Embed Size (px)
Citation preview
EFEK SINERGETIK ION Zn2+ DAN EKSTRAK AIR
GETAH Macaranga gigantea UNTUK INHIBISI
KOROSI BAJA LUNAK DALAM ASAM SULFAT
S K R I P S I
HIMPIRA ELA DEWITNI
F1C117030
PROGRAM STUDI KIMIA
JURUSAN MATEMATIKA DAN ILMU PEGETAHUAN ALAM
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS JAMBI
2021
ii
RINGKASAN
Inhibisi korosi baja lunak menggunakan ekstrak air getah Macaranga
gigantea dan ion Zn2+ dalam medium asam sulfat dilakukan menggunakan
metode kehilangan berat dengan variasi konsentrasi dan suhu. Untuk
memperkuat hasil penelitian, karakterisasi Fourier Transform Infra Red (FTIR)
untuk mengidentifikasi gugus fungsi yang terdapat dalam ekstrak air getah
Macaranga gigantea dan ion Zn2+. Karakterisasi Scanning Electron Microscopy
(SEM) untuk mengetahui morfologi permukaan baja lunak sebelum dan setelah
perlakuan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa laju korosi baja lunak menurun
dengan penambahan konsentrasi dari ion Zn2+. Hal itu diperkuat dengan hasil
analisa FTIR dan SEM yang menunjukkan interaksi antara baja lunak dengan
ekstrak air getah Macaranga gigantea dan ion Zn2+. Berdasarkan nilai entalpi
dan energi bebas gibbs, mekanisme inhibisi adalah adsorpsi campuran berupa
fisiosorpsi dan kemisorpsi. Inhibisi diketahui meningkat dengan peningkatan
konsentrasi dari ion Zn2+, serta menurun dengan peningkatan suhu. Efisiensi
inhibisi tertinggi yaitu 74,125% diperoleh pada penambahan ion Zn2+ 0,05 mM
pada suhu 303 K.
iii
SUMMARY
Corrosion inhibition of mild steel using aqueous extract of Macaranga
gigantean sap and Zn2+ ion solution in sulfuric acid medium was carried out
using the weight loss method with variations in concentration and temperature.
To strengthen the research results, the characterization of Fourier Transform
Infra Red (FTIR) to identify the functional groups contained in the aqueous
extract of Macaranga gigantea sap and Zn2+ ion solution. Scanning Electron
Microscopy (SEM) characterization to determine the surface morphology of mild
steel before and after treatment.
The results showed that the corrosion rate of mild steel decreased with
the addition of the concentration of the Zn2+ ion solution. This was confirmed by
the results of FTIR and SEM analysis which showed the interaction between
mild steel with water extract of Macaranga gigantea sap and Zn2+ ion solution.
Based on the value of enthalpy and Gibbs free energy, the mechanism of
inhibition is adsorption of a mixture in the form of physiosorption and
chemisorption. Inhibition is known to increase with increasing concentration of
the Zn2+ ion solution, and decrease with increasing temperature. The highest
inhibition efficiency of 74.125% was obtained by adding 0.05 mM Zn2+ ion
solution at a temperature of 303 K.
EFEK SINERGETIK ION Zn2+ DAN EKSTRAK AIR
GETAH Macaranga gigantea UNTUK INHIBISI
KOROSI BAJA LUNAK DALAM ASAM SULFAT
S K R I P S I
Diajukan sebagai salah satu syarat dalam melakukan penelitian dalam rangka
penulisan Skripsi pada Program Studi Kimia
HIMPIRA ELA DEWITNI
F1C117030
PROGRAM STUDI KIMIA
JURUSAN MATEMATIKA DAN ILMU PEGETAHUAN ALAM
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS JAMBI
2021
v
RIWAYAT HIDUP
Penulis bernama Himpira Ela Dewitni, lahir di Siulak
Tenang pada tanggal 16 Maret 1999. Penulis merupakan
anak ketiga dari tiga bersaudara dari pasangan ayah
yang bernama Suarman dan Ibu Timah Rami. Pendidikan
formal yang pernah ditempuh oleh penulis yaitu:
1. Sekolah Dasar Negeri 94/III Siulak Deras, tahun 2005-2011.
2. Sekolah Menengah Pertama Negeri 17 Kerinci, tahun 2011-2014.
3. Madrasah Aliyah Negeri 1 Kota Sungai Penuh, tahun 2014-2017.
4. Pada tahun 2017, penulis diterima di Perguruan Tinggi Negeri Universitas
Jambi, Program Strata 1 (S1) dan tercatat sebagai mahasiswa Program Studi
Kimia Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Jambi.
Selama menempuh pendidikan di jenjang S1 penulis aktif mengikuti
kegiatan di Universitas, baik akademik maupun non-akademik. Penulis
mengaplikasikan materi yang diperoleh dengan menjadi asisten laboratorium
Kimia Dasar 1 untuk Program Studi Teknik Geologi dan Kimia, Biokimia untuk
Program Studi Kimia. Selain itu, penulis aktif mengikuti organisasi Himpunan
Mahasiswa Kimia Fakultas Sains dan Teknologi. Dari organisasi penulis
mengikuti Rapat Kerja Wilayah (RAKERWIL) tingkat Universitas yang di adakan
IKAHIMKI Wilayah 1 di Bengkulu.
Dalam bidang akademik penulis juga mengikuti kegiatan Program
Kreativitas Mahasiswa KEMENRISTEKDIKTI dan berhasil lolos pada tahap
pendanaan 2019 dan juga 2020. Di akhir masa pendidikan penulis
melaksanakan Magang di Dinas Perindustrian dan Perdagangan Provinsi Jambi.
Penulis menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Efek Sinergetik Ion Zn2+
dan Ekstrak Air Getah Macaranga gigantea Untuk Inhibisi Korosi Baja
Lunak Dalam Asam Sulfat”. Dibawah bimbingan Dr. Diah Riski Gusti, S.Si.,
M.Si dan Dr. Intan Lestari, S.Si., M.Si
vi
PRAKATA
Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan
rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan
Skripsi dengan judul “Efek Sinergetik Ion Zn2+ dan Ekstrak Air Getah
Macaranga gigantea Untuk Inhibisi Korosi Baja Lunak Dalam Asam Sulfat”.
Skripsi ini penulis buat sebagai syarat dalam menyelesaikan studi di Program
Studi Kimia Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Jambi.
Selama menyelesaikan tulisan ini, penulis mendapatkan banyak
bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis ingin mengucapkan terimakasih
dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada:
1. Prof. Drs. Damris M, M.Sc., Ph.D selaku dekan Fakultas Sains dan
Teknologi yang telah memberikan fasilitas dalam menyelesaikan tugas
akhir.
2. Dr. Tedjo Sukmono, S.Si., M.Si selaku Wakil Dekan bagian akademik
kerjasama dan sistem informasi Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Jambi yang telah memberikan izin dalam melakukan
penelitian tugas akhir.
3. Heriyanti, S.T., M.Sc., M.Eng selaku Ketua Program Studi Kimia
Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Jambi yang telah memberikan
izin dalam penelitian tugas akhir.
4. Dr. Diah Riski Gusti, S.Si., M.Si. selaku pembimbing utama dan Dr.
Intan Lestari, S.Si., M.Si. selaku pembimbing pendamping yang selalu
memberikan waktu, saran, arahan dan bantuan dalam membimbing
penulis selama penelitian sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi
ini.
5. Tim penguji skripsi, Dr. Drs. Ngatijo, M. Si, Heriyanti, S.T., M.Sc., M.Eng
dan Nindita Claurisa Amaris Susanto, S.Si., M.Sc. yang telah
memberikan saran dan masukan untuk penulis.
6. Bapak dan Ibu dosen di Fakultas Sains dan Teknologi yang telah
memberikan ilmunya kepada penulis selama perkuliahan.
7. Segenap staf Laboratorium Fakultas Sains dan Teknologi Universitas
Jambi yang telah membantu penulis selama perkuliahan dan penelitian.
8. Teristimewa kepada kedua Orang tua Suaraman dan Timah Rami serta
tidak lupa kakak Nazar Efendi dan Doni Mat Sapuan yang selalu
memberikan doa, dukungan materi dan moril yang tak terhingga serta
ketulusannya dalam mendampingi penulis untuk menempuh jenjang
pendidikan hingga terselesainya penulisan skripsi ini.
viii
DAFTAR ISI
SURAT PERNYATAAN ........................................................................................ i
RINGKASAN ..................................................................................................... ii
SUMMARY ...................................................................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ iv
RIWAYAT HIDUP .............................................................................................. v
PRAKATA ........................................................................................................ vi
DAFTAR ISI .................................................................................................... viii
DAFTAR TABEL ............................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xi
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xii
I. PENDAHULUAN ........................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ....................................................................................... 1
1.2 Identifikasi dan Rumusan Masalah ......................................................... 3
1.3 Tujuan ................................................................................................... 3
1.4 Manfaat Penelitian .................................................................................. 3
II. TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................... 4
2.1 Baja........................................................................................................ 4
2.2 Korosi ..................................................................................................... 5
2.3 Inhibitor Korosi ....................................................................................... 6
2.4 Macaranga gigantea ................................................................................ 7
2.5 Tanin ...................................................................................................... 9
2.6 Green Inhibitor ....................................................................................... 9
2.7 ion Zn2+ ............................................................................................... 10
2.8 Isoterm Adsorpsi ................................................................................... 11
2.9 Metode Pengukuran .............................................................................. 12
2.10 Spektrofotometri Fourier Transform-Infra Red (FT-IR) ........................... 13
2.11 Scanning Electron Microscope (SEM) ..................................................... 15
III. METODOLOGI PENELITIAN ...................................................................... 16
ix
3.1 Tempat dan Waktu ............................................................................... 16
3.2 Bahan dan Peralatan ............................................................................ 16
3.3 Metode Penelitian.................................................................................. 16
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................ 18
4.1 Analisis Spektrofotometri Fourier Transform Infrared (FTIR) .................. 18
4.2 Analisis Scanning Electron Microscopy (SEM) ........................................ 21
4.3 Metode Kehilangan Berat ...................................................................... 22
4.3 Analisis Isoterm Adsorpsi ...................................................................... 26
V. KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................................... 31
5.1 Kesimpulan .......................................................................................... 31
5.2 Saran ................................................................................................... 31
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 32
LAMPIRAN ..................................................................................................... 37
x
DAFTAR TABEL
Gambar Halaman
1. Interpretasi Spektra FTIR ........................................................................... 20
2. Efek Sinergetik Korosi Baja Lunak dalam Perendaman ion Zn2+ + 1 g/L
ekstrak air getah Macaranga gigantea ........................................................ 26
3. Koefisien Korelasi yang diperoleh dari berbagai isoterm adsorpsi ................. 27
4. Parameter Adsorpsi dari Adsorpsi Isoterm Freundlich ................................. 28
5. Nilai Entalpi Adsorpsi Standar dan Entropi Adsorpsi Standar ..................... 29
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1. Baja (Arifin, 2017) ........................................................................................ 4
2. Korosi (Ispandriatno, 2016) .......................................................................... 5
3. Interaksi Senyawa Organik dengan Baja (Stiadi et al., 2019) ......................... 6
4. Tanaman Macaranga gigantea dan bagian-bagian Macaranga gigantea ......... 7
5. Struktur Tanin (Mihra et al., 2018). .............................................................. 9
6. Spektrofotometri Fourier Transform-Infra Red (FT-IR) (Sulistyani, 2018) ...... 14
7. Skema Alat FT-IR (Maryam et al., 2019) ..................................................... 14
8. Scanning Electron Microscope (SEM) (Pambudi et al., 2017) ........................ 15
9. Mekanisme Kerja SEM (Sujatno et al., 2015) ............................................... 15
10. Spektrum FTIR: ekstrak air getah Macaranga gigantea .............................. 18
11. Spektrum FTIR: ekstrak air getah Macaranga gigantea dengan ion Zn2+ ... 19
12. Hasil SEM Baja Lunak: a) Blangko, b) H2SO4 0.75 M selama 24 Jam, c)
ekstrak air getah Macaranga gigantea 1 g/L selama 24 Jam, d) ion Zn2+
0,05 mM selama 24 Jam, e) ekstrak air getah Macaranga gigantea 1 g/L +
ion Zn2+ 0,05 mM selama 24 Jam. ............................................................ 21
13. Pengaruh campuran konsentrasi ion Zn2+ + 1 g/L ekstrak air getah
Macaranga gigantea terhadap laju korosi dengan variasi suhu……………...23
14. Pengaruh campuran konsentrasi ion Zn2+ + 1 g/L ekstrak air getah
Macaranga gigantea terhadap efisiensi dengan variasi suhu…………………24
15. Isoterm adsorpsi freundlich untuk korosi baja dalam medium asam sulfat
0,75 m dengan waktu perendaman 3 jam…………………………………………28
16. Hubungan 1/t terhadap ∆G°ads.................................................................. 29
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Halaman
1. Alur Penelitian ........................................................................................... 37
2. Diagram Alir Penelitian............................................................................... 38
3. Perhitungan ............................................................................................... 41
4. Adsorpsi isoterm ekstrak air getah Macaranga gigantea dan ion Zn2+ pada
suhu 303 K ............................................................................................... 46
5. Perhitungan Kads dan ∆G°ads ...................................................................... 48
6. Perhitungan Entalpi Adsorbsi Standar dan Entropi Standar ........................ 49
7. Karakterisasi Scanning Electron Microscopy (SEM) ....................................... 50
8. Karakterisasi Spektrofotometri Fourier Transform Infrared (FTIR) .................. 52
9. Dokumentasi ............................................................................................. 53
1
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Baja adalah suatu paduan yang berasal dari besi, dimana besi sebagai
bahan dasarnya dan karbon adalah campurannya. Kandungan karbon dalam
baja 0,2% sampai 2,1%. Baja karbon lunak mempunyai kadar karbon 0,05% -
0,30% sehingga mudah ditempa dan mudah dibentuk. Manfaat kandungan
karbon pada baja adalah dapat mengeraskan setiap kisi atom besi pada baja
(Zhang et al., 2015). Baja lunak merupakan jenis logam yang paling banyak
digunakan karena harganya yang relatif murah dan ketersediaan yang tinggi.
Sebagai contoh industri perminyakan, baterai kimia dan pembuatan kapal
reaktif menggunakan baja lunak (Stiadi et al., 2019). Baja lunak memiliki
kecenderungan mengalami korosi, terutama pada lingkungan asam (Erna et al.,
2016).
Korosi adalah degradasi atau kemunduran logam akibat reaksi kimia
antara logam dengan lingkungan sekitarnya (Afandi et al., 2015). Ada beberapa
cara untuk mengurangi laju korosi yaitu: pelapisan pada permukaan logam,
perlindungan katodik atau anodik dan penambahan inhibitor (Gapsari, 2017).
Menambahkan inhibitor adalah cara efektif untuk memperlambat laju korosi
(Putra dan Kasuma, 2018). Banyak senyawa sintetis dan alami telah dipelajari,
yang merupakan inhibitor korosi yang baik untuk logam. Walaupun senyawa
sintetis menunjukkan efek penghambatan korosi yang tinggi, sifat toksiknya
dapat merusak lingkungan dan biaya sintesis menjadi salah satu masalah
untuk keperluan industri (Yanuar et al., 2017).
Penggunaan senyawa inhibitor alami akhir-akhir ini telah dipelajari
secara teliti karena efisiensi inhibitornya yang sangat baik, inhibitor alami juga
tidak beracun, dapat terurai secara alami, ramah lingkungan, dan biayanya
tidak terlalu mahal dibandingkan dengan senyawa sintetis (Jalaluddin et al.,
2015). Beberapa penelitian yang telah memanfaatkan ekstrak tumbuhan
sebagai inhibitor alami. Seperti Yufita dan Fitriana, (2018) ekstrak etanol daun
salam yang mengandung tanin dan flavonoid dapat menghambat korosi baja
pada NaCl dengan efisiensi penghambatan sebesar 99,80%. Kayadoe et al.,
(2015) Menggunakan ekstrak daun pandan yang mengandung flavonoid, steroid,
alkaloid, antrakuinon dan tanin sebagai penghambat korosi baja lunak, efisiensi
penghambatannya adalah 89,06%. Oktafiani, (2019) melaporkan bahwa ekstrak
air getah Macaranga gigantea dapat digunakan sebagai inhibitor korosi baja
lunak, efisiensi inhibisi sebesar 66,937%.
2
Inhibitor yang digunakan untuk menghilangkan korosi dalam penelitian ini
adalah tumbuhan Macaranga gigantea tumbuhan ini belum banyak dimanfaatkan
terlebih getahnya. Menurut penelitian sebelumnya Hanura, (2018) kandungan dari
ekstrak air getah Macaranga gigantea yaitu senyawa metabolit sekunder seperti
tanin, flavonoid dan terpene. Senyawa yang paling dominan adalah tanin. Gugus
fungsi OH pada tanin memungkinkan tanin untuk membentuk kompleks dengan
logam. Atas dasar tersebut ekstrak getah Macaranga gigantea berpotensi untuk
menghambat korosi pada baja lunak (Pramudita et al., 2018).
Penggunaan ion Zn2+ sebagai inhibitor korosi telah dilaporkan oleh Altwaiq
et al., (2015) menggunakan Sodium lignosulfonate (SL) sebagai penghambat korosi
yang ramah lingkungan dengan ion Zn2+ terhadap media HCl. Bahwa efisiensi
penghambatannya 87%. Umoren dan Solomon, (2017) telah melaporkan bahwa
konsentrasi yang terdiri dari 300 ppm phenyl phosphonic acid (PPA) dan 50 ppm
ion Zn2+ meningkatkan efisiensi penghambatan PPA dari 58% menjadi 95%.
Menurut penelitian Ramezanzadeh et al., (2019) ion Zn2+ dapat digunakan sebagai
inhibitor dengan kadar ion Zn2+ yang rendah dalam melakukan pelapisan selain itu
ion Zn2+ memiliki potensial reduksi lebih rendah dari baja, sehingga lapisan oksida
yang terbentuk dapat melindungi baja.
Pemanfaatan efek sinergetik untuk mencegah korosi juga telah dilaporkan
oleh Ramdhah, (2019) yaitu surfaktan NDS yang ditambah dengan EDS mampu
memberikan efek sinergetik yang baik, dengan membentuk lapisan tipis pada
permukaan baja lunak dan melindungi baja lunak dari korosi. Menurut penelitian
El-Katori et al., (2019) dengan menggunakan ekstrak air valerian dan ion Zn2+
sebagai penghambat korosi dalam media 1,0 HCl menunjukkan efek sinergetik
yang tidak hanya memperlambat pelarutan logam dan proses katodik, tetapi juga
membentuk lapisan penghalang pada permukaan baja lunak. Bahwa efisiensi
penghambatan yang dihasilkan yaitu 97,7%.
Berdasarkan penelitian sebelumnya, belum adanya dilakukan penelitian
mengenai efek sinergetik dari ekstrak air getah Macaranga gigantea ditambah
dengan ion Zn2+ terhadap inhibisi korosi pada baja lunak dalam asam sulfat 0,75
M. Diharapkan dengan penambahan elektrolit bisa meningkatkan efisiensi
penghambatan korosi. Metode penelitian inhibisi korosi yang digunakan yaitu
metode kehilangan berat.
3
1.2 Identifikasi dan Rumusan Masalah
Korosi merupakan peristiwa alamiah yang tidak dapat dihindari. Satu dari
beberapa cara untuk memperlambat laju korosi dengan menambahkan ekstrak air
getah Macaranga gigantea yang mengandung senyawa metabolit sekunder yang
dapat berinteraksi dengan Fe pada permukaan baja. Agar peningkatan efisiensi
inhibisi korosi lebih meningkat dengan menambahkan ion Zn2+. Adapun rumusan
masalah dari penelitian ini yaitu:
1. Bagaimana pengaruh campuran ekstrak air getah Macaranga gigantea dengan
ion Zn2+ terhadap efisiensi inhibisi korosi?
2. Bagaimana karakteristik permukaan baja lunak dalam H2SO4 oleh campuran
ekstrak air getah Macaranga gigantea dengan ion Zn2+ ?
3. Bagaimana parameter termodinamika campuran ekstrak air getah Macaranga
gigantea dengan ion Zn2+ ?
1.3 Tujuan
Tujuan dari penelitian ini yaitu :
1. Menganalisis efek sinergetik ion Zn2+ pada ekstrak air getah Macaranga gigantea
terhadap efisiensi inhibisi korosi baja lunak
2. Mengetahui karakteristik permukaan baja lunak dalam H2SO4 oleh campuran
ekstrak air getah Macaranga gigantea dengan ion Zn2+
3. Menganalisis parameter termodinamika dari campuran ekstrak air getah
Macaranga gigantea dengan ion Zn2+
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini yaitu : Penelitian ini diharapkan dapat
memberikan informasi tentang pengaruh campuran ekstrak air getah Macaranga
gigantea dengan ion Zn2+ sebagai inhibitor korosi terhadap baja lunak untuk
memperlambat laju korosi dalam medium asam sulfat sehingga dapat mengurangi
kerugian akibat korosi. Selain itu juga meningkatkan nilai guna dari getah
Macaranga gigantea.
4
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Baja
Baja adalah logam paduan dengan besi sebagai unsur dasar dan karbon
sebagai unsur paduan utamanya. Kandungan karbon dalam baja berkisar
antara 0,2% hingga 2,1% berat sesuai tingkatannya. Fungsi karbon dalam baja
adalah sebagai unsur pengeras dengan mencegah dislokasi bergeser pada kisi
kristal (crystal lattice) atom besi. Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan
selain karbon adalah mangan (manganese), krom, vanadium, dan tungsten
(Arifin, 2017). Baja digambarkan pada gambar 1
Gambar 1. Baja (Arifin, 2017)
Baja karbon adalah paduan besi karbon di mana unsur karbon sangat
menentukan sifatnya, sedangkan unsur-unsur paduan lainnya yang biasa
terkandung di dalamnya terjadi karena proses pembuatannya. Sifat baja karbon
biasa ditentukan oleh persentase karbon dan mikrostruktur. Menurut Nasution,
(2018) baja karbon dapat diklasifikasikan berdasarkan jumlah kandungan
karbonnya, yaitu baja karbon rendah disebut baja ringan (mild stell) atau baja
perkakas, kandungan karbonnya rendah kurang dari 0,3%. Baja karbon sedang
mengandung karbon 0,3-0,6%. Baja karbon tinggi mengandung karbon 0,6-
1,5%.
Baja lunak adalah jenis yang paling umum dari baja, karena harga yang
relatif rendah sekaligus juga memiliki sifat materi yang dapat digunakan untuk
banyak aplikasi. Menurut (Arham, 2016). Baja lunak banyak digunakan karena
mempunyai sifat mampu dilas, mudah dibentuk. Kandungan yang terdapat
pada baja lunak terdiri dari besi (Fe), karbon (C), Mn, dan Si.
Pemanfaatan baja menurut Sudarsana et al., (2015) adalah sebagai
material. Namun baja memiliki kelemahan yaitu mudah terkorosi, sehingga
dapat mengakibatkan kegagalan produksi pada komponen industri. Konstruksi
(struktur) pada bangunan-bangunan seperti pada jembatan, tower, rangka
gedung dan lain-lain. Baja pada dasarnya adalah bentuk perpaduan suatu
logam yaitu besi (Fe) dengan karbon (C). Kandungan karbon dalam baja
mempengaruhi sifat-sifat mekanik baja (Ramadhan et al., 2019).
5
2.2 Korosi
Korosi merupakan kerusakan material akibat reaksi antara logam atau
logam paduan dengan lingkungan atau korosi adalah suatu proses elektrokimia
yang melibatkan adanya transfer elektron dari anoda menuju katoda. Salah
satu contoh korosi seperti yang terjadi pada besi, atau biasa disebut karat
(Ispandriatno, 2016). Korosi digambarkan pada gambar 4.
Gambar 2. Korosi (Ispandriatno, 2016)
Menurut Subiyanto dan Ngatin, (2015). Korosi secara elektrokimia dapat
diilustrasikan dengan reaksi antara ion logam dan molekul air, terjadi hidrolisis
yang menyebabkan keasaman meningkat. Hal ini dapat diterangkan dengan
persamaan (1)
M++ H2O MOH + H (1)
Persamaan ini menggambarkan reaksi hidrolisis secara umum, dimana
pada ion yang sebenarnya akan terdapat peran klorida yang penting tetapi
akan menjadi rumit untuk diuraikan.
Jika reaksi diatas adalah ion besi dan molekul air maka persamaannya
disajikan pada persamaan (2)
Fe++ H2O Fe(OH)+ + H+
Besi (II) Besi (II)
(2)
Kemudian reaksi ini dapat berlanjut dengan terjadinya reaksi oksidasi
Persamaan reaksi tersebut dapat diuraikan persamaan (3)
Fe(OH)++ ½ O2+ 2H+2 Fe(OH)2++ H2O
Besi (II) Besi (III
(3)
Reaksi selanjutnya yang menyebabkan semakin asam :
Fe(OH)2+ + H2O 2Fe(OH)2+ + H+ (4)
Untuk selanjutnya dapat diuraikan reaksi dari unsur-unsur ionik
komplek sehingga terbentuk hasil korosi utama yaitu magnetit dan karat,
Persamaan reaksi-reaksi persamaan (5)
Fe(OH)2+ + Fe2+ + 2H2O Fe3O4
+ 6H
Fe(OH)2+ + OH-FeO(OH) + H2O
(5)
6
Faktor yang berpengaruh terhadap korosi dapat dibedakan menjadi dua,
yaitu bahan dan lingkungan. Faktor dari bahan meliputi kemurnian bahan,
struktur bahan, bentuk kristal, unsur-unsur yang ada dalam bahan, teknik
pencampuran bahan dan sebagainya. Faktor dari lingkungan meliputi tingkat
pencemaran udara, suhu, kelembaban, keberadaan zat kimia bersifat korosif
dan sebagainya (Ispandriatno, 2016).
2.3 Inhibitor Korosi
Penghambat atau inhibitor korosi banyak digunakan di industri untuk
menghalangi korosi logam, karena inhibitor mampu memperlambat dan bahkan
hampir menghilangkan proses korosif yang terjadi dalam transportasi, produksi
dan penyimpanan minyak dan turunannya. Inhibitor yang digunakan di
industri dalam korosi asam adalah senyawa organik yang mengandung atom
nitrogen, oksigen dan sulfur. Inhibitor yang mempunyai dua atau lebih ikatan
rangkap juga mengambil bagian penting dalam memfasilitasi adsorpsi senyawa
ini ke permukaan logam, karena ikatan dapat terbentuk antara pasangan
elektron atau awan elektron atom donor dan permukaan logam sehingga
mengurangi serangan zat korosif pada media asam. Dengan demikian inhibitor
digunakan untuk menurunkan laju korosi logam dalam asam. Jadi inhibitor
tersebut adalah zat yang digunakan untuk menghentikan atau memperlambat
proses korosi (Stiadi et al., 2019).
OH
HO
HO
O
O
O
OH
O
O
OH
OH
O
O
OH
OH
OH
OH
O
O
HO
HO
HO
Permukaan baja Fe2+Fe2+Fe2+
Gambar 3. Interaksi Senyawa Organik dengan Baja (Stiadi et al., 2019)
Berdasarkan bahan dasarnya inhibitor dibagi menjadi dua, yaitu
inhibitor organik dan inhibitor anorganik. Inhibitor organik merupakan inhibitor
yang terbuat dari bahan organik yang menghambat korosi dengan cara
teradsorpsi secara kimiawi pada permukaan logam. Contohnya adalah gugus
amina, tio, fosfo, dan eter. Senyawa bahan alam yang dapat dijadikan inhibitor
harus mengandung atom N, O, P, S, dan atom-atom yang memiliki pasangan
elektron bebas. Sedangkan inhibitor anorganik merupakan inhibitor yang
terbuat dari bahan anorganik (Gusti et al., 2015).
7
2.4 Macaranga gigantea
Macaranga gigantea adalah tumbuhan pionir yang mudah tumbuh pada
hutan hujan tropis sekunder dan lahan terbuka. Dikenal dengan nama
Macaranga gigantea, Tutup Gede, Kayu Kecubung, Simbar Kubang,
Sangkubang, Serkubung, Mawenang, Mahawenang, Kagurangen, Same dan
Tula-tula. Berdasarkan sistem taksonomi, Macaranga gigantea diklasifikasikan
sebagai berikut (Roanisca dan Syah, 2016)
Kingdom : Plantae
Divisi : Spermatophyta
Class : Dicotyledoneae
Ordo : Euphorbiales
Famili : Euphorbiaceae
Genus : Macaranga
Spesies : Macaranga gigantea
(a) Pohon Macaranga gigantea (b) Daun Macaranga gigantea
(c) Buah Macaranga gigantea (d) Getah Macaranga gigantea
Gambar 4. Tanaman Macaranga gigantea dan bagian-bagian Macaranga
gigantea
8
Gambar 4 menunjukkan tanaman Macaranga gigantea serta bagian
bagiannya (a) pohon Macaranga gigantea memiliki tinggi yang mencapai 30
meter (b) daun Macaranga gigantea berlekuk menjari memiliki ukuran cukup
besar dan bagian tepi daun berigi-rigi (c) buah Macaranga gigantea berbentuk
kapsul, halus, berduri panjang dan dilapisi sejenis lilin menguning (d) getah
Macaranga gigantea berwarna merah (Hidayat et al., 2019).
Macaranga gigantea merupakan genus yang besar dalam famili
Euphorbiaceae terdiri dari 300 spesies. Genus ini tersebar di daerah tropik
mulai dari Afrika Madagaskar bagian barat, hingga wilayah tropik Asia
termasuk Indonesia. Penyebaran di Indonesia tersebar di Sumatra, Sulawesi,
Kalimantan, Jawa, Halmahera, Bangka, Maluku, dan Papua dikenal dengan
nama lokal Mahangmahangan. Macaranga gigantea banyak dimanfaatkan
untuk keperluan pengobatan tradisional seperti sebagai obat diare, luka,
sariawan dan batuk (Hidayat et al ., 2019).
2.5 Kandungan Senyawa Kimia Tanaman Macaranga gigantea
Kandungan senyawa metabolit sekunder pada ekstrak daun Macaranga
gigantea dengan fraksi metanol mengandung senyawa alkaloid, flavonoid, tanin
dan steroid. Pada fraksi etil asetat mengandung senyawa alkaloid, flavonoid dan
steroid. Sedangkan pada fraksi etanol mengandung senyawa alkaloid, flavonoid,
tanin dan steroid dengan senyawa yang dikandung pada daun Macaranga
gigantea yang dominan yaitu flavonoid dan alkaloid mampu memberikan
aktivitas antimalaria (Amirta et al., 2017). Hasil uji skrining fitokimia pada
ekstrak etanol kulit batang macaranga gigantea mengandung senyawa metabolit
sekunder seperti alkaloid, flavonoid, saponin, terpenoid, tanin dan fenolik yang
mampu menghambat pertumbuhan bakteri E. faecalis (Hidayat et al., 2019).
Berdasarkan penelitian Oktafiani (2019), hasil uji fitokimia ekstrak air getah
Macaranga gigantea dapat di lihat pada tabel 1.
Tabel 1. Hasil Uji Fitokimia Ekstrak Getah Macaranga gigantea
Metabolit Sekunder Pereaksi Hasil
Alkaloid Mayer/Dragendorff -/-
Fenolik FeCl3 1% +
Flavonoid Mg, HCl, dan Etanol +
Kuinon NaOH 1 N +
Saponin Akuades +
Steroid Burchard -
Tanin FeCl3 1% +
Terpenoid Burchard +
Berdasarkan tabel 1 menunjukkan bahwa ekstrak air getah Macaranga
gigantean mengandung senyawa metabolit sekunder yaitu fenolik, flavonoid,
kuinon, saponin, tanin dan terpenoid.
9
2.6 Tanin
Tanin merupakan suatu senyawa polifenol yang memiliki berat molekul
besar yang terdiri dari gugus hidroksi dan karboksil. Semua jenis tanin dapat
larut dalam air. Kelarutannya besar dan akan bertambah besar apabila
dilarutkan dalam air panas. Begitu juga tanin akan larut dalam pelarut organik
seperti metanol, etanol, aseton dan pelarut organik lainnya. Senyawa tanin
terdiri dari dua jenis yaitu tanin terkondensasi dan tanin terhidrolisis (Puspita
Sari et al., 2015)
Tanin merupakan senyawa organik yang tidak beracun, ramah
lingkungan, larut dalam air, alkohol, dan tergolong porifenol yang banyak
ditemukan di alam. Tanin terdapat di dalam seperti pada daun, buah, kulit, dan
kayu tanaman (Pappa et al., 2019). Struktur dari tanin digambarkan pada
Gambar 5.
Gambar 5. Struktur Tanin (Mihra et al., 2018).
2.7 Green Inhibitor
Green inhibitor merupakan inhibitor yang terbuat dari bahan organik
atau tanaman yang diekstraksi. Green inhibitor bersifat tidak toksik dan ramah
lingkungan. Senyawa ekstrak bahan alam yang dijadikan inhibitor harus
mengandung atom N, O, P, S dan atom-atom yang memiliki pasangan elektron
bebas yang dapat berfungsi sebagai ligan yang akan membentuk senyawa
kompleks dengan logam. Dengan demikian, upaya telah diarahkan pada
pengembangan green inhibitor yang ramah lingkungan dan murah (Batah et al.,
2020). Pada penelitian sebelumnya, telah banyak memanfaatkan ekstrak
tumbuhan sebagai green inhibitor seperti ekstrak daun singkong (Manihot
esculenta) (Gusti et al., 2017), ekstrak daun teh (Pakpahan, 2015), ekstrak kulit
buah jeruk dan kulit buah mangga (Noor et al., 2015) dan ekstrak Acacia tortilis
(Suleiman et al., 2016). Senyawa metabolit sekunder seperti tanin, saponin,
flavonoid berkontribusi dapat menghambat korosi pada baja (Saputra dan
Ngatin, 2019).
10
2.8 Ion Zn2+
Larutan elektrolit adalah senyawa heteropolar, yang dibentuk oleh
atom-atom bermuatan atau radikal yang disebut ion-ion di dalam larutan bebas
bergerak hingga terjadi kesetimbangan dengan gaya elektrostatik karena adanya
gaya gesek (Ena, 2016)
Ion Zn2+ sebagai media ion dan juga sekaligus sebagai sumber logam
zink yang akan melapisi baja lunak. Dalam larutan, molekul ZnSo4 terurai
menjadi ion Zn2+ dan ion So42- menurut reaksi ionisasi persamaan (6)
ZnSo4→ Zn2+ + SO42- (6)
Ion-ion Zn2+ akan bergerak menuju katoda, sementara itu ion-ion So42-
bergerak menuju anoda
Seng (Zn) merupakan logam yang banyak digunakan untuk melapisi
permukaan logam lainnya, seperti baja ringan. Logam Zn akan membentuk
lapisan oksida tahan korosi pada permukaan logam untuk melindungi logam di
dalamnya. Bahkan dalam bentuk paduan, seng dapat digunakan sebagai
elektroda korban, yang berarti elektroda tersebut akan terkorosi secara
istimewa, sehingga melindungi baja dari korosi (Altwaiq et al., 2015).
Adanya lapisan Zn pada permukaan pipa akan mengurangi laju korosi
pipa, sehingga membuat umur pipa lebih lama. Menurut Hasil penelitian yang
dilakukan Ahangar et al., (2020) menunjukkan adanya proteksi pada baja yang
dilapisi logam Zn dan fenomena proteksi pada pelapisan oleh Zn terjadi setelah
lapisan Zn, baja tidak segera terkorosi dibandingkan baja tanpa dilapisi Zn.
Lapisan seng dikenal sebagai pelapis yang memiliki karakteristik
ketahanan yang sangat baik terhadap adanya korosi, tetapi bukan untuk
keperluan dekoratif (Setiawan, 2018). Hal ini dikarenakan logam seng memiliki
nilai potensial sel yang lebih negatif dibanding dengan logam lainya seperti
chrom, tembaga, nikel, dan yang lainnya.
Lapisan logam seng yang digunakan sebagai pelapis ini sering dikenal
sebagai lapisan deposit seng, dimana lapisan deposit sangat penting sebagai
lapisan pasif (passive layer) yang betindak sebagai pelindung dari lingkungan
yang berupa air dan udara. Reaksi dari logam seng serta pembentukan lapisan
pasif dari logam seng dengan kondisi lingkungan (Setiawan, 2018).
a. Reaksi biasa
Zn → Zn2+ + 2e (7)
b. Pembentukan seng hidroksida yng tak dapat larut
Zn + 2H2O → Zn (OH)2 + 2H+ + 2e (8)
11
c. Pembentukan ion zin yang larut dalam air
Zn + 2H2O → ZnO22- + 4H+ + 2e
Zn (OH)2 + 2H+→ Zn2+ + 2H2O
(9)
d. Pembentukan ion zin dari seng hidroksida
Zn (OH)2→ ZnO22- + 2H+ (10)
Pada umumnya sulit untuk mengevaluasi laju korosi permukaan yang
dilapisi oleh logam seng yang terkena atmosfer dan temperatur yang berbeda.
Bahkan hal ini lebih sulit untuk dipelajari secara langsung daya tahan lapisan
logam seng. Akan tetapi lapisan seng mempunyai tingkat ketahanan yang baik
didandingkan dengan logam lainya.
2.9 Isoterm Adsorpsi
Penjelasan mengenai proses interaksi antara inhibitor dan permukaan
baja dapat dipelajari dengan isoterm adsorpsi menggunakan persamaan
Langmuir, Freundlich. Menurut Untari et al., (2020) persamaan isoterm
adsorpsi Langmuir, Freundlich seperti pada persamaan (11) dan (12)
Langmuir :
=
+ C
(11)
Freundlich : log ϴ = log Kads +
log C (12)
Dimana θ adalah derajat penutupan permukaan, Kads adalah konstanta
proses adsorpsi, C adalah konsentrasi inhibitor.
Inhibisi korosi disebabkan oleh lapisan inhibitor yang menutupi
permukaan logam. Derajat penutupan permukaan (ϴ) dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan (13) (Shaju et al., 2012)
θ=
(13)
Dimana CR (blank) dan CR (Inh) merupakan laju korosi tanpa dan adanya
inhibitor dalam korosif
Nilai energi bebas adsorpsi standar (∆Gads°) dapat dihitung dari hubungan
Kads dengan suhu, menggunakan persamaan (14)
∆Gads°= -RT ln (55.5 Kads) (14)
Dimana 55,5 adalah konsentrasi molar air, dimana R adalah konstanta
gas, T adalah suhu mutlak dan ∆Gads° adalah energi bebas adsorpsi standar (kJ/
mol). Nilai negatif dari ∆G°ads menunjukkan spontanitas dan stabilitas lapisan
adsorpsi inhibitor terhadap permukaan baja (Pramudita et al., 2019).
12
Ada dua jenis komponen yang terlibat dalam adsorpsi yaitu zat yang
terserap (adsorbat) dan zat penyerap (adsorben). Molekul-molekul yang
teradsorpsi pada permukaan adsorben melalui dua cara yaitu secara fisik
(fisisorpsi) dan secara kimia (kemisorpsi). Menurut Emriadi et al., (2014)
Fisisorpsi adalah proses adsorpsi yang terjadi melalui gaya Van der Waals atau
interaksi elektrostatik antara logam dengan inhibitor dengan nilai ∆G°ads sekitar
lebih kecil dari -20 kJ/mol. Kemisorpsi adalah proses adsorpsi yang terjadi
secara ikatan kimia dengan terjadinya transfer atau berbagi muatan dengan
nilai ∆G°ads lebih besar dari -40 kJ/mol
d ln Kads
=
∆Ho
dT RT2
(15)
ln Kads =
+ D (16)
Dimana R adalah konstanta 8,314 Jmol-1 K-1, T adalah suhu dalam K,
sedangkan Kads adalah konstanta kesetimbangan adsorpsi. Nilai ∆H diperoleh
dari slope (-∆H/R) dengan persamaan garis lurus 1/T dengan ln Kads.
Adsorpsi endoterm dengan ∆H>0 menunjukkan adsorpsi kimia, sedangkan
adsorpsi eksoterm dengan ∆H<0 melibatkan proses fisisorpsi atau
kemisorpsi atau campuran keduanya (Zakaria et al., 2016).
Nilai parameter ∆G°ads dan ∆H°
ads diperoleh maka entropi adsorpsi
standar ∆Sads° dapat ditentukan dengan persamaan termodinamika (17)
∆Sads° = ∆Hads
° -∆Gads°
T
(17)
∆Sads° menunjukkan derajat ketidakteraturan, semakin negatif nilai entropi
standar adsorpsi maka molekul-molekul semakin teratur diadsorpsi di
permukaan baja (Li et al., 2012).
2.10 Metode Pengukuran
Kehilangan Berat
Tingkat korosi dalam berbagai laporan ditentukan menggunakan metode
pengukuran kehilangan berat sebagai prosedur standar. Metode ini menghitung
perbedaan antara berat baja yang hilang selama perendaman dalam medium
korosif dan dalam medium korosif yang mengandung ekstrak ataupun senyawa
kimia tertentu (Stiadi et al., 2019).
Prinsip dasar pengukuran ini adalah menghitung penurunan berat
sampel baja yang ditimbang dan direndam dalam media korosif selama jangka
waktu tertentu. Setelah perendaman, sampel baja dibersihkan dan ditimbang
kembali, dan data berat baja diperoleh setelah perendaman. Metode penurunan
berat baja didasarkan pada perbedaan antara berat awal sebelum perendaman
13
dan berat akhir setelah perendaman. Berdasarkan perbedaan penurunan berat
logam, laju korosi, efisiensi inhibisi (Yuningsih, 2016) dan efek sinergetik (Mobin
et al., 2017) dengan persamaan sebagai berikut:
Penurunan laju pada korosi baja didapatkan dengan menggunakan
persamaan (18) (Hassan et al., 2016):
(18)
Cr = laju korosi (mg/cm2.jam)
W1 = massa sebelum perendaman (mg)
W2 = massa setelah perendaman (mg)
A = luas permukaan (cm2)
t = waktu perendaman (jam)
Persentase efisiensi inhibisi pada korosi baja didapatkan dengan
menggunakan persamaan (19) (Hassan et al., 2016):
(19)
EI = efisiensi inhibisi (%)
Cr1 = laju korosi blangko (mg/cm2.jam)
Cr2 = laju korosi inhibitor (mg/cm2.jam)
Parameter sinergetik pada korosi baja didapatkan dengan menggunakan
persamaan (20) (Hassan et al., 2016):
(20)
S1 = parameter sinergetik
I1 = efisiensi inhibisi Macaranga gigantea (%)
I2 = efisiensi inhibisi Zn2+ (%)
I’1+2 = efisiensi inhibisi Zn2+ +Macaranga gigantea (%)
2.11 Spektrofotometri Fourier Transform-Infra Red (FT-IR)
Penentuan gugus fungsi, perubahan setelah proses korosi dan inhibisi
berlangsung dapat dilakukan dengan Fourier Transform-Infra Red (FT-IR).
Spektroskopi inframerah (IR) didasarkan pada getaran molekul. Spektroskopi
inframerah adalah metode pengamatan interaksi antara molekul dan radiasi
elektromagnetik pada rentang panjang gelombang 0,75-1000 µm atau pada
bilangan gelombang 13,000-10 cm-1. Spektrofotometri Fourier Transform-Infra
Red (FT-IR) ditunjukkan pada Gambar 6
14
Gambar 6. Spektrofotometri Fourier Transform-Infra Red (FT-IR) (Sulistyani,
2018) Penyerapan radiasi infra merah pada beberapa bahan terkait dengan
fenomena molekul atau atom yang bergetar. Metode spektroskopi infra merah
ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi senyawa yang belum diketahui,
karena spektrum yang dihasilkan khusus untuk senyawa tersebut. Metode ini
banyak digunakan karena cepat dan relatif murah, serta dapat digunakan
untuk mengidentifikasi gugus fungsi dalam molekul (Sulistyani, 2018)
Prinsip kerja spektrofotometer infra merah yaitu interaksi antara energi
dan materi. Spektroskopi inframerah berfokus pada radiasi elektromagnetik
pada rentang frekuensi 400 – 4000 cm-1 panjang gelombang, yang merupakan
ukuran unit untuk frekuensi Untuk menghasilkan spektrum inframerah, radiasi
yang mengandung semua frekuensi di wilayah IR dilewatkan melalui sampel.
Kemudian, frekuensi yang diserap akan muncul saat sinyal yang terdeteksi
turun. Informasi ini ditampilkan sebagai spektrum radiasi persentase transmisi
relatif terhadap bilangan gelombang. Spektroskopi inframerah sangat berguna
untuk analisis kualitatif (identifikasi) dari senyawa organik karena spektrum
yang unik yang dihasilkan. Spektroskopi inframerah digunakan untuk
mengidentifikasi gugus fungsi, mengidentifikasi senyawa, menentukan struktur
molekul, menentukan kemurnian, dan mempelajari reaksi yang sedang
berlangsung. Hampir semua senyawa dapat menyerap radiasi infra merah
(Maryam et al., 2019). Diagram skematik perangkat FT-IR ditunjukkan pada
Gambar 7.
Gambar 7. Skema Alat FT-IR (Maryam et al., 2019)
15
2.12 Scanning Electron Microscope (SEM)
SEM merupakan salah satu jenis mikroskop elektron yang memakai
berkas elektron untuk menggambarkan keadaan permukaan material yang
dianalisis. Scanning Electron Microscope (SEM) adalah mikroskop elektron yang
dirancang untuk mempelajari permukaan benda padat secara langsung.
Perbesaran SEM 10-3000000x, kedalaman bidang 4-0,4 mm, dan resolusi 1-10
nm. Perbesaran yang tinggi, kedalaman bidang yang besar, resolusi yang baik,
serta kemampuan untuk memahami komposisi dan informasi kristalografi
menjadikan SEM banyak digunakan dalam penelitian dan aplikasi industri
(Pambudi, et al., 2017). Scanning Electron Microscope (SEM) ditunjukkan pada
Gambar 8.
Gambar 8. Scanning Electron Microscope (SEM) (Pambudi et al., 2017)
Prinsip dari SEM adalah dengan menggambarkan permukaan benda
atau material dengan berkas elektron yang dipantulkan dengan energi tinggi.
Permukaan material yang disinari atau terkena berkas elektron akan
memantulkan kembali berkas elektron yang dikenal sebagai berkas elektron
sekunder ke segala arah. Ketika elektron mengenai sampel, maka akan terjadi
hamburan elektron, baik Secondary Electron (SE) atau Back Scattered Electron
(BSE) dari permukaan sampel dan akan dideteksi oleh detektor dan
dimunculkan dalam bentuk gambar pada monitor CRT (Sujatno et al., 2015).
Mekanisme kerja SEM digambarkan pada Gambar 9.
Gambar 9. Mekanisme Kerja SEM (Sujatno et al., 2015)
16
III. METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Tugas Akhir Fakultas Sains dan
Teknologi Universitas Jambi yang dilaksanakan pada Januari hingga Mei 2021.
3.2 Bahan dan Peralatan
Bahan yang digunakan getah Macaranga gigantea yang diperoleh dari
kawasan hutan Universitas Jambi, baja lunak (Fe=98,5%, C=0,19%, Si=0,22%
dan Mn=0,654%), H2SO4 p.a 18 M, Asam boraks (H3BO3), ZnSO4.5H2O, aseton
teknis, akuades.
Peralatan yang digunakan yaitu Amplas besi grade 120, jangka sorong,
pinset, grinder, benang nilon, tusuk gigi, tissue, bor listrik, peralatan gelas
beaker, neraca analitik, gunting, termometer, batang pengaduk, pipet tetes,
pipet volumetrik,sudip, aluminium foil, labu ukur, hot plate, corong, desikator,
water bath, SEM dan FTIR.
3.3 Metode Penelitian
Pembuatan Larutan encer Asam Sulfat menjadi 0,75 M
Asam sulfat 18 M diambil 41,6 ml kemudian diencerkan dalam labu
ukur 1000 mL menggunakan akuades sampai tanda batas sehimgga diperoleh
asam sulfat 0,75 M (Gusti et al., 2017).
Pembuatan Larutan Medium Korosif dengan Adanya Penambahan Ekstrak
Air Getah Macaranga gigantea
Ditimbang sebanyak 1,25 g ekstrak pekat dari getah Macaranga gigantea
menggunakan neraca analitik. Ekstrak kemudian diencerkan dalam labu ukur
500 mL menggunakan H2SO4 0,75 M sehingga diperoleh inhibitor dengan
konsentrasi 2,5 g/L. Kemudian inhibitor 2,5 g/L diencerkan kembali sehingga
diperoleh konsentrasi 1 g/L.
Pembuatan Ion Zn2+
Ditimbang sebanyak 2,5 g ZnSO4. 5H2O dan 3 g H3BO3 menggunakan
neraca analitik. Kemudian diencerkan dalam labu ukur 200 mL menggunakan
H2SO4 0,75 M sehingga diperoleh ion konsentrasi 0,05 M diencerkan kembali
sehingga diperoleh konsentrasi 0,05 mM, 0,04 mM, 0,03 mM, 002 mM, 001 mM.
Pembuatan Persiapan Spesimen Baja
Baja lunak berukuran ±2×1 cm dilubangi menggunakan bor dengan
diameter 3 mm. Permukaan baja dihaluskan menggunakan amplas besi grade
120. Diukur panjang dan lebarnya menggunakan jangka sorong lalu ditimbang
massanya menggunakan neraca analitik dan hasilnya dinyatakan sebagai
massa awal (W1).
17
Perendaman Baja Lunak dalam Inhibitor Korosi Ekstrak Air Getah
Macaranga gigantea dan ion Zn2+
Baja yang telah disiapkan kemudian diikatkan dengan tali dan
digantung dalam gelas beaker ukuran 50 ml yang berisi ion Zn2+ konsentrasi
0,05 mM, 0,04 mM, 0,03 mM, 0,02 mM dan 0,01 mM dan inhibitor korosi
ekstrak air getah Macaranga gigantea dengan konsentrasi 1 g/L selama 3 jam.
Dilakukan variasi suhu perendaman pada 30°C, 40°C, 50°C dan 60°C
menggunakan water bath. Setelah perendaman selesai, baja diangkat, dicuci
dengan aquades dan aseton, lalu dikeringkan. Setelah kering baja ditimbang
dan diukur tebal baja dengan jangka sorong dan hasil penimbangan dinyatakan
sebagai berat akhir (w2). Data yang diperoleh dapat digunakan untuk
menentukan laju korosi dan efisiensi inhibisi korosi pada baja.
Analisis Fourier Transform Infra Red (FTIR)
Analisis Fourier Transform Infra Red (FTIR) dilakukan di Universitas
Diponegoro (UNDIP). Baja direndam dalam asam sulfat 0,75 M, pada suhu
kamar selama 24 jam. Selanjutnya dicuci dengan menggunkan aquades dan
aseton kemudian dikeringkan didalam desikator. Setelah kering digerus
permukaan plat baja hingga menjadi serbuk. Dianalisis dengan FTIR.
Analisis Scanning Electron Microscopy (SEM)
Analisis Spectroscopy Electron Microscopy (SEM) dilakukan di Institut
Teknologi Sepuluh Nopember (ITS). Baja direndam dalam asam sulfat 0,75 M,
pada suhu kamar selama 24 jam. Selanjutnya dicuci dengan aquades dan
aseton, dikeringkan didalam desikator. Dianalisis SEM perbesaran 1000 kali.
3.4 Analisis Data
Metode Kehilangan Berat
Metode ini didasarkan pada selisih awal dan massa akhir dari baja lunak
setelah perlakuan dalam inhibitor ekstrak air getah Macaranga gigantea dan
inhibitor ion Zn2+. Penentuan laju korosi dan efisiensi inhibisi korosi baja lunak
menggunakan persamaan 18 dan persamaan 19.
Analisis Efek Sinergetik
Sistem sinergetik didasarkan pada inhibitor organik dan kation logam
dapat memberikan perlindungan yang cukup untuk logam terhadap korosi
dalam lingkungan asam. Penentuan efek sinergetik baja lunak menggunakan
persamaan 20.
Analisis Termodinamika
Proses interaksi antara inhibitor dan permukaan baja dapat dipelajari
dengan isoterm adsorpsi menggunakan persamaan Langmuir, Freundlich pada
persamaan (11) dan (12).
18
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisis Spektrofotometri Fourier Transform Infrared (FTIR)
Analisis FTIR pada penelitian ini digunakan untuk mengidentifikasi
gugus fungsi tertentu pada senyawa metabolit sekunder dari ekstrak air getah
Macaranga gigantea dan ion Zn2+ yang berperan sebagai inhibitor korosi.
Senyawa yang dapat digunakan sebagai inhibitor korosi memiliki gugus fungsi
hidroksil (-OH), karboksil (-COOH), karbonil (=CO), -CO-, C-H, -C=C-, -C≡C, -C-
Cl, amina (-C=N), atau gugus fungsi lain yang memiliki pasangan elektron
bebas, sehingga dapat teradsorpsi ke permukaan logam (Sirait, 2018). Ekstrak
air getah Macaranga gigantea mengandung senyawa metabolit sekunder yaitu
fenolik, flavonoid, kuinon, saponin, tanin dan terpenoid (Oktafiani, 2019).
Menurut Gusti et al., (2017) senyawa-senyawa tersebut merupakan senyawa
heteroatom serta memiliki ikatan rangkap dan pasangan elektron bebas yang
dapat digunakan sebagai inhibitor korosi. Bilangan gelombang inframerah yang
digunakan pada peneltiian ini berkisar antara 4000 sampai 450 cm-1. Spektrum
FTIR ekstrak air getah Macaranga gigantea dapat dilihat pada Gambar 10 dan
data perbandingan spektrum FTIR pada Tabel 2.
Gambar 10. Spektrum FTIR: ekstrak air getah Macaranga gigantea
Gambar 10 menjelaskan bahwa di dalam ekstrak air getah Macaranga
gigantea mengandung gugus fungsi seperti –OH pada angka gelombang 3213.16
cm-1, Bilangan gelombang 3000 cm-1 sampai dengan 3600 cm-1 menunjukkan
adanya gugus O-H (Pranoto et al., 2018). Bilangan gelombang 1626.27 cm-1
menunjukkan adanya serapan gugus C=C, hal ini didukung oleh Maryam et al.,
(2019) dari daerah 1500 cm-1 sampai dengan 1675 cm-1 merupakan ikatan C=C.
Bilangan gelombang 1100.72 cm-1 menunjukkan adanya serapan gugus C-O,
hal ini didukung oleh Pranoto et al., (2018) dari daerah 1080 cm-1 sampai
dengan 1300 cm-1 merupakan ikatan C-O. Bilangan gelombang 884.67 cm-1
19
menunjukkan adanya serapan gugus C-H (alkena), hal ini didukung oleh
Pranoto et al., (2018) dari daerah 675 cm-1 sampai dengan 995 cm-1 merupakan
ikatan C-H (alkena). Bilangan gelombang 788.91 cm-1 menunjukkan adanya
serapan gugus C-H (aromatik), hal ini didukung oleh Pranoto et al., (2018)dari
daerah 600 cm-1 sampai dengan 900 cm-1 merupakan ikatan C-H (aromatik).
Bilangan gelombang 562.50 cm-1 menunjukkan adanya Vibrasi bending Si-O
dan atau Al-O, hal ini didukung oleh Pranoto et al., (2018) dari daerah 457cm-1
sampai dengan 562 cm-1 merupakan Vibrasi bending Si-O dan atau Al-O.
Spektra FTIR ekstrak air getah Macaranga gigantea dengan ion Zn2+ dapat
dilihat pada gambar 11.
Gambar 11. Spektrum FTIR: Lapisan Permukaan baja dalam ekstrak air
getah Macaranga gigantea dengan ion Zn2+
Gambar 11 menjelaskan bahwa di dalam ekstrak air getah Macaranga
gigantea mengandung gugus fungsi seperti –OH pada angka gelombang
3232.39 cm-1, Bilangan gelombang 3000 cm-1 sampai dengan 3600 cm-1
menunjukkan adanya gugus O-H (Pranoto et al., 2018). Bilangan gelombang
1626.17 cm-1 menunjukkan adanya serapan gugus C=C, hal ini didukung oleh
Pranoto et al., (2018) dari daerah 1500 cm-1 sampai dengan 1675 cm-1
merupakan ikatan C=C. Bilangan gelombang 1091.10 cm-1 menunjukkan
adanya serapan gugus C-O, hal ini didukung oleh Pranoto et al., (2018) dari
daerah 1080 cm-1 sampai dengan 1300 cm-1 merupakan ikatan C-O. Bilangan
gelombang 884.28 cm-1 menunjukkan adanya serapan gugus C-H (alkena), hal
ini didukung oleh Pranoto et al., (2018) dari daerah 675 cm-1 sampai dengan
995 cm-1 merupakan ikatan C-H (alkena). Bilangan gelombang 784.01 cm-1
menunjukkan adanya serapan gugus C-H (aromatik), hal ini didukung oleh
Pranoto et al., (2018) dari daerah 600 cm-1 sampai dengan 900 cm-1 merupakan
20
ikatan C-H (aromatik). Bilangan gelombang 553.42 cm-1 menunjukkan adanya
Vibrasi bending Si-O dan atau Al-O, hal ini didukung oleh Pranoto et al., (2018)
dari daerah 457cm-1 sampai dengan 562 cm-1 merupakan Vibrasi bending Si-O
dan atau Al-O. Dari kedua spektra yang telah disajikan hasilnya berbeda,
gugus fungsi yang terkandung dalam ekstrak air getah Macaranga gigantea
bergeser. Pergeseran pada beberapa puncak serapan menandakan adanya
interaksi antara senyawa metabolit sekunder dari ekstrak air getah Macaranga
gigantea ditambah ion Zn2+ dengan baja lunak.
Dari hasil spektra tersebut diperoleh bilangan gelombang yang
menunjukkan adanya gugus fungsi yang terdeteksi dalam ekstrak air getah
Macaranga gigantea dan perendaman baja lunak dalam ekstrak air getah
Macaranga gigantea ditambah dengan ion Zn2+. Terjadinya pengurangan %T
pada bilangan gelombang ekstrak air getah Macaranga gigantea dan ekstrak air
getah Macaranga gigantea ditambah dengan ion Zn2+ yang menandakan proses
sorpsi (serapan) telah terjadi (Nurkaromah dan Sukandar, 2017). Pada tabel 2
menunjukkan hasil interpretasi spektra FTIR.
Tabel 2. Interpretasi Spektra FTIR
Literatur (cm-1)(*)
Gugus Fungsi
Ekstrak Air
Getah
Macaranga
gigantea
Lapisan Permukaan
Baja dalam Ekstrak
Air Getah (Macaranga
gigantea + ion Zn2+)
(cm-1) % T (cm-1) % T
3000 – 3600 O-H 3213.16 75.93 3232.39 59.98
1500 – 1675 C=C 1626.27 82.96 1626.17 71.52
1080 – 1300 C-O 1100.72 87.38 1091.10 73.76
675 – 995 C-H (alkena) 884.17 87.76 884.28 80.73
600 – 990 C-H
(aromatik) 788.91 87.68 784.01 79.85
457 – 562
Vibrasi
bending Si-O
dan atau Al-O
562.50 86.46 553.42 77.30
Keterangan (*) Pranoto et al., (2018)
21
4.2 Analisis Scanning Electron Microscopy (SEM)
Analisis Scanning Electron Microscopy (SEM) memberikan informasi
mengenai morfologi permukaan baja. Gambar 12 memperlihatkan morfologi
permukaan baja lunak sebelum perlakuan (blanko), Setelah Perendaman dalam
medium korosif H2SO4 0,75 M selama 24 Jam, baja (ion Zn2+ 0,05 mM) setelah
perendaman dalam medium korosif H2SO4 0,75 M selama 24 jam, baja (ekstrak
air getah Macaranga gigantea 1 g/L) setelah perendaman dalam Medium
Korosif H2SO4 0,75 M selama 24 Jam, baja (ekstrak air getah Macaranga
gigantea 1 g/L + ion Zn2+ 0,05 mM) setelah perendaman dalam Medium Korosif
H2SO4 0,75 M selama 24 Jam dengan perbesaran 1000 kali.
Gambar 12. Hasil SEM Baja Lunak: a) Blangko, b) H2SO4 0.75 M selama
24 Jam, c) ekstrak air getah Macaranga gigantea 1 g/L selama 24 Jam,
d) ion Zn2+ 0,05 mM selama 24 Jam, e) ekstrak air getah Macaranga
gigantea 1 g/L + ion Zn2+ 0,05 mM selama 24 Jam.
Gambar 12a memperlihatkan permukaan baja lunak yang masih bersih,
halus, dan belum terdapat lubang-lubang akibat efek korosi. Garis-garis yang
terlihat merupakan akibat dari perlakuan penghalusan baja lunak
menggunakan amplas. Gambar 12b memperlihatkan permukaan baja lunak
yang tidak rata, kasar, dan terdapat lubang-lubang besar akibat efek korosi dari
H2SO4. Korosi merupakan suatu kerusakan yang dihasilkan dari reaksi kimia
antara sebuah logam atau logam paduan di dalam suatu lingkungan
(Ispandriatno, 2016). Gambar 12c menunjukkan permukaan yang lebih terlihat
tertutupi dibandingkan dengan gambar 12b, walaupun masih ada gumpalan
dan lubang-lubang kecil yang kurang merata. Hal ini disebabkan karena adanya
b
d
e
a
c
22
senyawa metabolit sekunder dalam ekstrak air getah Macaranga gigantea yang
teradsorpsi pada permukaan baja membentuk lapisan tipis (Gusti et al., 2017).
Gambar 12d menunjukkan bahwa permukaan baja lebih rata seperti berserat
dan lubang lebih sedikit dibandingkan dengan gambar 12c. Hal ini karena pori-
pori dari baja sudah terisi oleh partikel Zn2+. Gambar 12e adanya penambahan
inhibitor dan ion Zn2+ campuran kedua inhibitor tersebut memperlihatkan
permukaan baja yang kurang merata dan menggumpal dibandingkan dengan
gambar 12d. Hal ini karena permukaan baja sudah terlapisi dengan Zn2+ dan
senyawa metabolit sekunder dari ekstrak air getah Macaranga gigantea (Gusti et
al., 2017).Menurut penelitian Ramezanzadeh et al., (2019) seharusnya
campuran kedua inhibitor membuktikan adanya aksi penghalang yang baik dari
film dan pada permukaan sampel yang menegaskan adsorpsi molekul organik
dan kation seng.
4.3 Metode Kehilangan Berat
Metode kehilangan berat dilakukan untuk menentukan laju korosi,
efisiensi inhibisi korosi, efek sinergetik dan isoterm adsorpsi baja lunak dalam
medium asam sulfat dengan konsentrasi 0,75 M serta ekstrak air getah
Macaranga gigantea dengan konsentrasi 1 g/L, dan ion Zn2+ dengan konsentrasi
0,01 mM; 0,02 mM; 0,03 mM; 0,04 mM dan 0,05 mM selama 3 jam. Dengan
variasi suhu perendaman yaitu 30ºC, 40ºC, 50ºC dan 60ºC terhadap laju korosi
dan persentase efisiensi inhibisi korosi baja lunak. Penentuan laju korosi dan
efisiensi inhibisi di hitung menggunakan persamaan 18 dan 19. Sedangkan efek
sinergetik korosi pada baja lunak di hitung dengan persamaan 20. Hasil
Perhitungan dapat dilihat pada lampiran 3.
Pengaruh Konsentrasi ion Zn2+ dengan Ekstrak Air Getah Macaranga
gigantea terhadap Laju Korosi Baja Lunak
Pengaruh konsentrasi ion Zn2+ ditambah dengan 1 g/L ekstrak getah
Macaranga gigantea terhadap laju korosi baja lunak selama perendaman 3 jam
dengan variasi konsentrasi ionyang digunakan yaitu 0,01 mM; 0,02 mM; 0,03
mM; 0,04 mM dan 0,05 mM dan juga dilakukan variasi suhu perendaman yaitu
30ºC, 40ºC, 50ºC dan 60ºC dapat dilihat pada gambar 13.
23
Gambar 13. Pengaruh campuran konsentrasi ion Zn2+ + 1 g/L
ekstrak air getah Macaranga gigantea terhadap laju korosi
dengan variasi suhu.
Gambar 13 memperlihatkan bahwa dengan meningkatnya konsentrasi
ion Zn2+ maka semakin menurun persentase laju korosi baja. Hal ini disebabkan
dengan adanya kation seng yang terdapat dalam campuran ion Zn2+ dengan
ekstrak air getah Macaranga gigantea memberikan daya hambat yang tinggi.
Kation seng mempercepat ekstrak mengadsorpsi molekul organik pada
permukaan baja. Berdasarkan penelitian Ramezanzadeh et al., (2019) terbukti
bahwa kation logam seperti seng merupakan agen kompleks yang kuat karena
orbitalnya kosong.
Berdasarkan variasi suhu, hal ini menunjukkan bahwa suhu meningkat
dan laju korosi meningkat. Hal ini terjadi karena suhu naik dan energi kinetik
permukaan logam meningkat, yang menyebabkan proses adsorpsi lebih lemah
dan mendorong proses desorpsi (Fajrianti et al., 2016). Peningkatan laju korosi
pada kenaikan suhu diakibatkan oleh melemahnya interaksi antara senyawa-
senyawa metabolit sekunder dari ekstrak air getah Macaranga gigantea pada
permukaan baja lunak. Semakin lemah interaksi pada permukaan baja lunak
dengan kenaikan suhu merupakan gejala fisiosorpsi yang melibatkan gaya van
der waals (Sangeetha et al., 2016).
Gambar 13 menunjukkan nilai laju korosi baja paling besar adalah pada
perendaman di dalam asam sulfat 0,75 M tanpa penambahan ekstrak. Hal itu
diakibatkan pada kondisi asam, banyaknya ion H+ memicu terjadinya reaksi
reduksi yang berlangsung sehingga pembentukan hidrogen semakin besar yang
menyebabkan lebih banyak logam besi yang teroksidasi dan menghasilkan
karat.
0,01,02,03,04,05,06,07,08,09,0
0,01 0,02 0,03 0,04 0,05
(mg/cm
^3.j
am
)
C mM
30◦C
40◦C
50◦C
60◦C
24
Pengaruh Konsentrasi ion Zn2+ dengan Ekstrak Air Getah Macaranga
gigantea terhadap Efisiensi Korosi Baja Lunak
Pengaruh konsentrasi ion Zn2+ ditambah dengan 1 g/L ekstrak air getah
Macaranga gigantea terhadap efisiensi inhibisi korosi baja lunak. Efisiensi
inhibisi adalah persentase nilai yang menunjukkan seberapa besar kemampuan
ion Zn2+ dengan ekstrak air getah Macaranga gigantea menghambat korosi pada
baja. selama perendaman 3 jam dengan variasi konsentrasi ion Zn2+ yang
digunakan yaitu0 ,01 mM; 0,02 mM; 0,03 mM; 0,04 mM dan 0,05 mM dengan
dilakukan variasi suhu perendaman yaitu 30ºC, 40ºC, 50ºC dan 60ºC dapat
dilihat pada gambar 14.
Gambar 14. Pengaruh campuran konsentrasi ion Zn2+ + 1 g/L
ekstrak air getah Macaranga gigantea terhadap efisiensi
dengan variasi suhu.
Gambar 14 memperlihatkan bahwa dengan meningkatnya konsentrasi
ion Zn2+ maka semakin besar pula persen efisiensi inhibisi korosi baja. Hal
tersebut disebabkan bahwa konsentrasi Zn2+ dalam larutan memiliki pengaruh
besar pada efek yang diberikan oleh Zn2+ pada efisiensi inhibitor (Altwaiq et al.,
2015). Zn2+-Kompleks inhibitor berdifusi dari sebagian besar ke permukaan
logam. Kompleks inhibitor diubah menjadi kompleks inhibitor-logam yang lebih
stabil. Akibatnya laju korosi semakin menurun dan persen efisiensi meningkat.
Efisiensi inhibisi tertinggi diperoleh pada konsentrasi ion Zn2+ 0,05 mM sebesar
74,125%. Merujuk pada penelitian Ahangar et al., (2020) diprediksi bahwa
senyawa kompleks antara campuran inhibitor ion Zn2+ dan ekstrak air getah
Macaranga gigantea yang terbentuk seperti persamaan reaksi di bawah ini:
Zn2+(aq) + Eks(aq) Zn2+-Eks (Kompleks)
Zn2+-Eks (Kompleks) + Fe2+ Fe2+-Eks (Kompleks) + Zn2+(aq)
Zn2+(aq) + 2OH-
(aq) Zn(OH)2 (deposit)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0,01 0,02 0,03 0,04 0,05
Efi
sie
nsi
%
C mM
30◦C
40◦C
50◦C
60◦C
25
Tahap pertama yang terjadi adalah reaksi antara Zn2+ dengan ekstrak
didalam ion Zn2+ membentuk kompleks Zn2+-Eks, setelah mengalami difusi
kompleks Zn2+-Eks ke permukaan baja, tahap kedua kompleks Zn2+-Eks diubah
menjadi kompleks Fe2+-Eks karena lebih banyak afinitas besi untuk membentuk
- Zn2+. Tahap ketiga kompleks
Fe2+-Eks membentuk film dipermukaan baja disitus anodik dan memblokir
daerah permukaan aktif logam. Selanjutnya kation Zn2+ berinteraksi dengan
anion OH- yang diproduksi di daerah katodik untuk membentuk seng
hidroksida pada permukaan baja.
Gambar 14 menunjukkan kenaikan suhu terhadap efisiensi inhibisi.
Kenaikan suhu menyebabkan tingkat energi molekul pada permukaan logam
mengalami persaingan antara gaya adsorpsi dan desorpsi logam (Nurdila et al.,
2015). Saat suhu meningkat, efisiensi inhibisi yang ditunjukkan menurun.
Penurunan efisiensi inhibisi menunjukkan bahwa efisiensi inhibisi ekstrak air
getah Macaranga gigantea di bawah suhu tinggi akan relatif berkurang. Karena
molekul inhibitor bersaing dengan difusi zat korosif pada permukaan baja.
Banyaknya molekul yang terkandung dalam ekstrak air getah Macaranga
gigantea menyebabkan difusi lambat, sehingga pada suhu tinggi permukaan
logam terlebih dahulu terkorosi oleh zat korosif. Pada suhu tinggi, kekuatan
adsorpsi molekul inhibitor juga akan menurun.
Pengaruh Konsentrasi ion Zn2+ dan Ekstrak Air Getah Macaranga gigantea
terhadap Efek Sinergetik Korosi Baja Lunak
Pengaruh konsentrasi ionditambah dengan 1 g/L ekstrak getah
Macaranga gigantea terhadap efek sinergetik korosi baja lunak selama
perendaman 3 jam dapat dilihat pada tabel 3. Variasi konsentrasi ionyaitu 0,01
mM; 0,02 mM; 0,03 mM; 0,04 mM dan 0,05 mM juga dilakukan variasi suhu
perendaman yaitu 30ºC, 40ºC, 50ºC dan 60ºC dapat dilihat pada tabel 3.
26
Tabel 3. Efek Sinergetik Korosi Baja Lunak dalam Perendaman ion Zn2+
+ 1 g/L ekstrak air getah Macaranga gigantea
Konsentrasi
ion Zn2+
(mM)
Ekstrak air getah
Macaranga gigantea
1 g/L
ion Zn2+
Ekstrak
+ ion
Zn2+
S1
0,01 0,60073 0,71813 0,26878 -0,44
0,02 0,60073 0,57215 0,30188 -0,25
0,03 0,60073 0,30520 0,47287 0,18
0,04 0,60073 0,24330 0,68030 0,49
0,05 0,60073 0,12920 0,74130 1,04
Secara umum, adanya ion Zn2+ dalam media asam secara sinergetik
meningkatkan efisiensi penghambatan beberapa senyawa organik. Anion dapat
meningkatkan adsorpsi kation organik dalam larutan dengan membentuk
jembatan antara permukaan logam dan ujung positif dari inhibitor organik. Jika
S=1 artinya bahwa inhibitor dan ion Zn2+ tidak memiliki efek satu sama lain,
selain itu jika S>1 menunjukkan bahwa efek sinergetik terjadi, sedangkan S<1
berarti efek antagonis (Pramudita et al., 2019). Hasil perhitungan efek sinergetik
dapat dilihat pada Tabel 3. Pada konsentrasi 0,01, 0,02, 0,03 dan 0,04 terjadi
efek antagonis karena S<1, sedangkan nilai S lebih dari 1, pada konsentrasi
0,05 mM menunjukkan bahwa efek sinergetik terjadi karena S>1, Sehingga
semakin besar konsentrasi ion Zn2+ pada inhibitor memiliki efek sinergetik dan
efisiensi inhibisi yang dihasilkan meningkat (Untari et al., 2020).
Peningkatan efek sinergetik ion Zn2+ dan ekstrak air getah Macaranga
gigantea diduga proses kemisorpsi Zn2+ yang stabil pada permukaan logam
bertanggung jawab atas efek sinergetik Zn2+ dalam kombinasi dengan inhibitor.
Stabilitas ion seng teradsorpsi bergerak ke cakupan permukaan yang lebih
besar dan kemudian efisiensi penghambatan yang lebih besar (El-Katori et al.,
2019).
4.3 Analisis Isoterm Adsorpsi
Analisis isoterm adsorpsi dapat memberikan informasi tentang interaksi
inhibitor pada permukaan baja. Menurut Emriadi et al., (2016) adsorpsi ekstrak
bahan alam dapat memberikan efek proteksi terhadap baja karena adsopsi
ekstrak membentuk lapisan tipis yang dapat memberikan perlindungan pada
permukaan baja sehingga dapat menghambat korosi. Hasil metode kehilangan
berat dapat digunakan untuk menghitung parameter-parameter adsorpsi.
Parameter adsorpsi yang sering digunakan adalah persamaan isoterm
Langmuir dan Freundlich. Nilai koefisien korelasi ekstrak air getah Macaranga
27
gigantea dan ion Zn2+ dari isoterm Langmuir dan Freundlich dapat dilihat pada
Tabel 4.
Tabel 4. Koefisien Korelasi yang diperoleh dari berbagai isoterm adsorpsi
Suhu Isoterm Adsorpsi
Langmuir
Isoterm Adsorpsi
Freundlich
303 K 0,4552 0,8983
313 K 0,3929 0,9464
323 K 0,2276 0,9567 333 K 0,0053 0,9707
Tabel 3 menunjukkan hubungan linier pada isoterm adsorpsi Langmuir
dan Freundlich terhadap adsorpsi pada permukaan baja lunak dengan kisaran
0,0053 sampai 0,9707 untuk setiap variasi suhu. Isoterm Langmuir
menjelaskan penyerapan yang akan berlangsung secara terus menerus hingga
mencapai lapisan tunggal dan akan terus melakukan adsorpsi sampai tercapai
lapisan monolayer, sedangakan isoterm Freundlich menjelaskan bahwa pada
permukaan logam terbentuk lapisan multilayer dari molekul inhibitor dan
bersifat heterogen yaitu setiap gugus aktif di permukaan logam memiliki
kemampuan mengadsorpsi yang berbeda-beda. Nilai R semakin mendekati 1
maka dapat dikatakan bahwa terdapat pengaruh dan keterkaitan semakin
kuat. Pada penelitian ini terlihat bahwa nilai R isoterm adsorpsi Freundlich
lebih besar maka adsorpsi yang terjadi cenderung mengikuti persamaan
adsorpsi Freundlich yang berarti penyerapan logam Fe yang terjadi adalah
secara fisika. Molekul inhibitor yang diadsorpsi secara fisik tidakterikat secara
kuat sehingga menghasilkan interaksi yang lemah antara inhibitor dengan
permukaan logam. Interaksi yang terjadi menyebabkan permukaan logam
dapat ditutupi atau dilapisi oleh molekul inhibitor (Apriyanti et al., 2018).
Analisis Konstanta Kesetimbangan Adsorpsi (Kads), Energi Bebas Adsorpsi
(∆G°ads), Entalpi Adsorpsi (∆H°ads), dan Entropi Adsorpsi (∆S°ads)
Adsorpsi isoterm Freundlich juga dapat menentukan nilai konstanta
adsorpsi (Kads) ekstrak getah Macaranga gigantea dan ion Zn2+ pada permukaan
baja dan nilai energi Gibbs (∆G°ads) yang ditunjukkan pada Tabel 5.
28
Gambar 15. Isoterm adsorpsi freundlich untuk korosi baja dalam
medium asam sulfat 0,75 m dengan waktu perendaman 3 jam.
Gambar 15 memperlihatkan hubungan log C terhadap log C/θ dari
isotherm freundlich. Log C/θ meningkat dengan meningkatnya suhu, yang
menunjukkan bahwa derajat penutupan permukaan (θ) baja lunak akan
menurun dan proses desorpsi akan meningkat.
Tabel 5. Parameter Adsorpsi dari Adsorpsi Isoterm Freundlich
Suhu (K) Kads ∆G°ads
(kJ/mol)
303 5,55 -4,32
313 6,30 -4,79
323 7,06 -5,25
333 9,18 -6,14
Perhitungan Kads mengikuti isoterm freundlich pada persamaan 12.
Tabel 4 memperlihatkan bahwa semakin tinggi suhu maka nilai Kads semakin
kuat. Menurut Zakaria et al., (2016). Kads yang tinggi menunjukkan kestabilan
dan interaksi senyawa-senyawa metabolit sekunder pada ekstrak air getah
Macaranga gigantea dengan Fe²⁺ pada permukaan baja lunak semakin kuat
dengan meningkatnya suhu.
Energi bebas adsorpsi dapat dihitung menggunakan persamaan 14.
Energi bebas Gibbs pada variasi suhu ditunjukkan oleh Tabel 4. Nilai hasil
perhitungan terdapat pada lampiran 5. Nilai ∆G°ads negatif mengindikasikan
reaksi adsorpsi berjalan secara spontan dan lapisan ekstrak yang teradsorpsi
stabil pada permukaan baja (Nathiya dan Raj, 2017). Menurut Mohammadi dan
Rahsepar, (2019) nilai ∆Gads kurang dari -20 kJ/mol terkait dengan adsorpsi
fisika. jika lebih dari -40 kJ/mol atau lebih negatif diketahui berhubungan
dengan adsorpsi kimia dan nilai diantara keduanya menunjukkan kombinasi
antara adsorpsi fisika dan kimia. Nilai ∆G°ads ekstrak air getah Macaranga
gigantea dengan ion Zn2+ berada dibawah -20 kJ sehingga dapat disimpulkan
0,0
0,0
0,0
0,1
0,1
0,1
0,1
-2,0 -1,7 -1,5 -1,4 -1,3
log C
/Ѳ
log C
303 K
313 K
323 K
333 K
29
bahwa ekstrak air getah Macaranga gigantea dengan ion Zn2+ adalah adsorpsi
fisika.
Gambar 16. Hubungan 1/t terhadap ln Kads
Gambar 16 menunjukkan hubungan 1/T terhadap ln Kads slope pada
grafik menunjukkan harga dari -∆H°ads/R sehingga diperoleh nilai ∆H°
ads.
Menurut Zakaria et al., (2016) nilai ∆H bernilai positif menunjukkan adsorpsi
berlangsung secara endoterm melibatkan adsorpsi kimia, sedangkan nilai ∆H
bernilai negatif menunjukan adsorpsi eksoterm melibatkan proses fisisorpsi
atau kemisorpsi atau campuran keduanya.
Tabel 6. Nilai Entalpi Adsorpsi Standar dan Entropi Adsorpsi Standar
Suhu ∆G°ads
∆S°ads
(K)
(kJ/mol.K) (kJ/mol.K)
303 -13,51 -30,36
313 -13,51 -27,88
323 -13,51 -25,59
333 -13,51 -22,15
Tabel 6 menunjukkan nilai ∆H°ads negatif untuk ekstrak getah
Macaranga gigantea dengan ion Zn2+ yang menunjukkan bahwa proses adsorpsi
ekstrak pada permukaan baja bersifat eksoterm atau melepaskan energi.
Ekstrak juga menunjukkan bahwa adsorpsi yang terjadi diduga adsorpsi fisika
atau kimia atau campuran keduanya karena nilai ∆H°ads<0 (Zakaria et al.,
2016).
Nilai ∆G°ads dan ∆H°
ads diketahui maka nilai ∆S°ads dapat dihitung dengan
persamaan 14. Tanda negatif dari entropi menunjukkan keteraturan dan tanda
positif menunjukkan ketidakteraturan (Zakaria et al., 2016). Nilai ∆S°ads negatif
menunjukkan adanya keteraturan dalam proses adsorpsi ekstrak air getah
Macaranga gigantea dengan ion Zn2+ pada permukaan baja dan tidak adanya
gangguan terhadap sistem.
y = 1,6254x - 3,1891 R² = 0,9568
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
2,95 3 3,05 3,1 3,15 3,2 3,25 3,3 3,35
ln K
ads
1/T (10-3 )
30
Tanda negatif ∆S°ads dari inhibitor dapat juga dikaitkan dengan proses
substitusi adsorpsi molekul inhibitor organik dan molekul air pada permukaan
baja lunak. Menurut Zakaria et al., (2016) entropi adsorpsi positif disebabkan
karena banyaknya molekul air yang didesorpsi dari permukaan baja lunak oleh
satu molekul inhibitor. Sebaliknya entropi adsorpsi bernilai negatif
menunjukkan inhibitor disertai dengan sedikitnya desorpsi molekul air dari
permukaan baja lunak. Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa nilai entropi
diperoleh bernilai negatif yang mengindikasi proses keteraturan adsoprsi dari
ekstrak sebagai inhibitor pada permukaan baja.
31
V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka diperoleh
kesimpulan sebagai berikut:
1. Semakin besar konsentrasi ion Zn2+ ke dalam ekstrak memiliki efek
sinergetik meningkatkan efisiensi inhibisi korosi.
2. Analisis Scanning Electron Microscopy (SEM) menunjukkan permukaan baja
lunak setelah perendaman dalam ekstrak air getah Macaranga gigantea
yang ditambah dengan ion Zn2+ menunjukkan permukaan yang kurang
merata dan menggumpal, dibandingkan dengan perendaman dengan H2SO4
menunjukkan permukaan yang tidak rata, kasar, dan terdapat lubang-
lubang.
3. Berdasarkan parameter termodinamika, proses adsorpsi ekstrak air getah
Macaranga gigantea yang ditambah dengan ion Zn2+ pada permukaan baja
lunak dalam asam sulfat 0,75 M berlangsung spontan, eksoterm dan
derajat keteraturan pada proses adsorpsi.
5.2 Saran
Pada penelitian selanjutnya diharapkan dapat menggunakan medium lain
seperti air gambut sebagai media korosif.
32
DAFTAR PUSTAKA
Afandi, Y. K., Arief, I. S., dan Amiadji. 2015. Analisa Laju Korosi pada Pelat Baja Karbon dengan Variasi Ketebalan Coating. Jurnal Teknik Its, 4(1), 1–5.
Ahangar, M., Izadi, M., Shahrabi, T., dan Mohammadi, I. 2020. The synergistic
effect of zinc acetate on the protective behavior of sodium lignosulfonate
for corrosion prevention of mild steel in 3.5 wt% NaCl electrolyte: Surface and electrochemical studies. Journal of Molecular Liquids, 314, 113617.
Altwaiq, A., Abdel-Rahem, R., AlShamaileh, E., Al-luaibi, S., dan Khouri, S. 2015. Sodium lignosulfonate as a friendly-environment corrosion inhibitor for zinc metal in acidic media. Eurasian Journal of Analytical
Chemistry, 10(1), 10–18.
Amirta, R., Angi, E. M., Ramadhan, R., Kusuma, I. W., Wiati, C. B., dan Haqiqi, M. T. 2017. C . B ., dan Haqiqi , M . T . 2017 . Potensi Pemanfaatan Macaranga . Mulawarman University Press . Samarinda.
Apriyanti, H., Candra, I. N., dan Elvinawati. 2018. Karakteristik Isoterm
Adsorpsi dari Ion Logam Besi (Fe) Pada Tanah di Kota Bengkulu. ALOTROP Jurnal Pendidikan dan Ilmu Kimia, 2(1), 14–19.
Arham, Y. 2016. Pengaruh Jenis kampuh V dan X Terhadap Struktur Mikro dan Kekuatan Impak pada Pengelasan Baja Karbon. Pengaruh Jenis Kampuh V Dan X Terhadap Struktur Mikro Dan Kekuatan Impak Pada Pengelasan Baja Karbon, 2(2).
Arifin, J. 2017. Baja adalah logam paduan dengan besi sebagai unsur dasar dan
karbon sebagai unsur paduan utamanya . Kandungan karbon dalam baja berkisar antara 0 , 2 % hingga karbon dalam baja adalah sebagai unsur pengeras dengan mencegah dislokasi. Momentum, 13(1), 27–31.
Batah, A., Anejjar, A., Bammou, L., Belkhaouda, M., dan Salghi, R. 2020. Effect
of apricot almond oil as green inhibitor for steel corrosion in hydrochloric media. Portugaliae Electrochimica Acta, 38(4), 201–214.
El-Katori, E. E., Fouda, A. S., dan Mohamed, R. R. 2019. The Synergistic Impact of the Aqueous Valerian Extract and Zinc Ions for the Corrosion Protection of Mild Steel in Acidic Environment. Zeitschrift fur Physikalische Chemie, 1–27.
Emriadi, Santoni, A., & Stiadi, Y. 2016. Adsorptive and thermodynamic
properties of methanol extract of Toona sinensis leaves for the corrosion of mild steel in HCl medium. Der Pharma Chemica, 8(18), 266–273.
Ena, M. 2016. Pengaruh Variasi IonTerhadap Produksi Brown’s Gas. Jurnal Teknik Mesin Universitas Islam Malang, 17(2), 10.
Erna, M., Emriadi, E., Alif, A., dan Arief, S. 2016. Thermodynamic Properties
and Characterizations of Chitosan Nano-Particles Corrosion Inhibition on the Surface of Mild Steelin Peat Water Media. ALCHEMY Jurnal Penelitian Kimia, 12(1), 27.
Fajrianti, H., Oktiawan, W., Dan Wardhana, I. W. (2016). Pengaruh Waktu
Perendaman Dalam Aktivator Naoh Dan Debit Aliran Terhadap Penurunan Krom Total (Cr) Dan Seng (Zn) Pada Limbah Cair Industri
Elektroplating Dengan Menggunakan Arang Aktif Dari Kulit Pisang. Jurnal Teknik Lingkungan, 5(1), 1–9.
Gapsari, G. 2017. Pengantar Korosi. Malang: UB press.
33
Gusti, D. R., Alif, A., dan Efdi, M. 2015. Research Article Water extracts of cassava leaf as corrosion inhibitor for mild steel in sulfuric acid solution.
7(12), 398–405.
Gusti, D.R., Emriadi, A. Alif dan M. Efdi. 2017. “Corrosion Inhibition of Ethanol
Extract of Cassava (Manihot esculenta) Leaves on Mild Steel in Sulfuric Acid”. International Journal of ChemTech Research. Vol 10(2):163-171.
Hanura, I. Y. 2018. Isolasi Senyawa Kimia Dari Ekstrak Eatanol Getah Macaranga gigantea (Macaranga gigantean Muell. Arg) Sebagai Anti
Oksidan. Skripsi. Universitas Jambi.
Haidir, A., Sari, A., Putri, D., dan Nurlaily, E. 2017. Analisis Laju Korosi Paduan Alumunium Feronikel pada pH Basa dengan Potensiostat. Jurnal
Pengelolaan Instalasi Nuklir, 18, 11–22.
Hassan, K. H., B, A. A. K., & Noor H. Kurshed. 2016. Citrus aurantium leaves
extracts as a sustainable corrosion inhibitor of mild steel in sulfuric acid. South African Journal of Chemical Engineering, 22, 1–5.
Hidayat, B., Yusro, F., dan Mariani, Y. 2019. Kemampuan Ekstrak Kulit Kayu Dua Spesies Macaranga Enterococcus Faecalis the Ability of Two Species of Macaranga Wood Bark Extracts To Inhibit the Growth of Bacteria. 5(2),
95–109.
Ispandriatno, A. S. 2016. Ketahanan Korosi Baja Ringan di Lingkungan Air Laut. Jurnal Material Dan Teknologi Proses, 1(1), 1–7.
Jalaluddin, Ishak, dan Rosmayuni. 2015. Efektifitas Inhibitor Ekstrak Tanin
Kulit Kayu Akasia (Acacia Mangium) Terhadap Laju Korosi Baja Lunak (St.37) Dalam Media Asam Klorida. Jurnal Teknologi Kimia Unimal, 4(1),
89–99.
Kayadoe, V., M. Fadli, R. Hasim, and M. Tomasoa. 2015. Ekstrak Daun Pandan
(Pandanus amaryllifous Roxb) Sebagai Inhibitor Korosi Baja SS-304 Dalam H2SO4. Molekul. 10 (2): 88-96.
Maryam, S., Effendi, N., dan Kasmah, K. 2019. Produksi dan Karakterisasi
Gelatin dari Limbah Tulang Ayam dengan Menggunakan Spektrofotometer Ftir (Fourier Transform Infra Red). Majalah Farmaseutik, 15(2), 96.
Mihra, M., Jura, M. R., dan Ningsih, P. 2018. Analisis Kadar Tanin dalam
Ekstrak Daun Mimba (Azadirachta indica a. Juss) dengan Pelarut Air dan Etanol. Jurnal Akademika Kimia, 7(4), 179.
Mobin, M., Parveen, M., dan Rafiquee, M. Z. A. 2017. Synergistic effect of
sodium dodecyl sulfate and cetyltrimethyl ammonium bromide on the corrosion inhibition behavior of L-methionine on mild steel in acidic medium. Arabian Journal of Chemistry, 10, S1364–S1372.
Mohammadi, Z., & Rahsepar, M. 2019. The use of green Bistorta Officinalis
extract for effective inhibition of corrosion and scale formation problems in cooling water system. Journal of Alloys and Compounds, 770, 669–678.
Nasution, M. 2018. Karakteristik Baja Karbon Terkorosi. Buletin Utama Teknik,
14(1).
Nathiya, R. S., dan Raj, V. 2017. Evaluation of Dryopteris cochleata leaf extracts as green inhibitor for corrosion of aluminium in 1 M H2SO4. Egyptian Journal of Petroleum, 26(2), 313–323.
Noor, T., W, S. K., Purniawan, A., Agung, B., Sulistijono, K., Arif, J., Hakim, R., dan Surabaya, S. 2015. Jeruk Dan Kulit Buah Mangga Sebagai Inhibitor Korosi Pada Baja Karbon Dalam Media Nacl 3 , 5 %. 29–33.
34
Nurdila, F. A., Asri, N. S., dan Suharyadi, D. E. 2015. Femila Amor Nurdila / Adsorpsi Logam Tembaga (Cu), Besi (Fe) dan Nikel (Ni) dalam Artificial Limbah Cair Menggunakan Nanopartikel Cobalt Ferrite (CoFe2O4) Adsorpsi Logam Tembaga (Cu), Besi (Fe), dan Nikel (Ni) dalam Limbah Cair Buatan Menggunakan Nanopart. XIX(55), 23–27.
Nurkaromah, A., dan Sukandar. 2017. ( Acacia Mangium Wild ) Dengan Cara Polimerisasi Sebagai Biosorben Untuk Logam Pb ( Ii ) Di Indonesia Terdapat Banyak Sekali Lokasi Dan Waktu Penelitian. 2(2), 79–91.
Oktafiani, R. 2019. “Termodinamika Dan Kinetika Adsorpsi Baja Lunak Pada Inhibitor Ekstrak Getah Macaranga gigantea (Macaranga gigantea Muell.
Arg) Dalam Medium Asam Sulfat ”. Skripsi. Jambi: Universitas Jambi.
Pakpahan. 2015. Inhibisi Korosi Baja Karbon Rendah C-Mn Steel oleh Ekstrak Daun teh (Camelia Sinensis) dalam Medium Korosif. Jurnal Teori Dan Aplikasi Fisika, 3(2), 195–201.
Pambudi, A., Farid, M., dan Nurdiansah, H. 2017. Analisa Morfologi dan
Spektroskopi Infra Merah Serat Bambu Betung (Dendrocalamus Asper) Hasil Proses Alkalisasi Sebagai Penguat Komposit Absorbsi Suara. Jurnal Teknik ITS, 6(2), 441–444.
Pappa, S., Jamaluddin, A. W., dan Ris, A. 2019. Kadar Tanin Pada Kulit Buah
Kakao ( Theobroma cacao L .) Kabupaten Poliwalimandar dan Toraja Utara. Cakra Kimia, 7(2), 92–101.
Pramudita, M., Sukirno, dan Nasikin, M. 2018. “Influence of tannin content in
Terminalia catappa leaves extracts resulted from maceration extraction on decreasing corrosion rate for mild steel in 1M H2SO4”. IOP Conf. Series: Material Science and Engineering. Vol 345.
Pramudita, M., Sukirno, S., dan Nasikin, M. 2019. Synergistic corrosion
inhibition effect of rice husk extract and KI for Mild steel in H2SO4 Solution. Bulletin of Chemical Reaction Engineering &amp; Catalysis,
14(3), 697–704.
Pranoto, P., Martini, T., dan Rachmawati, D. A. 2018. Karakterisasi dan Uji
Efektivitas Allophane-Like untuk Adsorpsi Ion Logam Tembaga (Cu). ALCHEMY Jurnal Penelitian Kimia, 14(2), 202.
Puspita Sari, P., Susanah Rita, W., dan Puspawati, N. 2015. Identifikasi Dan Uji
Aktivitas Senyawa Tanin Dari Ekstrak Daun Trembesi (Samanea Saman (Jacq.) Merr) Sebagai Antibakteri Escherichia Coli (E. Coli). Jurnal Kimia,
9(1), 27–34.
Putra, I. E., dan Kasuma, N. S. 2018. Pengaruh Inhibitor Daun Gambir Terhadap Laju Korosi Baja Karbon Rendah Dalam HCl 1 %. Jurnal Momentum, 20(1), 25–30.
Ramadhan, H. I., Adjiantoro, B., Herbirowo, S., Mesin, J. T., Teknik, F., Sultan,
U., Tirtayasa, A., Universitas, K., Ageng, S., Cilegon, T., Ilmu, L., dan Indonesia, P. 2019. Karakterisasi Sifat Mekanik Dan Struktur Mikro Pada Baja Laterit Dengan Proses Cold Rolling Characteristics of Mechanical Properties and. 33–38.
Ramdhah, N. 2019.” Inhibisi Korosi Baja Lunak Dalam Asam Sulfat Oleh Campuran Ekstrak Daun Senduduk (Melastoma Malabathricum L.) Dan
Natrium Dodesil Sulfat (Nds)”. Skripsi. Jambi: Universitas Jambi. Ramezanzadeh, M., Bahlakeh, G.,dan Ramezanzadeh, B. 2019. Study of the
synergistic effect of Mangifera indica leaves extract and zinc ions on the
35
mild steel corrosion inhibition in simulated seawater: Computational and electrochemical studies. Journal of Molecular Liquids, 292.
Roanisca, O., dan Syah, Y. M. 2016. Isolasi Dan Karakterisasi Metabolit
Sekunder Dari Ekstrak Aseton Daun Macaranga Pruinosa Bangka Belitung. Jurnal Riset Kimia, 9(2), 29.
Saputra, T. R., dan Ngatin, A. 2019. Ekstraksi Daun Cocor Bebek Menggunakan
Berbagai Pelarut Organik Sebagai Inhibitor Korosi Pada Lingkungan Asam Klorida. Fullerene Journal of Chemistry, 4(1), 21.
Sangeetha, Y., Meenakshi, S., dan Sundaram, C. S. 2016. Interactions at the mild steel acid solution interface in the presence of O-fumaryl-chitosan: Electrochemical and surface studies. Carbohydrate Polymers, 136, 38–45.
Setiawan, A. 2018. Sintesis Dan Karakterisasi Zno Sebagai Coating Antikorosi Zno/Al(Oh)3 Pada Material Baja Karbon. Teknik, 39(1), 55.
Sirait, R.O. 2019. “Ekstrak Air Getah Macaranga gigantea (Macaranga gigantea
Muell. Arg sebagai Anti Korosi terhadap Baja Lunak dalam Asam Sulfat)”. SKRIPSI. Jambi: Universitas Jambi.
Stiadi, Y., Arief, S., Aziz, H., Efdi, M., dan Emriadi, E. 2019. Inhibisi Korosi Baja
Ringan Menggunakan Bahan Alami Dalam Medium Asam Klorida: Review. Jurnal Riset Kimia, 10(1), 51.
Subiyanto, G., dan Ngatin, A. 2015. Carbon Steel Corrosion In The Atmosphere, Cooling Water Systems, And Hot Water. Fluida, 11(1), 7–14.
Sudarsana, K. I., P. deskara dan Putra. S. I M. 2015. Perbandingan Perubahan
Kinerja Struktur Rangka Struktur Beton Bertulang Dan Baja Dengan Dinding Pengisi. Jurnal Ilmiah Teknik Sipil, 19(2), 156–164.
Sujatno, A., Salam, R., Dimyati, A., dan Bandriyana. 2015. Studi Scanning
Electron Microscopy(SEM) untuk Karakterisasi Proses Oxidasi Paduan Zirkonium. Jurnal Forum Nuklir (JFN), 9(November), 44–50.
Suleiman, I. Y., Abdulwahab, M., dan Awe, F. E. 2016. A study of the green corrosion inhibition of Acacia tortilis extract on mild steel-sulphuric acid environment. 2(1), 50–55.
Sulistyani, M. 2018. Spektroskopi Fourier Transform Infra Red Metode
Reflektansi (Atr-Ftir) Pada Optimasi Pengukuran Spektrum Vibrasi Vitamin C. Jurnal TEMAPELA, 1(2), 39–43.
Tiwari, P., B. Kumar, M. Kaur, G. Kaur dan H. Kaur. 2011. “Phytochemical Screening and Extraction: A Review”. International Pharmaceutica Scienca.
Vol 1(1): 98-106.
Umoren, S. A., dan Solomon, M. M. 2017. Synergistic corrosion inhibition effect of metal cations and mixtures of organic compounds: A Review. Journal of Environmental Chemical Engineering, 5(1).
Untari, P., Emriadi, Efdi, M., dan Azuxetullatif. 2020. Efek Sinergetik Ekstrak
Daun Jambu Bol (Syzygium malaccense) dan Iodida terhadap Korosi Baja dalam Asam. Chempublish Journal, 5(2), 179–193.
Wilaksono, A. 2018. “Karakterisasi Senyawa Kimia dari Kulit Batang Macaranga gigantea (Macaranga gigantea) sebagai Antioksidan”. Skripsi. Jambi:
Universitas Jambi.
Yanuar, A. P., Pratikno, H., dan Titah, H. S. 2017. Pengaruh Penambahan
Inhibitor Alami terhadap Laju Korosi pada Material Pipa dalam Air Laut Buatan. Jurnal Teknik ITS, 5(2), 8–13.
36
Yufita, E., dan Fitriana, D. 2018. Pengendalian Laju Korosi Pada Baja Plat
Hitam a36 Dalam Medium Korosif Menggunakan Inhibitor Ekstrak Daun Salam Control of Corrosion Rate on a36 Black Plate Steel in Corrosive Medium Using Salam Leaf. Journal of Aceh Physics Society, 7(2), 67–71
Yuningsih, M. 2016. Ekstrak Daun Ekor Naga (Rhaphidophora pinnata Schott.) Sebagai Inhibitor Korosi Baja Dalam Media Asam. Skripsi. Padang:
Universitas Andalas.
Zakaria, K., Hamdy, A., Abbas, M. A., dan Abo-elenien, O. M. 2016. New organic compounds based on siloxane moiety as corrosion inhibitors for carbon steel in HCl solution : Weight loss , electrochemical and surface studies.
Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 1–14.
Zhang, B., He, C., Chen, X., Tian, Z., dan Li, F. 2015. The synergistic effect of
polyamidoamine dendrimers and sodium silicate on the corrosion of carbon steel in soft water. Corrosion Science, 90, 585–596.
37
LAMPIRAN
Lampiran 1. Alur Penelitian
Persiapan spesimen baja
Pembuatan Medium korosif H2SO4 0,75 M
Pembuatan inhibitor ekstrak air getah
Macaranga gigantea
Perendaman baja lunak dalam
inhibitor dan elektrolit
Pengukuran Kehilangan Berat
Pembuatan ion Zn2+
Karakterisasi SEM Karakterisasi FTIR
38
Lampiran 2. Diagram Alir Penelitian
Pembuatan Medium Korosif H2SO4
Pembuatan Medium Korosif dengan Adanya Penambahan Ekstrak Air Getah
Macaranga gigantea
Pembuatan ion Zn2+
Ekstrak pekat
Ditimbang 1,25 g
Diencerkan dalam labu ukur 500 mL menggunakan H2SO4
0,75 M
inhibitor konsentrasi 2,5 g/L
Diencerkan kembali sehingga diperoleh konsentrasi 1 g/L
inhibitor 1 g/L
H2SO4 pa 18 M
Diencerkan menjadi 0,75 M
H2SO4 0,75 M
ZnSO4. 5H2O
Diencerkan dalam labu ukur 250 mL menggunakan
H2SO4 0,75 M
ion Zn2+. 5H2O 0,05 M
Diencerkan kembali sehingga diperoleh konsentrasi 0,05; 0,04 mM; 0,03 mM; 0,02 mM dan 0,01 mM
ion Zn2+. 0,05 mM; 0,04
mM; 0,03 mM; 0,02 mM
dan 0,01 mM
Ditimbang 2,5 g ZnSO4. 5H2O dan 3 g H3BO3
39
Pembuatan Persiapan Spesimen Baja
Perendaman Baja Lunak dalam Inhibitor Korosi Ekstrak Air Getah
Macaranga gigantea dan ion Zn2+
Baja lunak berukuran
± 2×1 cm
Dihaluskan permukaan baja menggunakan amplas besi grade 120
Diukur panjang dan lebarnya menggunakan jangka sorong
Ditimbang massanya menggunakan neraca analitik
Dinyatakan hasilnya sebagai massa awal (W1)
Berat awal baja
Baja
Direndam dalam ion Zn2+ konsentrasi 0,05 mM, 0,04 mM,
0,03 mM, 0,02 mM dan 0,01 mM dan ekstrak air getah
Macaranga gigantea dengan konsentrasi 1 g/L
Dilakukan variasi suhu yaitu 30°C, 40°C, 50° dan 60°C selama 3 jam menggunakan waterbath
Diangkat baja setelah perendaman selesai,
Dicuci dengan aquades dan aseton
Dikeringkan
Ditimbang baja setelah kering
Dinyatakan hasil penimbangan sebagai berat akhir (W2)
Berat akhir baja
40
Analisis Fourier Transform Infra Red (FTIR)
Analisis Spectroscopy Electron Microscopy (SEM)
Direndam dalam asam sulfat selama 24 jam
Dicuci dengan aseton dan aquades
Dikeringkan dalam desikator
Digerus permukaan plat baja hingga menjadi serbuk
Dianalisis dengan FTIR
Direndam dalam asam sulfat selama 24 jam
Dicuci dengan aseton dan aquades
Dikeringkan dalam desikator
Dianalisis dengan SEM pada perbesaran 1000
41
Lampiran 3. Perhitungan
3.1 Pembuatan Induk Asam Sulfat 0,75 M
Diketahui : ρ = 1,84 kg
Mr = 98,08 g/mol
Kemurnian = 96 %
Ditanya : Konsentrasi H2SO4 = …..M ?
Jawab : M =
=
= 18 M
3.2 Pembuatan encer Asam Sulfat menjadi 0,75 M
Diketahui : M1 = 18 M
M2 = 0,75 M
V2 = 1000 mL
Ditanya : V1 = …..mL ?
Jawab : M1.V1 = M2.V2
18 M. V1 = 0,75 M. 1000 mL
V1 =
= 41,6 mL
3.3 Pembuatan Inhibitor Ekstrak Air Getah Macaranga gigantea
Pembuatan induk ekstrak air getah Macaranga gigantea 2,5 g/L
=
X=
X= 1,25 gram
Pembuatan Ekstrak Air Getah Macaranga gigantea 1 g/L
M1.V1 = M2.V2
2,5 g/L.V1 = 1 g/L. 100 mL
V1 = 40 mL
3.4 Pembuatan Ion Zn2+
Pembuatan induk ion Zn2+ 0,05 M
=
X=
X= 12,5 gram
Variasi Konsentrasi ion Zn2+
- Konsentrasi 0,05 mM
M1.V1 = M2.V2
50 mM.V1 = 0,05 mM. 500 mL
V1 = 0,5 mL
42
- Konsentrasi 0,04 mM
M1.V1 = M2.V2
50 mM.V1 = 0,04 mM. 500 mL
V1 = 0,4 mL
- Konsentrasi 0,03 mM
M1.V1 = M2.V2
50 mM.V1= 0,03 mM. 500 mL
V1 = 0,3 mL
- Konsentrasi 0,02 mM
M1.V1 = M2.V2
50 mM.V1 = 0,02 mM. 500 mL
V1 = 0,2 mL
- Konsentrasi 0,01 mM
M1.V1 = M2.V2
50 mM.V1 = 0,01 mM. 500 mL
V1 = 0,1 mL
3.5 Penentuan Laju Korosi
Suhu 30°C
Konsentrasi m1 (mg) m2 (mg) A (cm2) t (jam) CR (mg/cm2.jam)
0 mM 4130 4100 5,899 3 7,346
0,01 mM 4090 3990 6,206 3 5,372
0,02 mM 4600 4500 6,500 3 5,128
0,03 mM 4030 3958 6,198 3 3,872 0,04 mM 4170 4124 6,529 3 2,349
0,05 mM 4290 4255 6,138 3 1,901
Konsentrasi 0 mM (blanko)
Diketahui : m1 = 4130 mg
m2 = 4100 mg
A = 5,899 cm2
t = 3 jam
Ditanya : CR = . . . mg/cm2.jam
CR = m1 -m2
A t
4130 -4100
5,899 3 = 7,346 mg/cm2.jam
Suhu 40°C
Konsentrasi m1 (mg) m2 (mg) A (cm2) t (jam) CR (mg/cm2.jam)
0 mM 4490 4320 6,447 3 8,708
0,01 mM 4320 4190 6,280 3 6,901
0,02 mM 4340 4220 6,268 3 6,382
0,03 mM 4590 4480 7,036 3 5,211
0,04 mM 4040 3969 6,187 3 3,826 0,05 mM 4490 4435 6,795 3 2,698
43
Konsentrasi 0,01 mM
Diketahui : m1 = 4320 mg
m2 = 4190 mg
A = 6,280 cm2
t = 3 jam
Ditanya : CR = . . . mg/cm2.jam
CR = m1 - m2
A t
4320 - 4190
6,280 3 = 6,901 mg/cm2.jam
Suhu 50°C
Konsentrasi m1 (mg) m2 (mg) A (cm2) t (jam) CR (mg/cm2.jam)
0 mM 4330 4140 6,636 3 8,790
0,01 mM 4510 4370 6,371 3 7,325
0,02 mM 4180 4058 5,971 3 6,810
0,03 mM 4220 4112 6,349 3 5,671 0,04 mM 3960 3876 6,437 3 4,350
0,05 mM 4180 4110 6,856 3 3,403
Konsentrasi 0,02 mM
Diketahui : m1 = 4180 mg
m2 = 4370 mg
A = 5,971cm2
t = 3 jam
Ditanya : CR = . . . mg/cm2.jam
CR = m1 -m2
A t
4180 - 4370
5,971 3 = 6,810 mg/cm2.jam
Suhu 60°C
Konsentrasi m1 (mg) m2 (mg) A (cm2) t (jam) CR (mg/cm2.jam)
0 mM 3910 3754 5,971 3 9,543
0,01 mM 4080 3921 6,352 3 8,344
0,02 mM 4240 4093 6,381 3 7,679
0,03 mM 4470 4341 6,412 3 6,707
0,04 mM 4580 4480 6,633 3 5,025 0,05 mM 4060 3980 6,216 3 4,290
Konsentrasi 0,03 mM
Diketahui : m1 = 4470 mg
m2 = 4341 mg
A = 6,412 cm2
t = 3 jam
Ditanya : CR = . . . mg/cm2.jam
CR = m1 -m2
A t
4470 - 4341
6,41 3 = 6,707 mg/cm2.jam
44
3.6 Penentuan Efisiensi Inhibisi (Metode Kehilangan Berat)
Suhu 30°C
Konsentrasi
(mM)
CR1
(mg/cm2.jam)
CR2
(mg/cm2.jam) EI (%)
0,01 mM 7,346 5,372 26,878
0,02 mM 7,346 5,128 30,188
0,03 mM 7,346 3,872 47,287
0,04 mM 7,346 2,349 68,028
0,05 mM 7,346 1,901 74,125
Konsentrasi 0,01 mM
Diketahui : CR1 = 7,346 mg/cm2.jam
CR2 = 5,372 mg/cm2.jam
Ditanya : EI = . . . %
EI = CR1 - CR2
CR1 100 =
7,346 - 5,372
7,346 X 100% = 26,878%
Suhu 40°C
Konsentrasi
(gr/L)
CR1
(mg/cm2.jam)
CR2
(mg/cm2.jam) EI (%)
0,01 mM 8,708 6,901 20,76
0,02 mM 8,708 6,382 26,71
0,03 mM 8,708 5,211 40,16 0,04 mM 8,708 3,826 56,07
0,05 mM 8,708 2,698 69,02
Konsentrasi 0,02 mM
Diketahui : CR1 = 8,708 mg/cm2.jam
CR2 = 6,382 mg/cm2.jam
Ditanya : EI = . . . %
EI = CR1 - CR2
CR1 100 =
8,708 - 6,382
8,708 X 100% = 26,71%
Suhu 50°C
Konsentrasi
(mM)
CR1
(mg/cm2.jam)
CR2
(mg/cm2.jam) EI (%)
0,01 mM 8,790 7,325 16,66
0,02 mM 8,790 6,810 22,52 0,03 mM 8,790 5,671 35,49
0,04 mM 8,790 4,350 50,52
0,05 mM 8,790 3,403 61,28
Konsentrasi 0,03 mM
Diketahui : CR1 = 8,790 mg/cm2.jam
CR2 = 5,371 mg/cm2.jam
Ditanya : EI = . . . %
EI = CR1 - CR2
CR1 100 =
8,790 - 5,371
8,790 X 100% = 35,49 %
45
Suhu 60°C
Konsentrasi (mM)
CR1
(mg/cm2.jam) CR2
(mg/cm2.jam) EI (%)
0,01 mM 9,543 8,344 12,56
0,02 mM 9,543 7,679 19,54
0,03 mM 9,543 6,707 29,72
0,04 mM 9,543 5,025 47,34
0,05 mM 9,543 4,290 55,05
Konsentrasi 0,04 mM
Diketahui : CR1 = 9,543 mg/cm2.jam
CR2 = 5,025 mg/cm2.jam
Ditanya : EI = . . . %
EI = CR1 - CR2
CR1 100
9,543 - 5,025
9,543 X 100% = 47,34%
46
Lampiran 4. Adsorpsi isoterm ekstrak air getah Macaranga gigantea dan
ion Zn2+ pada suhu 303 K
Adsorpsi Isoterm Langmuir
Konsentrasi C C/Ѳ
0,01 mM 0,269 0,037
0,02 mM 0,302 0,066
0,03 mM 0,473 0,063
0,04 mM 0,680 0,059
0,05 mM 0,741 0,067
Grafik Adsopsi Isoterm Langmuir
Adsorpsi Isoterm Freundlich
Konsentrasi Log C Log Ѳ
0,01 mM -2,000 -0,571
0,02 mM -1,699 -0,520
0,03 mM -1,523 -0,325
0,04 mM -1,398 -0,167
0,05 mM -1,301 -0,130
y = 0,5304x + 0,0427 R² = 0,4552
0,0
0,0
0,0
0,1
0,1
0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06
C/Ѳ
C
303 K
47
Grafik Adsopsi Isoterm Freundlich
y = 0,6862x + 0,7444 R² = 0,8983
-0,800
-0,600
-0,400
-0,200
0,000
-2,500 -2,000 -1,500 -1,000 -0,500 0,000
Log Ѳ
Log C
303 K
48
Lampiran 5. Perhitungan Kads dan ∆G°ads
Konsentrasi Log C Log Ѳ
0,01 mM -2,000 -0,571
0,02 mM -1,699 -0,520
0,03 mM -1,523 -0,325
0,04 mM -1,398 -0,167
0,05 mM -1,301 -0,130
log C⁄θ = log K + 1⁄n log C
Nilai persamaan garis lurus dari tabel :
y = 0,6862x + 0,7444
log K = 0,7444
Kads= 5,55
K=
exp (- ∆G0
ads / RT)
ΔGads = -R T ln(0,0055 x Kads)
= - 8,314 J/ mol K x 303 K x ln (0,0055 x 5,55)
= -4,332 J/ mol
= -4,332 kJ/mol
49
Lampiran 6. Perhitungan Entalpi Adsorbsi Standar dan Entropi Standar
Suhu (K) Kads 1/T (K-3) Ln Kads
303 5,55 0,0033 1,71
313 6,30 0,003195 1,84
323 7,06 0,003096 1,95
333 9,18 0,003003 2,22
y = 1,6254x - 3,1891
Slope = -∆H/R = 1,6254
∆Hads = -1,6254 x 8,314 = -13,51 kJ/mol
∆Gads = ∆Hads - T∆Sads
∆Sads =(∆Hads - ∆Gads)/T
= ((-13,51kJ.mol-1-(-4,32))kJ.mol-1 /303 K
= 0,0304 J/mol.K
= 30,36 kJ/mol.K
y = 1,6254x - 3,1891 R² = 0,9568
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
2,95 3 3,05 3,1 3,15 3,2 3,25 3,3 3,35
ln K
ads
1/T (10-3 )
50
Lampiran 7. Karakterisasi Scanning Electron Microscopy (SEM)
Baja Sebelum Perlakuan
Baja Setelah Perendaman dalam Medium Korosif H2SO4 0,75 M selama 24 Jam
Baja (ekstrak air getah Macaranga gigantea 1 g/L) setelah perendaman
dalam Medium Korosif H2SO4 0,75 M selama 24 Jam
51
Baja (ion Zn2+ 0,05 mM) setelah perendaman dalam Medium Korosif H2SO4
0,75 M selama 24 Jam
Baja (ekstrak air getah Macaranga gigantea 1 g/L + ion Zn2+ 0,05 mM)
setelah perendaman dalam Medium Korosif H2SO4 0,75 M selama 24 Jam
52
Lampiran 8. Karakterisasi Spektrofotometri Fourier Transform Infrared (FTIR)
Spektrum FTIR: ekstrak air getah Macaranga gigantea
Spektrum FTIR: Lapisan permukaan baja dalam ekstrak air getah
Macaranga gigantea dengan ion Zn2+
53
Lampiran 9. Dokumentasi
H2SO4 0,75 M
Ion Zn2+
Penimbangan ZnSO4.5H2O
dan H3BO3
Penimbangan Ekstrak Air Getah Macaranga gigantea
Ekstrak Air Getah
Macaranga gigantea
Baja sebelum dan sesudah di amplas
54
Persiapan baja yang akan
direndam dalam Ion Zn2+ +
ekstrak air getah Macaranga gigantea
Perendaman baja dalam Ion Zn2+
+ ekstrak air getah Macaranga gigantea dengan
variasi suhu
Pencucian baja di dalam aquades dan aseton
Baja setelah di cuci
Sampel baja yang digerus untuk analisis FTIR
