Laporan Praktikum Korosi Pada Paku Besi

    

    

DISUSUN OLEH :

VERONICA KRISTIASIE

XII IA 6

SMA Negeri 2 PALANGKARAYA

2014

    I.      JUDUL PRAKTIKUM               :         KOROSI PADA PAKU BESI

   II.      TUJUAN PRAKTIKUM            :          

Untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya korosi (karat) besi.  Juga untuk mengetahui paku yang lebih cepat dan banyak perkaratannya.

 III.      DASAR TEORI                        :        

A.   Pengertian Besi dan Korosi

1.    Besi

Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi (tambang) yang banyak digunakan untuk kehidupan manusia sehari-hari dari yang bermanfaat sampai dengan yang merusakkan. Dalam tabel periodik, besi mempunyai simbol Fe dan nomor atom 26. Besi juga mempunyai nilai ekonomis yang tinggi.
            Besi adalah logam yang paling banyak dan paling beragam penggunaannya

Hal itu karena beberapa hal, diantaranya:          
            • Kelimpahan besi di kulit bumi cukup besar,     
            • Pengolahannya relatif mudah dan murah, dan
            • Besi mempunyai sifat-sifat yang menguntungkan dan mudah dimodifikasi.
            Salah satu kelemahan besi adalah mudah mengalami korosi. Korosi menimbulkan banyak kerugian karena mengurangi umur pakai berbagai barang atau bangunan yang menggunakan besi atau baja. Sebenarnya korosi dapat dicegah dengan mengubah besi menjadi baja tahan karat (stainless steel), akan tetapi proses ini terlalu mahal untuk kebanyakan penggunaan besi.
Korosi besi memerlukan oksigen dan air. Berbagai jenis logam contohnya Zink dan Magnesium dapat melindungi besi dari korosi.

2.    Korosi 

Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan senyawa-senyawa yang tidak 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 atau karbonat. Rumus kimia karat besi adalah Fe₂O₃.nH₂O, suatu zat padat yang berwarna coklat-merah.    
           Korosi merupakan proses elektrokimia. Pada korosi besi, bagian tertentu dari besi itu berlaku sebagai anode, di mana besi mengalami oksidasi.
                                                Fe(s) <--> Fe²⁺(aq) + 2e     
            Elektron yang dibebaskan di anode mengalir ke bagian lain dari besi itu yang bertindak sebagai katode, di mana oksigen tereduksi            .
                                    O₂(g) + 4H⁺(aq) + 4e <--> 2H₂O(l) 
                                                            atau
                                    O₂(g) + 2H₂O(l) + 4e <--> 4OH^-(aq)           
Ion besi(II) yang terbentuk pada anode selanjutnya teroksidasi membentuk ion besi(III) yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi, yaitu karat besi. Mengenai bagian mana dari besi itu yang bertindak sebagai anode dan bagian mana yang bertindak sebagai katode, bergantung pada berbagai faktor, misalnya zat pengotor, atau perbedaan rapatan logam itu.
Korosi dapat juga diartikan sebagai serangan yang merusak logam karena logam bereaksi secara kimia atau elektrokimia dengan lingkungan. Ada definisi lain yang mengatakan bahwa korosi adalah kebalikan dari proses ekstraksi logam dari bijih mineralnya. Contohnya, bijih mineral logam besi di alam bebas ada dalam bentuk senyawa besi oksida atau besi sulfida, setelah diekstraksi

dan diolah, akan dihasilkan besi yang digunakan untuk pembuatan baja atau baja paduan. Selama pemakaian, baja tersebut akan bereaksi dengan lingkungan yang menyebabkan korosi (kembali menjadi senyawa besi oksida).
Deret Volta dan hukum Nernst akan membantu untuk dapat mengetahui kemungkinan terjadinya korosi. Kecepatan korosi sangat tergantung pada banyak faktor, seperti ada atau tidaknya lapisan oksida, karena lapisan oksida dapat menghalangi beda potensial terhadap elektroda lainnya yang akan sangat berbeda bila masih bersih dari oksida.

Faktor yang mempengaruhi Korosi

Korosi pada permukaan suatu logam dapat dipercepat oleh beberapa faktor, antara lain:

1.        Oksigen terlarut ( DO = Dissolved oxygen ) → DO berperan dalam sebagian proses korosi, bila konsentrasi DO naik, maka kecepatan korosi akan naik.

2.        Zat padat terlarut jumlah ( TDS = total dissolved solid ) → konsentrasi TDS sangatlah penting, karena air yang mengandung TDS merupakan penghantar arus listrik yang baik dibandingkan dengan air tanpa TDS. Aliran listrik diperlukan untuk terjadinya korosi pada pipa logam, oleh karena itu jika TDS naik, maka kecepatan korosi akan naik.

3.        pH dan Alkalinitas → mempengaruhi kecepatan reaksi, pada umumnya pH dan alkalinitas naik, kecepatan korosi akan naik. Peristiwa korosi pada kondisi asam, yakni pada kondisi pH < 7 semakin besar, karena adanya reaksi reduksi tambahan yang berlangsung pada katode yaitu:           2H⁺_(aq) + 2e^- → H₂

4.        Temperatur → makin tinggi temperatur, reaksi kimia lebih cepat terjadi dan naiknya temperatur air pada umumnya menambah kecepatan korosi.

5.        Tipe logam yang digunakan untuk pipa dan perlengkapan pipa → logam yang mudah memberikan elektron atau yang mudah teroksidasi, akan mudah terkorosi.

6.        Aliran listrik → Aliran listrik yang diakibatkan oleh korosi sangat lemah dan isolasi dapat menghalangi aliran listrik antara logam-logam yang berbeda, sehingga korosi galvanis dapat dihindari. Bilamana aliran listrik yang kuat melewati logam yang mudah terkorosi, maka akan menimbulkan aliran nyasar dari sistem pemasangan listrik di pelanggan yang tidak menggunakan aarde, hal ini menyebabkan korosi cepat terjadi.

7.        B a k t e r i → tipe bakteri tertentu dapat mempercepat korosi, karena mereka akan menghasilkan karbon dioksida (CO₂) dan hidrogen sulfida (H₂S), selama masa putaran hidupnya. CO₂ akan menurunkan pH secara berarti sehingga menaikkan kecepatan korosi. H₂S dan besi sulfida, Fe₂S₂, hasil reduksi sulfat (SO₄^2–) oleh bakteri pereduksi sulfat pada kondisi anaerob, dapat mempercepat korosi bila sulfat ada di dalam air. Zat-zat ini dapat menaikkan kecepatan korosi. Jika terjadi korosi logam besi maka hal ini dapat mendorong bakteri besi (iron bacteria) untuk berkembang, karena mereka senang dengan air yang mengandung besi.

B.   Penyebab korosi dan Pengendalian korosi

1.    Penyebab 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.
Faktor dari lingkungan meliputi tingkat pencemaran udara, suhu, kelembaban, keberadaan zat-zat kimia yang bersifat korosif dan sebagainya. Bahan-bahan korosif (yang dapat menyebabkan korosi) terdiri atas asam, basa serta garam, baik dalam bentuk senyawa an-organik maupun organik.
            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 fluorida beserta persenyawaan-persenyawaannya dikenal sebagai bahan korosif. Dalam industri, bahan ini umumnya dipakai untuk sintesa bahan-bahan organik. Ammoniak (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.        

2.    Pengendalian korosi     

Korosi menimbulkan banyak kerugian karena mengurangi umur berbagai barang atau bangunan yang menggunakan besi atau baja. Sebenarnya korosi dapat dicegah dengan mengubah besi menjadi baja tahan karat (stainless steel). Akan tetapi, proses ini terlalu mahal untuk kebanyakan penggunaan besi.   
           Korosi besi memerlukan oksigen dan air. Kemudian, kita ketahui bahwa berbagai jenis logam dapat melindungi besi terhadap korosi. Cara-cara pencegahan korosi besi yang akan dibahas berikut ini didasarkan pada dua sifat tersebut.         
            1. Mengecat. Jembatan, pagar dan railing biasanya dicat. Cat menghindarkan kontak besi dengan udara dan air.           
            2. Melumuri dengan oli atau gemuk. Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin. Oli dan gemuk mencegah kontak besi dengan air.
            3. Dibalut dengan plastik. Berbagai macam barang, misalnya rak piring dan keranjang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik mencegah kontak besi dengan udara dan air.         

            4. Tin plating (pelapisan dengan timah). 
Kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi yang dilapisi dengan timah. Pelapisan dilakukan secara elektrolisis, yang disebut electroplating. Timah tergolong logam yang tahan karat. Besi yang dilapisi timah tidak mengalami korosi karena tidak ada kontak dengan oksigen (udara) dan air. Akan tetapi, 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. Oleh karena itu, besi yang dilapisi dengan timah akan membentuk suatu sel elekrokimia dengan besi sebagai anode. Dengan demikian, timah mendorong korosi besi. Akan tetapi, hal itu justru yang diharapkan, sehingga kaleng-kaleng bekas cepat hancur.           

            5. Galvanisasi (pelapisan dengan zink). 
Pipa besi, tiang telpon, badan mobil, dan berbagai barang lain dilapisi dengan zink. Berbeda dengan timah, zink dapat melindungi besi dari korosi sekalipun lapisannya tidak utuh. Hal itu terjadi karena suatu mekanisme yang disebut dengan perlindungan katode. Oleh karena potensial reduksi besi lebih positif daripada zink, maka besi yang kontak dengan zink akan membentuk sel elekrokimia dengan besi sebagai katode. Dengan demikian, besi terlindungi dan zink yang mengalami oksidasi.     
            6. Cromium plating (pelapisan dengan kromium). Besi atau baja juga dapat dilapisi dengan kromium untuk memberi lapisan pelindung yang mengkilap, misalnya untuk bumper mobil. Cromium plating juga dilakukan dengan elektrolisis. Sama seperti zink, kromium dapat memberi perlindungan sekalipun lapisan kromium itu ada yang rusak  

            7. Sacrificial protection (pengorbanan anode).  
Magnesium adalah logam yang jauh lebih aktif (berarti lebih mudah berkarat) daripada besi. Jika logam magnesium dikontakkan dengan besi, maka magnesium itu akan berkarat tetapi besi tidak. Cara ini digunakan untuk melindungi pipa baja yang ditanam dalam tanah atau badan kapal laut. Secara periodik, batang magnesium harus diganti.

 IV.      ALAT DAN BAHAN                 :

·         ALAT                          :

1)    5 buah tabung reaksi

2)    5 paku besi

3)    Kapas

·         BAHAN                      :

1)    5 mL Air suling

2)    2 gram kristal CaCl₂

3)    10 mL minyak tanah

  V.      CARA KERJA                         :

1.    Ambillah 5 tabung reaksi , kemudian :

a)    Tambahkan 5 mL air suling kedalam tabung 1

b)    Tambahkan 2 gram kristal CaCl2 kemudian kapas kering kedalam tabung 2

c)    Tambahkan air yang sudah dididihkan kedalam tabung 3 hingga hampir penuh

d)    Tambahkan kira-kira 10mL minyak tanah kedalam tabung 4.

2.    Amplaslah 4 batang paku besi hingga bersih, kemudian masukan masing-masing satu kedalam tabung reaksi pada prosedur 1 di atas

3.    Tutup tabung 2 dan 3 dengan prop(sumbat) karet sampai rapat (lihat gambar).

4.    Simpanlah tabung-tabung tersebut selama 3 hari lebih, kemudian amati apa yang terjadi.

 VI.      TABEL PENGAMATAN :

No.	Tabung	Perlakuan	Hasil Pengamatan
1.	I	Tabung diisi dengan 5 mL air suling dan dimasukkan paku besi kedalam nya ( didiamkan selama ±3 hari )	Paku berkarat dan timbul endapan di dasar tabung
2.	II	Masukkan kedalam tabung  2 gram kristal CaCl2, kemudian tambahkan kapas kering, lalu masukkan  paku besi,tutup tabung dengan prop (sumbat) karet sampai rapat. (diamkan selama ± 3 hari)	Tidak terjadi perkaratan
3.	III	masukkan air mendidih kedalam tabung sampai tabung penuh kemudian masukan paku , lalu tutup tabung dengan prop (sumbat) karet sampai rapat. (diamkan selama ± 3 hari)	Paku tidak berkarat tetapi timbul lumut di dasar tabung
4.	IV	masukan minyak tanah kedalam tabung kemudian masukan paku (diamkan selama ± 3 hari)	Tidak ada perubahan terhadap paku yaitu paku tidak mengalami perkaratan
5.	V	Paku dimasukkan di tabung yang bebas oksigen	Paku berkarat

VII.      ANALISIS DATA / PERTANYAAN   :

1)    Apakah tabung dimana paku berkarat terdapat oksigen dan air ?

Ya

2)    Apakah tabung dimana paku tidak berkarat tidak terdapat oksigen atau air? Ya

3)    Kesimpulan : Proses korosi besi lebih cepat terjadi pada tabung yang berisi air karena air dapat mengikat oksigen, pada tabung yang ditutupi penutup tabung tidak bisa masuk sehingga tidak terjadi perkaratan atau korosi.

VIII.      PEMBAHASAN                        :

      Pada tabung I Diisikan 5 mL air suling dan dimasukkan paku besi kedalam nya. Sesudah didiamkan selama lebih dari  3 hari terjadi perkaratan pada paku besi hal ini disebabkan perkaratan pada paku di pengaruhi oleh Oksigen dan Air

      Pada tabung II Diisikan 2 gram kristal CaCl₂, ditambahkan kapas kering, paku besi,tutup tabung dengan prop (sumbat) karet. Pada tabung II Tidak terjadi perkaratan karena tabung ditutup sehingga oksigen tidak dapat masuk dan juga didalam tabung terdapat CaCl2 adalah zat yang bersifat higroskopis

(menyerap air), sehingga udara dalam tabung yang mengandung zat itu akan bersifat kering.

      Pada tabung III yang dimasukkan air mendidih kedalam tabung hingga hampir penuh ,tutup tabung dengan prop (sumbat) karet. Tidak terjadi perkaratan karena air yang sudah didihkan kehilangan oksigen terlarut yang menyebabkan paku besi tidak berkarat.

      Pada tabung IV paku besi dimasukan kedalam tabung yang berisi minyak tanah tidak terjadi perkaratan  itu dikarenakan , walaupun ada udara yang masuk kedalam tabung akan tetapi minyak tanah dapat menghambat terjadinya korosi karena E⁰-nya kecil. Hal ini menunjukkan bahwa minyak tanah adalah media yang dapat menghambat korosi.

      Pada tabung V paku dimasukan kedalam tabung bebas oksigen. Terjadi perkaratan . karena perkaratan pada paku tersebut di pengaruhi oleh Oksigen dan Air.

 IX.      KESIMPULAN DAN SARAN             :

      Kesimpulan

1.      Korosi adalah proses suatu logam mengalami reaksi oksidasi di udara bebas. Korosi juga merupakan reaksi redoks antara logam dengan zat yang ada di sekitarnya dan menghasilkan senyawa yang tidak dikehendaki. Senyawa tersebut biasanya berupa oksida logam atau logam karbonat.

2. Dari percobaan atau pengamatan tersebut bisa kita dapatkan bahwa paku yang paling cepat berkarat adalah paku yang di dalam gelas yang di isi air tanpa di tutup, karena perkaratan pada paku tersebut di pengaruhi oleh Oksigen dan Air. Paku yang tidak dapat berkarat adalah paku yang dibiarkan kering terbuka dan tertutup.

3. Dari hasil pratikum tersebut saya dapat menyimpulkan bahwa paku yang tidak mengalami korosi terjadi pada paku ditabung II, III, IV  hal ini bisa terjadi karena tidak ada kontak langsung antara oksigen.

           Kemudian dari praktek tersebut di benarkan bahwa salah satu faktor korosi adanya kontak antara udara dan air.Agar tidak terjadi korosi pada besi jangan sampai besi terkontaminasi dengan air atau larutan yang dapat menyebabkan oksidasi sehingga besi dapat berkarat. Jika kita menghindarkan besi dari air, maka besi tidak dapat bereaksi dengan oksigen yang  dapat membuatnya berkarat.

4.      Faktor yang menyebabkan terjadinya korosi :

©      Oksigen

©      Air

©      Keektrolitan larutan

©      Permukaan logam

©        Sel elektrokimia

      SARAN          :

Setiap melakukan praktikum diharapkan untuk dapat memperhatikan prosedur kerja serta memperhatikan keselamatan kerja. Selain itu, diusahakan untuk memperbanyak referensi guna memudahkan kita baik dalam melakukan praktikum maupun dalam penyusunan laporan praktikum. Dalam melakukan percobaan untuk mengetahui faktor-faktor penyebab dan faktor-faktor yang mempercepat korosi, sebaiknya dilakukan dengan sangat teliti, di antaranya membersihkan paku hingga benar-benar bersih, dan pada tabung tertentu yang tidak boleh mengandung oksigen, sebaiknya melakukan penutupan tabung secepat mungkin dan serapat mungkin, agar kondisi tabung menjadi tanpa oksigen.

  X.      LAMPIRAN                              :

 XI.      DAFTAR PUSTAKA                          :

·         file:///D:/laporan%20praktikum%20korosi%20_%20miftahuljannah_exact.htm

·         http://etrinar.blogspot.com/2012/11/korosi_24.html

·         http://perpustakaancyber.blogspot.com/2013/07/pengertian-korosi-penyebab-cara-pencegahan.html 

·         http://sainsforhuman.blogspot.com/2013/07/apa-itu-korosi-penyebab-dan-cara.html