mengamati peristiwa korosi pada besi XII IPA

      

Nama Kelompok :

J Mira Sandrana

JNella Suwarno

JMuti;ah Solehah Azhar

JRizky kurniawan    

MENGAMATI PERISTIWA KOROSI PADA BESI

Standar Kompetensi : menerapkan konsep reaksi oksidasi reduksi an elektrokimia dalam teknologi dan kehidupan sehari hari

Kompetensi Standar : menjelaskan reaksi oksidasi reduksi alam sel elektrolisis

Indikator : menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya korosi melalui percobaan

I.            TUJUAN

Peserta didik dapat mengamati faktor-faktor yang mempengaruhi korosi  pada besi

II.          TEORI

Menurut Roberge, Korosi adalah peristiwa rusaknya logam karena reaksi dengan lingkungannya, sedangkan menurut Gunaltun, korosi adalah fenomena elektrokimia dan hanya menyerang logam, Korosi adalah teroksidasinya suatu logam. Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi dengan lingkungan yang korosif. Korosi dapat juga diartikan sebagai serangan yang merusak logam karena logam bereaksi secara kimia atau elektrokimia dengan lingkungan.

Dalam kehidupan sehari - hari, besi yang teroksidasi disebut dengan karat dengan rumus Fe₂O₃·xH₂O. Proses perkaratan termasuk proses elektrokimia, di mana logam Fe yang teroksidasi bertindak sebagai anode dan oksigen yang terlarut dalam air yang ada pada permukaan besi bertindak sebagai katode.

Reaksi perkaratan:

Anode : Fe → Fe²⁺ + 2 e^–

Katode : O₂ + 2H₂O → 4e^–  + 4 OH^–

            Korosi merupakan proses elektrokimia. Pada korosi besi, bagian tertentu dari besi itu berlaku sebagai anode, di mana besi mengalami oksidasi.

                                          Fe(s) ↔ Fe2+(aq) + 2e Eº = +0.44 V

            Elektron yang dibebaskan di anode mengalir ke bagian lain besi itu yang bertindak sebagai katode, di mana oksigen tereduksi.

                                O2(g) + 2H2O(l) + 4e ↔ 4OH-(aq) Eº = +0.40 V

                                                                  atau

                                O2(g) + 4H+(aq) + 4e ↔ 2H2O(l) Eº = +1.23 V

            Ion besi (II) yang terbentuk pada anode selanjutnya teroksidasi membentuk ion besi(III) yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi, Fe₂O₃ . xH₂O, yaitu karat besi. Korosi Besi memerlukan oksigen dan air.  

a.       Kerugian

Besi ( Paku ) yang terkena korosi akan bersifat rapuh dan tidak ada kekuatan. Ini sangat membahayakan kalau besi tersebut digunakan sebagai pondasi bangunan atau jembatan. Senyawa karat juga membahayakan kesehatan, sehingga besi tidak bisa digunakan sebagai alat-alat masak, alat-alat industri makanan/farmasi/kimia.

b. Pencegahan

Pencegahan besi dari perkaratan bisa dilakukan dengan cara berikut.

1)   Proses pelapisan

Besi dilapisi dengan suatu zat yang sukar ditembus oksigen. Hal ini dilakukan dengan cara dicat atau dilapisi dengan logam yang sukar teroksidasi. Logam yang digunakan adalah logam yang terletak di sebelah kanan besi dalam deret volta (potensial reduksi lebih negatif dari besi). Contohnya: logam perak, emas, platina, timah, dan nikel.

2)   Proses katode pelindung (proteksi katodik)

Besi dilindungi dari korosi dengan menempatkan besi sebagai katode, bukan sebagai anode. Dengan demikian besi dihubungkan dengan logam lain yang mudah teroksidasi, yaitu logam di sebelah kiri besi dalam deret volta (logam dengan potensial reduksi lebih positif dari besi).

Hanya saja logam Al dan Zn tidak bisa digunakan karena kedua logam tersebut mudah teroksidasi, tetapi oksida yang terbentuk (A1₂O₃/ZnO) bertindak sebagai inhibitor dengan cara menutup rapat logam yang di dalamnya, sehingga oksigen tidak mampu masuk dan tidak teroksidasi. Logam-logam alkali, seperti Na, K juga tidak bisa digunakan karena akan bereaksi dengan adanya air. Logam yang paling sesuai untuk proteksi katodik adalah logam magnesium (Mg). Logam Mg di sini bertindak sebagai anode dan akan terserang karat sampai habis, sedang besi bertindak sebagai katode tidak mengalami korosi.

. Pada proses korosi terjadi reaksi antara ion-ion dan juga antar elektron. Anode adalah bagian dari permukaan logam dimana metal akan larut.

Reaksinya :                                    Fe → 2 Fe²⁺ + 4e^-

              Dengan kata lain ion-ion besi Fe⁺⁺ akan melarut dan elektron-elektron e^- tetap tinggal pada logam.                          Katode adalah bagian permukaan logam dimana elektron-elektron 4e^- yang tertinggal akan menuju kesana   (oleh logam) dan bereaksi dengan O₂ dan H₂O.

O₂ + H₂O + 4e^{- —–>} 4 OH^-

Ion-ion 4 OH^- di anode bergabung dengan ion 2 Fe²⁺ dan membentuk 2 Fe(OH)₂. Oleh kehadiran zat asam dan air maka terbentuk karat Fe₂O₃.

Reaksi perkaratan besi

a.	Anoda: Fe(s) → Fe2+ + 2e Katoda: 2 H+ + 2 e- → H2 2 H2O + O2 + 4e- → 4OH-
b.	2H+ + 2H2O + O2 + 3Fe → 3Fe2+ + 4OH- + H2  Fe(OH)2 oleh O2 di udara dioksidasi menjadi Fe2O3 . nH2O

Penyebab Korosi

Faktor yang berpengaruh terhadap korosi dapat dibedakan menjadi dua, yaitu yang berasal dari bahan itu sendiri dan dari lingkungan. Faktor dari bahan meliputi kemurnian bahan, struktur bahan, bentuk kristal, unsur-unsur kelumit yang ada dalam bahan, teknik pencampuran bahan dan sebagainya. Faktor dari lingkungan meliputi tingkat pencemaran udara, suhu, kelembaban, keberadaan zat-zat kimia yang bersifat korosif dan sebagainya. Bahan-bahan korosif (yang dapat menyebabkan korosi) terdiri atas asam, basa serta garam, baik dalam bentuk senyawa an-organik maupun organik.

 Faktor yang mempengaruhi Korosi

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

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

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

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

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

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

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

7.     B a k t e r i → tipe bakteri tertentu dapat mempercepat korosi, karena mereka akan menghasilkan karbon dioksida (CO₂) dan hidrogen sulfida (H₂S), selama masa

putaran hidupnya. CO₂ akan menurunkan pH secara berarti sehingga menaikkan kecepatan korosi. H₂S dan besi sulfida, Fe₂S₂, hasil re

duksi sulfat (SO₄^2–) oleh bakteri pereduksi sulfat pada kondisi anaerob, dapat mempercepat korosi bila sulfat ada di dalam air. Zat-zat ini dapat menaikkan kecepatan korosi. Jika terjadi korosi logam besi maka hal ini dapat mendorong bakteri besi (iron bacteria) untuk berkembang, karena mereka senang dengan air yang mengandung besi.

III.       ALAT DAN BAHAN

1.     Tabung reaksi 4 buah     3. Karet gelang 2 buah  5. gunting

2.    Plastik bening 2 buah  4. Rak tabung reaksi   6. Kertas isolasi

B. bahan

1.     Paku 4 buah 4. Minyak tanah

2.    Kertas amplas   5. Silika gel

3.    Air      6. kapas

IV.         CARA KERJA

1.     Ambilah 4 buah tabung reaksi, beri label masing-masing (1. Air, 2. Minyak tanah, 3. Silica gel, 4. Kapas)

2.    Isi masing-masing tabung reaksi dengan bahan sesuai dengan labelnya.

3.    Amplas 4 batang paku besi hingga bersih , kemudian masukkan masing-masing satu batang paku  ke dalam gelas pada cara 1

4.    Tutup gelas ke 2 dan 3 dengan plastik dan ikat dengan karet sampai rapat

5.    Simpanlah gelas tersebut selama 6 hari ,kemudian amati apa yag terjadi. Catat pengamatan anda

Catatan : silika gel adalah zat yang bersifat higrokopis menyerap air.

V.            HASIL PENGAMATAN

HARI (KEADAAN PAKU)	GELAS
	1 (AIR)	2 (MINYAK TANAH )	3 (GEL)	4(kapas)
PERTAMA	PAKU MULAI BERKARAT	-	-	-
KEDUA	PAKU MULAI BERKARAT	-	SEDIKIT BERKARAT	MULAI BERKARAT
KETIGA	PAKU MULAI BERKARAT	-	BERKARAT TIDAK SAMPAI SETENGAH	KARAT SEBAGIAN BAWAH
KEEMPAT	PAKU BERKARAT BATANG DAN DI ATAS	-	BERKARAT 1/3	SEMAKIN BANYAK KARAT
KELIMA	BERKARAT	-	KARAT	KARAT SEBAGIAN BAWAH
KEENAM	KARAT	-	KARAT	KARAT

VI.      PERTANYAAN

1.     Gelas nomor berapakah yang paling cepat dan paling lambat berkarat?

2.    Apakah tabung di mana paku berkarat terdapat oksigen dan air?

3.     Apakah tabung di mana paku tidak berkarat tidak terdapat oksigen atau air?

J jawab J

1.     Yang paling cepat berkarat adalah paku yang berisi air karena O₂ dan H²O ada pada paku tersebut. Dan yang paling lambat berkarat terjadi pada silika gel.

2.    Yang terdapat oksigen dan air terdapat pada paku yang berisi air dan kapas.

3.    Yang tidak terdapat berkarat terdapat pada paku yang berisi minyak tanah karena tidak ada O_2.

VII.      KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilaksanakan, dapat ditarik suatu kesimpulan jika KOROSI terjadi karena adanya satu pengaruh lingkungan terhadap suatu benda, dan adanya beberapa faktor yang menyebabkan korosi terjadi , adapun faktor itu adalah :

  Udara – O₂ : Korosi terjadi lebih mudah jika suatu logam berekasi dengan udara disekitarnya, jadikorosi akan lebih cepat terjadi jika oksigen bereaksi dengan mengoksidasi logam tertentu yang cukup reaktif, seperti besi (Fe).

  Air – H₂O : Korosi juga akan terjadi jika pereduksinya adalah air (H₂O) , sehingga jika lebih mudah suatu logam cukup reaktif jika telah berinteraksi dengan air (O₂ ). Minyak tanah tidak dapat berkarat karena tidak adanya oksigen.