai pemenuhan tugas mata kuliah kimia fisika.
3. Sebagai sarana atau sumber informasi bagi pembaca tentang sel elektrokimia dan
aplikasinya dalam kehidupan.
.
5
BAB IIPEMBAHASAN
2.1 Penyebab dan mekanisme korosi pada logam khususnya besi
Korosi atau perkaratan logam merupakan proses oksidasi sebuah logam
dengan udara atau elektrolit lainnya, dimana udara atau elektrolit akan mengami
reduksi, sehingga proses korosi merupakan proses elektrokimia.
Korosi logam melibatkan proses anodik, yaitu oksidasi logam menjadi ion
dengan melepaskan elektron ke dalam (permukaan) logam dan proses katodik
yang mengkonsumsi elektron tersebut dengan laju yang sama. Proses katodik
biasanya merupakan reduksi ion hidrogen atau oksigen dari lingkungan
sekitarnya. Untuk contoh korosi logam besi dalam udara lembab yang kondisinya
asam, proses reaksinya dapat dinyatakan sebagai berikut :
Anode : {Fe(s)→ Fe2+(aq)+ 2 e} x 2
Katode : O2(g)+ 4H+(aq)+ 4 e → 2 H2O(l)
Redoks : 2 Fe(s) + O2 (g)+ 4 H(aq)→ 2 Fe2+ + 2 H2O(l)
Dari data potensial elektrode dapat dihitung bahwa emf standar untuk
proses korosi ini ,yaitu E 0sel = + 1,67 V ; reaksi ini terjadi pada lingkungan
asam dimana ion H+ sebagian dapat diperoleh dari reaksi karbon dioksida
atmosfer dengan air membentuk H2CO3. Ion Fe+2 yang terbentuk, di anode
kemudian teroksidasi lebih lanjut oleh oksigen membentuk besi (III) oksida :
4 Fe+2(aq)+ O2 (g) + (4 + 2x) H2O(l) → 2 Fe2O3.x H2O + 8 H+(aq)
6
Hidrat besi (III) oksida inilah yang dikenal sebagai karat besi.
Sedangkan pada kondisi netral reaksi yang terjadi di katode adalah :
½ O2(aq) + H2O(l) + 2e 2OH-(aq)
Ion Fe2+ yang larut dalam tetesan air bergerak menuju daerah katodik,
sebagaimana ion-ion melewati jembatan garam dalam sel volta dan bereaksi
dengan ion-ion OH– membentuk Fe(OH)2. Fe(OH)2 yang terbentuk dioksidasi oleh
oksigen membentuk karat.
Reaksinya adalah sebagai berikut :
Fe2+(aq) + 4OH–(aq) → Fe(OH)2(s)
2Fe(OH)2(s) + O2(g) → Fe2O3.nH2O(s)
Nilai emf standar untuk reaksi korosi ini (E = 0.84 V), nilai ini lebih kecil
dibandingkan nilai emf standar reaksi korosi dalam suasan asam. Dengan kata lain
proses korosi besi akan lebih mudah terjadi dalam suasana asam.
Reaksi keseluruhan pada korosi besi adalah sebagai berikut (lihat mekanisme pada
Gambar 2) :
4 Fe(s) + 3O2(g) + nH2O(l) Fe2O3.nH2O(s)
(Karat)
Faktor yang mempengaruhi proses korosi meliputi potensial reduksi yang negatif,
logam dengan potensial elektrodanya yang negatif lebih mudah mengalami korosi.
Demikian pula untuk dengan logam yang potensial elektrodanya positif sukar
mengalami korosi.
2.2 Mekanisme Logam Magnesium dapat melindungi logam besi dari
karatan
7
Logam magnesium dapat melindungi besi dari korosi dengan metode yang
disebut perlindungan katodik. Metode ini sering diterapkan untuk mengendalikan
korosi besi yang dipendam dalam tanah, seperti pipa ledeng, pipa pertamina, dan
tanki penyimpan BBM. Logam reaktif seperti magnesium dihubungkan dengan
pipa besi. Oleh karena logam Mg merupakan reduktor yang lebih reaktif dari besi,
Mg akan teroksidasi terlebih dahulu. Jika semua logam Mg sudah menjadi oksida
maka besi akan terkorosi. Proteksi katodik ditunjukkan pada Gambar berikut.
Reaksi yang terjadi dapat ditulis sebagai berikut.
Anode : 2Mg(s) → 2Mg2+(aq) + 4e–
Katode : O2(g) + 2H2O(l) + 4e– → 4OH–(aq)
Reaksi : 2Mg(s) + O2(g) + 2H2O → 2Mg(OH)2(s)
Oleh sebab itu, logam magnesium harus selalu diganti dengan yang baru
dan selalu diperiksa agar jangan sampai habis karena berubah menjadi
hidroksidanya.
2.3 Factor factor yang mempengaruhi electroplating
a) Suhu
Suhu sangat penting untuk menyeleksi cocoknya jalannya reaksi dan melindungi pelapisan. Keseimbangan suhu ditentukan oleh beberapa faktor seperti ketahanan, jarak anoda dan katoda, serta ampere yang digunakan.
8
b) Kerapatan ArusKerapatan arus yang baik adalah arus yang tinggi pada saat diperkirakan masuk, bagaimanapun nilai kerapatan arus mempengaruhi waktu plating untuk mencapai ketebalan yang diperlukan.
c) Konsentrasi ionMerupakan faktor yang berpengaruh pada struktur deposit, dengan naiknya konsentrasi logam dapat menaikkan seluruh kegiatan anion yang membantu mobilitas ion.
d) Nilai pHDerajat keasaman (pH) merupakan faktor penting dalam mengontrol larutan elektroplating.
e) Waktu pelapisanWaktu pelapisan sangat berpengaruh pada ketebalan lapisan yang diharapkan, semakin lama pencelupan maka ketebalan lapisan semakin bertambah
2.4 Sel elektrokimia pada elektropating dan reaksinya
Sel elektrokimia pada electroplating adalah sel elektrolisis.
Prinsip elektroplating ialah sebagai berikut yang menggunakan sel elektrolisis
adalah sebagai berikut :
- Katode : logam yang akan dilapisi.
- Anode : logam untuk melapisi.
- Elektrolit : garam dari logam anode.
Contoh
Besi akan dilapisi tembaga, maka sebagai katodenya adalah besi,
anodenya tembaga, dan sebagai elektrolit adalah tembaga sulfat
CuSO4.
Reaksi yang terjadi dapat dijelaskan sebagai berikut.
Ion Cu2+ bergerak ke katode, mengambil elektron dan menjadi
logam tembaga yang menempel pada besi katode.
Katode : Cu2+(aq) + 2 e¯ → Cu(s)
Ion SO42¯ bergerak ke anode memberikan elektron dan bereaksi
dengan tembaga anode.
Anode : Cu(s) → Cu2+(aq) + 2 e¯
Lama kelamaan tembaga pada anode berkurang dan besi katode
dilapisi tembaga. Bila proses ini makin lama, maka pelapisannya
makin tebal.
9
2.5 Cara/metode yang digunakan orang untuk melindungi logam dari korosi dan membedakan satu sama lain
Metode pencegahan korosi yang dapat dilakukan dengan banyak metode/cara dan satu cara nya yaitu dengan pelapisan permukaan. Untuk membedakan antara satu sama lain,maka pelapisan dibagi menjadi dua berdasarkan bahannya yaitu bahan organic dan anorganik. Elektroplanting adalah salah satu cara pencegahan serangan karat pada bahan metal dengan pelapisan menggunakan bahan organic dan an organic.
A.PELAPISAN ORGANIK (organic coating)
Coating adalah bahan yang di gunakan untuk melapisi atau menutupi permukaan material dengan tujuan untuk memisahkan material dari pengaruh interaksi dan lingkungannya. Dalam pelapisan permukaan metal dengan cat ada beberapa factor yang menentukan efektifitas pelapisan tersebut. Tujuan pengecatan hanya sekedar kosmetik ( demi penampilan/keindahan), yang membedakan adalah tingkat ketebalan yang menentukan mutu isolasi permukaan metal terhadap lingkungannya tidak merupakan syarat utama. Adapula tujuan lain dari pengecatn itu yakni sebagi tanda misalnya:
a. Colour coding mempunyai jenis indikasi material benda yang dicat.
b. Colour coding menjukan jenis fluida yang dikandung suatu peralatan
misalnya kuning untuk gas hiaju untuk oksigen , hijau muda untuk air
pendingin , merah untuk pemadam kebakaran, coklat untuk minyak pelumas ,
perak untuk hidrokarbon , putih untuk zat kimia dll
Selain itu cara lain untuk persiapan permukaan atau pembersihan produk karat pada permukaan metal adalah dengan basuh kimia atau chemical cleaning.Bahan-bahan kimia yang dapat di pakai adalah: Wetting agent sebagai unsure pembasah, Surfactans sebagai pemberi tenaga ,Amalgam sebagai peluntur gemuk,Surface active agent untuk mengahasilakan reaksi polarisasi,Sanitizer sebagai pencuci,Emulsifying additives sebagi penstabil pH,Purified compounds, Inhibitor sebagai penstabil suhu,Scavenging agent sebagai bahan aktif.Fungsi utama perlindungan permukaan dengan cat:
1. Mencegah hubungan langsung antara metal dengan lingkungannya yang korosif2. Menghalangi hubungan langsing antara metal dan lingkungannya3. Menghambat langsung antara metal dengan lingkungannya4. Mamasok arus yang melindungi permukaan metal
B . PELAPISAN ANORGANIKPelapisan anorganik terdiri dari lapisan Portland cement dan vitreus
enamels, glass lining dan porcelain lining
10
1.Pelapisan dengan Portland cementPelapisan dengan Portland cement mempunyai keunggulan ekonomis karena lebih murah, lebih mudah dirawar/di perbaiki, lebih mudah memasangnya serta memiliki koefisien muai yang hampir sama dengan baja, yakni 1,0x10-5/oC dan 1,2x10-5/oC untuk baja.Penerapan pelapisan ini dapat dilakukan dengan pengecoran sentrifugal/untuk bagian dalam pipa atau benda silindris, dengan troweling dan dengan disemprotkan (spraying).
2.Pelapisan vitereus enamel, glass lining dan porcelain liningPada hakekatnya vitereus enamel, glass lining dan porcelain lining adalah pelapisan zat gelas yang memiliki koefisien muai yang sesuai dengan metal yang dilindunginya. Cara penerapannya adalah bubuk gelas dikenakan pada permukaan yang berbentuk asam atau seperti yang telah disiapkan.
Metode – metode pelapisan dengan logam: A.Elektroplating
Cara kerjanya mirip dengan elektrolisa, dimana logam pelapis bertindak sebagai anoda,sedangkan logam dasarnya sebagai katoda.
B.Galvanisasi pencelupan panas ( hot dipping)
Galvanisasi merupakan proses pelapisan logam induk dengan logam lain
dengan tujuan agar logam induk mempunyai ketahanan korosi yang lebih baik.
Galvanisasi umumnya menggunakan logam yang memiliki titik cair yang lebih
rendah.
C.Pelapisan dengan penyemprotan
Pemakaian suatu lapisan metalik dengan proses penempatan cairan logam atau
yang telah dilunqkkan dengan pemanasan yang disemprotkan ke bahan dasar.
D. Pelapisan dengan penempelan ( clad coating )
Penerapan lapisan logam terhadap logam lainnya dengan cara las, rol atau
ledak
E. Pelapisan difusi
Penerapan suatu lapisan bahan metalik dengan menumbukkan benda
berbentuk bola terhadap permukaan benda kerja pada saat pelapisan serbuk
logam dan bahan-bahan kimia
11
2.6 Kaitan antara lingkungan dekat TPA dengan kecenderungan pipa besi
terkorosi
Kecenderungan pipa besi yang berada dekat lingkungan TPA(Tenpat
Pembuangan Sampah) mengalami korosi/karat adalah tidak lain dipengaruhi dan
disebabkan oleh keberadaan TPA itu sendiri, yang dimana di dalamnya terdapat
banyak limbah yang bersiftat beracun. Dimana beracun disini memiliki arti bahwa
limbah tersebur bersifat mudah terbakar,penyebeb infeksi,reaktif dan yang perlu
menjadi catatan yaitu bersifat korosif. Limbah dengan sifat-sifat diatas disebut
dengan limbah B3(bahan berbahaya dan beracun). Limbah B3 yang ada di TPA
tersebut secara tidak langsung pasti mempengaruhi keadaan segala benda apapun
yang ada di lingkungan di sekitar TPA tersebut, termasuk segala benda yang ada
di bawah tanah, yaitu dalam hal ini pipa besi yang terkorosi. Seperti yang kita
ketahui, limbah B3 ini selain memiliki sifat yang beracun,berbahaya dan korosif,
limbah pada TPA juga pasti mengandung bermacam-macam logam berat, seperti
Al, Cr, Cd, Cu, Fe, Pb, Mn, Hg, dan Zn serta zat kimia seperti pestisida, sianida,
sulfida, fenol dan sebagainya. Logam-logam berat pada umumnya bersifat racun
sekalipun dalam konsentrasi rendah. Daftar lengkap limbah B3 dapat dilihat di PP
No. 85 Tahun 1999: Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun
(B3).
Selain itu limbah juga cenderung memberi pengaruh yang korosif pada
pipa besi karena Air limbah industri yang belum terolah dan memiliki pH diluar
nilai pH netral, akan mengubah pH air sungai dan dapat mengganggu kehidupan
organisme didalamnya. Hal ini akan semakin parah jika daya dukung lingkungan
rendah serta debit air sungai rendah. Limbah dengan pH asam / rendah bersifat
korosif terhadap logam khususnya terhadap pipa besi. Jadi limbah yang bersifat
korosif adalah limbah yang menyebabkan iritasi pada kulit atau mengkorosikan
baja, yaitu memiliki pH sama atau kurang dari 2,0 untuk limbah yang bersifat
asam dan lebih besar dari 12,5 untuk yang bersifat basa.
2.7 Reaksi yang terjadi pada proses perolehan logam aluminum dari
bauksit
Aluminium ditambang dari bijih bauksit yang terdapat di permukaan bumi.
Bijih bauksit tersebut dipanaskan untuk mengurangi kadar air yang ada dari
12
penambangan. Setelah ditambang, bijih bauksit digiling dan dihancurkan agar
halus dan merata. Kemudian bauksit akan mengalami proses pemurnian.
Proses Pemurnian Aluminium
Proses pemurnian aluminium dilakukan dengan metode bayer. Dalam bijih
bauksit, terdapat sekitar 30-54% alumina (Al2O3). Sementara sisanya merupakan
campuran silika (SiO2), oksida besi (Fe2O3) dan titanium dioksida (TiO2) yang
merupakan pengotor bijih bauksit. Pemurnian dilakukan dengan melarutkan
bauksit dalam larutan natrium hidroksida (NaOH).
Siklus Bayer terdiri dari empat langkah, yaitu :
a) Grinding (penghancuran) yakni penghancuran bauksit menjadi ukuran
yang lebih kecil dengan alat semacam blender.
b) Digestion (pencernaan)
Bauksit yang telah berupa tanah dicampur dengan natrium hidroksida dan
dipompa ke tank bertekanan besar dan diberi panas uap 175oC. Natrium
hidroksida bereaksi dengan mineral alumina bauksit membentuk larutan
jenuh natrium aluminat. Sementara pengotor yang tak terlarut membentuk
lumpur merah yang tetap berada dalam suspensi yang akan dipisahkan
pada tahap clarification.
Persamaan kimia :
Al2O3(s) + 2 NaOH(aq) + 3 H2O(l) → 2 NaAl(OH)4(aq) ...(8)
c) Clarification (klarifikasi)
Lumpur merah dipisahkan dengan menyaringnya dari kotoran padat.
Kemudian dilakukan pendinginan di exchanger panas untuk meningkatkan
derajat jenuh dari alumina yang terlarut.
d) Precipitation (pengendapan)
Alumina kemudian diendapkan dari filtratnya dengan cara mengalirkan
gas CO2 dan pengenceran.
2 NaAl(OH)3(aq) + CO2(g) → 2 Al(OH)3(s) + Na2CO3(aq) + H2O(l) ...(9)
Selanjutnya larutan hidroksida didinginkan dan aluminium hidroksida
mengalami pengendapan menjadi padatan putih halus.
e) Calcination (kalsinasi)
13
Larutan aluminium hidroksida dipanaskan sampai 1050oC sehingga terurai
menjadi alumina dan menghasilkan uap air.
2 Al(OH)3(s) →Al2O3(s) + 3 H2O(g) ...(10)
Dan dihasilkanlah Al2O3 yang murni untuk selanjutnya mengalami proses
peleburan pada proses Hall-Heroult.
Proses Hall-Heroult
Proses Hall-Heroult adalah inti dari ekstraksi aluminium yang
memanfaatkan prinsip elektrolisis. Sel Hall-Heroult menggunakan katoda besi
yang dilapisi karbon dan anoda karbon. Larutan elektrolit yang digunakan adalah
alumina yang dilarutkan dalam lelehan kriolit (Na3AlF6). Alumina dilarutkan ke
dalam kriolit untuk menurunkan titik leleh dari 2000 oC hingga 950 oC. Gambar
sel Hall-Heroult diberikan pada Gambar 5:
14
Gambar4.Skema Alur Siklus Bayer(www.ausetute.com.au)
Gambar5.Sel Hall-Heroult untuk Ekstraksi Aluminium dari Alumina
(www.genisim.com)
Mekanisme proses Hall-Heroult:
Alumina yang didapatkan dari proses siklus bayer, dicampur dengan
Na3AlF6 untuk kemudian garam lelehnya dielektrolisis. Setelah itu, alumina
bereaksi dengan Na3AlF6 untuk memicu berlangsungnya reaksi elektrolisis.
Reaksi yang terjadi adalah:
Al2O3 + 4AlF63- → 3Al2OF6
2- + 6F-
...(11)
Reaksi yang terjadi masih belum dipahami sepenuhnya. Tetapi, berdasarkan
hasil yang ada, dua reaksi telah diperkirakan terjadi. Reaksi pertama yang
diperkirakan adalah:
2Al2O3 + 12Na3AlF6 → 36Na+ + 6Al2OF62- + 12F- + 4AlF6
3-
...(12)
Anoda : 6Al2OF62- + 12F- + 3C → 3CO2 + 12AlF4
- + 12e-
...(13)
Katoda : 4AlF63- + 12e- → 4Al + 24F- +
...(14)
2Al2O3 + 3C → 3CO2 + 4Al
...(15)
Sedangkan reaksi lain yang diusulkan diberikan pada persamaan berikut:
2Al2O3 + 6Na3AlF6 + 4F- → 18Na+ + 3Al2O2F42- + 12F- + 4AlF4
-
...(16)
Anoda : 3Al2O2F42- + 12F- + 3C → 3CO2 + 6AlF4
- + 12e-
...(17)
Katoda : 4AlF4- + 12e- → 4Al + 16F- +
...(18)
2Al2O3 + 3C → 3CO2 + 4Al
...(19)
Jika digambarkan dalam persamaan yang sederhana, maka :
Anoda : 3C(s) + 6O2-
(l) → 3CO2(g) + 12e-
...(20)
15
Katoda : 4Al3+(l) + 12e- → 4Al(l) +
...(21)
4Al3+(l) + 3C(s)
+ 6O2-(l) → 4Al(l) + 3CO2(g)
...(22)
2Al2O3 + 3C → 4Al + 3CO2 ...(23)
Reaksi yang terjadi membutuhkan energi sekitar 4.6 volt dan menghasilkan
logam dengan kandungan 99.0 – 99.8 % aluminium.
2. 8. Pembuktian terjadinya korosi dari data sekunder yang diketahui pH tanah sekitar lokasi penempatan pipa besi adalah pH 6.
Dengan menggunakan persamaan Nernst kita dapat mengetahui potensial reduksi besi pada ph terterntu, di mana:
Persamaan Nernst
Reaksi Pengkorosian Besi
Anode →2 Fe+2(aq)+ 4 e
Katode O2(g)+ 4H+(aq)+ 4 e → 2 H2O(l)
Redoks 2 Fe+2(aq)+ O2 (g) + 4H+ → Fe2+ + 2 H2O(l)
Dari reaksi tersebut di dapat
16
Gambar6.Skema Katoda-Anode pada Sel Hall-Heroult
(www.genisim.com)
Kita asumsikan 1 M, maka
pada saat pH = 7 maka = 10-7 dan E0 adalah E0 pada saat O2
menjadi H2O, yaitu sebesar : +1.23 maka
pada saat pH = 6 maka = 10-6 dan E0 adalah E0 pada saat O2
menjadi H2O, yaitu sebesar : +1.23 maka
Karena nilai O2 H2O pada pH 7 > pH 6, maka Oksigen di pH 7
akan lebih bersifat oksidator sehingga mudah tereduksi dibandingkan dengan di pH 6. Akibatnya pada pH 7 waktu yang diperlukan oksigen untuk mengoksidasi besi juga kecil sehingga besi tidak mudah berkarat.
Sebaliknya, pada pH 6 waktu yang diperlukan oksigen untuk mengoksidasi besi juga besar sehingga besi lebih mudah berkarat.
17
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
1) Korosi atau perkaratan logam merupakan proses oksidasi sebuah logam
dengan udara atau elektrolit lainnya, dimana udara atau elektrolit akan mengami
reduksi, sehingga proses korosi merupakan proses elektrokimia. Reaksi
keseluruhan pada korosi besi
4 Fe(s) + 3O2(g) + nH2O(l) Fe2O3.nH2O(s)
(Karat)
2) Logam magnesium dapat melindungi besi dari korosi dengan metode yang disebut perlindungan katodik. Metode ini sering diterapkan untuk mengendalikan korosi besi yang dipendam dalam tanah.
3) Factor factor yang mempengaruhi electroplating adalah suhu, kerapatan arus, konsentrasi ion, nilai pH, dan waktu pelapisan.
4) Sel elektrokimia pada electroplating adalah sel elektrolisis. Contoh reaksinya adalah sebagai berikut
-Katode: logam yang akan dilapisi - Anode : logam untuk melapisi.
Katode:Cu2+(aq)+2e¯→Cu(s)
Anode:Cu(s)→Cu2+(aq)+2e¯
5) Metode pencegahan korosi yang dapat dilakukan dengan pelapisan permukaan. Untuk membedakan antara satu sama lain,maka pelapisan dibagi menjadi dua berdasarkan bahannya yaitu bahan organic dan anorganik.6) Kecenderungan pipa besi yang berada dekat lingkungan TPA(Tenpat Pembuangan Sampah) mengalami korosi/karat \ dipengaruhi oleh keberadaan TPA itu sendiri yang di dalamnya terdapat banyak limbah yang bersiftat beracun.
18
7) Proses perolehan logam aluminum dari bauksit dibagi 2 tahap yaitu proses pemurnian alumunium dan proses hall heroult
8) Dengan menggunakan persamaan Nernst kita dapat mengetahui potensial reduksi besi pada ph terterntu.
3.2 Saran
Kami berharap di masa yang akan datang akan semakin banyak teknologi canggih dan metode baru untuk menanggulangi korosi. Selain itu diperlukan juga suatu system yang dapat mengatur jalannya proses tersebut.
DAFTAR PUSTAKA
http://www.chem-is-try.org/
eprints.undip.ac.id
staff.uny.ac.id/sites/default/files/tmp/Alat%20elektroplating.pdf
Irfan Ansory, (1985). Penuntun Pelajaran kimia berdasarkan Kurikulum 1984. Ganesa Exact Bandung.
Hartono, J. Anton dan Tomijiro Kanoko, 1992, Mengenal Pelapisan Logam (Elektroplating), Andi Offset, Yogyakarta.
repository.usu.ac.id
Skoog,2000.Analythical Chemistry. Wesr Holler & Crouch : USA
19
20