LAPORAN PRAKTIKUM LABORATORIUM METALURGI I
KOROSI GALVANIK
Disusun oleh : Nama Praktikan
: Giana Trinovita
NPM
: 3334130282
Kelompok
: 23
Rekan
: 1. Falih Aliyun F.O 2. Sesar Bastian
Tanggal Praktikum
: 4 November 2015
Tgl. Pengumpulan Lap : 6 November November 2015 Asisten
: Maulana Rakhman
LABORATORIUM METALURGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA CILEGON-BANTEN 2015
LEMBAR PENGESAHAN
Tanggal Masuk Laporan
Tanggal Revisi
Tanda Tangan
1 2
Disetujui untuk Laboratorium Metalurgi FT. UNTIRTA Cilegon, November 2015
(Maulana Rakhman)
LEMBAR PENGESAHAN
Tanggal Masuk Laporan
Tanggal Revisi
Tanda Tangan
1 2
Disetujui untuk Laboratorium Metalurgi FT. UNTIRTA Cilegon, November 2015
(Maulana Rakhman)
DAFTAR ISI Halaman
HALAMAN JUDUL............................................ .................................................................. ............................................ ........................ .. i
................................................................. .................................... .............ii LEMBAR PENGESAHAN .......................................... DAFTAR ISI ............................................ .................................................................. ............................................ ................................... .............iii DAFTAR GAMBAR ........................ ........................ ......................................... ............................................................... .......................iv .iv
................................................................ ........................................... ..................... v DAFTAR LAMPIRAN .......................................... BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ............................................ ................................................................... .................................... ............. 1 1.2 Tujuan Percobaan ........................................ .............................................................. .................................... .............. 2 1.3 Batasan Masalah ............................... ..................................................... ............................................. ......................... .. 2 1.4 Sistematika Penulisan ....................... ............................................. ............................................. ......................... .. 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Korosi ........................................... ................................................................. ............................................ ............................. ....... 3 2.1.1 Bentuk Korosi .......................................... ................................................................. ............................. ...... 4 2.2 Korosi Galvanik .......................................... ................................................................. .................................... ............. 7 2.3 Faktor yang Mempengaruhi Korosi Galvanik ................................. ................................. 8 2.4 Jenis-Jenis Korosi Galvanik ............................... ..................................................... ........................... ..... 10 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Diagram Alir Percobaan ............................................ ............................................................... ................... 12 3.2 Alat dan Bahan ....................................... ............................................................. ...................................... ................ 13 3.3 Prosedur Percobaan ............................................... ...................................................................... ....................... 14 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Percobaan ....................... .............................................. .............................................. .............................. ....... 15 4.2 Pembahasan ................................................ ...................................................................... .................................. ............ 16 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan .......................................... ................................................................ ......................................... ................... 19 5.2 Saran............................................. ................................................................... ............................................ ........................... ..... 19 DAFTAR PUSTAKA ............................................. ................................................................... ......................................... ................... 20 LAMPIRAN
Lampiran A. CONTOH PERHITUNGAN ...................................................... ...................................................... 21 Lampiran B. JAWABAN PERTANYAAN DAN TUGAS KHUSUS ........... 24 Lampiran C. GAMBAR ALAT DAN BAHAN .............................................. .............................................. 28 Lampiran D. BLANGKO PERCOBAAN ....................................................... ....................................................... 29
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Korosi galvanik merupakan masalah yang sangat merugikan, apabila dua logam yang berlainan dan memiliki nilai potensial yang berbeda dalam suatu lingkungan
yang
sama
dan
saling
berhubungan
langsung
maka
dapat
menyebabkan timbulnya produk korosi. Produk korosi karena adanya sambungan dua logam yang berbeda material tersebut adalah salah satu bentuk korosi yang dapat menjadi bahasan dalam praktikum ini. Pada aplikasinya produk korosi galvanik dapat terjadi pada pasangan mur dan baut ataupun baling- baling kapal dan porosnya. Adanya proses korosi dalam galvanik sangat tidak diharapkan karena dapat menimbulkan kerugian besar, meskipun sebenarnya proses tersebut tidak dapat dicegah, tetapi dapat memperlambatnya. Karakteristik korosi galvanik merupakan sifat penting yang mempengaruhi besarnya ketahanan korosi pada sambungan dua logam yang berbeda material. Faktor dalam pembentukan produk korosi galvanik adalah luasan katoda- anoda dan jarak penyerangan kritis terhadap sambungan pasangan ke dua logam tersebut. Dalam prosesnya praktikum ini menggunakan media korosi NaCl 3%. Untuk materialnya menggunakan pelat Pb, Zn dan Cu. Diantara pasangan logam yang lain, pasangan logam Cu-Zn yang paling cepat laju korosinya serta potensial tertinggi yaitu masing-masing 0,064 V/menit dan 0,865 V. Serta pasangan logam dengan laju korosi terlama dan potensial terendah adalah Pb-Zn yaitu masingmasing 0,147 V/menit dan 0,04 V.
1.2
Tujuan Percobaan
Tujuan percobaaan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui nilai potensial masing-masing logam yang berbeda dalam media korosif dan untuk mengetahui korosi galvanik pada logam tersebut.
1.3
Batasan Masalah
Batasan masalah dalam praktikum ini terdapat variabel bebas dan terikat. Dimana variabel bebasnya adalah spesimen yang digunakan yaitu pelat Cu, Pb dan Zn, serta variasi waktu yang digunakan yaitu 2, 5 dan 8 menit. Sedangkan variabel terikatnya adalah media korosinya yaitu larutan Nacl 3% serta beda potensialnya.
1.4
Skematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan ini terdiri dari lima bab. Bab I menjelaskan mengenai latar belakang, tujuan percobaan, batasan masalah, dan sistematika penulisan. Bab II menjelaskan mengenai tinjauan pustaka yang berisi mengenai teori singkat dari percobaan yang dilakukan, Bab III menjelaskan mengenai metode penelitian, Bab IV menjelaskan mengenai hasil dan pembahasan, Bab V menjelaskan mengenai kesimpulan serta saran dari percobaan. Selain itu juga di akhir laporan terdapat lampiran yang memuat contoh perhitungan, jawaban pertanyaan dan tugas khusus serta blangko percobaaan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Korosi
Korosi adalah penurunan mutu logam akibat reaksi elektro kimia dengan lingkungannya. Korosi merupakan proses atau reaksi elektrokimia yang bersifat alamiah dan berlangsung dengan sendirinya, oleh karena itu korosi tidak dapat dicegah atau dihentikan sama sekali. Korosi hanya bisa dikendalikan atau diperlambat lajunya sehingga memperlambat proses perusakannya. Dilihat dari aspek elektrokimia, korosi merupakan proses terjadinya transfer elektron dari logam ke lingkungannya. Logam berlaku sebagai sel yang memberikan elektron (anoda) dan lingkungannya sebagai penerima elektron (katoda). Reaksi yang terjadi pada logam yang mengalami korosi adalah reaksi oksidasi, dimana atomatom logam larut kelingkungannya menjadi ion-ion dengan melepaskan elektron pada logam tersebut. Sedangkan dari katoda terjadi reaksi, dimana ion-ion dari lingkungan mendekati logam dan menangkap elektron-elektron yang tertinggal pada logam. Korosi atau pengkaratan merupakan fenomena kimia pada bahan – bahan logam yang pada dasarnya merupakan reaksi logam menjadi ion pada permukaan logam yang kontak langsung dengan lingkungan berair dan oksigen. Contoh yang paling umum, yaitu kerusakan logam besi dengan terbentuknya karat oksida. Dengan demikian, korosi menimbulkan banyak kerugian. Korosi logam melibatkan proses anodik, yaitu oksidasi logam menjadi ion dengan melepaskan elektron ke dalam (permukaan) logam dan proses katodik yang mengkonsumsi electron tersebut dengan laju yang sama : proses katodik biasanya merupakan reduksi ion hidrogen atau oksigen dari lingkungan sekitarnya. (Susilowati,2007) 2.1.1
Bentuk Korosi
Korosi terdapat beberapa jenis atau bentuknya, yaitu antara lain (Susilowati,2007) :
a. Korosi Merata Korosi merata adalah korosi yang terjadi secara serentak diseluruh permukaan logam, oleh karena itu pada logam yang mengalami korosi merata akan terjadi pengurangan dimensi yang relatif besar per satuan waktu. Kerugian langsung akibat korosi merata berupa kehilangan material konstruksi, keselamatan kerja dan pencemaran lingkungan akibat produk korosi dalam bentuk senyawa yang mencemarkan lingkungan. Sedangkan kerugian tidak langsung, antara lain berupa penurunan kapasitas dan peningkatan biaya perawatan ( preventive maintenance). b. Korosi Atmosfer Korosi ini terjadi akibat proses elektrokimia antara dua bagian benda padat khususnya metal besi yang berbeda potensial dan langsung berhubungan dengan udara terbuka. c. Korosi Sumuran Korosi sumuran adalah korosi lokal yang terjadi pada permukaan yang terbuka akibat pecahnya lapisan pasif. Terjadinya korosi sumuran ini diawali dengan pembentukan lapisan pasif dipermukaannya, pada antar muka lapisan pasif dan elektrolit terjadi penurunan pH, sehingga terjadi pelarutan lapisan pasif secara perlahan-lahan dan menyebabkan lapisan pasif pecah sehingga terjadi korosi sumuran. Korosi sumuran ini sangat berbahaya karena lokasi terjadinya sangat kecil tetapi dalam, sehingga dapat menyebabkan peralatan atau struktur patah mendadak. d. Korosi Pelarut Selektif Korosi pelarutan selektif ini menyangkut larutnya suatu komponen dari zat paduan yang biasa disebut pelarutan selektif (Selective Dissolution) atau de alloying . Zat komponen yang larut selalu bersifat anodik terhadap komponen yang lain. Walaupun secara visual tampak perubahan warna pada permukaaan paduan namun tidak tampak adanya kehilangan materi berupa takik, perubahan dimensi, retak atau alur. Bentuk permukaan tampaknya tetap tidak berubah termasuk tingkat kehalusan/kekasarannya. Namun sebenarnya berat bagian yang terkena jenis karat ini menjadi
berkurang, berpori-pori dan yang terpenting adalah kehilangan sifat mekanisnya menjadi getas dan mempunyai kekuatan tarik sangat rendah. e. Korosi celah Korosi celah adalah korosi lokal yang terjadi pada celah diantara dua komponen. Mekanisme terjadinya korosi celah ini diawali dengan terjadi korosi merata diluar dan didalam celah, sehingga terjadi oksidasi logam dan reduksi oksigen. Pada suatu saat oksigen (O 2) di dalam celah habis, sedangkan oksigen (O2) diluar celah masih banyak, akibatnya permukaan logam yang berhubungan dengan bagian luar menjadi katoda dan permukaan logam yang didalam celah menjadi anoda sehingga terbentuk celah yang terkorosi. f.
Korosi Erosi Korosi erosi ialah proses perusakan pada permukaan logam yang
disebabkan oleh aliran fluida yang sangat cepat. Korosi erosi dapat dibedakan pada 3 kondisi, yaitu kondisi aliran laminar, kondisi aliran turbulensi dan kondisi peronggaan. g. Korosi Retak Korosi retak tegang ( stress corrosion cracking ), korosi retak fatik (corrosion fatique cracking ) dan korosi akibat pengaruh hidogen (corrosion induced hydrogen) adalah bentuk korosi dimana material mengalami keretakan akibat pengaruh lingkungannya. Korosi retak tegang terjadi pada paduan logam yang mengalami tegangan tarik statis dilingkungan tertentu, seperti baja tahan karat sangat rentan terhadap lingkungan klorida panas, tembaga rentan dilarutan amonia dan baja karbon rentan terhadap nitrat. Korosi retak fatik terjadi akibat tegangan berulang di lingkungan korosif. Sedangkan korosi akibat pengaruh hidogen terjadi karena berlangsungnya difusi hidrogen kedalam kisi paduan. h. Korosi Intergranular Korosi intergranular adalah bentuk korosi yang terjadi pada paduan logam akibat terjadinya reaksi antar unsur logam tersebut di batas
butirnya. Seperti yang terjadi pada baja tahan karat austenitik apabila diberi perlakuan panas. Pada temperatur 425 – 815oC karbida krom akan mengendap di batas butir. Dengan kandungan krom dibawah 10 %, di daerah pengendapan tersebut akan mengalami korosi dan menurunkan kekuatan baja tahan karat tersebut. i. Korosi Galvanik Korosi ini terjadi karena proses elektro kimiawi dua macam logam yang berbeda potensial dihubungkan langsung di dalam elektrolit sama. Dimana elektron mengalir dari logam kurang mulia (Anodik) menuju logam yang lebih mulia (Katodik).
2.2
Korosi Galvanik
Korosi galvanik adalah jenis korosi yang terjadi ketika dua buah logam atau paduan yang berbeda, saling kontak atau bersentuhan dalam suatu larutan elektrolit. Elektrolit dapat berupa larutan air garam, asam atau basa. Proses
korosi ini melibatkan reaksi elektrokimia oksidasi-reduksi
(redoks). Kedua logam yang berada dalam larutan elektrolit akan membentuk sebuah sel galvanik. Logam yang memiliki nilai potensial elektroda yang lebih rendah yaitu logam dengan posisi lebih tinggi dalam daftar seri Elektrokimia akan menghasilkan reaksi anodik atau oksidasi, sedangkan logam yang memiliki nilai potensial elektroda lebih tinggi atau lebih mulia akan menghasilkan reaksi katodik atau reduksi pada permukaannya. Perbedaan potensial elektroda antara kedua logam yang membentuk sel gavanik merupakan penentu da ya dorong untuk terjadinya korosi. Gambar 2.2 menunjukkan mekanisme reaksi yang terjadi pada korosi galvanik yang terbentuk oleh adanya hubungan antara dua logam yang memiliki potensial berbeda. Kedua logam membentuk sel galvanik, dan logam yang memiliki potensial lebih rendah akan menjadi anoda dan terkorosi, sedangkan logam yang memiliki potensial lebih tinggi akan berlaku sebagai katoda dan tidak terkorosi.
Gambar 2.2 Skematik Mekanisme Korosi Galvanik
Masalah korosi galvanik di mulai pada saat perencanaan. Kadang-kadang penggabungan dua logam yang berbeda terpaksa tidak dapat di hindari. Untuk mendapatkan gambaran logam-logam atau paduan-paduan yang dapat di gabungkan untuk meminimumkan terjadinya serangan korosi galvanik, sebagai langkah awal biasanya di perhatikan deret galvanik. Deret galvanik adalah daftar potensial korosi dari berbagai logam dan paduan yang terekspose ke dalam lingkungan yang spesifik. Potensial korosi dapat di ukur ddengan bantuan elektroda standar (acuan). Deret tersebut adalah sebagai berikut: Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, (H), Sb, Bi, Cu, Hg, Ag, Pt, Au Deret volta di atas dari kiri ke kanan makin mudah mengalami reduksi atau sifat oksidator makin kuat, sedangkan dari kanan ke kiri mudah mengalami oksidasi atau sifat reduktor makin kuat. Logam-logam yang berada di sebelah kiri atom H mempunyai harga Eº negatif, sedangkan yang di sebelah kanan mempunyai harga Eº positif. (Yustanti,2011).
2.3
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Korosi Galvanik
Adapun
faktor-faktor
yang
mempengaruhi
korosi
galvanik
yaitu
keagresifan
dari
diantaranya : (Suriyadi,2007) 1. Lingkungan Tingkatan
korosi
galvanik
tergantung
pada
lingkungannya. Pada umumnya logam dengan ketahanan korosi yang lebih rendah dalam suatu lingkungan berfungsi sebagai anoda. Biasanya baja dan seng keduanya akan terkorosi akan tetapi jika keduanya dihubungkan maka Zn akan terkorosi sedangkan baja akan terlindungi.
Pada kondisi khusus, sebagai contoh dalam lingkungan air dengan temperature 180oF, terjadi hal sebaliknya yaitu baja mengalami korosi sedangkan Zn terlindungi. Rupanya dalam kasus ini produk korosi pada Zn bertindak sebagai permukaan yang lebih mulia terhadap baja. Menurut Haney, Zn menjadi kurang aktif dan potensialnya menjadi kebalikannya jika ada ion-ion penghalang seperti nitrat, bikarbonat atau karbonat dalam air. Berdasarkan dibeberapa macam kondisi lingkungan, dapat ditarik kesimpulan bahwa : 1. Zn bersifat anodik terhadap baja pada semua kondisi 2. Al sifatnya bervariasi 3. Sn selalu bersifat sebagai katodik 4. Ni selalu bersifat sebagai katodik Korosi galvanik tidak terjadi jika kedua logam benar-benar kering karena tidak ada elektrolit yang memindahkan arus dintara anoda dan katoda. 2. Jarak Laju korosi pada umumnya paling besar pada daerah dekat pertemuan kedua logam. Laju korosi berkurang dengan makin bertambahnya jarak dari pertemuan kedua logam tersebut. Pengaruh jarak ini tergantung pada konduktivitas larutan dan korosi galvanik dapat diketahui dengan adanya serangan korosi lokal pada daerah dekat pertemuan logam. 3. Luas penampang Yang dimaksud dengan luas penampang elektroda terhadap korosi galvanik adalah pengaruh perbandingan luas penampang katodik terhadap anodik. Jika luas penampang katodik jauh lebih besar dari pada katoda. Makin besar rapat arus pada daerah anoda mengakibatkan laju korosi makin cepat pula. Korosi di daerah anodik akan menjadi 100-1000 kali lebih besar jika dibandingkan dengan keseimbangan luas penampang anodik dan katodik. Contoh lain luas penampang elektroda adalah ratusan tangki penyimpanan yang besar dipasang pada bagian utama pabrik yang mengalami program ekspansi. Tangki-tangki yang pertama digunakan adalah terbuat dari baja karbon dan permukaan dalamnya dilapisi atau dilindungi oleh cat phenolik. Tangki-tangki ini dapat digunakan dengan baik untuk beberapa tahun. Akan tetapi lama
kelamaan lapisan cat bagian bawah rusak dan menyebabkan terjadinya kontaminasi. Oleh karena itu tangki-tangki yang baru, bagian bawahnya dilengkapi dengan stainless steel yang melindungi baja karbon ( stainless steelclad carbon steel ) untuk pemakaian yang lebih baik dan mengurangi biaya perawatan. Kemudian cat pelapis pheonik juga diberikan di seluruh permukaan permukaan dinding tangki sedangkan bagian bawah tangki yang dilapisi stainless steel tidak diberi lapisan cat karena mempunyai sifat ketahanan korosi yang baik. Namun setelah beberapa bulan dioperasikan, mulai terlihat adanya kebocoran di dinding tangki yaitu di atas penyambung logam/las-lasnya.
2.4
Jenis-Jenis Korosi Galvanik
a. Korosi Galvanik Sistem Besi-Seng. Potensial elektroda standar dari logam seng adalah: E0Zn = -0,763 V, dan potensial logam besi adalah E 0Fe = -0,44 V. Sehingga perbedaan potensial keduanya adalah E0Fe – E0Zn = 0,323 V. Diketahui bahwa potensial Zn lebih rendah daripada potensial Fe, oleh karena itu, Zn larut dalam elektrolit menurut reaksi anodik sebagai berikut: Zn Zn2+ + 2eSistem galvanik ini menyebabkan seng terkorosi dengan melepaskan elektron. Elektron mengalir dari daerah anoda seng ke katoda besi. Kemudian dipermukaan katoda besi, elektron ini habis digunakan dalam reaksi katodik seperti berikut: H+ + e- H b. Korosi Galvanik Sistem Besi-Tembaga Potensial elektroda standar logam besi adalah E 0Fe= -0.44 V, dan potensial logam tembaga adalah E0Cu = 0,337 V. Sehingga perbedaan potensial kedua logam tersebut adalah E0Cu – E0Fe = 0,777 V. Diketahui bahwa Potensial besi Fe lebih rendah dari pada potensial tembaga, oleh karena itu pada permukaan logam besi terjadi reaksi anodic, Fe larut dalam sistem berikut: Fe Fe2+ + 2e-
Sel gavanik ini menyebabkan logam besi, Fe terkorosi. Pada permukaan tembaga terjadi reaksi katodik antara elektron dengan ion hidrogen sesuai reaksi berikut: H+ + e- H Katoda akan terpolarisasi oleh kehadiran ion-ion hidrogen yang menghasilkan lapisan film dan menutupi permukaan katoda. Lapisan film yang terbentuk ini mempengaruhi kinetika atau kecepatan korosi berikutnya. Reaksi katodik menjadi lambat. Reaksi antara elektron dengan ion hidrogen yang terlarutpun menjadi lebih lambat. Melambatnya reaksi katodik menyebabkan melambatnya reaksi Pada larutan elektrolit yang memiliki konsentrasi ion hidrogen tinggi seperti larutan asam, maka ion hidrogen akan teradsorpsi pada permukaan katoda dan membentuk gas hidrogen yang meninggalkan permukaan katoda, sesuai dengan reaksi berikut: 2H H2. Reaksi ini mampu menyebabkan terjadinya korosi yang berkelanjutan. Reaksi pembentukan gas hidrogen, H 2 di katodik berjalan terus akan diikuti dengan reaksi pelepasan ion logam di daerah anoda. Sehingga jika reaksi pembentukan gas hidrogen terjadi, maka korosi terjadi. Pada umumnya Larutan air adalah teraerasi atau mengandung oksigen terlarut, oleh karenanya, ion hidrogen yang terbentuk pada permukaan katoda bereaksi dengan oksigen sesuai reaksi berikut: 1/2O2 + 2H H2O. Kinetika untuk reaksi ini sangat ditentukan oleh laju difusi oksigen ke permukaan katodik. Selama katoda menghasilkan reaksi ini, maka reaksi pelarutan logan di anoda juga terjadi. (Yustanti,2011).
BAB III METODE PERCOBAAN 3.1
Diagram Alir Percobaan
Adapun diagram alir percobaan pada proses korosi galvanik adalah seperti pada gambar 3.1.
Melakukan Pengenceran NaCl 3%
Kedua plat logam Cu//Zn, Cu//Pb dan Pb//Zn dihubungkan dengan multitester
Mencelupkan plat logam yang berbeda pada larutan NaCl
Mengamati tegangan yang tertera pada multitester dengan waktu 2, 5, dan 8 menit
Data en amatan
Pembahasan
Literatur
Kesimpulan
Gambar 3.1 Diagram Alir Percobaan Korosi Galvanik
3.2
Alat dan Bahan 3.2.1
Alat yang digunakan
1. Gelas Beker 2. Multitester 3. Timbangan/neraca teknis 4. Spatula 3.2.2
Bahan yang digunakan
1. Larutan NaCl 2. Pelat Cu, Pb dan Zn
3.3
Prosedur Percobaan
Berikut ini adalah prosedur percobaaan dari praktikum korosi galvanik : 1.
Mengencerkan larutan NaCl
2.
Mengisi gelas beker dengan larutan NaCl 3%.
3.
Menghubungkan pelat logam yang berbeda dengan multitester.
4.
Mencelupkan dua plat logam yang berbeda yang saling berhubungan dengan kabel penghubung pada larutan NaCl 3%.
5.
Mengamati tegangan yang ditunjukkan oleh voltmeter setiap 2 menit, 5 dan 8 menit.
6.
Mengulangi prosedur diatas dengan pasangan logam l ainnya.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1
Hasil dan Percobaan
Dari percobaan yang telah dilakukan oleh praktikan didapatkan hasil percobaan seperti pada tabel 4.1. Tabel 4.1 Data Hasil Percobaan Material
Cu/Zn
Cu/Pb
Pb/Zn
4.2
E°
Waktu
E Korosi
E
ΔE
Laju
Rata-Rata
Redoks
(menit)
(volt)
rata-rata
(volt)
Korosi
Laju Korosi
Korosi
(volt/m
(volt/menit)
(volt)
enit)
1.1
0.47
0.63
2
0,862
5
0,870
8
0,863
2
0,299
5
0,253
8
0,274
2
0,440
5
0,495
8
0,515
0,235 0,865
0.117 0,047
0,064
0,029 0,195 0,275
0,097 0,039
0,053
0,024 0,147 0,483
0,073 0,029
0,04
0,018
Pembahasan
Setelah melakukan percobaan dan pengamatan, didapatkan grafik yang dihasilkan dari percobaan ini berdasarkan data yang didapat, berikut ini grafik yang terdapat pada gambar 4.1.
0.14 0.12 ) t i n e m 0.1 / t l o0.08 V ( i s o0.06 r o K0.04 u j a L0.02
Cu-Zn Cu-Pb Pb-Zn
0 0
2
4
6
8
10
Waktu (menit)
Gambar 4.1 Grafik hubungan antara waktu terhadap laju korosi pada Cu-Zn, Cu
Pb dan Pb-Zn Pada gambar 4.1 terdapat tiga buah kurva, yaitu kurva pada logam Cu-Zn, Cu-Pb dan Pb-Zn. Berdasarkan grafik dapat disimpulkan bahwa semakin lama waktu pencelupan, maka laju korosi akan semakin cepat. Hal ini dapat diatasi dengan bertambahnya jarak pertemuan kedua logam tersebut agar laju korosi berkurang. Jadi, peristiwa ini dipengaruhi oleh jarak. Pengaruh jarak ini tergantung pada konduktivitas larutan dan korosi galvanik dapat diketahui dengan adanya serangan korosi lokal pada daerah dekat pertemuan logam. . Pengamatan pada logam Cu-Zn, Logam Cu memilki E°= +0,34 volt dan logam Zn memiliki Eo= -0,76 volt sehingga E° redoksnya = 1,1 volt. Dari data tersebut dapat dikatakan bahwa logam Cu sebagai katoda akan mengalami reduksi dan logam Zn sebagai anoda mengalami oksidasi. Pada saat kedua logam tersebut disambungkan pada multitester dengan menggunakan kabel penghubung dan dicelupkan ke larutan NaCl 3%, maka didapatkan hasil data sebagai berikut. Hasil pengamatan pada menit ke 2 E korosi = 0,862 volt, pada menit ke 5 E korosi = 0,870 volt dan pada menit ke 8 E korosi = 0,863 volt sehingga didapatkan E ratarata = 0,865. Dan dari hasil pengamatan didapatkan ΔE = 0,235 volt yang merupakan hasil tertinggi dibandingkan pada logam Cu-Pb dan Pb-Zn. Serta laju korosi yang terjadi pada menit ke 2 = 0,117 volt/menit, pada menit ke 5 = 0,047
volt/menit dan pada menit ke 8 = 0,029 volt/menit. Dan laju korosi rata-ratanya dengan laju tertinggi yaitu sebesar 0,064 volt/menit sehingga mudah terkena korosi. Hasil pengamatan pada logam Cu-Pb dihasilkan sebagai berikut. Logam Cu memilki E°= +0,34 volt dan logam Pb memiliki E o= -0,13 volt sehingga E° redoksnya = 0,47 volt. Dari data tersebut dapat dikatakan bahwa logam Cu sebagai katoda akan mengalami reduksi dan logam Pb sebagai anoda mengalami oksidasi. Pada saat kedua logam tersebut disambungkan pada multitester dengan menggunakan kabel penghubung dan dicelupkan ke larutan NaCl 3%, maka didapatkan hasil data sebagai berikut. Hasil pengamatan pada menit ke 2 E korosi = 0,299 volt, pada menit ke 5 E korosi = 0,253 volt dan pada menit ke 8 E korosi = 0,274 volt sehingga didapatkan E rata-rata = 0,275. Dan dari hasil pengamatan didapatkan ΔE = 0,195 volt yang merupakan hasilnya lebih tinggi dibandingkan pada logam Pb-Zn yaitu dengan ΔE = 0,483 volt yang seharusnya hasilnya lebih rendah dari Pb-Zn. Hal ini dikarenakan adanya pengaruh jarak, bahwa semakin lama waktu pencelupan maka laju korosi akan semakin cepat. Dan peristiwa ini dapat diatasi dengan bertambahnya jarak pertemuan kedua logam tersebut agar laju korosi berkurang. Serta juga dapat disebabkan oleh alat multitester yang beroperasi dengan kurang baik. Laju korosi yang terjadi pada menit ke 2 = 0,097 volt/menit, pada menit ke 5 = 0,039 volt/menit dan pada menit ke 8 = 0,024 volt/menit. Dan laju korosi rata-ratanya yaitu sebesar 0,053 volt/menit. Pengamatan pada logam Pb-Zn, Logam Pb memiliki E°= -0,13 volt dan logam Zn memiliki E o= -0,76 volt sehingga E° redoksnya = 0,63 volt. Dari data tersebut dapat dikatakan bahwa logam Pb sebagai katoda akan mengalami reduksi dan logam Zn sebagai anoda mengalami oksidasi. Pada saat kedua logam tersebut disambungkan pada multitester dengan mengggunakan kabel penghubung dan dicelupkan ke larutan NaCl 3%, maka didapatkan hasil data sebagai berikut. Hasil pengamatan pada menit ke 2 E korosi = 0,440 volt, pada menit ke 5 E korosi = 0,495 volt dan pada menit ke 8 E korosi = 0,515 volt sehingga didapatkan E ratarata = 0,483. Dan dari hasil pengamatan didapatkan ΔE = 0,147 volt yang merupakan hasilnya terendah dibandingkan pada logam Cu-Zn dan Cu-Pb. Serta
laju korosi yang terjadi pada menit ke 2 = 0,073 volt/menit, pada menit ke 5 = 0,029 volt/menit dan pada menit ke 8 = 0,018 volt/menit. Dan laju korosi rataratanya dengan laju terendah yaitu sebesar 0,04 volt/menit sehingga tidak mudah terkena korosi.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1
Kesimpulan
Dari percobaan yang telah dilakukan oleh praktikan didapatkan kesimpulan : 1.
Laju korosi Cu-Zn lebih besar dibandingkan laju korosi pasangan logam lainnya, sehingga Cu-Zn lebih mudah terkena korosi dan laju korosi Pb-Zn lebih rendah dibandingkan logam lainnya sehingga Pb-Zn lebih tidak mudah terkena korosi.
2.
Semakin lama waktu pencelupan di larutan elektrolit kepada masingmasing pelat logam maka nilai laju akan menjadi semakin lambat, hal ini disebabkan anoda yang dilapisi katoda sudah mengalami titik jenuh.
3.
Laju korosi antara dua material salah satunya dipengaruhi oleh jarak, yaitu pada peletakkan kedua pelat. Jika semakin dekat kedua logam maka semakin besar laju korosi yang terjadi dan sebalikn ya.
5.2
Saran
Adapun saran yang dapat disampaikan praktikan dalam melakukan praktikum yaitu : 1. Pada
saat
pencelupan
sebaiknya
pasangan
logam
jangan
saling
bersentuhan. 2. Sebaiknya meningkatkan ketelitian dalam melakukan pengamatan baik dalam melihat hasil dari alat maupun perhitungan yang dilakukan pada saat praktikum berlangsung.
DAFTAR PUSTAKA
Suriadi, IGA Kade., Suarsana, IK. “Prediksi Laju Korosi Dengan Perubahan Besar Derajat Deformasi Plastis Dan Media Pengkorosi Pada Materia Baja Karbon”. Jurnal Ilmiah Teknik Mesin Universitas Udayana. 2007; 12 : 1-8. Susilowati, Endang.Sains Kimia Prinsip dan Terapannya. 2007. Solo:Tiga Serangkai. Yustanti,Erlina. Diktat Kimia Dasar. 2011. Cilegon: Universitas Sultan Ageng Tirtayasa. Ika, Imam, Heri. “Studi Perbandingan Laju Korosi Dengan Variasi Cacat Coating Pada Pipa Api 5l Grade X65 Dengan Media Korosi Nacl ”. Jurnal Ilmiah Teknik Perkapalan dan Kelautan ITS . 2010.
LAMPIRAN A CONTOH PERHITUNGAN
Pada logam Cu-Zn E0 Cu = + 0,34 volt E0 Zn = - 0,76 volt E0 redoks = E0 katoda – E0 anoda = 0,34 - (-0,76) = 1,1 volt E korosi pada waktu 2 menit adalah 0,862 volt E korosi pada waktu 5 menit adalah 0,870 volt E korosi pada waktu 8 menit adalah 0,863 volt Sehingga, Erata rata
E
E 2 E 5 E 8 n data
0,862 0,870 0,863 3
= [E0 redoks – Ekorosi rata-rata] = 1,1 volt – 0,865 volt = 0,235 volt
Laju korosi pada waktu 2 menit E
waktu
=
0,235 2
0,117volt / menit
Laju korosi pada waktu 5 menit =
0,235 5
0,047volt / menit
Laju korosi pada waktu 8 menit =
0,235 8
0,029volt / menit
0,865volt
Laju korosi rata-ratanya yaitu =
0.117 0.047 0.029 3
0,064volt / menit
Pada logam Cu-Pb E0 Cu = +0,34 volt E0 Pb = - 0,13 volt E0 redoks = E0 katoda – E0 anoda = 0,34 - (-0,13) = 0,47 volt E korosi pada waktu 2 menit adalah 0,299 volt E korosi pada waktu 5 menit adalah 0,253 volt E korosi pada waktu 8 menit adalah 0,274 volt Sehingga, Erata rata
E
E 2 E 5 E 8 n data
0,299 0,253 0,274 3
0,275volt
= [E0 redoks – Ekorosi rata-rata] = 0,47 volt – 0,275 volt = 0,195 volt
Laju korosi pada waktu 2 menit E
waktu
=
0,195 2
0,097volt / menit
Laju korosi pada waktu 5 menit =
0,195 5
0,039volt / menit
Laju korosi pada waktu 8 menit =
0,195 8
0,024volt / menit
Laju korosi rata-ratanya yaitu =
0.097 0.039 0.024 3
0,053volt / menit
Pada logam Pb-Zn E0 Pb = - 0,13 volt E0 Zn = - 0,76 volt E0 redoks = E0 katoda – E0 anoda = - 0,13 - (-0,76) = 0,63 volt E korosi pada waktu 2 menit adalah 0,440 volt E korosi pada waktu 5 menit adalah 0,495 volt E korosi pada waktu 8 menit adalah 0,515 volt Sehingga, Erata rata
E
E 2 E 5 E 8 n data
0,440 0,495 0,515 3
0,483volt
= [E0 redoks – Ekorosi rata-rata] = 0,63 volt – 0,483 volt = 0,147 volt
Laju korosi pada waktu 2 menit E
waktu
=
0,147 2
0,073volt / menit
Laju korosi pada waktu 5 menit =
0,147 5
0,029volt / menit
Laju korosi pada waktu 8 menit =
0,147 8
0,018volt / menit
Laju korosi rata-ratanya yaitu =
0.073 0.029 0.018 3
0,04volt / menit
LAMPIRAN B JAWABAN PERTANYAAN DAN TUGAS KHUSUS
Jawaban Pertanyaan
1. Apa yang dimaksud dengan korosi galvanik? Jawab : Korosi galvanik adalah jenis korosi yang terjadi ketika dua buah logam atau paduan yang berbeda, saling kontak atau bersentuhan dalam suatu larutan elektrolit. Elektrolit dapat berupa larutan air garam, asam atau basa. 2. Gambarkan secara manual skematik korosi galvanik! Jawab : Current Flow (Ionik Conduction)
Anoda
Katoda
Current Flow (Electron Conduction)
3. Berikan 5 contoh kasus korosi galvanik dalam kehidupan sehari-hari serta pencegahannya! Jawab : -
Tangki pada pabrik, dimana didalamnya terbuat dari seng yang dapat mengalami korosi. Pencegahannya dengan cara lapis pelindung serta pemilihan material yang tepat.
-
Korosi engsel pada pintu, dapat dicegah dengan cara lapis pelindung.
-
Korosi pada kursi, dapat dicegah dengan cara lapis pelindung.
-
Korosi pada rantai ayunan yang disebabkan oleh lingkungan, dapat dicegah dengan lapisan pelindung.
-
Korosi pada bagian bawah tangki pabrik yang terbuat dari baja karbon yang telah di cat, lambat laun dapat terjadi kerusakan akibat kontaminasi. Dapat dicegah dengan menggunakan stainless steel.
4. Tentukan logam mana yang berperan sebagai anoda dan katoda? Jawab : Pada logam Cu-Zn yang berperan sebagai katoda adalah Cu dan anoda adalah Zn, pada logam Cu-Pb yang berperan sebagai katoda adalah Cu dan anoda adalah Pb, dan pada logam Pb-Zn yang berperan sebagai katoda adalah Pb dan anoda adalah Zn. 5. Tuliskan masing-masing reaksi anodik dan katodik! Jawab : Untuk Cu/Zn : Reaksi pada katoda Cu2+ + 2e = Cu Reaksi pada anoda
Zn
+ 2e = Zn2-
Untuk Cu/Pb : Reaksi pada katoda Cu2+ + 2e = Cu Reaksi pada anoda
Pb
+ 2e = Pb2-
Untuk Pb/Zn : Reaksi pada katoda Pb2- = Pb + 2e Reaksi pada anoda
Zn
+ 2e = Zn2-
6. Sebutkan dan jelaskan tentang deret galvanik! Jawab : Deret galvanik adalah daftar potensial korosi dari berbagai logam dan paduan yang terekspose ke dalam lingkungan yang spesifik. Potensial korosi dapat di ukur dengan bantuan elektroda standar (acuan). Deret tersebut adalah sebagai berikut: Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, (H), Sb, Bi, Cu, Hg, Ag, Pt, Au Deret volta di atas dari kiri ke kanan makin mudah mengalami reduksi atau sifat oksidator makin kuat, sedangkan dari kanan ke kiri mudah mengalami oksidasi atau sifat reduktor makin kuat.
Tugas Khusus
Studi kasus : STUDI PERBANDINGAN LAJU KOROSI DENGAN VARIASI CACAT COATING PADA PIPA API 5L GRADE X65 DENGAN MEDIA KOROSI NaCl
Abstrak: Pipelines (pipa bawah laut) digunakan untuk berbagai maksud dalam pengembangan sumber daya hidrokarbon di lepas pantai. Lingkungan laut sangat korosif dan struktur yang berada di lingkungan yang korosif harus diproteksi (dilindungi) agar korosi yang terjadi bisa diperkecil. Salah satu proteksi korosi adalah dengan cara coating . Material yang digunakan adalah API 5L Grade X65 yang dibedakan jenis catnya, yaitu dengan sistem cat 3 lapis yang terdiri dari Zinc ethyl silicate-epoxy-glass flake epoxy dan system cat 4 lapis yang terdiri dari Zinc ethyl silicate-epoxy-modified epoxy-polyurethane. Pada setiap sistem cat tersebut pada permukaannya diberi cacat berupa goresan sebanyak 1 gores dan 2 gores. Metode yang digunakan untuk menghitung laju korosi adalah dengan menggunakan sel 3 elektroda. Dari penelitian yang dilakukan diperoleh laju korosi sebesar 0.001044 mmpy untuk sistem cat 3 lapis dengan 1 gores (2.8% cacat), 0.001495 mmpy untuk 2 gores (5.6% cacat), kenaikan laju korosinya sebesar 30.17%. Sedangkan untuk sistem cat 4 layer dengan 1 gores (2.8% cacat), laju korosi rata-rata adalah 0.000565 mmpy dan 0.000757 mmpy untuk 2 gores (5.6% cacat), kenaikan laju korosinya sebesar 25.36%. Analisa permukaan spesimen yang terkorosi digunakan foto SEM ( Scanning Electron Microscope) dan didapat hasil bahwa secara morfologis permukaan daerah cacat coating yang terkorosi sudah terdapat inisial korosi. Dari penelitian ini, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Nilai laju korosi untuk sistem coating 3 lapis dengan persentase cacat coating 2.8% (1 gores) adalah 0.001044 mmpy, untuk persentase coating sebesar 5.6% (2 gores) adalah 0.001495 mmpy, sedang nilai laju korosi
untuk sistem coating 4 lapis dengan persentase ca cat coating 2.8% (1 gores) adalah 0.000565 mmpy, untuk persentase cacat coating sebesar 5.6% adalah 0.000757 mmpy. Untuk sistem coating 3 lapis, kenaikan cacat coating sebesar 50% nilai laju korosinya naik sebesar 30.17% sedang untuk sistem coating 4 lapis, kenaikan cacat coating sebesar 50% nilai laju korosinya naik sebesar 25,36%. 2. Berdasarkan hasil foto SEM (Scanning Electron Microscope), secara morfologi permukaan daerah cacat coating yang terkorosi sudah ada inisial korosi.
LAMPIRAN C GAMBAR ALAT DAN BAHAN
Gambar C.1. Neraca teknis
Gambar C.3. Gelas Beker dan spatula
Gambar C.2. Multitester
Gambar C.4. Pelat logam Cu, Pb ,Zn
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
Gambar 2.2 Skematik Mekanisme Korosi Galvanik ........................................ 7 Gambar 3.1 Diagram Alir Percobaan ............................................................... 12 Gambar 4.1 Grafik hubungan antara waktu terhadap laju korosi ..................... 15 Gambar C.1. Neraca teknis ............................................................................... 26 Gambar C.2. Multitester ................................................................................... 26 Gambar C.3. Gelas Beker dan spatula .............................................................. 26 Gambar C.4. Pelat logam Cu, Pb ,Zn ............................................................... 26
