Laporan Prak. Anor Percobaan 1- Korosi Besi

Percobaan 1

Korosi

I.                   Hari/Tanggal : Selasa, 25 September 2012

II.                  Tujuan

·         Mengamati perubahan atau perkaratan besi

·         Mengamati proses oksidasi dan reduksi yang terjadi pada besi

III.             Dasar teori

Korosi merupakan proses degradasi, deteorisasi, pengerusakan material yang disebabkan oleh pengaruh lingkungan sekelilingnya. Adapun prosesnya yakni merupakan reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat disekelilingnya tersebut. Dalam bahasa sehari-hari korosi disebut dengan perkaratan. Kata korosi berasal dari bahasa latin “corrodere” yang artinya pengrusakan logam atau perkaratan. Jadi jelas korosi dikenal sangat merugikan. Korosi meruapakn system termodinamika logam dengan lingkungannya, yang berusaha untuk mencapai kesetimbangan. System ini dikatakan setimbang bila logam telah membentuk oksida atau senyawa kimia lain yang lebih stabil. Pencengahan korosi merupakan salah satu dari banyak jenis logam yang penggunaannya sangat luas dalam kehidupan sehari-hari. Namun kekurangan dari besi ini adalah sifatnya yang sangat mudah mengalami korosi. Padahal besi yang telah mengalami korosi akan kehilangan nilai jual dan fungsi komersialnya. Ini tentu saja akan merugikan sekaligus membahayakan. Berdasarkan dari asumsi tersebut percobaan ini difokuskan dalam upaya pencengahan terjadinya peristiwa korosi ini khususnya pada besi. Selain itu pada percobaan ini akan diketahui logam-logam apa sajakah yang dapat menghambat terjadinya korosi sesuai dengan sifat-sifat kimianya.

Besi merupakan logam yang menempati urutan kedua dari logam logam yang umum terdapat pada kerak bumi. Besi cukup reaktif, besi bila dibiarkan diudara terbuka untuk beberapa lama mengalami perubahan warna yang lazim disebut perkaratan besi. Proses perubahan besi menjadi berkarat merupakan reaksi redoks yang melihat oksigen:

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

Flour, hidrogen, flourida beserta persenyawaan-persenyawaannya dikenal sebagai bahan korosif. Dalam industri, bahan ini umumnya dipakai untuk sintesa bahan- bahan organik.  Ammoniak (NH₃) merupakan bahan kimia yang cukup banyak digunakan dalam kegiatan industry. Pada suhu dan tekanan normal, bahan ini berada dalam bentuk gas dan sangat mudah terlepas keudara. Ammoniak dalam kegiatan  industri umumnya digunakan untuk sintesa bahan organik, sebagai bahan anti beku didalam alat pendingin, juga sebagai bahan untuk pembuatan pupuk. Bejana-bejana penyimpan amoniak harus selalu diperiksa untuk mencegah terjadinya kebocoran dan pelepasan bahan ini ke udara. Embun pagi saat ini umumnya mengandung aneka aerosol, debu serta gas-gas asam seperti NO_x dan SO_x. dalam batubara terdapat belerang atau sulfur (S) yang apabila dibakar berubah menjadi oksida belerang.

Masalah utama berkaitan dengan peningkatan pengunaan batubara adalah dilepaskannya gas-gas polutan seperti oksida nitrogen(NO_x) dan oksida belerang(SO_x). walaupun sebagian besar pusat tenaga listrik batu bara telah menggunakan alat pembersih endapan (presipitator) untuk membersihkan partikel-partikel kecil dari asap batubara, namun NO_x dan SO_x yang merupakan senyawa gas dengan bebasnya naik melewati cerobong dan terlepas ke udara bebas. Didalam udara, kedua gas tersebut dapt berubah menjadi asam nitrat (HNO₃) dana asam sulfat(H₂SO₄).

Oleh sebab itu, udara menjadi terlalu asam dan bersifat korosif dengan terlarutnya gas-gas asam tersebut didalam udara. Udara yang asam ini tentu dapat berinteraksi dengan apa saja, termasuk komponen-komponen renik didalam peralatan elektronik. Jika hala itu terjadi, maka proses korosi tidak dapat dihindari lagi. Korosi yang menyerang piranti maupun komponen-komponen elektronika dapat mengakibatkan kerusakan bahkan kecelakaan. Karena korosi ini maka sifat elektrik komponen-komponen elektronika dalam computer,televisi, video, kalkulator, jam didital dan sebagainnya menjadi rusak. Korosi dapat menyebabkan terbentuknya lapisan non-konduktor pada komponen elektolit.

Oleh sebab itu, dalam lingkungan dengan tingkat pencemaran tinggi, aneka barang mulai dari komponen elektronika renik sampai jembatan baja semakin mudah rusak, bhkan hancur karena korosi. Dalam beberapa kasus hubungan pendek yang terjadi pada peralatn elektronika dapat menybabkan terjadinya kebakaran yang menimbulkan kerugian bukan hanya dalam bentuk kehilanagn atau kerusakan maateri tetapi juga korban nyawa .

IV.             Alat dan Bahan

Alat : 

·         Gelas piala 250 ml

·         Cawan petri

·         Batang pengaduk

·         Penanggas air

·         Paku

Bahan :

·         Larutan NaCl

·         Agar-agar

·         K₃(Fe(CN)₆)

·         Fenolftalin

·         Larutan HCl

V.                Cara kerja 

1.      Disediakan 6 paku beton berukuran sama besar 

2.      Dimasukkan paku beton kedalam masing-masing  

3.      Dimasukkan satu bungkus agar-agar +aquadest 210ml kedalam gelas piala 250 ml dipanaskan diatas penangas air .

4.       Dituangkan hasil adonan agar-agar panas sebanyak 35ml kedalam masing-masing cawan petri hingga menutupi seluruh paku

5.      Diamati dan dicatat apa yang terjadi selama 30 menit,1jam,2jam dan 24jam

6.       Ditambahkan 3,6 mL K₃Fe(CN)₆), HCl, NaCl,NaOH,PP dimasing-masing cawan petri.

VI.             Hasil Pengamatan

Tabel Perlakuan Terhadap Paku Beton Berukuran Sama

30 menit

Paku	K	K + PP	K + NaCl	K + HCl	K + NaOH
1	-	-	+	-	+
2	-	-	-	-	-
3	-	-	+	-	-
4	-	Sedikit +	-	+	-
5	-	-	-	-	-

1 jam

Paku	K	K + PP	K + NaCl	K + HCl	K + NaOH
1	-	-	++	++	+
2	-	-	-	++	-
3	-	-	++	-	-
4	-	+	-	++	-
5	-	-	-	-	-

1,5 jam

Paku	K	K + PP	K + NaCl	K + HCl	K + NaOH
1	-	-	++	++	+
2	-	-	-	+++	-
3	-	-	++	+	-
4	-	+	-	++	-
5	-	-	-	+	-

24 jam

Paku	K	K + PP	K + NaCl	K + HCl	K + NaOH
1	-	-	++	+++	+
2	-	-	-	++++	-
3	+	-	++	++	-
4	-	+	-	+++	-
5	+	-	+	++	-

Kalau setiap jam + nya bertambah, berarti karatnya bertambah. Dan kalau disetiap jamnya + tidak bertambah berarti karatnya juga tidak bertambah.

Urutan terjadinya tingkat korosi pada paku beton dengan berbagai perlakuan :

Kontrol+HCl>Kontrol+NaCl > Kontrol+NaOH Kontrol+PP> Kontrol

VII.          Pembahasan

Pada praktikum kali ini, praktikan melakukan proses pengujian korosi besi menggunakan paku beton sebanyak 5 buah dengan jenis dan ukuran yang berbeda, yaitu paku beton hitam, paku beton putih, paku besi kecil, paku besi besar, dan paku payung. Ke-5 paku tersebut diberikan berbagai perlakuan dengan tujuan mengamati perubahan atau perkaratan besi serta mengamati proses oksidasi dan reduksi yang terjadi pada besi-besi itu. Perlakuan yang diberikan terhadap paku tersebut diantaranya dicelupkan kedalam agar-agar sebagai kontrol, dicelupkan kedalam Fenolftalein (PP), NaOH 0,5, NaCl 0,5 M,  dan HCl 0,5 M dengan pengamatan selama 30 menit, 1jam, 1,5 jam, dan 24 jam.

Pertama, dipanaskan 210 mL aquadest dalam gelas piala 250 mL sampai mendidih. Lalu ditambahkan satu bungkus agar-agar putih ke dalamnya sambil diaduk hingga larut. Hal ini dikarenakan agar-agar tidak larut dalam air dingin. Agar-agar yang digunakan pada percobaan ini berfungsi sebagai medium indikator.

Setelah mendidih dituangkan agar-agar tersebut kedalam cawan petri yang telah berisi paku masing-masing 5 jenis paku yang berbeda jenis sebanyak 35 mL dimasing-masing cawan petri sampai paku tercelup seluruh permukaannya dengan 3,6 mL Fenolftalein, NaOH 0,5, NaCl 0,5 M, dan HCl 0,5 dimasing-masing cawan petri. Masing-masing cawan petri berisi 5 paku beton dengan berbagai jenis yang berbeda Pada cawan pertama yang berisi agar-agar digunakan sebagai kontrol dalam percobaan ini. Cawan kedua berisi kontrol yang ditambahkan fenolftalein. Cawan ketiga berisi kontrol yang ditambahkan NaCl. Cawan empat berisi kontrol yang ditambahkan HCl. Cawan kelima berisi kontrol yang ditambahkan NaOH.

Dengan waktu pengamatan selama 30 menit, 1jam, 1,5 jam dan 24 jam pada cawan pertama yang hanya berisi agar-agar reaksi pengaratan besi berlangsung sangat lama. Korosi yang terjadi sangat sedikit dan warna agar-agar tetap sama dan telah mengeras, namun setelah ditunggu selama 24 jam untuk paku besi besar dan paku paying mengalami korosi walaupun hanya sedikit.  Pada cawan kedua yang berisi Kontrol +Fenolftalein (PP) paku yang mengalami sedikit korosi adalah paku besi kecil, namun pada waktu 24 jam paku payung juga mengalami sedikit korosi, sedangkan paku yang lain tidak terjadi apa-apa. Beberapa bagian agar-agar berubah warna merah muda. Warna merah muda pada agar-agar disebabkan adanya PP (fenolftalein) pada adonan agar-agar. Warna ini merupakan suatu indikator yang menunjukkan tempat terjadinya reaksi reduksi  dari H₂O. H₂O tereduksi menghasilkan ion OH^- yang dapat berinteraksi dengan penofthalein membentuk warna merah muda. Warna merah tersebut menunjukkan  terjadinya  reduksi  pada  karat  dan menyebabkan sedikit terjadinya korosi. Pada cawan ketiga yang kontrol + NaCl. NaCl merupakan larutan elektrolit. Kontak dengan elektrolit dapat mempercepat korosi karena elektrolit memberikan pengaruh, seperti jembatan garam sehingga mobilitas elektron akan makin tinggi dan korosi akan berjalan lebih cepat. Pengkaratan yang terbentuk disekitar paku berwarna kuning muda. Warna kuning muda ini menandakan bahwa besi yang terkandung dalam paku dioksidasi menjadi Fe³⁺. Dalam larutan, ion Fe³⁺ berwarna kuning muda.pada waktu 30 menit paku beton hitam dan paku besi besar sudah menunjukkan sedikit korosi, lalu pada satu jam pertama perkaratan pada kedua paku tersebut meningkat, selanjutnya pada 1,5 jam masih tetap seperti itu, dan terakhir untuk waktu 24 jam paku payung ikut mengalami korosi juga. Pada cawan kelima berisi kontrol + NaOH mengalami korosi yang sedikit dan hanya terjadi di sebagian permukaan paku saja, yaitu pada paku beton hitam, selebihnya tidak mengalami apa-apa. Hal ini karena potensial korosi dalam suasana asam lebih besar dari suasana basa.

Pada saat pengamatan dalam selang waktu 30 menit hingga 1,5 jam agar-agar yg berisi NaOH paling lama mengalami pengerasan. Hal ini dikarenakan konsentrasi NaOH yang digunakan tinggi yaitu 15%.

Pada cawan keenam yang berisi kontrol+HCl paku sudah mengalami korosi seluruhnya. Pada 30 menit pertama yang mengalami korosi hanya paku besi kecil saja, lalu pada satu jam pertama paku beton hitam, paku beton putih, dan paku besi kecil mengalami korosi yang cukup banyak, selanjutnya pada waktu 1,5 jam semua paku mengalami korosi khususnya yang paling banyak adalah paku beton putih, dan pada waktu 24 jam semua paku mengalami perkaratan yang kompleks. Hal ini karena potensial korosi dalam suasana asam lebih besar dari suasana basa sehingga reaksi korosi akan lebih cepat berlangsung dalam lingkungan asam. Selain itu, pada reaksi suasana asam diperoleh hasil karat besi dan ion H⁺ yang mempercepat korosi selanjutnya.

VIII.       Kesimpulan

·         Urutan terjadinya tingkat korosi pada paku beton dengan berbagai perlakuan :

Kontrol+HCl > Kontrol+NaCl > Kontrol+NaOH > Kontrol+PP > Kontrol.

·         Faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya korosi diantaranya : tingkat keasaman, kontak dengan elektrolit, keadaan logam besi itu sendiri, keaktifan logam, dan kontak dengan logam lain.

·         Fungsi NaCl berfungsi sebagai jembatan garam.

IX.             Daftar Pustaka

Chalid,Sri Yadial.2007.Penuntun Praktikum Kimia Anorganik.Jakarta : Fakultas Sains dan       

        Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.

Svehla, G., 1990, Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro. Jakarta : PT.

         Kalman Media Pustaka .

http://www.chem-is-try.org diakses pada 30 September 2012 pukul 20.52 WIB.

http://www.scribd.com diakses pada 30 September 2012 pukul 21.00 WIB.

X.                Lampiran

 Pertanyaan

1. Apa tanda-tanda telah terjadi proses redoks pada percobaan ini?

2. Tuliskan reaksi redoks yang terjadi!

3. Sebutkan reagen-reagen apa saja yang dapat meleburkan logam Fe?

4. Senyawa apa saja yang terdapat pada besi komersial?

Jawaban

1.      Besi berubah menjadi besi (III) oksida yaitu merupakan karat besi

2.      Fe(s) → Fe²⁺(aq) + 2e (x2)

            O₂(g) + 4H⁺(aq) + 4e → 2H₂O(l)

 

            4 Fe²⁺(aq)+ O₂ (g) + (4 + 2x) H₂O(l) → 2 Fe₂O₃x H2O + 8 H⁺(aq)

3.      Reagen yang dapat meleburkan logam Fe adalah K₃Fe(CN)_6, HCl dan NaCl

4.      Besi komersial merupakan campuran besi dan karbon. tambahan unsur Karbon ( C ) sampai dengan 1.67% (maksimal).  Dimana kandungan karbon ( C ) mempengaruhi kekerasan baja, Disamping itu, baja mengandung unsure campuran lain yang disebut paduan, misalnya Mangan ( Mn ), Tembaga (Cu), Silikon ( Si ), Belerang ( S ), dan Posfor ( P )

Data Gambar

kurun waktu 24 jam

              

Gb 1. Perbandingan kontrol dan HCl                         Gb 2. Perbandingan kontrol dan NaCl

              

Gb 3. Perbandingan kontrol dan PP                          Gb 4. Perbandingan kontrol dan NaOH