Korosi, Apa itu?

Posted: Februari 1, 2010 in Korosi
Tag:

Dari sekian banyak pelajaran yang tidak saya sukai semasa sekolah, kini kimia menjadi hal yang tidak terpisahkan dalam perjalanan karir saya… Termasuk topik korosi ini.  Akhirnya saya mencoba sedikit demi sedikit untuk memahaminya, seperti kata pepatah mungkin dengan mengenalinya kita dapat mencintainya… (halah apaan coba)… Dan sekarang saya akan mencoba menuangkan konsep korosi dengan bahasa saya, mudah-mudahan bermanfaat bagi mereka yang ingin mengetahuinya tanpa harus bersentuhan dengan text book, apalagi bahasa inggris dengan banyak persamaan kimianya. Kira-kira begitu harapan teman-teman saya (yang kebanyakan orang lapangan dengan kemampuan bahasa inggris terbatas) tentang belajar memahami korosi.

Makanan apa sih Korosi itu?

Menurut beberapa literatur, korosi adalah fenomena kerusakan material, biasanya logam karena pengaruh lingkungannya. Faktor lingkungan penyebab korosi ini dijelaskan sebagai reaksi kimia atau elektro kimia yang dihasilkan dari suhu, cuaca/ iklim, kelembaban, atau zat-zat tertentu yang ada di lingkungan tersebut. Jadi korosi adalah proses yang alamiah, tidak bisa dihilangkan tapi bisa kita cegah dan kontrol sehingga tidak merugikan asset dan keselamatan kita. Analogi proses ilmiah korosi ini mungkin bisa disamakan dengan meleburnya logam tersebut kembali ke alam, kembali ke bentuk asalnya (bijih besi dll).

Korosi biasanya dapat dengan mudah kita buktikan, saat kita meletakkan logam besi di udara terbuka, tanpa perlindungan korosi, maka tanda- tanda karat akan kita temui dalam beberapa hari. Dari sinilah timbul konsep awal, bahwa sifat ilmiah logam besi itu sendiri adalah tidak stabil, sehingga mudah bereaksi ketika bersentuhan dengan embun atau air (elektrolit) atau bahkan bahan-bahan kimia lain.

Beginilah kira-kira siklus produksi dan degradasi logam besi (sumber: Jotun Paint School)

 

Lalu sekarang pertanyaannya bagaimana hal ini bisa terjadi??

Korosi akan dan hanya akan terjadi bila di metal terjadi sebuah siklus tertutup yang dinamakan “corrosion cell”. Corrosion cell adalah sirkuit elektrikal imajiner media berpindahnya electrons dan ions dari dua logam dengan muatan yang berbeda. Di dalam corrosion cell selalu terdapat empat faktor sebagai berikut:

  1. Anoda : adalah bagian logam yang bermuatan positif atau memiliki nilai potensial yang lebih lemah (istilahnya less noble metal). Dan bila korosi terjadi pada dua metal yang berlainan, anoda adalah jenis metal yang memiliki energi potensial lebih kecil terhadap metal lainnya. Di anoda adalah bagian metal yang akan terkorosi (kehilangan bagiannya, misalnya larut di elektrolit dsb.)
  2. Katoda : adalah bagian logam yang bermuatan negatif atau memiliki nilai potensial yang lebih tinggi (istilahnya more noble metal). Dan bila korosi terjadi pada dua metal yang berlainan, katoda adalah jenis metal yang memiliki energi potensial lebih tinggi terhadap metal lainnya. Di katoda adalah bagian metal yang mungkin terjadi deposit saat terjadi korosi, sangat jarang kehilangan bagiannya. 
  3. Methalic pathway : adalah konduktor yang menghubungkan anoda dan katoda. Ia dapat berupa kontak logam-ke-logam, atau factor eksternal seperti kabel, baut (system bolting), deck support, system suspensi, atau sejenisnya) atau bila korosi terjadi dalam satu jenis logam saja, maka metallic pathway-nya adalah logam itu sendiri… yang terpenting disini methalic pathway merupakan jembatan mengalirnya elektron (arus listrik) diantara anoda dan katoda.
  4. Elektrolit : adalah liquid, atau medium yang menghantarkan listrik (mengandung ions). Ini membuktikan bahwa di dalam banyak kasus korosi dengan mudah terjadi dilingkungan yang lembab atau mengandung banyak air. Air yang mengandung ions dan menghantarkan listrik. Semakin besar kandungan ion di dalam suatu elektrolit, akan semakin baik daya hantar listriknya, maka akan semakin cepat pula rate korosi yang akan dihasilkan. Hanya sedikit kasus korosi yang terjadi di kondisi special yang kering seperti di permesinan atau system gas buang (exhaust system). Bila suatu logam besi dicelupkan kedalam air laut, maka air laut itu sendiri merupakan elektolit dan air laut merupakan elektrolit yang sangat baik. Selain air laut, embun atau air yang mudah menyerap partikel-partikel ions atau garam dari permukaan logam atau atmosfer sekitar juga akan membentuk elektrolit yang efektif.
  5. Oksigen *)… Sebenernya keempat faktor diatas sudah cukup untuk menghasilkan korosi, tetapi kecepatan korosi yang dihasilkan lambat. Di dalam banyak hal oksigen adalah penyebab percepatan korosi. Jadi ada literatur yang menjelaskannnya sebagai faktor kelima (dalam tanda kutip). Oksigen dalam proses korosi dapat diperoleh udara sekitar, larut didalam air , atau bagian dari atmosfer. Keberadaan oksigen akan mempercepat laju korosi terjadi sebab oksigen akan bereaksi dengan logam saat logam melepaskan energi elektrikalnya…. (kok tambah mumet ya)…

Analogi yang termudah dari sebuah corrosion cell adalah sama dengan kinerja sebuah baterai, dimana dengan menghubungkan dua logam berbeda (memiliki potensial listrik yang berbeda pula), kita dapat menimbulkan voltase. Dua logam tersebut, salah satunya berperan sebagai anoda (carbon rod), dan yang lainnya sebagai katoda (Zinc). Kira-kira gambarannya seperti berikut (sumber: Google) :

Tetapi ini tidak hanya terbatas sampai di dua logam tidak sejenis aja lho… Ketika satu logam sejenis berada dilingkungan tertentu (korosif), maka bagian logam tersebut juga akan ada yang berperan sebagai anoda (bermuatan positif) dan ada yang berperan sebagai katoda (bermuatan negatif). Kira-kira secara mikroskopis skemanya akan seperti ini (sumber : Jotun Paint School) :

Penjelasan proses elektro kimia dari korosi (disatu logam sejenis) diatas kira-kira kayak gini:

  1. Secara alamiah sifat besi menghantarkan arus listrik, menyediakan metallic pathway, dan menghasilkan area-area yang anodic (anoda) dan kathodic (katoda), karena adanya perbedaan potensial listrik yang tidak uniform di besi tersebut.
  2. Ketika besi terendam atau bersentuhan dengan elektrolit seperti air laut atau embun, di area anode, Molekul Besi (Fe) akan mulai bereaksi dengan melepaskan elektronnya sehingga terbentuk ion Fe++.
  3. Di katoda,  saat elektron lepas didalam elektrolit, kemudian terurai menjadi ion positif dan negatif, membentuk 2H2O —> 2H+ + 2O.
  4. Secara simultan elektron bereaksi dengan hidrogen ion untuk membentuk atom-atom hidrogen, kemudian secara diatomik membentuk gas hidrogen OH-.
  5. Karena sebuah siklus maka ion Hydroxyl OH- kembali ke anode melalui elektrolit membawa elektron-elektron.
  6. Ion besi bermuatan postif Fe++ kemudian kembalinya ion hydroxyl ini untuk bergabung bersama membentuk oxide besi (iron hydroxide – Hydrous iron oxide) yang secara umum disebut juga rust atau karat. Formula sederhananya adalah Fe++ + 2OH- —> Fe(OH)2. Sehingga dengan ini cukup jelas bahwa korosi selalu terjadi di bagian anoda dan bukan di katoda.

Ilustrasi diatas menunjukkan bahwa material akan larut saat terjadi korosi. Bagian-bagian besar dari material yang terkorosi akan tetap berada di permukaan logam, walaupun dalam banyak kasus mungkin juga material terkorosi hilang seiring aliran elektrolit. Jadi secara umum kita bisa melihat proses korosi dari timbulnya produk-produk korosi dipermukaan logam. Produk korosi ini disebut juga karat! Ya… Karat adalah produk yang kita temukan saat besi atau steel mengalami proses korosi. Umumnya karat besi yang berwarna merah kecoklatan menunjukkan keberadaan dari oxide besi Fe2O3.

To be continue…..

Komentar
  1. aiya mengatakan:

    terimakasih ilmunya. saya sangat terbantu. karna bidang saya sipil, tapi ngambil tugas akhir tentang korosi. hehehhe… ^^’
    ohya, kalo boleh tanya, analogi korosi itu selain seperti yang telah disebut, apa sama seperti kapur barus? partikel nya tiba2 ‘ngilang’ (takut ntar kalo ditanyain pas seminar, huhuhuhuhuh..)
    cant wait 4 d next chapter. ^^

  2. tajuddin mengatakan:

    xie.xie.. thanks very much your info

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s