Pengertian Korosi
Kerusakan merupakan proses redoks pada permukaan logam dan llingkungannya. Korosi atau pengkaratan adalah kerusakan atau degradasi logam akibat bereaksi dengan lingkungan yang korosif. Penyelidikan tentang sistem elektrokimia telah banyak membantu menjelaskan mengenai korosi ini, yaitu reaksi kimia antara logam dengan zat-zat yang ada di sekitarnya atau dengan partikel-partikel lain yang ada di dalam matrik logam itu sendiri. Jadi dilihat dari sudut pandang kimia, korosi pada dasarnya merupakan reaksi logam menjadi ion pada permukaan logam yang kontak langsung dengan lingkungan berair dan beroksigen. Contoh korosi yang paling lazim adalah perkaratan besi. Pada peristiwa korosi, logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen (udara) mengalami reduksi. Karat logam umumnya berupa oksida atau karbonat.
Rumus kimia karat besi adalah Fe2O3 . XH2O, suatu zat padat yang berwarna coklat-merah. Pada korosi besi, bagian tertentu dari besi berlaku sebagai anode, dinama besi mengalami oksidasi.
Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e E0 = + 0,44 V
Elektron yang dibebaskan di anode mengalir ke bagian lain dari besi yang berlaku sebagai katode, dimana oksigen tereduksi.
O2(g) + 2H2O(l) + 4e → 4OH-(aq) E0 = + 0,40 V
atau
O2(g) + HH+(aq) + 4e → 2H2O(l) E0 = + 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. Maka reaksi yang terjadi :
Anode : 2Fe(s) → 2Fe2+(aq) + 4e E0 = + 0,44 V
Katode : O2(g) + 2H2O(l) + 4e → 4OH-(aq) E0 = + 0,40 V
+
Reaksi Sel : 2Fe(s) + O2(g) + 2H2O(l) → 2Fe2+(aq) + 4OH-(aq) E0reaksi = 0,84 V
Ion Fe2+ tersebut kemudian mengalami oksidasi lebih lanjut dengan reaksi :
4Fe2+(aq) + O2(g) + (4 + 2n) H2O → 2Fe2O3 . nH2O + 8H+(aq)
Mengenai bagian mana dari besi itu yang bertindak sebagai anode dan dan bagian mana yang bertindak sebagai katode bergantung pada berbagai faktor, misalnya zat pengotor, atau perbedaan rapatan logam itu. Korosi besi memerlukan oksigen dan air.
Reaksi-reaksi yang Terjadi pada Proses Korosi Logam
Mekanisme korosi tidak terlepas dari reaksi elektrokimia. Proses elektrokimia melibatkan perpindahan elektron-elektron. Perpindahan elektron merupakan hasil reaksi redoks (reduksi-oksidasi). Mekanisme korosi melalui reaksi elektrokimia melibatkan reaksi anodik dan reaksi katodik.
a.Reaksi Anodik (Oksidasi)
Reaksi Anodik terjadi di daerah anode. Reaksi anodik (oksidasi) diindikasikan melalui peningkatan valensi atau produk elektron-elektron. Reaksi anodik yang terjadi pada proses korosi logam, yaitu :
M → Mn+ + ne
Proses korosi dari logam M adalah proses oksidasi logam menjadi satu ion (n+) dalam pelepasan n elektron. Harga dari n bergantung dari sifat logam sebagai contoh besi :
Fe → Fe2+ + 2e
b.Reaksi Katodik (Reduksi)
Reaksi katodik terjadi di daerah katode. Reaksi katodik diindikasikan melalui penurunan nilai valensi atau konsumsi elektron-elektron yang dihasilkan dari reaksi anodik.
Beberapa reaksi katodik yang terjadi selama proses korosi logam, yaitu :
Pelepasan gas hidrogen
2H+ + 2e → H2
Reduksi oksigen
O2 + 4H+ + 4e → 2H2O
O2 + 2H2O + 4e → 4OH-
Reduksi ion logam
Fe3+ + e → Fe2+
Pengendapan logam
3Na+ + 3e → 3Na
Reduksi ion hidrogen
O2 + 4H+ + 4e → 2H2O
Penyebab Korosi
Faktor yang berpengaruh dan mempercepat korosi yaitu :
a.Air dan kelembapan udara
Air merupakan salah satu faktor penting untuk berlangsungnya proses korosi. Udara yang banyak mengandung uap air (lembap) akan mempercepat berlangsungnya proses korosi.
b.Elektrolit
Elektrolit (asam atau garam) merupakan media yang baik untuk melangsungkan transfer muatan. Hal itu mengakibatkan elektron lebih mudah untuk dapat diikat oleh oksigen di udara. Oleh karena itu, air hujan (asam) dan air laut (garam) merupakan penyebab korosi yang utama.
c.Adanya oksigen
Pada peristiwa korosi adanya oksigen mutlak diperlukan.
d.Permukaan logam
Permukaan logam yang tidak rata memudahkan terjadinya kutub-kutub muatan, yang akhirnya akan berperan sebagai anode dan katode. Permukaan logam yang licin dan bersih akan menyebabkan korosi sukar terjadi, sebab sukar terjadi kutub-kutub yang akan bertindak sebagai anode dan katode.
e.Letak logam dalam deret potensial reduksi
Korosi akan sangat cepat terjadi pada logam yang potensialnya rendah, sedangkan logam yang potensialnya lebih tinggi justru lebih awet.
Cara Mencegah Korosi
1)Dicat
Cat menghindarkan kontak besi dengan udara dan air.
2)Melumuri dengan oli atau minyak
Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin oli atau minyak mencegah kontak besi dengan air
3)Dibalut dengan plastik
Berbagai macam barang, misalnya rak piring dan kerancang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik mencegah kontak besi udara dan air.
4)Tin plating (pelapisan dengan timah)
Biasanya kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi dilapisi dengan timah. Pelapisan dilakukan secara elektrolisis, yang disebut electro plating. Timah tergolong logam yang tahan karat. Besi yang dilapisi timah tidak mengalami korosi karena tidak adanya kontak dengan oksigen (udara) dan air. Akan tetapi, lapisan timah hanya melindungi besi selama lapisan utuh (tanpa cacat). Apabila lapisan timah ada yang cacat, misalnya tergores, maka timah justru mendorong/mempercepat kolosi besi. Hal itu terjadi karena potensial reduksi besi lebih negatif daripada timah. Oleh karena itu, besi yang dilapisi timah akan membentuk suatu sel elektrokimia dengan besi sebagai anode. Dengan demikian timah mendorong korosi besi.
5)Galvanisasi (pelapisan dengan zink)
Pipa besi, tiang telepon, badan mobil, dan berbagai barang lain dilapisi dengan zink. Berbeda dengan timah, zink dapat melindungi besi dari korosi sekalipun lapisannya tidak utuh. Hal itu terjadi karena suatu mekanisme yang disebut perlindungan katode. Oleh karena potensial reduksi besi lebih positif daripada zink, maka besi yang kontak dengan zink akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katode. Dengan demikian, besi terlindungi dan zink yang mengalami oksidasi.
6)Cromium plating (pelapisan dengan kromium)
Besi atau baja juga dapat dilapisi dengan kromium untuk memberi lapisan pelindung yang mengkilap, misalnya untuk bemper mobil. Cromium plating juga dilakukan dengan elekrolisis. Sama seperti zink, kromium juga dapat memberi perlindungan sekalipun lapisan kromium itu ada yang rusak.
7)Sacrificial protection (pengorbanan anode)
Magnesium adalah logam yang jauh labih aktif (berarti lebih mudah berkarat) daripada besi. Jika logam magnesium dikontakkan dengan besi maka magnesium itu akan berkarat tetapi besi tidak. Cara ini digunakan untuk melindungi pipa baja yang ditanam dalam tanah atau badan kapal laut. Secara periodik, batang magnesium harus diganti.
Korosi Aluminium (Perlindungan Katodit)
Aluminium, juga zink dan kromium, merupakan logam yang lebih aktif daripada besi. Jika demikian, mengapa logam-logam ini lebih awet? Sebenarnya, aluminium berkarat dengan cepat membentuk oksida aluminium (Al2O3). Akan tetapi, perkaratan segera terhenti setelah lapisan tipis oksida terbentuk. Lapisan itu melekat pada permukaan logam, sehingga melindungi logam di bawahnya terhadap perkaratan berlanjut.
Lapisan oksida pada permukaan aluminium dapat dibuat lebih tebal melalui elektrolisi, yang disebut anodizing. Aluminium yang telah mengalami anodizing digunakan untuk membuat panci dan berbagai perkakas dapur, bingkai, kerangka bangunan (panel dinding), serta kusen pintu dan jendela. Lapisan oksida aluminium lebih mudah dicat dan memberi warna yang lebih terang.
