Materi 7 Korosi.ppt

7/26/2019 Materi 7 Korosi.ppt

1/55

KOROSI (CORROSION)


2/55

KOROSI (CORROSION)

Definisi: adalah perusakan/penghancuran

material karena adanya reaksi kimia

dengan lingkungan sekitarnya.

Korosi terdiri dari :

1. Korosi kering (dry corrosion)

2. Korosi basah (wet corrosion)


3/55

Fenomena Oksidasi


4/55

Peristiwa korosi ..


5/55

Faktor-faktor yang mempengaruhi ketahanan

korosi suatu material adalah:

Elektro kimia

MetalurgiKimia fisika

Thermodinamika

KETAA!A!

K"#"$%


6/55

KOROSI

Film H2O

Anoda

O2Katoda

H3O+

e- e-Fe2+

Lapisan

cat

Reaksi anoda

Fe Fe2++ 2e-

Reaksi katoda

O2+ 2H3O++ 2e- 3H2O

Besi

Reaksi kedua: (+!"H2O(l" + 2Fe2+(a#" + O2(#" Fe2O3$!H2O(s" + %H3O

+(a&"

Reaksi total: 2Fe(s" + 3'2O2(#" + ! H2O(l" Fe2O3$ ! H2O(l"


7/55

Penggolongan Korosi:

1. Uniform/general attack(korosi umum)

2. Galvanic corrosion(korosi galvanis)

3. Crevice corrosion(korosi celah)4. Pitting corrosion(korosi sumur)

5. Intergranular corrosion(korosi batas butir)

6. Selective leaching(korosi selectif)7. Erosion corrosion(korosi erosi)

8. Stress corrosion(korosi tegangan)


8/55

1. Uniform/general attack(korosi umum)

Korosi yang umum ter&adi pada 'a&a.

Aki'at adanya reaksi kimia atau elektro kimia yang merata

pada permukaan logam

(encegahannya :

a. penggunaan material yang tepat dan pelapisan )coating*+

'. inhibitor)suatu ,at yang ditam'ahkan dalam konsentrasi

yang kecil ke lingkungan untuk menurunkan la&u korosi*+

c. proteksi katodik.


9/55

2. Galvanic corrosion(korosi galvanis)

Terjadi akibat adanya beda

potensial antara dua benda yang

terhubung seara elektrolit.

!ogam yang ketahanan korosinya

kurang" anodik

logam yang ketahanan korosinya

tinggi " katodik


10/55

(roteksi katodik )cathodic protection*

ontoh: galanisasi )pelapisan* dengan n )seng*

pada 'a&a. 0a&a dilapisi n 'ukan karena n

memiliki ketahanan korosi yang tinggi tetapi karena

n diumpankan agar terkorosi terle'ih dahulu.

steelsteel

Tin )$n*nterkorosi

terkorosi

anoda

katodaanoda

katoda


11/55

1. $el elektroda yang tidak sama+ contoh : pipatem'aga dan pipa 'a&a.

2. $el dengan temperatur yang 'er'eda )differential

temperature*. al ini ter&adi pada : heat exchanger,boiler, immersion heater

3. Concentration sell )sel konsentrasi*+ yaitu material

yang diletakkan pada konsentrasi larutan yang'er'eda.

3.Differential aeration cell)sel konsentrasi oksigen*+

yaitu ter&adi per'edaan konsentrasi oksigen.

Korosi galvanis dapat terjadi pada:


12/55

Ilustrasi Sel Konsentrasi Oksigen (O2).


13/55

3. Crevice corrosion(korosi celah)

Korosi lokal yang sering ter&adi

pada celah atau daerah yang

dilindungi.

(enye'a'nya: adanya larutan yangter&e'ak pada lu'ang dari

permukaan gasket+ lap &oint+ atau

kotoran yang ter&e'ak di'a4ah

'aut atau pada kepala riet.

(encegahannya: sangat sulit. ara

lain dengan mengkondisikan dalam

kelem'a'an yan rendah )low

humadity*

Daerah yang kemungkinanterkena korosi.

ara pencegahannya.


14/55

4. Pitting corrosion(korosi sumur)

Serangan korosi mengakibatkanterjadinya lubang-lubang pada logam.iameter lubang relati! kecil.

"enis korosi yang sangat berbahayakarena sulit untuk mendeteksi danmengukurnya secara kuantitati!.

#encegahannya dengan memilihmaterial yang tahan terhadap korosisumur.


15/55

5. Intergranular corrosion(korosi batas butir)

Korosi yang terjadi akibatadanya

ketidakmurnian di batas butir.

bertamba!nya sala! satu darielemen "aduan di batas butir.

"engurangan sala! satu elemen"aduan di batas butir.

#onto! "eristi$a sensitasi(sensiti%ing).


16/55

6. Selective leaching(korosi selectif)

(enghilangan satu elemen dari suatu paduan padat melalui proseskorosi.

ontoh: 1. (enghilangan n pada paduan 'rass )kuningan*

2. (enghilangan Al+ atau o atau Fe atau r dari

paduannya.

(encegahannya:

#mengurangi ,at-,at yang agresif pada fluida ker&a+

#proteksi katodik+

#mengurangi unsur yang terkorosi+ misalnya red brass (15% n!


17/55

7. Erosion corrosion(korosi erosi)

#roses korosi yang dipercepatdengan adanya gesekan antara!luida korosi! dengan permukaan

logam.

#encegahannya:

$#elapisan (coating) denganpermukaan yang keras.

$#roteksi katodik.


18/55

8. Stress corrosion(korosi tegangan)

$ering &uga dise'ut stress corrosion crac"ing+ yaitu retak)crac"* yang dise'a'kan oleh tegangan tarik )tensile stress*

dan korosi yang spesifik. ontoh : hydrogen embrittlement

(encegahannya:

# proteksi katodik+

# menurunkan 'e'an/tegangan yang 'eker&a+

# menghilangkan ,at-,at yang korosif+

# pelapisan )coating*+

# shot-peening atau shot-'lasting untuk menghasilkan

tegangan sisa tekan.


19/55

Kontrol terhadap korosi

(emilihan material:

$5ogam$!on logam

oating )pelapisan*:

$5ogam$"rganik

$!on organik

Disain:

$menghindari konsentrasitegangan

$menghindari kontak dengan

logam tidak se&enis

$menghindari adanya

&e'akan air

(roteksi kotodik

dan anodik

Kontrol lingkungan.

)temperatur+konsentrasi oksigen

dll*.

(E!E6AA! K"#"$%

Korosi dapat dikontrol dengan 'er'agai cara. (ertim'angan

utama adalah masalah ekonomi+ terutama aki'at yang

ditim'ulkannya .


20/55

REDOKS & ELEKTROKIMIA

8.1 REAKSI REDOKS

8.2 SEL ELEKTROKIMIA

8.3 POTENSIAL SEL DAN ENERGI EAS8.! ELEKTROLISIS

8." KOROSI


21/55

%.& R'(KSI R')*KSI$OKSI)(SI

#eaksi redoks selalu ter&adi 'ersamaan


22/55

OKSI)(SI $ R')*KSI

Mendapatkan

oksigen

Kehilanganhidrogen

Kehilangan

elektron

Oksidasi

Reduksi

Kehilangan

oksigen

Mendapatkan hidrogen

Mendapatka

n elektron


23/55

+I!(,-(, OKSI)(SI

# Aturan 0ilangan "ksidasi )0iloks*:

&. +iloks unsur /

0. 1umlah biloks dalam senyawa /

2. 1umlah biloks dalam ion muatan ion

3. +iloks unsur -ol. I( 4&5 -ol II( 405-ol III( 42 6dalam senyawanya

7. +iloks 8 umumnya 4& 6kadang$kadang $& dalam senyawa hidrida9

:. +iloks O umumnya $0 6kadang$kadang$& dalam peroksida dan $; dalamsuperoksida9


24/55

OKSI)(TOR$R')*KTOR

# Oksidator6pengoksidasi9"senyawa yang memungkinkanterjadinya proses oksidasi5dan unsur dalam senyawa itu

sendiri mengalami penurunantingkat oksidasi 6reduksi9

# Reduktor6pereduksi9"senyawa yang memungkinkanterjadinya proses reduksi danunsur dalam senyawa inisendiri mengalami kenaikantingkat oksidasi 6oksidasi9

Bilan#anoksidasi

Oksidasi

Reduksi

Reduktor Oksidator


25/55

=ontoh %.&

# Sebutkan oksidator dan reduktor pada

persamaan reaksi berikut"

a. 7SO20$4 0>nO3$ 4 :84? 7SO30$4 0>n044 280O

b. 0,O06g94


26/55

>enyetarakan Persamaan Reaksi

Redoks#eaksi pelarutan tem'aga)%%* sulfida dalam larutan asam nitrat dalam air

u$)s* 7 !"8-)a9* u27)a9* 7 $"32-)a9* 7 !")g*

Tahap 1 Kenali spesi yang mengalami kenaikan dan penurunan 'ilangan oksidasi. Tulisdua setengan reaksi yang 'elum di'alanskan dari spesies yang dioksidasi dandireduksi

u$ u27 7 $"32-

!"8- !"

Tahap 2 Masukkan koefisien untuk menyamakan &umlah atom+ kecuali oksigen danhidrogen

Dalam kasus ini+ &umlah atom u+ $+ dan ! sudah 'alans

Tahap 8 0alanskan oksigen dengan menam'ahkan 2" pada salah satu sisi

u$ 7 32" u27 7 $"32-

!"8- !" 7 22"


27/55

Tahap 3 0alanskan hidrogen. ;ntuk larutan asam+ tam'ahkan 8"7ke tiap sisi yang


28/55

8u$ 7 8?2" 8u277 8$"32-7 238"77 23e-

>!"8-7 828"77 23e- >!" 7 3>2"

8 u$ 7 >!"8-7 >8"7 8u277 8$"32-7 >!" 7 122"


29/55

=O,TO8 %.0

# Setarakan reaksi redoks berikut yang

berlangsung dalam larutan basa dalam air"

>nO3$6a@94 +r$6a@9? >nO06s94 +rO2$6a@9

#enyelesaian


30/55

D%$(#"("#$%A!A$%e)*adi apaila sen,aa tun##al dioksidasi dan di)eduksi

2 H2O2(l" 2 H2O(l" + O2(#"

Oksi#en dalam H2O2dioksidasi men*adi O2dan sea#ian di)eduksi

men*adi H2O


31/55

%.0 S'! '!'KTROKI>I(

$el 6alanik )$el Bolta*

# (ada suatu reaksi redoks yangspontan+ ter&adi transfer elektrondan pem'e'asan energi

# ika reaksi redoks spontandipisahkan+ setengah reaksireduksi dan setengah reaksioksidasinya ter&adi dalam tempatyang 'er'eda+ maka aliraneketronnya dapat dimanfaatkan

se'agai energi listrik# al ini merupakan prinsip ker&adari sel galanik atau sel olta


32/55

# "ksidasiterjadi di anode

# #eduksi terjadi dikatode

# Ketika satu e$

mengalirdari anode ke katode5jumlah muatan padamasing$masing tempat6sel9 akan menjadi tidak

setara dan aliran elektronakan berhenti

sakelar

Pergerakan kation

Pergerakan anion

Katode

anode


33/55

# *ntuk menyetarakan

jumlah muatan5

digunakanembatan

garam, yaitu tabungberbentuk A*B yang

mengandung larutan

garam

C kation bergerak ke katode

C anion bergerak ke anode

sakelar

Pergerakan kation

Pergerakan anion

Katode

anode


34/55

# )alam sel5 elektron

kemudian meninggalkan

anode mengalir menuju

katode# +ersamaan dengan

elektron meninggalkan

anode5 kation larut ke

dalam larutan dalam sel

anode

#e$%aanGara$

KatodeAnode


35/55

(otensial Elektrode $tandar )EC*

# +erbagai sel dapat dibuat dengan menghubungkan dua buahsetengah sel yang potensialnya berbeda

# +eda potensial yang terjadi dapat diukur dengan voltmeteratau

amperemeter# *kuran keenderungan reaksi redoks ditetapkan sebagai nilai

potensial reduksi standar


36/55

Potensial Setengah Sel Standar


37/55

# (otensial sel standar )ECsel*dihitung daripotensial setengah reaksi reduksi pada katode6'Dkatode9 dikurangi potensial setengah reaksi

reduksi pada anode 6'Danode9

ECsel ECkatode - ECanode


38/55

=ontoh %.2

# Pada gambar di samping

menunjukkan suatu sel

seng$tembaga dengan

potensial terbaa &5&/ E.+erdasarkan tabel

potensial setengah sel

standar5 apakah sel dalam

keadaan standar

#enyelesian

sakelar

Pergerakan kation

Pergerakan anion

Katode

anode


39/55

=ontoh %.3

# +erapakah nilai 'D pada

sel kadmium$besi di

samping

Volts

Cd Salt Bridge

Cd2+

Fe

Fe2+

Volts

Cd Salt Bridge

Cd2+

Fe

Fe2+

#enyelesaian


40/55

Diagram $el

# Penulisan sel galGanik seara skematis

# Anode )'ermuatan positif*ditempatkan di sebelah kiri+ katode

)'ermuatan negatif*di sebelah kanan.# 'lektron mengalir pada rangkaian luar dari kiri ke kanan

# -aris tunggal melambangkan antarmuka logam$larutan

# Konsentrasi dituliskan dalam tanda kurung

# Sepasang garis melambangkan jembatan garam


41/55

# =ontoh diagram sel


42/55

$el 6alanik dan $el Elektrolisis

&el 'alani"

$ +ekerja seara spontan

$ >engubah energi kimia menjadi energi

listrik yang dapat digunakan untuk

melakukan kerja

&el )le"trolisis

$ +ekerja berlawanan arah dengan dengan reaksi

kimia spontan

$ 'nergi listrik diubah menjadi energi kimia


43/55

%.2 POT',SI(! S'! )(, ','R-I +'+(S

# Pergerakan elektron dari anode ke katode pada selelektrokimia disebabkan oleh adanya perbedaanenergi potensial listrik antara kedua elektrode

# Proses spontan merupakan proses yang memilikiperubahan energi bebas H-/5 yaitu di'e'askanse&umlah energi yang dapat menghasilkan ker&a.

# $H- adalah jumlah maksimum kerja yang dapat

diperoleh-6 maks


44/55

# Pada sel galGanik terjadi proses spontan yangmembebaskan energi listrik yang dapat

digunakan untuk menghasilkan kerja listrik# +esarnya kerja listrik yang dapat dilakukanbergantung pada jumlah elektron yang bergerakdan perbedaan potensial yang menyebabkan

pergerakan tersebut. 1adi5 kerja listrik dapatdihitung dengan persamaan"

listrik itE nFEsel


45/55

# n jumlah elektronJ# F tetapan Faraday

&F e ,(L M:7// =Nmol

& =oulomb 69 jumlah muatan melalui suatu rangkaianlistrik yang mengalirkan arus satu ampere selama satudetik

6 i t9

# Reaksi spontanJ 'selC/5 sehingga

6 -nFEsel# 1ika pereaksi dan hasil reaksi berada dalam keadaan standar5

maka

6C -nFECsel


46/55

=ontoh %.7

# 8itunglah H-D reaksi

=u046l94 Fe6p9 ? =u6p94 Fe046l9

# (pakah reaksi tersebut spontan 1elaskan

#enyelesaian


47/55

%.3 '!'KTRO!ISIS

# Reaksi kimia yang untuk

terjadinya memerlukan

energi listrik dari luar

# )iperlukan potensiallebih 6overpotensial9agar

reaksi dapat berlangsung


48/55

>enentukan reaksi yang terjadi pada

elektrode# 0ila lelehan !al dielektrolisis5 reaksi yang mungkin terjadi

hanyalah"

Oksidasi" 0=l$? =l06g94 0e$

Reduksi" 0,a44 0e$ ? 0,a6p9

# 0ila yang dielektrolisis adalah larutan !al5 maka reaksi yangmungkin terjadi adalah

Oksidasi" 0=l$? =l06g94 0e$ 'Doks $&52: E 6&9

080O ? O06g94 3844 3e$ 'Doks $&520 E 609

Reduksi" 0,a44 0e$? 0,a6p9 'Dred $05


49/55

# 'Doks6&9 dan 609 tidak berbeda jauh5 sehingga keduareaksi mungkin terjadi.

# 'Doksreaksi 6&9 bergantung pada =l$Q5 sedangkan 'Doks

reaksi 609 bergantung pada 84Q. +ila yang dielektrolisis

adalah larutan !al pekat5 maka =l$

Q akan lebihtinggi5 sehingga reaksi )1*terjadi. Tetapi bila yang

dielektrolisis adalah !al encerberarti =l$Q lebih keil5

maka reaksi )2*yang terjadi

# 'Dred639 jauh lebih besar dari 629 sehingga reaksi 639yang terjadi


50/55

'lektrolisis air

# (ir dielektrolisis dengan reaksi sebagai berikut"

(node" 080O ? O06g94 3844 3e$ 'Doks $&520 E

Katode" 380O 4 3e$? 0806g94 3O8$ 'Dred $/5%2 EReaksi" :80O ? 0806g9 4 O06g94 36844 O8$9 'D $05/: E

atau 080O ? 0806g9 4 O06g9

1adi untuk elektrolisis 80O murni dibutuhkanminimum 05/: E


51/55

'lektrolisis ampuran ion

# +ila suatu larutan mengandung ampuran ion

dielektrolisis dengan potensial rendah dan

dinaikkan bertahap5 maka ion yang memiliki EC

le'ih 'esar akan mengendap terle'ih dahulu

karena menunjukkan lebih mudah tereduksi.


52/55

=ontoh

# Suatu larutan mengandung ion" =e345 EO04dan Fe24.

1ika diketahui

=e344 e$? =e24 'D &5


53/55

8ukum Faraday untuk elektrolisis

&. +esarnya perubahan kimia yang

dihasilkan berbanding lurus dengan

jumlah muatan yang melalui sel0. )alam proses elektrolisis sejumlah aliran

listrik tertentu akan menghasilkan jumlah

ekiGalen yang sama tanpa mempedulikanat yang terlibat dalam proses tersebut


54/55

!angkah perhitungan elektrolisis

seara kuantitatiArus (I) dan waktu

(t)

.umla/

muatan

couloms (0"1

! t

mol e- atau

ekialen1 4 mol e-5

6788 01 0'6788

9ol at ,an# di)eduksi

atau dioksidasi1ekialen'n

9assa at ,an# di)eduksi

atau dioksidasi1 mol ! A)


55/55

=ontoh %.

Documents

Materi 7 Korosi.ppt