korosi
KOROSI
Korosi adalah proses perusakan pada permukaan logam yang disebabkan oleh terjadinya reaksi kimia (reaksi elektro kimia) pada permukaan logam. Pada hakikatnya korosi adalah suatu reaksi dimana suatu logam dioksidasi sebagai akibat dari serangan kimia oleh lingkungan (uap air,oksigen di atmosfer, oksida asam yang terlarut dalam air).
Korosi merupakan reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan senyawa-senyawa yang tak dikehendaki. Dalam bahasa sehari-hari, korosi disebut perkaratan. Contoh korosi yang paling lazim adalah perkaratan besi.Pada peristiwa korosi, logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen (udara) mengalami reduksi. Karat logam umumnya adalah berupa oksida dan karbonat. Rumus kimia karat besi adalah Fe2O3. xH2O, suatu zat padat yang berwarna coklat-merah.
KOROSI PADA PERALATAN ELEKTRONIK
Sentuhan teknik nuklir dalam produk elektronik
Korosi atau secara awam lebih dikenal dengan istilah pengkaratan merupakan fenomena kimia pada bahan-bahan logam diberbagai macam kondisi lingkungan. Penyelidikan tentang sistem elektrokimia telah banyak membantu menjelaskan mengenai korosi ini, yaitu reaksi kimia antara logam dengan zat-zat yang ada di sekitarnya atau dengan partikel-partikel lain yang ada di dalam matrik logam itu sendiri. Jadi dilihat dari sudut pandang kimia, korosi pada dasarnya merupakan reaksi logam menjadi ion pada permukaan logam kontak langsung dengan lingkungan berair dan oksigen.
Pada umumnya suatu peralatan elektronik mengandung komponen logam yang mempunyai waktu hidup atau masa pakai tertentu. Korosi pada komponen-komponen tersebut dapat menimbulkan kerugian ekonomi akibat berkurangnya masa produktif peralatan elektronik. Korosi bahkan dapat menyebabkan terjadinya gangguan berupa terjadinya hubungan pendek (konsluiting) yang dapat mengarah kepada terjadinya kecelakaan. Masalah korosi peralatan elektronik merupakan salah satu sumber yang dapat memicu kegagalan operasional serta keselamatan kerja pada suatu industri. Oleh sebab itu, masalah ini sudah selayaknya mendapat perhatian yang serius dari berbagai kalangan.
Dalam kehidupan sehari-hari, korosi dapat kita jumpai terjadi pada berbagai jenis logam. Bangunan-bangunan maupun peralatan elektronik yang memakai komponen logam seperti seng, tembaga, besi-baja dan sebagainya semuanya dapat terserang oleh korosi ini. Seng untuk atap dapat bocor karena termakan korosi. Demikian juga besi untuk pagar tidak dapat terbebas dari masalah korosi. Jembatan dari baja maupun badan mobil dapat menjadi rapuh karena peristiwa alamiah yang disebut korosi. Selain pada perkakas logam ukuran besar, korosi ternyata juga mampu menyerang logam pada komponen-komponen renik peralatan elektronik, mulai dari jam digital hingga komputer, serta peralatan-peralatan canggih lainnya yang digunakan dalam berbagai aktivitas umat manusia, baik dalam kegiatan industri maupun di dalam rumah tangga.
Korosi merupakan masalah teknis dan ilmiah yang serius. Di negara-negara maju sekalipun, masalah ini secara ilmiah belum tuntas terjawab hingga saat ini. Selain merupakan masalah ilmu permukaan yang merupakan kajian dan perlu ditangani secara fisika, korosi juga menyangkut kinetika reaksi yang menjadi wilayah kajian para ahli kimia. Korosi juga menjadi masalah ekonomi karena menyangkut umur, penyusutan, dan efesiensi pemakaian suatu bahan maupun peralatan dalam kegiatan industri. Milyaran dolar AS telah dibelanjakan setiap tahunnya untuk merawat jembatan, peralatan perkantoran, kendaraan bermotor, mesin-mesin industri serta peralatan elektronik lainnya agar umur konstruksinya dapat bertahan lebih lama. Banyak negara telah berusaha menghitung biaya korosi nasional dengan cara yang berbeda-beda, umumnya jatuh pada nilai yang berkisar antara 1,5-5,0 persen dari GNP. Kerugian yang dapat ditimbulkan oleh korosi tidak hanya biaya langsung seperti pergantian peralatan industri, perawatan jembatan, konstruksi dan sebagainya, tetapi juga biaya tidak langsung seperti terganggunya proses produksi dalam industri serta kelancaran transportasi yang umunya lebih besar dibandingkan biaya langsung.
Korosi yang tidak tampak
Karat yang tidak terlihat pun berpotensi dan telah banyak menelan nyawa.hal ini dapat terjadi karena tegangan tinggi dalam material dapat menyebabkan material yang tampaknya kekar dari luar ternyata rentan patah. Hal ini sering terjadi dalam kecelakaan pesawat Comet di tahun 1950. Kecelakaan Comet disebabkan oleh lubang rivet kecil dengan diameter 4 mm. Menurut catatan, pesawat Boeing pernah juga mengalami beberapa kecelakaan akibat korosi seperti ini.
Kegagalan material karena korosi yang tidak terlihat umumnya disebut dengan perengkahan karena korosi-tegangan (stress-corrosion cracking, SCC). Jadi, sebenarnya akibat kombinasi adanya tegangan dalam bahan dan korosi. Jenis yang paling umum adalah yang terkaji di batas butiran bahan. Permukaan bahan biasanya kelihatan mulus, kalau ada hanya terlihat jalur-jalur rekahan kecil di permukaan
A. Penyebab timbulnya korosi
Faktor yang berpengaruh terhadap korosi dapat dibedakan menjadi dua, yaitu yang berasal dari bahan itu sendiri dan dari lingkungan. Faktor dari bahan meliputi kemurnian bahan, struktur bahan, bentuk kristal, unsur-unsur kelumit yang ada dalam bahan, teknik pencampuran bahan dan sebagainya. Bahan-bahan korosif (yang dapat menyebabkan korosi) terdiri atas asam, basa serta garam, baik dalam bentuk senyawa an-organik maupun organik. Faktor penting dalam korosi lingkungan adanya hujan, kabut atau pengembunan akibat kelembaban relatif yang tinggi. Dalam suatu struktur harus diperhatikan rancangan struktur agar mengalir dengan bebas air dan cukup ventilasi untuk mengeringkan seluruh permukaan. Kabut dan pengembunan bisa mengakibatkan korosi membasahi seluruh permukaan. Selapis tipis air yang tidak kelihatan sudah cukup membuat suatu sel korosi yang baik. Adanya tiga faktor sel korosi yaitu anoda, katoda dan elektrolit. Lapisan tipis embun yang terbentuk dari embun dari kabut atau dari kelembaban tinggi mudah jenuh dengan oksigen dari udara sehingga terjadi daerah katodik. Laju atau tingkat keparahan suatu logam pada korosi lingkungan umumnya ditentukan konduktivitas elektrolit yang terlarut. Salah satunya yaitu lingkungan yang mengandung ion-ion klorida atau lingkungan laut.
Pada lingkungan laut dengan kadar garam hingga 3,5% atau lingkungan dengan mempunyai kadar ion klorida uang cukup tinggi, baja karbon rendah mengalami kegagalan material akibat korosi yang menyeluruh ke seluruh permukaan logam tergantung dari konsentrasi elektrolit di lingkungan. Aplikasi baja karbon rendah di lingkungan dengan kadar ion klorida lebih dari 3% banyak di pakai pada shipbuilding dan marine equipment. Korosi lingkungan (atmospheric corrosion) harus diperhatikan dalam spesifikasi logam baja karbon khususnya adanya ion klorida.
Penguapan dan pelepasan bahan-bahan korosif ke udara dapat mempercepat proses korosi. Udara dalam ruangan yang terlalu asam atau basa dapat mempercepat proses korosi peralatan elektronik yang ada dalam ruangan tersebut. Flour, hidrogen flourida beserta persenyawaan-persenyawaannyadikenal sebagai bahan korosif. Dalam industri, bahan ini umumnya dipakai untuk sintesa bahan-bahan organik.
Amoniak (NH3) merupakan bahan kimia yang cukup banyak digunakan dalam kegiatan industri. Pada suhu dan tekanan normal, bahan ini berada dalam bentuk gas dan sangat mudah terlepas ke udara. Amoniak dalam kegiatan industri umumnya digunakan untuk sintesa bahan organik, sebagai bahan anti beku di dalam alat pendingin, juga sebagai bahan untuk pembuatan pupuk. Bejana-bejana penyimpan amoniak harus selalu diperiksa untuk mencegah terjadinya kebocoran dan pelepasan bahan ini ke udara.
Embun pagi saat ini umumnya mengandung aneka partikel aerosol, debu serta gas-gas asam seperti NOX dan SOX. Dalam batubara terdapat belerang atau sulfur (S) yang apabila dibakar berubah menjadi oksida belerang. Masalah utama berkaitan dengan peningkatan penggunaan batubara adalah dilepaskannya gas-gas polutan seperti oksida nitrogen (NOX ) dan oksida belerang (SOX). Walaupun sebagian besar pusat tenaga listrik batubara telah menggunakan alat pembersih endapan (presipitator) untuk membersihkan partikel-partikel kecil dari asap batubara, namun NOX dan SOX yang merupakan senyawa gas dengan bebasnya naik melewati cerobong dan terlepas ke udara bebas. Di dalam udara kedua gas tersebut dapat berubah menjadi asam nitrat (HNO3) dan asam sulfat (H2SO4). Oleh sebab itu, udara menjadi terlalu asam dan bersifat korosif dengan terlarutnya gas-gas asam tersebut di dalam udara. Udara yamg asam ini tentu dapat berinteraksi dengan apa saja, termasuk komponen-komponen renik di dalam peralatan elektronik. Jika hal itu terjadi, maka proses korosi tidak dapat dihindari lagi.
Korosi yang menyerang piranti maupun komponen-komponen elektronika dapat mengakibatkan kerusakan bahkan kecelakaan. Karena korosi ini maka sifat elektrik komponen-komponen elektronika dalam komputer, televisi, video, kalkulator, jam digital, dan sebagainya menjadi rusak. Korosi dapat menyebabkan terbentuknya lapisan non-konduktor pada komponen elektronik. Oleh sebab itu, dalam lingkungan dengan tingkat pencemaran tinggi, aneka barang mulai dari komponen elektronika renik sampai jembatan baja semakin mudah rusak, bahkan hancur karena korosi. Dalam beberapa kasus, hubungan pendek yang terjadi pada peralatan elektronik dapat menyebabkan terjadinya kebakaran yang menimbulkan kerugian bukan hanya dalam bentuk kehilangan atau kerusakan materi, tetapi juga korban nyawa.
Pada umumnya ada beberapa faktor yang menyebabkan timbulnya percepatan korosi, yaitu:
1. Uap air
Dilihat dari reaksi yang terjadi pada korosi, air merupakan salah satu faktor penting untuk berlangsungnya proses korosi. Udara yang banyak mengandung uap air (lembab) akan mempercepat berlangsungnya proses korosi.
2. Oksigen
3. Larutan garam
Elektrolit (asam atau garam) merupakan media yang baik untuk melangsungkan transfer muatan. Hal itu mengakibatkan elektron lebih mudah untuk dapat diikat oleh oksigen di udara. Air hujan banyak mengandung asam, dan air laut banyak mengandung garam, maka air hujan dan air laut merupakan korosi yang utama.
4. Permukaan logam yang tidak rata
Permukaan logam yang tidak rata memudahkan terjadinya kutub-kutub muatan, yang akhirnya akan berperan sebagai anode dan katode. Permukaan logam yang licin dan bersih akan menyebabkan korosi sukar terjadi, sebab sukar terjadi kutub-kutub yang akan bertindak sebagai anode dan katode.
B. Proses perkaratan pada besi
Proses perkaratan (korosi) adalah reaksi elektro kimia (redoks). Pada permukaan besi (Fe) bisa terbentuk bagian anoda dan katoda yang disebabkan oleh dua hal:
1. Perbedaan konsentrasi oksigen terlarut pada permukaan besi
Tetesan air pada permukaan besi mengandung perbedaan konsentrasi oksigen terlarut. Pada bagian pinggir mengandung lebih oksigen terlarut, sehingga di bagian ini bertindak sebagai katoda (reaksi reduksi). Pada bagian tengah tetesan oksigen terlarut relatif sedikit sehingga bagian ini bertindak sebagai anoda (reaksi oksidasi).
Fe → Fe2+ + 2e-
Ion Fe2+ bergerak ke katoda dan teroksidasi lebih lanjut menjadi Fe3+ / besi (111) dalam senyawa besi (111) oksida terhidrat. Dengan adanya garam (oksida asam) atau zat elektrolit akan mempercepat reaksi perkaratan.
2. Tercampur besi oleh karbon atau logam lain yang mempunyai EO red lebih besar dari besi.
Karena E0red besi lebih kecil dari logam tersebut, maka besi akan teroksidasi (anoda), hal ini dapat menyebabkan terjadinya korosi atau menghasilkan karatan besi. Secara keseluruhan perkaratan besi adalah sebagai berikut :
Bila besi bersentuhan dengan oksigen dan air yang bersifat asam, yakni oksida-kosida berikut akan terjadi :
Fe + ½ O2 + 2H+ → Fe2+ + H2O
Reaksi setengah redoksnya :
Katodik : ½ O2 + 2H+ + 2e- → H2O = + 1,23 volt
Anodik : Fe →Fe2+ + 2e- = + 0,44 volt
Fe + ½ O2 + 2H+ → Fe2+ + H2O
Reaksi di atas berlangsung spontan.
Besi (11) itu seterusnya dioksidasi oleh oksigen membentuk karat besi atau oksida besi (111) terhidrasi. Reaksinya :
Katodik : ½ O2 + 2H+ + 2e- → H2O = + 1,23 volt
Anodik : 2 Fe2+ → 2Fe3+ + 2e = - 0,77 volt
2 Fe2+ +½ O2 + 2H+ → 2Fe3+ + H2O = + 0,46 volt
Reaksi tersebut merupakan reaksi spontan, selanjutnya :
2 Fe3+ + ( x+3) H2O → Fe2O3.x H2O + 6 H+
Fe2O3.x H2O inilah yang disebut sebagai karat besi dan ion H+ yang dihasilkan dapat mempercepat reaksi korosi selanjutnya.
Ion Fe di alam akan teroksidasi lagi membentuk Fe2+ atau Fe3+ . Sedangkan ion OH akan bereaksi dengan elektrolit yang ada di lingkungan biasanya dengan ion H+ dari reaksi air hujan dan dengan gas-gas pencemar (SOx, NOx) yang di kenal dengan hujan asam.
Selanjutnya oleh oksigen di udara besi (II) di oksidasi dan sebagai hasil reaksi akhir terbentuk Fe2O3.x(H2O). Zat ini dapat bertindak sebagai autokatalis pada proses perkaratan.Yaitu karat yang dapat mempercepat proses perkaratan berikutnya. Pada umumnya logam-logam yang mempunyai potensial elektroda negatif lebih mudah mengalami korosi. Logam mulia, logam yang mempunyai potensial elektroda positif, sukar mengalami korosi. Kedudukan logam dalam deret potensial bukan satu-satunya faktor yang menyebabkan korosi. Faktor lain yang turut juga menentukan ialah lapisan pada permukaan logam. Alumunium dan seng mudah dioksidasi dalam udara, akan tetapi lapisan tipis dari oksida yang terbentuk pada permukaan melindungi bagian bawahnya terhadap korosi selanjutnya.Kedua logam ini, alumunium dan seng mengalami oksidasi yang kurang sempurna di udara jika dibandingkan dengan besi yang kurang aktif. Karat yang terbentuk di permukaan besi merupakan lapisan tipis yang berpori sehingga bagian bawahnya mudah mengalami korosi.
C. Air Sebagai Media Korosi
1. Pengaruh pH
Reaksi anoda : Fe → Fe2+ + 2e
Pada semua harga pH, tetapi laju korosi berbeda yang disebabkan oleh perubahan reaksi katoda. Antara pH 4-10,bentuk endapan Ferro oxida yang porous dan menutupi permukaan. Pada pH 9,5 di bawahnya laju korosi hampir konstan.
Reaksi katoda : O2 + 2H2O + 4e → 4OH-
Pada Ph di bawah 4, oksida tersebut larut,korosi meningkat karena adanya H+ .
2H+ + 2e → 2H2O
Tidak adanya endapan permukaan, memungkinkan tersedianya oksigen yang selanjutnya menghasilkan laju korosi.
Reaksi katoda : O2 + 4H+ + 4e → 2H2O
Pada pH di atas 10, laju korosi rendah karena terbentuknya lapisan ferro oxida yang passive.
2. Oksigen larut
Korosi besi dan baja pada temperatur kamar memerlukan oksigen larut pada larutan netral dan basa. Temperatur pada awalnya meningkatkan korosi, di atas 80OC mengurangi kelarutan O2 sehingga laju korosi juga mengecil. Solute yang larut mengecilkan kelarutan O2 dan dengan demikian mengecilkan laju korosi.
3. Temperatur yang lebih tinggi
Pemanasan baja di atas temperatur kamar mula-mula meningkatkan laju korosi, tetapi juga berakibat mengurangi kelarutan O2. Di atas 80OC ,laju korosi mengecil pada sistem terbuka.Pada sistem tertutup yang menahan O2 terlarut, laju korosi tetap membesar.
D. Bentuk korosi
Bentuk-bentuk korosi yang umum ditemukan pada korosi logam di lingkungan laut, yaitu :
1. Korosi merata (uniform attack)
2. Korosi setempat (local corrosion)
3. Korosi galvanik (galvanik corrosion)
4. Korosi sumuran (pitting)
5. Korosi celah (crevice corrosion)
6. Korosi erosi
7. Impingement attack
8. Perusakan cavitasi
E. Kerugian yang disebabkan korosi
Besi atau logam yang terkena karat menjadi rapuh, mudah larut/bercampur dengan logam lain dan bersifat racun. Hal ini merugikan dan berbahaya. Besi yang digunakan sebagai pondasi atau penyangga jembatan, jika terkena karat dan rapuh akan mudah ambruk. Alat-alat produksi dalam industri makanan, farmasi, dan kimia tidak boleh menggunakan logam yang mudah terkena korosi karena karat yang terbentuk akan mudah larut disamping berbahaya jika bercampur dengan makanan atau obat-obatan senyawa kimia. Untuk itu digunakan logam stainless yaitu logam yang tahan karat.
Akibat korosi, bagian-bagian alat dan mesin harus diganti, pelanggan komplain, dan yang jelas merugikan adalah banyaknya biaya harus keluar. Sekitar 13 persen dari besi baru hasil pengolahan digunakan setiap tahunnya untuk mengganti besi yang terkorosi. Penanganan korosi juga merupakan usaha yang mahal dan berpotensi membuat polusi lingkungan. Garis bawahnya, korosi tidak pernah bisa dicegah, yang dapat dilakukan hanya meminimalkannya. Itu pun dengan biaya ekstra mahal.
F. Kinetika korosi Aqueous
Korosi di lingkungan aqueous pada umumnya akan lebih mudah dipelajari dengan teori-teori termodinamika dan kinetika elektrokimia.
Sel elektrokimia
Secara umum dapat dikatakan bahwa suatu logam yang terkorosi sama halnya dengan sebuah sel elektrokimia, yang terdiri dari: anoda, katoda, elektronik, dan konduktor elektronik.
Dalam sistem logam yang terkorosi, logam adalah anoda karena mengalami reaksi oksidasi, dan juga berfungsi sebagai konduktor elektronik. Karena pada reaksi oksidasi selalu terjadi pelepasan elektron, maka peristiwa korosi selalu bersamaan dengan peristiwa reduksi yang memanfaatkan elektron tersebut. Seperti reduksi H menjadi H2 atau reduksi O2 menjadi O .
G. Lingkungan korosi Aqueous
Semua lingkungan yang akan dibahas mempunyai satu kesamaan. Berkaitan dengan korosi secara umum disebut lingkungan aqueous. Air merupakan lingkungan yang penting dan memegang peranan yang pentingpada proses korosi. Agar berlangsung, lingkungan yang akan dibahas ialah soil (tanah).
Soil sebagai media korosi
1. Tipe soil
Soil dapat diklasifikasikan menurut ukuran butir. Sifat fisik dan kimia dan juga sifat korosif sangat bergantung pada ukuran butiran. Makin kecil butir, makin besar luas permukaan persatuan volume. Permukaan yang luas meningkatkan proses pelarutan.
2. Hubungan air, udara di dalam soil
Kandungan air tertentu dan adanya oksigen perlu di dalam tanah agar korosi berlangsung. Salah satu fungsi dari air tanah adalah mengatur suplai udara. Dengan meningkatnya air di dalam soil, laju korosi mula-mula meningkat karena luasnya daerah basah, dan meningkatnya konduktivitas. Ketika air mencapai nilai jenuh yaitu pengisian pori-pori yang komplit, laju korosi menurun dengan cepat karena terhalangnya supply oksigen.
3. Komposisi udara di dalam soil
Udara yang terkandung di dalam soil, komposisinya berbeda dengan yang di atmosfer. Dekomposisi material organik, akar tumbuhan mengkonsumsi oksigen dan melepas CO2. Oleh karena itu, kandungan oksigen berkurang dengan cepat, sebaliknya karbondioksida meningkat.
H. Cara Mencegah Terjadinya Korosi
Peristiwa korosi pada logam merupakan fenomena yang tidak dapat dihindari, namun dapat dihambat maupun dikendalikan untuk mengurangi kerugian dan mencegah dampak negatif yang diakibatkannya. Dengan penanganan ini umur produktif peralatan elektronik menjadi panjang sesuai dengan yang direncanakan, bahkan dapat diperpanjang memperoleh nilai ekonomi yang lebih tinggi. Upaya penanganan korosi diharapkan dapat banyak menghemat biaya operasional, sehingga berpengaruh terhadap efisiensi dalam suatu kegiatan industri.
Pengendalian korosi pada peralatan elektronik dapat dilakukan melalui pengendalian lingkungan atau ruangan di mana peralatan tersebut di tempatkan.
Penanganan masalah korosi berkaitan dengan perawatan dan perbaikan fasilitas produksi serta peralatan penunjang lainnya. Kegiatan ini harus dapat mengidentifikasi, mengantisipasi dan menangani masalah korosi pada alat, mesin dan fasilitas industri secara keseluruhan. Pemantauan korosi perlu dilakukan secara periodik. Upaya menghambat laju korosi harus terintegrasi dengan program perawatan dan perbaikan sehingga diperoleh hasil yang terbaik. Pengendalian laju korosi melalui pengendalian lingkungan umumnya dilakukan dengan menjaga kelembaban udara dan pengendalian keasaman lingkungan. Namun pengendalian lingkungan ini hanya mungkin dilakukan untuk peralatan yang berada dalam suatu ruangan, dan tidak mungkin dilakukan terhadap fasilitas yang berinteraksi langsung dengan lingkungan di luar ruangan. Upaya pengendalian korosi ini harus melibatkan semua fihak yang terlibat dalam pengoperasian alat, mesin, instalasi serta fasilitas lainnya. Masalah korosi dan upaya pengendaliannya perlu diperkenalkan kepada seluruh jajaran direksi dan karyawan yang terlibat langsung dalam kegiatan industri.
Ada beberapa usaha yang dapat ditempuh dalam upaya pengendalian korosi peralatan elektronik, antara lain adalah :
Menyimpan bahan-bahan korosif sebaik mungkin sehingga terjadinya kebocoran penguapan serta pelepasan ke lingkungan dapat dihindari. Pengecekan bejana penyimpan bahan kimia korosif yang mudah menguap perlu dilakukan secara periodik, sehingga adanya kebocoran bahan tersebut segera dikenali dan dapat diambil tindakan sedini mungkin untuk menghindari efek yang lebih luas.
Melakukan pemeliharaan rumah tangga perusahaan secara baik termasuk ketertiban dan kebersihan dalam perusahaan. Pengoperasian alat dehumidifier untuk mengurangi kelembaban udara dalam ruangan yang didalamnya menyimpan peralatan elektronik mahal dan rentan terhadap serangan korosi.
Peralatan-peralatan elektronik yang rawan terhadap pengaruh korosi perlu disimpan di ruang tertutup, jauh dari kemungkinan pencemaran udara akibat terlepasnya bahan-bahan korosif ke lingkungan.
Menutup alat sewaktu tidak dipergunakan untuk menghindari masuknya debu-debu ke dalam alat. Perlu diketahui bahwa debu dapat tertempeli polutan korosif yang apabila terbang terbawa udara dapat masuk ke dalam alat dan menempelkan dirinya ke permukaan komponen-komponen elektronik di dalam alat tersebut. Pendidikan tentang faktor-faktor penyebab korosi dan akibatnya perlu juga diberikan kepada karyawan yang bersentuhan langsung dengan pengoperasian alat, agar mereka selalu menjaga dan mau mengikuti instruksi-instruksi yang digariskan dalam kaitan nya dengan perawatan peralatan elektronik.
Hal yang tak kalah pentingnya dalam upaya menjaga peralatan dari masalah korosi ini adalah dukungan dan perhatian yang serius dari sistem manajemen. Pengawasan dan perhatian yang serius perlu diberikan oleh para pimpinan terhadap manajemen perawatan peralatan-peralatan elektronik.
1. Cara pelapisan (coating)
Pelapisan adalah cara umum dan paling banyak di terapkan dalam istilah tonase baja, untuk mengendalikan korosi, untuk melindungi/isolasi paduan logam dari lingkungan yang korosif. Akan tetapi dalam prakteknya timbul banyak problem dan biasanya kurang perhatian tentang masalah itu. Tersedia banyak sekali macam pelapis dan yang paling umum adalah cat. Jembatan, pagar dan railing biasanya dicat. Cat menghindarkan kontak dengan udara dan air. Cat yang mengandung timbel dan zink (seng) akan lebih baik, karena keduanya melindungi besi terhadap korosi.
Kontak antara besi dengan oksigen dan air dapat dicegah dengan melapisi besi dengan cat atau dengan logam lain. Jika logam seperti seng dan timah mengalami korosi, senyawa yang terbentuk akan melindungi logam di bawahnya dari korosi selanjutnya. Seng, Zn dan timah dapat digunakan sebagai logam pelapis untuk melindungi besi dan korosi.
Namun perlu diperhatikan potensial elektrode standar seng dan timah terhadap besi.
Fe2+ (aq) + 2e → Fe(s) EO = - 0,44 volt
Zn2+ (aq) + 2e → Zn(s) EO =- 0,76 volt
Sn2+ (aq) + 2e → Sn(s) EO =- 0,14 volt
Seng lebih mudah di oksidasi daripada besi. Jika besi dilapisi dengan seng, besi tidak akan berkarat walaupun lapisan seng tersebut berlubang sekalipun. Besi lebih mudah dioksidasi daripada timah. Jika besi dilapisi dengan timah, besi tidak akan berkarat.
Umur Proteksi Cat
Umur proteksi cat adalah jangka waktu antara selesainya pelaksanaan pengecatan dengan dimulainya pelaksanaan pemeliharaan pertama, misalnya: umur proteksi cat 5 tahun, maksudnya: jangka waktu antara selesainya pelaksanaan pengecatan dengan dimulainya pelaksanaan pemeliharaan pertama adalah 5 tahun.
Tin Plating (pelapisan dengan timah).
Kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi yang dilapisi dengan timah. Pelapisan dilakukan secara elektrolisis, yang disebut tin plating. Timah tergolong logam yang tahan karat. Akan tetapi, lapisan timah hanya melindungi besi selama lapisan itu utuh (tanpa cacat). Apabila lapisan timah ada yang rusak, misalnya tergores, maka timah justru mendorong/mempercepat korosi besi. Hal itu terjadi karena potensial reduksi besi lebih negatif daripada timah (Eº Fe = -0,44 volt; Eº Sn = -0,44 volt).
Oleh karena itu, besi yang dilapisi dengan timah akan membentuk suatu sel elektrokimia dengan besi sebagai anode. Dengan demikian, timah mendorong korosi besi. Akan tetapi hal ini justru yang diharapkan, sehingga kaleng-kaleng bekas cepat hancur.
Chromium Plating (pelapisan dengan kromium)
Besi atau baja juga dapat dilapisi dengan kromium untuk memberi lapisan pelindung yang mengkilap, misalnya untuk bumper mobil. Chromium plating juga dilakukan dengan elektrolisis. Sama seperti zink, kromium dapat memberi perlindungan sekalipun lapisan kromium itu ada yang rusak.
Galvanisasi (pelapisan dengan zink)
Pipa besi, tiang telpon dan berbagai barang lain dilapisi dengan zink. Berbeda dengan timah, zink dapat melindungi besi dari korosi sekalipun lapisannya tidak utuh. Hal ini terjadi karena suatu mekanisme yang disebut perlindungan katode. Oleh karena potensial reduksi besi lebih positif daripada zink, maka besi yang kontak dengan zink akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katode. Dengan demikian besi terlindungi dan zink yang mengalami oksidasi. Badan mobil-mobil baru pada umumnya telah digalvanisasi, sehingga tahan karat.
2. Cara proteksi katodik (katode pelindung)
Cara ini digunakan terutama untuk logam besi yang di tanam di dalam tanah. Prinsipnya adalah logam besi di hubungkan denga logam lain yang bertindak sebagai anode dan besi sebagai katode. Jadi, logam yang digunakan untuk melindungi besi harus yang lebih mudah teroksidasi daripada logam besi, yaitu memiliki potensial reduksi yang lebih negatif daripada besi. Umumnya digunakan logam Magnesium (Mg). Logam alkali tidak dapat di gunakan karena reaktif.Logam alumunium(Al) dan seng (Zn) tidak dapat digunakan karena oksida logam tersebut (Al2O3 atau ZnO) akan menghambat proses oksidasi berikutnya dengan cara menutupi permukaan logam.
Pipa besi misalnya untuk air atau minyak yang ditanam di dalam tanah harus dilindungi. Untuk mencegah korosi pada pipa-pipa ini batang logam yang lebih aktif, seperti batang Magnesium (Mg) atau seng (Zn) ditanam di dekat pipa dan di hubungkan dengan kawat, batang magnesium akan mengalami oksidasi dan Mg yang rusak dapat diganti dalam jangka waktu tertentu sehingga dengan demikian pipa yang terbuat dari besi itu terlindung dari korosi. Korosi besi ini juga dapat dicegah dengan menghubungkan besi tersebut dengan kutub negatif sumber listrik.
Proteksi katodik juga merupakan teknik penanggulangan korosi komponen baja jembatan, khususnya pada bagian tiang pancang pipa baja yang berada dalam lingkungan air dan atau tanah karena pada bagian tersebut relatif sulit dilakukan teknik penanggulangan korosi dengan teknik yang lebih murah yaitu pengecatan.
Pada prinsipnya, korosi terjadi karena adanya aliran elektron dari bagian tiang pancang pipa baja (anoda) yang diikuti dengan perubahan logam menjadi ion logam (karat) ke bagian tiang pancang pipa baja lain yang karena kualitas baja atau kondisi lingkungannya menjadi katoda. Pada proteksi katodik, terjadinya kerusakan baja akibat aliran elektron dari anoda ke katoda ditanggulangi dengan
memberikan pasokan elektron secukupnya pada seluruh struktur baja yang dilindungi atau dengan kata lain menjadikan seluruh struktur baja tersebut menjadi katoda yang kaya akan elektron. Dilihat dari cara memasok elektron, proteksi katodik terbagi dalam dua cara, yaitu:
a) Metoda arus terpasang (impressed current) yaitu pasokan elektron dilakukan dengan cara menghubungkan tiang pancang pipa baja dengan katoda pada suatu sumber listrik. Metoda ini menggunakan sumber arus searah dari luar, misalnya Transformer Rectifier, DC Generator, dan lain-lain. Arus listrik pada sistem ini dialirkan ke permukaan logam yang diproteksi melalui anoda pembantu, misalnya Anoda Graphite, Baja, Platina, dan Besi Tuang. Keuntungan besar dari metoda arus terpasang adalah bahwa sistem ini dapat menggunakan anoda inert atau anoda yang tahan karat seperti platina dan karbon.
b) Metoda anoda korban (sucricifial anoda) yaitu pasokan elektron dilakukan dengan cara menghubungkan tiang pancang pipa baja dengan logam lain sebagai anoda korban yang memiliki potensial lebih rendah. Pada cara ini terjadi aliran elektron dari logam dengan potensial yang lebih rendah ke tiang pancang pipa baja yang potensialnya lebih tinggi.
Dengan demikian maka tiang pancang pipa baja akan terlindung dari korosi namun sebagai konsekwensinya logam anoda dalam waktu tertentu akan rusak/habis dan selanjutnya dapat diganti atau diperbaharui. Mengganti anoda lebih ringan secara teknik maupun ekonomis dibanding mengganti tiang pancang pipa baja.
3. Perancangan
Dari segi korosi, perancangan dianggap berkaitan dengan perencanaan yang baik dan pembangunan proyek. Ia meliputi pemilihan material dan pemilihan cara pengendaliannya dalam batas perancangan keseluruhan. Perencanaan dan perancangan cara pengendalian korosim adalah merupakan pemecahan masalah yang baik terhadap persoalan-persoalan yang di hadapi.
4. Anoda karbon
Cara lain untuk mencegah korosi besi adalah dengan menggunakan anoda karbon. Dengan membandingkan potensial reduksi standar besi dan magnesium.
Fe2+ + 2e → Fe(s) EO = -0,41 volt
Mg2+ + 2e → Mg(s) EO =-2,39 volt
Terlihat bahwa Mg2+ lebih sulit direduksi dibandingkan dengan Fe2+ atau sebaliknya, Mg(s) lebih mudah dioksidasi daripada Fe(s). Sepotong Mg yang terhubung dengan besi akan lebih cenderung dioksidasi dibandingkan dengan besi, dan sekali terpakai oleh oksidasi harus diganti. Metode ini biasanya digunakan untuk melindungi lambung kapal, jembatan, dan pompa air besi dari korosi. Pelat magnesium dihubungkan dengan interval yang teratur sepanjang potongan pipa yang terkubur, dan ini jauh lebih mudah untuk menggantikannya secara periodik dari pada mengganti keseluruhan pipa.
5. Pelumuran dengan Oli atau Gemuk
Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin. Oli dan gemuk mencegah kontak dengan air.
6. Pembalutan dengan Plastik
Berbagai macam barang, misalnya rak piring dan keranjang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik mencegah kontak dengan udara dan air.
Ekstrak Bahan Alam sebagai Alternatif Inhibitor Korosi
Back to Nature (kembali ke alam) merupakan istilah yang digunakan oleh banyak orang, agar masyarakat kembali memanfaatkan bahan-bahan kimia yang telah disediakan oleh alam dan bukan bahan sintetis.
Istilah back to nature juga berlaku dalam aplikasinya dibidang kimia korosiPenggunaan inhibitor merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk mencegah korosi, karena biayanya yang relatif murah dan prosesnya yang sederhana.
Inhibitor korosi sendiri didefinisikan sebagai suatu zat yang apabila ditambahkan dalam jumlah sedikit ke dalam lingkungan akan menurunkan serangan korosi lingkungan terhadap logam. Umumnya inhibitor korosi berasal dari senyawa-senyawa organik dan anorganik yang mengandung gugus-gugus yang memiliki pasangan elektron bebas, seperti nitrit, kromat, fospat, urea, fenilalanin, imidazolin, dan senyawa-senyawa amina. Namun demikian, pada kenyataannya bahwa bahan kimia sintesis ini merupakan bahan kimia yang berbahaya, harganya lumayan mahal, dan tidak ramah lingkungan, maka sering industri-industri kecil dan menengah jarang menggunakan inhibitor pada sistem pendingin, sistem pemipaan, dan sistem pengolahan air produksi mereka, untuk melindungi besi/baja dari serangan korosi. Untuk itu penggunaan inhibitor yang aman, mudah didapatkan, bersifat biodegradable, biaya murah, dan ramah lingkungan sangatlah diperlukan.
Bahan Alam sebagai Alternatif Inhibitor
Salah satu alternatifnya adalah ekstrak bahan alam khususnya senyawa yang mengandung atom N, O, P, S, dan atom-atom yang memiliki pasangan elektron bebas. Unsur-unsur yang mengandung pasangan elektron bebas ini nantinya dapat berfungsi sebagai ligan yang akan membentuk senyawa kompleks dengan logam. Dari beberapa hasil penelitian seperti Fraunhofer (1996), diketahui bahwa ekstrak daun tembakau, teh dan kopi dapat efektif sebagai inhibitor pada sampel logam besi, tembaga, dan alumunium dalam medium larutan garam. Keefektifan ini diduga karena ekstrak daun tembakau, teh, dan kopi memiliki unsur nitrogen yang berfungsi sebagai pendonor elektron terhadap logam Fe2+ untuk membentuk senyawa kompleks.
Sudrajat dan Ilim (2006) juga mengemukakan bahwa ekstrak daun tembakau, lidah buaya, daun pepaya, daun teh, dan kopi dapat efektif menurunkan laju korosi mild steel dalam medium air laut buatan yang jenuh CO2. Efektivitas ekstrak bahan alam sebagai inhibitor korosi tidak terlepas dari kandungan nitrogen yang terdapat dalam senyawaan kimianya seperti daun tembakau yang mengandung senyawa-senyawa kimia antara lain nikotin, hidrazin, alanin, quinolin, anilin, piridin, amina, dan lain-lain (Reynolds, 1994). Lidah buaya mengandung aloin, aloenin, aloesin dan asam amino. Daun pepaya mengandung N-asetil-glukosaminida, benzil isotiosianat, asam amino (Andrade et al., 1943). Sedangkan daun teh dan kopi banyak mengandung senyawa kafein dimana kafein dari daun teh lebih banyak dibandingkan kopi.
Mekanisme Proteksi
Mekanisme proteksi ekstrak bahan alam terhadap besi/baja dari serangan korosi diperkirakan hampir sama dengan mekanisme proteksi oleh inhibitor organik. Reaksi yang terjadi antara logam Fe2+ dengan medium korosif seperti CO2 diperkirakan menghasilkan FeCO3, oksidasi lanjutan menghasilkan Fe2(CO3)3 dan reaksi antara Fe2+ dengan inhibitor ekstrak bahan alam menghasilkan senyawa kompleks. Inhibitor ekstrak bahan alam yang mengandung nitrogen mendonorkan sepasang elektronnya pada permukaan logam mild steel ketika ion Fe2+ terdifusi ke dalam larutan elektrolit, reaksinya adalah Fe -> Fe2+ + 2e- (melepaskan elektron) dan Fe2+ + 2e- -> Fe (menerima elektron).
Produk yang terbentuk di atas mempunyai kestabilan yang tinggi dibanding dengan Fe saja, sehingga sampel besi/baja yang diberikan inhibitor ekstrak bahan alam akan lebih tahan (ter-proteksi) terhadap korosi. Contoh lainnya, dapat juga dilihat dari struktur senyawa nikotin dan kafein yang terdapat dalam ekstrak daun tembakau, teh, dan kopi, dimana kafein dan nikotin yang mengandung gugus atom nitrogen akan menyumbangkan pasangan elektron bebasnya untuk mendonorkan elektron pada logam Fe2+ sehingga terbentuk senyawa kompleks dengan mekanisme yang sama seperti diatas.
DAFTAR PUSTAKA
Akhadi,Mukhlis. 2006. Dari Wikipedia Indonesia, ensiklopedia bebas berbahasa Indonesia
Alwi,Ibrahim. 1994. Lingkungan Korosi Aqueous. Bandung : ITB
Chandler,K.A. 1985. Marine and Offshone Corrosion. Batter Work
Denny,A Jones. 1982. Principels and Prevention of Corrosion. Macmillan: Pablishing co
Hermawan, Beni. 2007. Dari http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia
Ismunandar, 2008. Dari http://www2.kompas.com
Oxtoby,David W. 2001. Prinsip-Prinsip Kimia Modern. Jakarta: Erlangga
Sudarmo, Unggul. 2006. KIMIA SMA. Jakarta: Erlangga
Korosi adalah proses perusakan pada permukaan logam yang disebabkan oleh terjadinya reaksi kimia (reaksi elektro kimia) pada permukaan logam. Pada hakikatnya korosi adalah suatu reaksi dimana suatu logam dioksidasi sebagai akibat dari serangan kimia oleh lingkungan (uap air,oksigen di atmosfer, oksida asam yang terlarut dalam air).
Korosi merupakan reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan senyawa-senyawa yang tak dikehendaki. Dalam bahasa sehari-hari, korosi disebut perkaratan. Contoh korosi yang paling lazim adalah perkaratan besi.Pada peristiwa korosi, logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen (udara) mengalami reduksi. Karat logam umumnya adalah berupa oksida dan karbonat. Rumus kimia karat besi adalah Fe2O3. xH2O, suatu zat padat yang berwarna coklat-merah.
KOROSI PADA PERALATAN ELEKTRONIK
Sentuhan teknik nuklir dalam produk elektronik
Korosi atau secara awam lebih dikenal dengan istilah pengkaratan merupakan fenomena kimia pada bahan-bahan logam diberbagai macam kondisi lingkungan. Penyelidikan tentang sistem elektrokimia telah banyak membantu menjelaskan mengenai korosi ini, yaitu reaksi kimia antara logam dengan zat-zat yang ada di sekitarnya atau dengan partikel-partikel lain yang ada di dalam matrik logam itu sendiri. Jadi dilihat dari sudut pandang kimia, korosi pada dasarnya merupakan reaksi logam menjadi ion pada permukaan logam kontak langsung dengan lingkungan berair dan oksigen.
Pada umumnya suatu peralatan elektronik mengandung komponen logam yang mempunyai waktu hidup atau masa pakai tertentu. Korosi pada komponen-komponen tersebut dapat menimbulkan kerugian ekonomi akibat berkurangnya masa produktif peralatan elektronik. Korosi bahkan dapat menyebabkan terjadinya gangguan berupa terjadinya hubungan pendek (konsluiting) yang dapat mengarah kepada terjadinya kecelakaan. Masalah korosi peralatan elektronik merupakan salah satu sumber yang dapat memicu kegagalan operasional serta keselamatan kerja pada suatu industri. Oleh sebab itu, masalah ini sudah selayaknya mendapat perhatian yang serius dari berbagai kalangan.
Dalam kehidupan sehari-hari, korosi dapat kita jumpai terjadi pada berbagai jenis logam. Bangunan-bangunan maupun peralatan elektronik yang memakai komponen logam seperti seng, tembaga, besi-baja dan sebagainya semuanya dapat terserang oleh korosi ini. Seng untuk atap dapat bocor karena termakan korosi. Demikian juga besi untuk pagar tidak dapat terbebas dari masalah korosi. Jembatan dari baja maupun badan mobil dapat menjadi rapuh karena peristiwa alamiah yang disebut korosi. Selain pada perkakas logam ukuran besar, korosi ternyata juga mampu menyerang logam pada komponen-komponen renik peralatan elektronik, mulai dari jam digital hingga komputer, serta peralatan-peralatan canggih lainnya yang digunakan dalam berbagai aktivitas umat manusia, baik dalam kegiatan industri maupun di dalam rumah tangga.
Korosi merupakan masalah teknis dan ilmiah yang serius. Di negara-negara maju sekalipun, masalah ini secara ilmiah belum tuntas terjawab hingga saat ini. Selain merupakan masalah ilmu permukaan yang merupakan kajian dan perlu ditangani secara fisika, korosi juga menyangkut kinetika reaksi yang menjadi wilayah kajian para ahli kimia. Korosi juga menjadi masalah ekonomi karena menyangkut umur, penyusutan, dan efesiensi pemakaian suatu bahan maupun peralatan dalam kegiatan industri. Milyaran dolar AS telah dibelanjakan setiap tahunnya untuk merawat jembatan, peralatan perkantoran, kendaraan bermotor, mesin-mesin industri serta peralatan elektronik lainnya agar umur konstruksinya dapat bertahan lebih lama. Banyak negara telah berusaha menghitung biaya korosi nasional dengan cara yang berbeda-beda, umumnya jatuh pada nilai yang berkisar antara 1,5-5,0 persen dari GNP. Kerugian yang dapat ditimbulkan oleh korosi tidak hanya biaya langsung seperti pergantian peralatan industri, perawatan jembatan, konstruksi dan sebagainya, tetapi juga biaya tidak langsung seperti terganggunya proses produksi dalam industri serta kelancaran transportasi yang umunya lebih besar dibandingkan biaya langsung.
Korosi yang tidak tampak
Karat yang tidak terlihat pun berpotensi dan telah banyak menelan nyawa.hal ini dapat terjadi karena tegangan tinggi dalam material dapat menyebabkan material yang tampaknya kekar dari luar ternyata rentan patah. Hal ini sering terjadi dalam kecelakaan pesawat Comet di tahun 1950. Kecelakaan Comet disebabkan oleh lubang rivet kecil dengan diameter 4 mm. Menurut catatan, pesawat Boeing pernah juga mengalami beberapa kecelakaan akibat korosi seperti ini.
Kegagalan material karena korosi yang tidak terlihat umumnya disebut dengan perengkahan karena korosi-tegangan (stress-corrosion cracking, SCC). Jadi, sebenarnya akibat kombinasi adanya tegangan dalam bahan dan korosi. Jenis yang paling umum adalah yang terkaji di batas butiran bahan. Permukaan bahan biasanya kelihatan mulus, kalau ada hanya terlihat jalur-jalur rekahan kecil di permukaan
A. Penyebab timbulnya korosi
Faktor yang berpengaruh terhadap korosi dapat dibedakan menjadi dua, yaitu yang berasal dari bahan itu sendiri dan dari lingkungan. Faktor dari bahan meliputi kemurnian bahan, struktur bahan, bentuk kristal, unsur-unsur kelumit yang ada dalam bahan, teknik pencampuran bahan dan sebagainya. Bahan-bahan korosif (yang dapat menyebabkan korosi) terdiri atas asam, basa serta garam, baik dalam bentuk senyawa an-organik maupun organik. Faktor penting dalam korosi lingkungan adanya hujan, kabut atau pengembunan akibat kelembaban relatif yang tinggi. Dalam suatu struktur harus diperhatikan rancangan struktur agar mengalir dengan bebas air dan cukup ventilasi untuk mengeringkan seluruh permukaan. Kabut dan pengembunan bisa mengakibatkan korosi membasahi seluruh permukaan. Selapis tipis air yang tidak kelihatan sudah cukup membuat suatu sel korosi yang baik. Adanya tiga faktor sel korosi yaitu anoda, katoda dan elektrolit. Lapisan tipis embun yang terbentuk dari embun dari kabut atau dari kelembaban tinggi mudah jenuh dengan oksigen dari udara sehingga terjadi daerah katodik. Laju atau tingkat keparahan suatu logam pada korosi lingkungan umumnya ditentukan konduktivitas elektrolit yang terlarut. Salah satunya yaitu lingkungan yang mengandung ion-ion klorida atau lingkungan laut.
Pada lingkungan laut dengan kadar garam hingga 3,5% atau lingkungan dengan mempunyai kadar ion klorida uang cukup tinggi, baja karbon rendah mengalami kegagalan material akibat korosi yang menyeluruh ke seluruh permukaan logam tergantung dari konsentrasi elektrolit di lingkungan. Aplikasi baja karbon rendah di lingkungan dengan kadar ion klorida lebih dari 3% banyak di pakai pada shipbuilding dan marine equipment. Korosi lingkungan (atmospheric corrosion) harus diperhatikan dalam spesifikasi logam baja karbon khususnya adanya ion klorida.
Penguapan dan pelepasan bahan-bahan korosif ke udara dapat mempercepat proses korosi. Udara dalam ruangan yang terlalu asam atau basa dapat mempercepat proses korosi peralatan elektronik yang ada dalam ruangan tersebut. Flour, hidrogen flourida beserta persenyawaan-persenyawaannyadikenal sebagai bahan korosif. Dalam industri, bahan ini umumnya dipakai untuk sintesa bahan-bahan organik.
Amoniak (NH3) merupakan bahan kimia yang cukup banyak digunakan dalam kegiatan industri. Pada suhu dan tekanan normal, bahan ini berada dalam bentuk gas dan sangat mudah terlepas ke udara. Amoniak dalam kegiatan industri umumnya digunakan untuk sintesa bahan organik, sebagai bahan anti beku di dalam alat pendingin, juga sebagai bahan untuk pembuatan pupuk. Bejana-bejana penyimpan amoniak harus selalu diperiksa untuk mencegah terjadinya kebocoran dan pelepasan bahan ini ke udara.
Embun pagi saat ini umumnya mengandung aneka partikel aerosol, debu serta gas-gas asam seperti NOX dan SOX. Dalam batubara terdapat belerang atau sulfur (S) yang apabila dibakar berubah menjadi oksida belerang. Masalah utama berkaitan dengan peningkatan penggunaan batubara adalah dilepaskannya gas-gas polutan seperti oksida nitrogen (NOX ) dan oksida belerang (SOX). Walaupun sebagian besar pusat tenaga listrik batubara telah menggunakan alat pembersih endapan (presipitator) untuk membersihkan partikel-partikel kecil dari asap batubara, namun NOX dan SOX yang merupakan senyawa gas dengan bebasnya naik melewati cerobong dan terlepas ke udara bebas. Di dalam udara kedua gas tersebut dapat berubah menjadi asam nitrat (HNO3) dan asam sulfat (H2SO4). Oleh sebab itu, udara menjadi terlalu asam dan bersifat korosif dengan terlarutnya gas-gas asam tersebut di dalam udara. Udara yamg asam ini tentu dapat berinteraksi dengan apa saja, termasuk komponen-komponen renik di dalam peralatan elektronik. Jika hal itu terjadi, maka proses korosi tidak dapat dihindari lagi.
Korosi yang menyerang piranti maupun komponen-komponen elektronika dapat mengakibatkan kerusakan bahkan kecelakaan. Karena korosi ini maka sifat elektrik komponen-komponen elektronika dalam komputer, televisi, video, kalkulator, jam digital, dan sebagainya menjadi rusak. Korosi dapat menyebabkan terbentuknya lapisan non-konduktor pada komponen elektronik. Oleh sebab itu, dalam lingkungan dengan tingkat pencemaran tinggi, aneka barang mulai dari komponen elektronika renik sampai jembatan baja semakin mudah rusak, bahkan hancur karena korosi. Dalam beberapa kasus, hubungan pendek yang terjadi pada peralatan elektronik dapat menyebabkan terjadinya kebakaran yang menimbulkan kerugian bukan hanya dalam bentuk kehilangan atau kerusakan materi, tetapi juga korban nyawa.
Pada umumnya ada beberapa faktor yang menyebabkan timbulnya percepatan korosi, yaitu:
1. Uap air
Dilihat dari reaksi yang terjadi pada korosi, air merupakan salah satu faktor penting untuk berlangsungnya proses korosi. Udara yang banyak mengandung uap air (lembab) akan mempercepat berlangsungnya proses korosi.
2. Oksigen
3. Larutan garam
Elektrolit (asam atau garam) merupakan media yang baik untuk melangsungkan transfer muatan. Hal itu mengakibatkan elektron lebih mudah untuk dapat diikat oleh oksigen di udara. Air hujan banyak mengandung asam, dan air laut banyak mengandung garam, maka air hujan dan air laut merupakan korosi yang utama.
4. Permukaan logam yang tidak rata
Permukaan logam yang tidak rata memudahkan terjadinya kutub-kutub muatan, yang akhirnya akan berperan sebagai anode dan katode. Permukaan logam yang licin dan bersih akan menyebabkan korosi sukar terjadi, sebab sukar terjadi kutub-kutub yang akan bertindak sebagai anode dan katode.
B. Proses perkaratan pada besi
Proses perkaratan (korosi) adalah reaksi elektro kimia (redoks). Pada permukaan besi (Fe) bisa terbentuk bagian anoda dan katoda yang disebabkan oleh dua hal:
1. Perbedaan konsentrasi oksigen terlarut pada permukaan besi
Tetesan air pada permukaan besi mengandung perbedaan konsentrasi oksigen terlarut. Pada bagian pinggir mengandung lebih oksigen terlarut, sehingga di bagian ini bertindak sebagai katoda (reaksi reduksi). Pada bagian tengah tetesan oksigen terlarut relatif sedikit sehingga bagian ini bertindak sebagai anoda (reaksi oksidasi).
Fe → Fe2+ + 2e-
Ion Fe2+ bergerak ke katoda dan teroksidasi lebih lanjut menjadi Fe3+ / besi (111) dalam senyawa besi (111) oksida terhidrat. Dengan adanya garam (oksida asam) atau zat elektrolit akan mempercepat reaksi perkaratan.
2. Tercampur besi oleh karbon atau logam lain yang mempunyai EO red lebih besar dari besi.
Karena E0red besi lebih kecil dari logam tersebut, maka besi akan teroksidasi (anoda), hal ini dapat menyebabkan terjadinya korosi atau menghasilkan karatan besi. Secara keseluruhan perkaratan besi adalah sebagai berikut :
Bila besi bersentuhan dengan oksigen dan air yang bersifat asam, yakni oksida-kosida berikut akan terjadi :
Fe + ½ O2 + 2H+ → Fe2+ + H2O
Reaksi setengah redoksnya :
Katodik : ½ O2 + 2H+ + 2e- → H2O = + 1,23 volt
Anodik : Fe →Fe2+ + 2e- = + 0,44 volt
Fe + ½ O2 + 2H+ → Fe2+ + H2O
Reaksi di atas berlangsung spontan.
Besi (11) itu seterusnya dioksidasi oleh oksigen membentuk karat besi atau oksida besi (111) terhidrasi. Reaksinya :
Katodik : ½ O2 + 2H+ + 2e- → H2O = + 1,23 volt
Anodik : 2 Fe2+ → 2Fe3+ + 2e = - 0,77 volt
2 Fe2+ +½ O2 + 2H+ → 2Fe3+ + H2O = + 0,46 volt
Reaksi tersebut merupakan reaksi spontan, selanjutnya :
2 Fe3+ + ( x+3) H2O → Fe2O3.x H2O + 6 H+
Fe2O3.x H2O inilah yang disebut sebagai karat besi dan ion H+ yang dihasilkan dapat mempercepat reaksi korosi selanjutnya.
Ion Fe di alam akan teroksidasi lagi membentuk Fe2+ atau Fe3+ . Sedangkan ion OH akan bereaksi dengan elektrolit yang ada di lingkungan biasanya dengan ion H+ dari reaksi air hujan dan dengan gas-gas pencemar (SOx, NOx) yang di kenal dengan hujan asam.
Selanjutnya oleh oksigen di udara besi (II) di oksidasi dan sebagai hasil reaksi akhir terbentuk Fe2O3.x(H2O). Zat ini dapat bertindak sebagai autokatalis pada proses perkaratan.Yaitu karat yang dapat mempercepat proses perkaratan berikutnya. Pada umumnya logam-logam yang mempunyai potensial elektroda negatif lebih mudah mengalami korosi. Logam mulia, logam yang mempunyai potensial elektroda positif, sukar mengalami korosi. Kedudukan logam dalam deret potensial bukan satu-satunya faktor yang menyebabkan korosi. Faktor lain yang turut juga menentukan ialah lapisan pada permukaan logam. Alumunium dan seng mudah dioksidasi dalam udara, akan tetapi lapisan tipis dari oksida yang terbentuk pada permukaan melindungi bagian bawahnya terhadap korosi selanjutnya.Kedua logam ini, alumunium dan seng mengalami oksidasi yang kurang sempurna di udara jika dibandingkan dengan besi yang kurang aktif. Karat yang terbentuk di permukaan besi merupakan lapisan tipis yang berpori sehingga bagian bawahnya mudah mengalami korosi.
C. Air Sebagai Media Korosi
1. Pengaruh pH
Reaksi anoda : Fe → Fe2+ + 2e
Pada semua harga pH, tetapi laju korosi berbeda yang disebabkan oleh perubahan reaksi katoda. Antara pH 4-10,bentuk endapan Ferro oxida yang porous dan menutupi permukaan. Pada pH 9,5 di bawahnya laju korosi hampir konstan.
Reaksi katoda : O2 + 2H2O + 4e → 4OH-
Pada Ph di bawah 4, oksida tersebut larut,korosi meningkat karena adanya H+ .
2H+ + 2e → 2H2O
Tidak adanya endapan permukaan, memungkinkan tersedianya oksigen yang selanjutnya menghasilkan laju korosi.
Reaksi katoda : O2 + 4H+ + 4e → 2H2O
Pada pH di atas 10, laju korosi rendah karena terbentuknya lapisan ferro oxida yang passive.
2. Oksigen larut
Korosi besi dan baja pada temperatur kamar memerlukan oksigen larut pada larutan netral dan basa. Temperatur pada awalnya meningkatkan korosi, di atas 80OC mengurangi kelarutan O2 sehingga laju korosi juga mengecil. Solute yang larut mengecilkan kelarutan O2 dan dengan demikian mengecilkan laju korosi.
3. Temperatur yang lebih tinggi
Pemanasan baja di atas temperatur kamar mula-mula meningkatkan laju korosi, tetapi juga berakibat mengurangi kelarutan O2. Di atas 80OC ,laju korosi mengecil pada sistem terbuka.Pada sistem tertutup yang menahan O2 terlarut, laju korosi tetap membesar.
D. Bentuk korosi
Bentuk-bentuk korosi yang umum ditemukan pada korosi logam di lingkungan laut, yaitu :
1. Korosi merata (uniform attack)
2. Korosi setempat (local corrosion)
3. Korosi galvanik (galvanik corrosion)
4. Korosi sumuran (pitting)
5. Korosi celah (crevice corrosion)
6. Korosi erosi
7. Impingement attack
8. Perusakan cavitasi
E. Kerugian yang disebabkan korosi
Besi atau logam yang terkena karat menjadi rapuh, mudah larut/bercampur dengan logam lain dan bersifat racun. Hal ini merugikan dan berbahaya. Besi yang digunakan sebagai pondasi atau penyangga jembatan, jika terkena karat dan rapuh akan mudah ambruk. Alat-alat produksi dalam industri makanan, farmasi, dan kimia tidak boleh menggunakan logam yang mudah terkena korosi karena karat yang terbentuk akan mudah larut disamping berbahaya jika bercampur dengan makanan atau obat-obatan senyawa kimia. Untuk itu digunakan logam stainless yaitu logam yang tahan karat.
Akibat korosi, bagian-bagian alat dan mesin harus diganti, pelanggan komplain, dan yang jelas merugikan adalah banyaknya biaya harus keluar. Sekitar 13 persen dari besi baru hasil pengolahan digunakan setiap tahunnya untuk mengganti besi yang terkorosi. Penanganan korosi juga merupakan usaha yang mahal dan berpotensi membuat polusi lingkungan. Garis bawahnya, korosi tidak pernah bisa dicegah, yang dapat dilakukan hanya meminimalkannya. Itu pun dengan biaya ekstra mahal.
F. Kinetika korosi Aqueous
Korosi di lingkungan aqueous pada umumnya akan lebih mudah dipelajari dengan teori-teori termodinamika dan kinetika elektrokimia.
Sel elektrokimia
Secara umum dapat dikatakan bahwa suatu logam yang terkorosi sama halnya dengan sebuah sel elektrokimia, yang terdiri dari: anoda, katoda, elektronik, dan konduktor elektronik.
Dalam sistem logam yang terkorosi, logam adalah anoda karena mengalami reaksi oksidasi, dan juga berfungsi sebagai konduktor elektronik. Karena pada reaksi oksidasi selalu terjadi pelepasan elektron, maka peristiwa korosi selalu bersamaan dengan peristiwa reduksi yang memanfaatkan elektron tersebut. Seperti reduksi H menjadi H2 atau reduksi O2 menjadi O .
G. Lingkungan korosi Aqueous
Semua lingkungan yang akan dibahas mempunyai satu kesamaan. Berkaitan dengan korosi secara umum disebut lingkungan aqueous. Air merupakan lingkungan yang penting dan memegang peranan yang pentingpada proses korosi. Agar berlangsung, lingkungan yang akan dibahas ialah soil (tanah).
Soil sebagai media korosi
1. Tipe soil
Soil dapat diklasifikasikan menurut ukuran butir. Sifat fisik dan kimia dan juga sifat korosif sangat bergantung pada ukuran butiran. Makin kecil butir, makin besar luas permukaan persatuan volume. Permukaan yang luas meningkatkan proses pelarutan.
2. Hubungan air, udara di dalam soil
Kandungan air tertentu dan adanya oksigen perlu di dalam tanah agar korosi berlangsung. Salah satu fungsi dari air tanah adalah mengatur suplai udara. Dengan meningkatnya air di dalam soil, laju korosi mula-mula meningkat karena luasnya daerah basah, dan meningkatnya konduktivitas. Ketika air mencapai nilai jenuh yaitu pengisian pori-pori yang komplit, laju korosi menurun dengan cepat karena terhalangnya supply oksigen.
3. Komposisi udara di dalam soil
Udara yang terkandung di dalam soil, komposisinya berbeda dengan yang di atmosfer. Dekomposisi material organik, akar tumbuhan mengkonsumsi oksigen dan melepas CO2. Oleh karena itu, kandungan oksigen berkurang dengan cepat, sebaliknya karbondioksida meningkat.
H. Cara Mencegah Terjadinya Korosi
Peristiwa korosi pada logam merupakan fenomena yang tidak dapat dihindari, namun dapat dihambat maupun dikendalikan untuk mengurangi kerugian dan mencegah dampak negatif yang diakibatkannya. Dengan penanganan ini umur produktif peralatan elektronik menjadi panjang sesuai dengan yang direncanakan, bahkan dapat diperpanjang memperoleh nilai ekonomi yang lebih tinggi. Upaya penanganan korosi diharapkan dapat banyak menghemat biaya operasional, sehingga berpengaruh terhadap efisiensi dalam suatu kegiatan industri.
Pengendalian korosi pada peralatan elektronik dapat dilakukan melalui pengendalian lingkungan atau ruangan di mana peralatan tersebut di tempatkan.
Penanganan masalah korosi berkaitan dengan perawatan dan perbaikan fasilitas produksi serta peralatan penunjang lainnya. Kegiatan ini harus dapat mengidentifikasi, mengantisipasi dan menangani masalah korosi pada alat, mesin dan fasilitas industri secara keseluruhan. Pemantauan korosi perlu dilakukan secara periodik. Upaya menghambat laju korosi harus terintegrasi dengan program perawatan dan perbaikan sehingga diperoleh hasil yang terbaik. Pengendalian laju korosi melalui pengendalian lingkungan umumnya dilakukan dengan menjaga kelembaban udara dan pengendalian keasaman lingkungan. Namun pengendalian lingkungan ini hanya mungkin dilakukan untuk peralatan yang berada dalam suatu ruangan, dan tidak mungkin dilakukan terhadap fasilitas yang berinteraksi langsung dengan lingkungan di luar ruangan. Upaya pengendalian korosi ini harus melibatkan semua fihak yang terlibat dalam pengoperasian alat, mesin, instalasi serta fasilitas lainnya. Masalah korosi dan upaya pengendaliannya perlu diperkenalkan kepada seluruh jajaran direksi dan karyawan yang terlibat langsung dalam kegiatan industri.
Ada beberapa usaha yang dapat ditempuh dalam upaya pengendalian korosi peralatan elektronik, antara lain adalah :
Menyimpan bahan-bahan korosif sebaik mungkin sehingga terjadinya kebocoran penguapan serta pelepasan ke lingkungan dapat dihindari. Pengecekan bejana penyimpan bahan kimia korosif yang mudah menguap perlu dilakukan secara periodik, sehingga adanya kebocoran bahan tersebut segera dikenali dan dapat diambil tindakan sedini mungkin untuk menghindari efek yang lebih luas.
Melakukan pemeliharaan rumah tangga perusahaan secara baik termasuk ketertiban dan kebersihan dalam perusahaan. Pengoperasian alat dehumidifier untuk mengurangi kelembaban udara dalam ruangan yang didalamnya menyimpan peralatan elektronik mahal dan rentan terhadap serangan korosi.
Peralatan-peralatan elektronik yang rawan terhadap pengaruh korosi perlu disimpan di ruang tertutup, jauh dari kemungkinan pencemaran udara akibat terlepasnya bahan-bahan korosif ke lingkungan.
Menutup alat sewaktu tidak dipergunakan untuk menghindari masuknya debu-debu ke dalam alat. Perlu diketahui bahwa debu dapat tertempeli polutan korosif yang apabila terbang terbawa udara dapat masuk ke dalam alat dan menempelkan dirinya ke permukaan komponen-komponen elektronik di dalam alat tersebut. Pendidikan tentang faktor-faktor penyebab korosi dan akibatnya perlu juga diberikan kepada karyawan yang bersentuhan langsung dengan pengoperasian alat, agar mereka selalu menjaga dan mau mengikuti instruksi-instruksi yang digariskan dalam kaitan nya dengan perawatan peralatan elektronik.
Hal yang tak kalah pentingnya dalam upaya menjaga peralatan dari masalah korosi ini adalah dukungan dan perhatian yang serius dari sistem manajemen. Pengawasan dan perhatian yang serius perlu diberikan oleh para pimpinan terhadap manajemen perawatan peralatan-peralatan elektronik.
1. Cara pelapisan (coating)
Pelapisan adalah cara umum dan paling banyak di terapkan dalam istilah tonase baja, untuk mengendalikan korosi, untuk melindungi/isolasi paduan logam dari lingkungan yang korosif. Akan tetapi dalam prakteknya timbul banyak problem dan biasanya kurang perhatian tentang masalah itu. Tersedia banyak sekali macam pelapis dan yang paling umum adalah cat. Jembatan, pagar dan railing biasanya dicat. Cat menghindarkan kontak dengan udara dan air. Cat yang mengandung timbel dan zink (seng) akan lebih baik, karena keduanya melindungi besi terhadap korosi.
Kontak antara besi dengan oksigen dan air dapat dicegah dengan melapisi besi dengan cat atau dengan logam lain. Jika logam seperti seng dan timah mengalami korosi, senyawa yang terbentuk akan melindungi logam di bawahnya dari korosi selanjutnya. Seng, Zn dan timah dapat digunakan sebagai logam pelapis untuk melindungi besi dan korosi.
Namun perlu diperhatikan potensial elektrode standar seng dan timah terhadap besi.
Fe2+ (aq) + 2e → Fe(s) EO = - 0,44 volt
Zn2+ (aq) + 2e → Zn(s) EO =- 0,76 volt
Sn2+ (aq) + 2e → Sn(s) EO =- 0,14 volt
Seng lebih mudah di oksidasi daripada besi. Jika besi dilapisi dengan seng, besi tidak akan berkarat walaupun lapisan seng tersebut berlubang sekalipun. Besi lebih mudah dioksidasi daripada timah. Jika besi dilapisi dengan timah, besi tidak akan berkarat.
Umur Proteksi Cat
Umur proteksi cat adalah jangka waktu antara selesainya pelaksanaan pengecatan dengan dimulainya pelaksanaan pemeliharaan pertama, misalnya: umur proteksi cat 5 tahun, maksudnya: jangka waktu antara selesainya pelaksanaan pengecatan dengan dimulainya pelaksanaan pemeliharaan pertama adalah 5 tahun.
Tin Plating (pelapisan dengan timah).
Kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi yang dilapisi dengan timah. Pelapisan dilakukan secara elektrolisis, yang disebut tin plating. Timah tergolong logam yang tahan karat. Akan tetapi, lapisan timah hanya melindungi besi selama lapisan itu utuh (tanpa cacat). Apabila lapisan timah ada yang rusak, misalnya tergores, maka timah justru mendorong/mempercepat korosi besi. Hal itu terjadi karena potensial reduksi besi lebih negatif daripada timah (Eº Fe = -0,44 volt; Eº Sn = -0,44 volt).
Oleh karena itu, besi yang dilapisi dengan timah akan membentuk suatu sel elektrokimia dengan besi sebagai anode. Dengan demikian, timah mendorong korosi besi. Akan tetapi hal ini justru yang diharapkan, sehingga kaleng-kaleng bekas cepat hancur.
Chromium Plating (pelapisan dengan kromium)
Besi atau baja juga dapat dilapisi dengan kromium untuk memberi lapisan pelindung yang mengkilap, misalnya untuk bumper mobil. Chromium plating juga dilakukan dengan elektrolisis. Sama seperti zink, kromium dapat memberi perlindungan sekalipun lapisan kromium itu ada yang rusak.
Galvanisasi (pelapisan dengan zink)
Pipa besi, tiang telpon dan berbagai barang lain dilapisi dengan zink. Berbeda dengan timah, zink dapat melindungi besi dari korosi sekalipun lapisannya tidak utuh. Hal ini terjadi karena suatu mekanisme yang disebut perlindungan katode. Oleh karena potensial reduksi besi lebih positif daripada zink, maka besi yang kontak dengan zink akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katode. Dengan demikian besi terlindungi dan zink yang mengalami oksidasi. Badan mobil-mobil baru pada umumnya telah digalvanisasi, sehingga tahan karat.
2. Cara proteksi katodik (katode pelindung)
Cara ini digunakan terutama untuk logam besi yang di tanam di dalam tanah. Prinsipnya adalah logam besi di hubungkan denga logam lain yang bertindak sebagai anode dan besi sebagai katode. Jadi, logam yang digunakan untuk melindungi besi harus yang lebih mudah teroksidasi daripada logam besi, yaitu memiliki potensial reduksi yang lebih negatif daripada besi. Umumnya digunakan logam Magnesium (Mg). Logam alkali tidak dapat di gunakan karena reaktif.Logam alumunium(Al) dan seng (Zn) tidak dapat digunakan karena oksida logam tersebut (Al2O3 atau ZnO) akan menghambat proses oksidasi berikutnya dengan cara menutupi permukaan logam.
Pipa besi misalnya untuk air atau minyak yang ditanam di dalam tanah harus dilindungi. Untuk mencegah korosi pada pipa-pipa ini batang logam yang lebih aktif, seperti batang Magnesium (Mg) atau seng (Zn) ditanam di dekat pipa dan di hubungkan dengan kawat, batang magnesium akan mengalami oksidasi dan Mg yang rusak dapat diganti dalam jangka waktu tertentu sehingga dengan demikian pipa yang terbuat dari besi itu terlindung dari korosi. Korosi besi ini juga dapat dicegah dengan menghubungkan besi tersebut dengan kutub negatif sumber listrik.
Proteksi katodik juga merupakan teknik penanggulangan korosi komponen baja jembatan, khususnya pada bagian tiang pancang pipa baja yang berada dalam lingkungan air dan atau tanah karena pada bagian tersebut relatif sulit dilakukan teknik penanggulangan korosi dengan teknik yang lebih murah yaitu pengecatan.
Pada prinsipnya, korosi terjadi karena adanya aliran elektron dari bagian tiang pancang pipa baja (anoda) yang diikuti dengan perubahan logam menjadi ion logam (karat) ke bagian tiang pancang pipa baja lain yang karena kualitas baja atau kondisi lingkungannya menjadi katoda. Pada proteksi katodik, terjadinya kerusakan baja akibat aliran elektron dari anoda ke katoda ditanggulangi dengan
memberikan pasokan elektron secukupnya pada seluruh struktur baja yang dilindungi atau dengan kata lain menjadikan seluruh struktur baja tersebut menjadi katoda yang kaya akan elektron. Dilihat dari cara memasok elektron, proteksi katodik terbagi dalam dua cara, yaitu:
a) Metoda arus terpasang (impressed current) yaitu pasokan elektron dilakukan dengan cara menghubungkan tiang pancang pipa baja dengan katoda pada suatu sumber listrik. Metoda ini menggunakan sumber arus searah dari luar, misalnya Transformer Rectifier, DC Generator, dan lain-lain. Arus listrik pada sistem ini dialirkan ke permukaan logam yang diproteksi melalui anoda pembantu, misalnya Anoda Graphite, Baja, Platina, dan Besi Tuang. Keuntungan besar dari metoda arus terpasang adalah bahwa sistem ini dapat menggunakan anoda inert atau anoda yang tahan karat seperti platina dan karbon.
b) Metoda anoda korban (sucricifial anoda) yaitu pasokan elektron dilakukan dengan cara menghubungkan tiang pancang pipa baja dengan logam lain sebagai anoda korban yang memiliki potensial lebih rendah. Pada cara ini terjadi aliran elektron dari logam dengan potensial yang lebih rendah ke tiang pancang pipa baja yang potensialnya lebih tinggi.
Dengan demikian maka tiang pancang pipa baja akan terlindung dari korosi namun sebagai konsekwensinya logam anoda dalam waktu tertentu akan rusak/habis dan selanjutnya dapat diganti atau diperbaharui. Mengganti anoda lebih ringan secara teknik maupun ekonomis dibanding mengganti tiang pancang pipa baja.
3. Perancangan
Dari segi korosi, perancangan dianggap berkaitan dengan perencanaan yang baik dan pembangunan proyek. Ia meliputi pemilihan material dan pemilihan cara pengendaliannya dalam batas perancangan keseluruhan. Perencanaan dan perancangan cara pengendalian korosim adalah merupakan pemecahan masalah yang baik terhadap persoalan-persoalan yang di hadapi.
4. Anoda karbon
Cara lain untuk mencegah korosi besi adalah dengan menggunakan anoda karbon. Dengan membandingkan potensial reduksi standar besi dan magnesium.
Fe2+ + 2e → Fe(s) EO = -0,41 volt
Mg2+ + 2e → Mg(s) EO =-2,39 volt
Terlihat bahwa Mg2+ lebih sulit direduksi dibandingkan dengan Fe2+ atau sebaliknya, Mg(s) lebih mudah dioksidasi daripada Fe(s). Sepotong Mg yang terhubung dengan besi akan lebih cenderung dioksidasi dibandingkan dengan besi, dan sekali terpakai oleh oksidasi harus diganti. Metode ini biasanya digunakan untuk melindungi lambung kapal, jembatan, dan pompa air besi dari korosi. Pelat magnesium dihubungkan dengan interval yang teratur sepanjang potongan pipa yang terkubur, dan ini jauh lebih mudah untuk menggantikannya secara periodik dari pada mengganti keseluruhan pipa.
5. Pelumuran dengan Oli atau Gemuk
Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin. Oli dan gemuk mencegah kontak dengan air.
6. Pembalutan dengan Plastik
Berbagai macam barang, misalnya rak piring dan keranjang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik mencegah kontak dengan udara dan air.
Ekstrak Bahan Alam sebagai Alternatif Inhibitor Korosi
Back to Nature (kembali ke alam) merupakan istilah yang digunakan oleh banyak orang, agar masyarakat kembali memanfaatkan bahan-bahan kimia yang telah disediakan oleh alam dan bukan bahan sintetis.
Istilah back to nature juga berlaku dalam aplikasinya dibidang kimia korosiPenggunaan inhibitor merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk mencegah korosi, karena biayanya yang relatif murah dan prosesnya yang sederhana.
Inhibitor korosi sendiri didefinisikan sebagai suatu zat yang apabila ditambahkan dalam jumlah sedikit ke dalam lingkungan akan menurunkan serangan korosi lingkungan terhadap logam. Umumnya inhibitor korosi berasal dari senyawa-senyawa organik dan anorganik yang mengandung gugus-gugus yang memiliki pasangan elektron bebas, seperti nitrit, kromat, fospat, urea, fenilalanin, imidazolin, dan senyawa-senyawa amina. Namun demikian, pada kenyataannya bahwa bahan kimia sintesis ini merupakan bahan kimia yang berbahaya, harganya lumayan mahal, dan tidak ramah lingkungan, maka sering industri-industri kecil dan menengah jarang menggunakan inhibitor pada sistem pendingin, sistem pemipaan, dan sistem pengolahan air produksi mereka, untuk melindungi besi/baja dari serangan korosi. Untuk itu penggunaan inhibitor yang aman, mudah didapatkan, bersifat biodegradable, biaya murah, dan ramah lingkungan sangatlah diperlukan.
Bahan Alam sebagai Alternatif Inhibitor
Salah satu alternatifnya adalah ekstrak bahan alam khususnya senyawa yang mengandung atom N, O, P, S, dan atom-atom yang memiliki pasangan elektron bebas. Unsur-unsur yang mengandung pasangan elektron bebas ini nantinya dapat berfungsi sebagai ligan yang akan membentuk senyawa kompleks dengan logam. Dari beberapa hasil penelitian seperti Fraunhofer (1996), diketahui bahwa ekstrak daun tembakau, teh dan kopi dapat efektif sebagai inhibitor pada sampel logam besi, tembaga, dan alumunium dalam medium larutan garam. Keefektifan ini diduga karena ekstrak daun tembakau, teh, dan kopi memiliki unsur nitrogen yang berfungsi sebagai pendonor elektron terhadap logam Fe2+ untuk membentuk senyawa kompleks.
Sudrajat dan Ilim (2006) juga mengemukakan bahwa ekstrak daun tembakau, lidah buaya, daun pepaya, daun teh, dan kopi dapat efektif menurunkan laju korosi mild steel dalam medium air laut buatan yang jenuh CO2. Efektivitas ekstrak bahan alam sebagai inhibitor korosi tidak terlepas dari kandungan nitrogen yang terdapat dalam senyawaan kimianya seperti daun tembakau yang mengandung senyawa-senyawa kimia antara lain nikotin, hidrazin, alanin, quinolin, anilin, piridin, amina, dan lain-lain (Reynolds, 1994). Lidah buaya mengandung aloin, aloenin, aloesin dan asam amino. Daun pepaya mengandung N-asetil-glukosaminida, benzil isotiosianat, asam amino (Andrade et al., 1943). Sedangkan daun teh dan kopi banyak mengandung senyawa kafein dimana kafein dari daun teh lebih banyak dibandingkan kopi.
Mekanisme Proteksi
Mekanisme proteksi ekstrak bahan alam terhadap besi/baja dari serangan korosi diperkirakan hampir sama dengan mekanisme proteksi oleh inhibitor organik. Reaksi yang terjadi antara logam Fe2+ dengan medium korosif seperti CO2 diperkirakan menghasilkan FeCO3, oksidasi lanjutan menghasilkan Fe2(CO3)3 dan reaksi antara Fe2+ dengan inhibitor ekstrak bahan alam menghasilkan senyawa kompleks. Inhibitor ekstrak bahan alam yang mengandung nitrogen mendonorkan sepasang elektronnya pada permukaan logam mild steel ketika ion Fe2+ terdifusi ke dalam larutan elektrolit, reaksinya adalah Fe -> Fe2+ + 2e- (melepaskan elektron) dan Fe2+ + 2e- -> Fe (menerima elektron).
Produk yang terbentuk di atas mempunyai kestabilan yang tinggi dibanding dengan Fe saja, sehingga sampel besi/baja yang diberikan inhibitor ekstrak bahan alam akan lebih tahan (ter-proteksi) terhadap korosi. Contoh lainnya, dapat juga dilihat dari struktur senyawa nikotin dan kafein yang terdapat dalam ekstrak daun tembakau, teh, dan kopi, dimana kafein dan nikotin yang mengandung gugus atom nitrogen akan menyumbangkan pasangan elektron bebasnya untuk mendonorkan elektron pada logam Fe2+ sehingga terbentuk senyawa kompleks dengan mekanisme yang sama seperti diatas.
DAFTAR PUSTAKA
Akhadi,Mukhlis. 2006. Dari Wikipedia Indonesia, ensiklopedia bebas berbahasa Indonesia
Alwi,Ibrahim. 1994. Lingkungan Korosi Aqueous. Bandung : ITB
Chandler,K.A. 1985. Marine and Offshone Corrosion. Batter Work
Denny,A Jones. 1982. Principels and Prevention of Corrosion. Macmillan: Pablishing co
Hermawan, Beni. 2007. Dari http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia
Ismunandar, 2008. Dari http://www2.kompas.com
Oxtoby,David W. 2001. Prinsip-Prinsip Kimia Modern. Jakarta: Erlangga
Sudarmo, Unggul. 2006. KIMIA SMA. Jakarta: Erlangga
