Koroso pada Logam dan Metode Pencegahannya
(Metal Corrosion and The
Prevention Methods)
Handariatul Masruroh
Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas
Jember (UNEJ)
Jln. Kalimantan 37, Jember 68121
E-mail: Handariatul_m@yahoo.com
Abstrak
Korosi adalah istilah yang
biasa digunakan untuk kerusakan logam akibat proses elektrokimia. Reaksi korosi
adalah reaksi kimia yang cukup lambat, akan tetapi hasil reaksinya sangat
berpengaruh sekali terhadap kehidupan umat manusia, karena logam banyak
digunakan di hampir semua sektor industri. Logam yang mengalami korosi akan
rusak atau daya tahannya berkurang. Berkurangnya daya tahan logam yang
digunakan di dalam industri sudah barang tentu sangat berbahaya bagi lingkungan
ataupun akan menurunkan produktivitas industri. Kerugian yang ditimbulkan dari
proses korosi mengharuskan adanya tindakan pencegahan terjadinya korosi. Ada
beberapa faktor yang mempengaruhi suatu logam dapat terkorosi. Dilihat dari
faktor-faktor penyebab terjadinya korosi dapat digunakan sejumlah metode
pencegahan korosi.
Kata
Kunci: faktor penyebab
korosi, korosi logam, metode pencegahan, proses terjadinya korosi.
Abstract
Corrosion is the term commonly used for metal
damage caused by the electrochemical process. Corrosion reaction is fairly slow
chemical reaction, but the reaction proceeds very influential on human life,
because the metal is widely used in almost all industrial sectors. Metal will
corrode damaged or reduced durability. Reduced durability of metal used in the
industry, of course, is very harmful to the environment or to reduce the
productivity of the industry. Losses incurred from the corrosion process requires
precautions corrosion. There are several factors that affect a metal can be
corroded. Seen from the factors that cause the occurrence of corrosion can be
used a number of methods of prevention of corrosion.
Keywords: factors that cause corrosion, metal corrosion,
prevention methods, the process of corrosion..
Pendahuluan
Korosi adalah proses perusakan
pada permukaan logam yang disebabkan oleh terjadinya reaksi kimia (reaksi
elektro kimia) pada permukaan logam. Pada dasarnya korosi merupakan suatu reaksi
oksidasi dari suatu logam akibat adanya serangan kimia dari lingkungan sperti
air, udara dan sebagainya.
Korosi merupakan reaksi redoks
antara suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan
senyawa-senyawa yang tak dikehendaki. Korosi sering disebut juga sebagai
pengkaratan. 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[1].
Korosi dapat dijumpai dalam
kehidupan sehari-hari. Korosi dapat menyerang pada berbagai jenis logam. Logam
sangat berguna dalam kehidupan sehari-hari karena logam dapat merupakan
komponen dari suatu dari peralatan-peralatan sehari-hari maupun digunakan
sebagai komponen dari bangunan-bangunan. Korosi tidak menyerang pada logam yang
berukuran besar saja, namun juga mampu menyerang logam pada komponen-komponen
renik peralatan elektronik mulai dari arloji, baut dan sebagainya yang sangat
berguna dalam berbagai aktivutas manusia baik dalam kegiatan industri maupun di
dalam rumah tangga.
Terjadinya korosi pada logam
menimbulkan kerugian yang cukup besar untuk aktivitas manusia. Adanya kerugian
tersebut mengharuskan adanya tindakan-tindakan pencegahan terjadinya korosi.
Pencegahan tersebut dilakukan dengan cara melindungi logam dari penyebab
korosi. Berdasarkan faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya korosi,
terdapat banyak cara yang dapat dilakukan untuk mencegah terjadinya korosi
seperti metode modifikasi lingkungan, modifikasi logam, perlindungan katodik
dan pelapisan.
Korosi merupakan masalah
ilmiah yang cukup serius. Hingga saat ini masalah korosi secara ilmiah belum
tuntas terjawab. Korosi merupakan masalah yang menyangkut kinetika rekasi yang
menjadi wilayah kajian ahli kimia. Korosi juga menjadi masalah ekonomi karena
menyangkut efisiensi pemakaian suatu bahan maupun peralatan dalam kegiatan
industri. Dampak yang ditimbulkan dari proses korosi sangat merugikan. Dampak
negatif yang ditimbulkan oleh korosi dapat berupa dampak secara langsung maupun
secara tidak langsung. Berdasarkan hal ini sangat menarik untuk mendiskusikan
tentang korosi, proses terjadinya korosi, faktor-faktor penyebab korosi dan
metode yang dapat digunakan untuk mencegah korosi.
Isi
Korosi logam merupakan suatu
reaksi redoks spontan yang bersifat cukup kompleks yang dapat didekati
menggunakan pemahaman kimiawi sel elektrokimia. Korosi merupakan proses redoks
pada permukaan logam dengan lingkungannya. Karat pada besi, pudarnya warna
perak, dan warna hijau pada permukaan tembaga adalah beberapa contoh korosi
dalam kehidupan sehari-hari. Korosi terjadi karena sebagian besar logam mudah
teroksidasi dengan melepas elektron ke oksigen di udara dan membentuk oksida
logam.
Contoh korosi yang paling
lazim adalah korosi pada besi. Proses korosi pada logam besi dapat dijelaskan
sebagai berikut,
Pertama-tama besi mengalami
oksidasi:
Fe → Fe2+ + 2e E°=
0,44 V
Pada proses ini, elektron
mengalair dari anode ke bagian lain dari besi yang berlaku sebagai katode. Di
bagian katode oksigen terduksi. Reaksinya adalah sebagai berikut:
O2 + H2O
+ 4e → 4OH- E°= 0,40V atau
O2 + 4H+
+ 4e → 2H2O E°= 1,23V
Ion besi (II) yang terbentuk
pada anoda selanjutnya teroksidasi menjadi ion besi (III) yang kemudian
membentuk senyawa oksida terhidrasi (karat besi), Fe2O3.xH2O.
Oksida Fe2O3.xH2O yang terbentuk menempati
volum yang lebih besar dibanding Fe. Oleh karenanya, karat pada besi
menggelembung dan dapat terlihat jelas. Dari hasil ini dapat terlihat bahwa
proses korosi memerlukan oksigen dan air. Sehinga besi yang disimpan dalam
udara yang kering akan lebih awet bila dibandingkan di tempat yang lembab[2].
Pada udara lembab, besi
cenderung terkorosi terutama pada daerah yang tergores atau bengkok. Daerah
demikian disebut anode sedangkan daerah lainnya pada besi berfungsi sebagai
katode.
Korosi dapat dianggap sebagai
suatu sel elektrokimia. Elektron mengalir dari anode ke katode melalui logam
seperti halnya aliran elektron dalam kawat. Korosi yang berprinsip pada
elektrokimia memiliki 3 komponen penting dalam kelangsungan proses tersebut
yaitu:
1. Anoda
Anoda merupakan bagian dari
logam yang mengalami korosi diamna oksidasi terjadi. Padaa bagian ini oksidasi
terjadi dengan melepaskan elektron-elektron dari atom logam netral untuk
membentuk ion yang kemudian bereaksi membentuk karat.
2. Katoda
Katoda merupakan bagian yang
tidak mengalami korosi karena menerima elektron. Pada bagian ini ini logam
mengalami reduksi dengan menerima elektron-elektron dari anoda. Reaksi yang
terjadi pada katoda bergantung pada pH larutan. Pada larutan asam akan
terbentuk gas H2 sedangkan pada larutan basa akan terbentuk gas O2.
3. Elektrolit
Elektrolit adalah larutan yang
dapat menghantarkan listrik sebagai media perpindahan elektron dari anoda
menuju katoda. Jenis elektrolit bermacam-macam. Air dapat digunakan sebagai
elektrolit karena kebanyakan air bersifat konduktif.
Korosi dapat terjadi dimana
saja dan pada bahan apa saja. Boleh dikatakan bahwa hampir tidak ada benda
padat yang tidak dapat mengalami korosi. Beberapa logam akan mengalami reaksi
oksidasi dengan oksigen di dalam keadaan normal. Oksida logam yang terbentuk
terdapat pada lapisan luar dari logam. Reaksi korosi adalah suatu reaksi yang
terjadi kalau di dalam suatu logam terdapat dua buah elektroda yang mempunyai
muatan berbeda. Perbedaan muatan tersebut karena di dalam logam tersebut
terdapat dua atau lebih logam yang tidak sama sebagai unsur takmurnian atau
impurities. Logam-logam yang tidak sama tersebut dapat bertindak sebagai anoda
ataupun sebagai katoda tegantung pada jenis logamnya[3].
Perbedaan jenis logam tersebut
akan menghasilkan perbedaan potensial terhadap larutan elektrolit yang terdapat
di antaranya. Jadi reaksi korosi adalah reaksi elektrokimia yang terdapat di
dalam suatu batang logam tertentu. Untuk jelasnya di bawah ini dituliskan
reaksinya.
L → Ln+ + ne-
Reaksi ini terjadi pada anoda,
anoda memproduksi kation L dan elektron, kemudian elektron tersebut akan
mengalir ke katoda. Pada katoda terjadi reaksi reduksi dari logam/ion yang
mempunyai muatan positif, reaksinya dapat dituliskan sebagai berikut.
2H+ + 2e→ H2
O2 + 2H2O
+4e → 4(OH)-
2H2 + 2e → 2(OH)-
+ H2
Elektron yang dihasilkan oleh
anoda akan mengalir melalui logam, sedangkan elektrolitnya mengakibatkan reaksi
antara elektrokimia di atas.
Jadi reaksi korosi dapat
terjadi kalau di dalam suatu logam terdapat katoda, anoda dan elektrolit, serta
aliran eksternal. Kalau salah satu dari komponen tersebut tidak terdapat di
dalam suatu logam, maka tidak akan terjadi reaksi korosi. Demikian pula halnya,
kalau di dalam besi yang sangat murni sekali, meskipun di dalamnya terdapat
cukup banyak air, maka tidak akan terjadi korosi di dalam logam besi tersebut.
Unsur oksigen juga memegang peranan yang sangat penting di dalam proses besi
menjadi oksida besi dan kondisi asam[4].
Terjadinya korosi disebabkan
oleh beberapa faktor. Faktor tersebut berasal dari logam 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. Faktor dari lingkungan meliputi kontak langsung logam dengan H2O
dan O2, keberadaan zat pengotor, kontak dengan elektrolit,
temperatur dan sebagainya[4].
Korosi pada permukaan logam
merupakan reaksi redoks, reaksi redoks yang terjadi ini merupakan sel
elektrokimia. Keberadaan air (H2O) dan oksigen (O2) dapat
mempercepat proses korosi pada permukaan logam. Oksigen dari udara yang larut
dalam air akan tereduksi, sedangakan air sendiri berfungsi sebagai media tempat
berlangsungnya reaksi redoks pada peristiwa korosi. Proses korosi pada
permukaan logam tersebut akan semakin cepat dengan semakin banyaknya jumlah
oksigen dan air yang mengalami kontak dengan permukaan logam.
Pada peristiwa korosi,
keberadaan zat pengotor di permukaan logam dapat mempercepat terjadinya korosi.
Hal ini terjadi karena dengan adanya zat pengotor pada permukaan logam dapat
menyebabkan terjadinya reaksi reduksi tambahan sehingga lebih banyak atom logam
yang teroksidasi.
Peristiwa korosi pada
permukaan logam dapat dipercepat juga oleh adanya kontak dengan elektrolit.
Keberadaan elektrolit dapat mempercepat laju korosi dengan menambah terjadinya
reaksi reduksi tambahan. Konsentrasi elekrolit yang besar dapat meningkatkan
laju aliran elektron sehingga korosi meningkat.
Temperatur juga dapat
mempengaruhi proses korosi pada permukaan logam. Temperatur dapat mempercepat
kecepatan reaksi redoks pada peristiwa korosi. Secar umum, semakin tinggi
temperatur semakin cepat cepat korosi berlangsung. Hal ini terjadi karena
dengan meningkatnya temperatur energi kinetik yang dimiliki partikel semakin
besar sehingga kemungkinan terjadinya tumbukan efektif pada reaksi redoks
semakin besar. Dengan demikian laju korosi pada permukaan logam semakin
meningkat.
Korosi pada logam menimbulkan
kerugian yang tidak sedikit. Dampak yang ditimbulkan korosi dapat berupa
kerugian langsung dan tidak langsung. Kerugian secara langsung dapat berupa
kerusakan parah pada bangunan, jembatan, kapal dan mobil. Sedangakan kerugian
secara tidak langsung berupa terganggunya aktivitas produksi dari suatu
industri karena kerusakan peralatan produksi akibat korosi, bahkan kerugian
tidak langsung dapat berupa kecelakaan yang menimbulkan korban jiwa, separti
kejadian runtuhnya jembatan akibat korosi, terjadinya kebakaran akibat
kebocoran pipa akibat korosi dan meledaknya pembangkit tenaga nuklir akibat
terjadinya korosi pada pipa uapnya. Adanya kerugian yang ditimbulkan dari
korosi mengharuskan adanya suatu tindakan pencegahan proses terjadinya korosi.
Dilihat dari faktor-faktor
yang mempengaruhi proses korosi, dapat digunakan sejumah metode untuk mencegah
terjadinya korosi. Beberapa metode yang sering digunakan untuk mencegah
terjadinya korosi adalah metode modifikasi lingkungan, modifikasi logam,
perlindungan katodik dan pelapisan.
Cara mencegah terjadinya
korosi dengan menggunakan metode modifikasi lingkungan pada umumnya dilakukan
dengan cara menjaga kelembapan udara dan keasaman lingkungan. Metode modifikasi
lingkungan ini hanya dapat dilakukan untuk perlatan logam yang berada di dalam
ruangan. Sedangkan untuk peralatan logam yang dapat berinteraksi langsung
dengan lingkungan luar, metode ini tidak dapat digunakan.
Pencegahan korosi menggunakan
metode modifikasi logam dapat dilkukan dengan cara membuat alloy atau paduan
logam yang bersifat tahan karat. Ketika besi membentuk alloy (paduan logam)
dengan unsur-unsur tertentu, besi akan lebih tahan terhadap korosi. Contoh dari
alloy adalah baja. Baja merupakan alloy dari besi. Baja mengandung sebelas
persen hingga dua belas persen kromium dan sedikit mengandung karbon, disebut
stainless steel. Baja ini ini tahan karat dan sering digunakan dalam industri,
untuk bahan kimia, dan di rumah tangga[4].
Pencegahan korosi menggunakan
perlindungan katode dapat dilakukan dengan menghubungkan logam yang akan
dilindungi dengan logam lain yang lebih reaktif. Logam yang lebih rektif
tersebut dijadikan sebagai anode korban yang akan menyuplai elektron dan
bertindak sebagai anode dalam sel elektrokimia korosi. Untuk memahami hal ini,
ambil contoh penggunaan logam Mg (E° = -2.37V) untuk perlindungan logam Fe (E°
= -0.44V). adanya logam Mg ini akan membuat besi sukar mengalami korosi. Hal
ini disebabkan magnesium lebih mudah teroksidasi dibandingkan dengan besi.
Sehingga magnesium yang akan mengalami korosi sedangakan besi tidak.
Pencegahan korosi menggunakan
metode pelapisan dilakukan dilakukan dengan cara melapisi logam dengan logam
yang lebih reaktif. Penggunaan logam lain yang lebih reaktif akan menempatkan
logam tersebut sabagai penyuplai elektron atau bertindak sebagai anode dalam
sel elektrokimia korosi. Contohnya adalah melapisi logam besi dengan tembaga
atau timah. Logam Cu (E0= +0.34V) dan Sn ( E0=-0.14V)
memiliki potensi reduksi yang lebih positif daripada besi. Logam-logam ini akan
lebih mudah teroksidasi sehingga logam-logam ini dapat melindungi besi dari
korosi. Selain menggunakan pelapis logam yang lebih reaktif, dapat juga
digunakan pelapis pelindung lainnya yang sukar ditembus oleh oksigen seperti
cat, oli maupun gemuk. Pelapisan permukaan besi harus terlapis sempurna untuk
menghindarkan kontak dengan oksigen. Proses pelapisan yang tidak sempurna dapat lebih berbahaya dibandingkan
besi tanpa pelapis. Pengaratan dapat terjadi pada bagian yang tertutup sehingga
tidak terdeteksi[5].
Kesimpulan
Korosi logam merupakan suatu
reaksi redoks spontan yang bersifat cukup kompleks yang dapat didekati
menggunakan pemahaman kimiawi sel elektrokimia. Elektron mengalir dari anode ke
katode melalui logam seperti halnya aliran elektron dalam kawat. Korosi yang
berprinsip pada elektrokimia memiliki 3 komponen penting dalam kelangsungan
proses tersebut yaitu anoda, katoda dan elektrolit. Terjadinya korosi
disebabkan oleh beberapa faktor. Faktor tersebut meliputi faktor dari logam itu
sendiri maupun dari lingkungan. Faktor dari bahan meliputi kemurnian bahan,
struktur bahan, bentuk kristal, unsur-unsur kelumit yang ada dalam bahan,
teknik pencampuran bahan dan sebagainya. Faktor dari lingkungan meliputi kontak
langsung logam dengan H2O dan O2, keberadaan zat
pengotor, kontak dengan elektrolit, temperatur dan sebagainya. Dilihat dari faktor-faktor
yang mempengaruhi proses korosi, terdapat beberapa metode yang dapat digunakan
untuk mencegah terbentuknya korosi. Beberapa metode yang sering digunakan untuk
mencegah terjadinya korosi adalah metode modifikasi lingkungan, modifikasi
logam, perlindungan katodik dan pelapisan.
Daftar pustaka
[1] “Korosi, kumpulan artikel,”
Scribd. [Online]. Available: http://ml.scribd.com/doc/51475435/korosi-kumpulan-artikel.
[Accessed: 09-Jun-2013].
[2] “Pengertian Korosi,”
Scribd. [Online]. Available:
http://ml.scribd.com/doc/68874351/Pengertian-Korosi. [Accessed: 09-Jun-2013].
[3] “Korosi pada logam,”
Scribd. [Online]. Available:
http://ml.scribd.com/doc/90973992/korosi-pada-lgam. [Accessed: 09-Jun-2013].
[4] “FENOMENA KOROSI,”
tsf farmasi unsoed 2012. [Online]. Available:
http://tsffarmasiunsoed2012.wordpress.com/2012/05/22/fenomena-korosi/.
[Accessed: 09-Jun-2013].
[5] “Karat,”
Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas.
16-May-2013.
