Korosi atau karatan pada logam merupakan momok yang paling menakutkan bagi para teknisi atau pemilik mesin dan material berbahan logam seperti besi. Korosi pada logam sangat berbahaya jika dibiarkan karena dapat menyebabkan struktur logam menjadi keropos dan tidak kokoh lagi.

Memahami Korosi

Korosi merupakan proses rusaknya suatu benda khususnya logam yang disebabkan oleh reaksi elektrokimia logam dengan lingkungannya. Contohnya adalah proses pengkaratan pada besi dan logam.

Proses pengkaratan pada logam atau besi sulit untuk dicegah secara menyeluruh, apalagi jika logam tersebut berada di tempat dengan kelembaban udara yang tinggi, sering terkena elektrolit dan faktor lainnya. Namun, kini para ilmuwan telah menemukan beberapa cara untuk menghambat atau mencegah karatan besi.

Proses Korosi

Ketika logam bersentuhan dengan oksigen atau bersentuhan dengan logam jenis lain di lingkungan dengan kelembaban tinggi, akan terbentuk sel elektrokimia di mana logam dengan nilai E⁰ merah lebih kecil sebagai anoda dengan E⁰ merah lebih besar sebagai katoda.

Logam yang berperan sebagai anoda mengalami korosi akibat reaksi oksidasi. Apabila besi yang terkena udara langsung dapat berkarat maka besi tersebut harus dilapisi dengan seng agar seng tersebut mengalami korosi, sedangkan jika besi dilapisi dengan timah putih maka besi tersebut mengalami korosi.

Gambar 1. Proses pengaratan pada logam besi

Reaksi besi di udara di bawah ini memperhitungkan potensi reduksi Fe dan O2.

Fe²+ (s) + 2 eˉ → Fe (s) E⁰ merah = -0,44 Volt

O2 (g) + 4 jam+ (aq) + 4 eˉ → 2 H2O (l) E⁰ merah = +1,23 Volt

Jika dilihat dari nilai E⁰ merah, maka nilai E⁰ merah Fe < E⁰ merah O2 berarti Fe menjadi anoda dan mengalami karat. Reaksi karat pada logam besi digambarkan pada Gambar 2 berikut:

Gambar 2. Reaksi karat pada besi

Nilai sel E⁰ > 0 sehingga reaksi korosi berjalan secara spontan, bahkan reaksi korosi akan bereaksi lebih lanjut dan membentuk karat pada logam besi:

4 Fe²+ (s) + O2 (g) + 4 H2O (l) + 2 x H2O (l) → 2 Fe2HAI3 (s) x H2O (s) + 8 jam+ (SAYA)

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Korosi Besi

Korosi yang terjadi pada logam seperti besi disebabkan oleh beberapa faktor sebagai berikut:

Oksigen mempunyai peranan yang sangat besar terhadap terjadinya korosi, khususnya korosi besi. Pada proses pengkaratan besi, oksigen akan mengalami reaksi reduksi pada bagian besi yang berperan sebagai katoda.

Jadi dapat disimpulkan bahwa semakin banyak oksigen di suatu tempat, maka akan semakin cepat pula terjadinya korosi pada besi di tempat tersebut.

Asam dan garam seperti air laut merupakan jenis elektrolit yang dapat mempercepat proses korosi pada logam. Misalnya saja asam yang terdapat pada air hujan yang berasal dari hujan asam akibat reaksi antara belerang dan nitrogen di udara yang bereaksi dengan oksigen.

Reaksi antara belerang dan nitrogen dengan oksigen membentuk nitrogen oksida dan sulfur dioksida. Kedua senyawa ini berada di atmosfer dan kemudian bereaksi dengan kelembapan udara sehingga menghasilkan hujan asam.

Air mempunyai pengaruh yang besar terhadap korosi pada logam. Logam yang terlalu sering terkena air, termasuk udara dengan kandungan uap air yang tinggi atau disebut dengan kelembapan udara, akan mempercepat proses pengkaratan pada logam.

Oleh karena itu, di beberapa lokasi seperti laboratorium industri dan penelitian, mereka mencoba mensirkulasikan udara kering untuk menghindari korosi atau karat.

Sel elektrokimia dapat terbentuk ketika dua atau lebih logam dengan potensial elektroda berbeda saling bersentuhan.

Jika sel elektrokimia berada di tempat yang relatif lembab, logam dengan potensial elektroda yang lebih rendah akan lebih cepat terkorosi atau mudah teroksidasi oleh oksigen di udara.

Permukaan logam merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi proses korosi logam. Permukaan logam yang lebih rata akan relatif lebih tahan terhadap karat atau korosi. Sedangkan permukaan logam yang lebih kasar akan relatif lebih mudah mengalami karat atau korosi.

Hal ini secara teoritis dapat dijelaskan bahwa logam yang permukaannya kasar akan memungkinkan terbentuknya kutub muatan. Kutub-kutub tersebut akan berperan sebagai elektroda katoda dan elektroda anoda sehingga akan terjadi reaksi redoks yang menyebabkan korosi.

Sebaliknya, pembentukan kutub muatan tidak terjadi pada permukaan logam yang datar.

Cara Mencegah Korosi Logam

Terjadinya karat atau korosi pada logam hampir tidak dapat dihindari, terutama pada logam yang sering terkena air atau udara lembab. Namun, ada beberapa cara yang dapat memperlambat atau menghambat karat pada logam seperti besi dengan perlindungan mekanis dan elektrokimia:

  1. Perlindungan Mekanis

Perlindungan mekanis biasanya diberikan pada logam agar tidak mudah berkarat dengan cara mencegah logam tersebut bersentuhan langsung dengan udara. Contoh sederhana dari perlindungan mekanis adalah pemberian gemuk pada permukaan logam. Metode ini cocok untuk jangka waktu singkat.

Sedangkan untuk perlindungan jangka panjang bisa dilakukan pengecatan. Cat pelindung yang baik untuk logam adalah Meni (Pb3HAI4) karena tidak hanya dapat melindungi secara mekanis tetapi juga memberikan perlindungan elektrokimia.

Proses pelapisan dengan logam lain juga dapat dilakukan sebagai proteksi mekanis. Untuk melakukan penyepuhan harus diperhatikan nilai E⁰ dari logam yang dilindungi dan logam yang dilindungi, syarat-syaratnya adalah:

  • Logam pelindung harus mempunyai nilai E⁰ lebih kecil dari E⁰ logam yang dilindungi

Dengan nilai E⁰ yang lebih kecil maka logam pelindung berperan sebagai anoda pada “sel volta mini” yang terbentuk agar logam yang dilindungi tidak teroksidasi selama logam pelindung tersebut masih ada.

  1. Perlindungan Elektrokimia

Proteksi elektrokimia merupakan suatu cara untuk melindungi logam dengan cara mencegah korosi elektrolitik, yaitu suatu reaksi elektrokimia yang dapat mengoksidasi logam. Proteksi elektrokimia dikenal dengan istilah proteksi anoda (anodaising) dan proteksi katoda (cathodic proteksi).

Teknik proteksi elektrokimia dengan cara menyambungkan suatu logam pelindung yaitu logam yang mempunyai nilai E⁰ yang lebih kecil atau kurang mulia. Logam pelindung ditanam di air atau tanah di dekat logam yang akan dilindungi.

Akibatnya, “sel volta raksasa” akan terbentuk di mana logam pelindung bertindak sebagai anoda.

Contoh Masalah Korosi

Ketahui nilai E⁰ untuk dua logam:

Agustus+ + eˉ → Ag E⁰ = + 0,8 V
Zn²+ + 2 eˉ → Zn E⁰ = -0,76 V

Tentukan manakah yang bertindak sebagai katoda dan anoda…

Diskusi

Menjawab:

Elektroda Ag bertindak sebagai katoda. Elektroda Zn bertindak sebagai anoda.

Dampak korosi pada logam atau besi tidak dapat dirasakan secara langsung. Hal ini dikarenakan proses pengkaratan membutuhkan waktu yang lama. Namun jika tidak segera ditangani, korosi dapat menyebabkan kerusakan sistem atau mesin yang mengancam keselamatan banyak orang.

Share:

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *