Inhibitor Korosi

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Latar Belakan Belakang g

Sebagian besar orang mengartikan korosi sebagai karat. Sebenarnya, karat adalah salah satu jenis korosi yang dikhususkan untuk bahan logam, sangat lazim terjad terjadii teruta terutama ma pada pada besi. besi. Berbag Berbagai ai jenis jenis logam logam banyak banyak kita kita gunaka gunakan n untuk  untuk   berbagai peralatan sehingga korosi sama dengan penurunan mutu dari peralatan logam tersebut. Peristiwa korosi juga bisa dikatakan proses elektrokimia, yaitu  proses (perubahan/ reaksi kimia) yang melibatkan adanya aliran listrik. Bagian terten tertentu tu dari dari besi besi berlak berlaku u sebaga sebagaii kutub kutub negati negatiff (elekt (elektrod rodaa negatif negatif,, anoda) anoda),, sement sementara ara bagian bagian yang yang lain lain sebagai sebagai kutub kutub positi positiff (elektr (elektroda oda positi positif, f, katoda katoda). ). Elektron mengalir dari anoda ke katoda, sehingga terjadilah peristiwa korosi. Salah Salah satu langka langkah h antisi antisipasi pasi korosi korosi adalah adalah dengan dengan inhibi inhibitor tor korosi korosi.. Inhibi Inhibitor tor korosi korosi yaitu yaitu suatu suatu zat kimia kimia yang yang bila bila ditamb ditambahk ahkan an kedala kedalam m suatu suatu lingkungan lingkungan,, dapat menurunka menurunkan n laju penyerangan penyerangan korosi lingkungan lingkungan itu terhadap terhadap suat suatu u loga logam. m. Dewa Dewasa sa ini ini terd terdap apat at 6 jeni jeniss inhi inhibi bito tor, r, yait yaitu u inhi inhibi bito torr yang yang memberikan pasivasi anodik, pasivasi katodik, inhibitor ohmik, inhibitor organik, inhibitor inhibitor pengendap pengendapan an dan inhibitor inhibitor fasa uap. Pembahasan mengenai inhibitor  inhibitor  korosi dapat membantu kita terhindar dari dampak peristiwa korosi yang bersifat sangat merugikan. Bahan Bahan inhibi inhibitor tor mengun menguntun tungka gkan n untuk untuk menang menangani ani logamlogam-log logam am besi besi karena karena dapat dapat mengha menghamba mbatt laju laju korosi korosi.. Di indust industri, ri, inhibi inhibitor tor berfun berfungsi gsi untuk  untuk  mengurangi korosivitas lingkungan. Di boiler sering ditambahkan inhibitor fosfat maupun hydrazin. hydrazin. Hydrazin sering disebut sebagai oksigen seavenger  oksigen seavenger yang yang efektif  untuk untuk mengam mengambil bil oksige oksigen n dari dari lingku lingkunga ngan, n, sehing sehingga ga elektro elektrolit lit dalam dalam boiler  boiler  korosivitasnya berkurang dan menyebabkan laju korosi menjadi turun. Sejauh ini,  penggunaan inhibitor merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk  mencegah korosi karena biayanya yang relative murah dan proses yang sederhana.

1

1.2 Rumusan Masalah •

Apa itu inhibitor korosi?

•

Apa saja jenis-jenis dari inhibitor korosi?

•

Bagaimana mekanisme kerja dari inhibitor korosi?

1.3 Tujuan •

Mempelajari pemakaian inhibitor dalam pencegahan korosi

•

Mengetahui mekanisme kerja inhibitor korosi

•

Mengetahui dan mempelajari bahan alam sebagai alternatif inhibitor  korosi .

2

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Inhibitor Korosi

Inhibitor adalah zat yang menghambat atau menurunkan laju reaksi kimia. Sifat inhibitor berlawanan dengan katalis, yang mempercepat laju reaksi. Inhibitor  korosi adalah zat yang dapat mencegah atau memperlambat korosi logam. Inhibitor korosi sendiri didefinisikan sebagai suatu zat yang apabila ditambahkan dalam jumlah sedikit ke dalam lingkungan akan menurunkan serangan korosi lingkungan terhadap logam. Mekanisme penghambatannya terkadang lebih dari satu jenis. Sejumlah inhibitor menghambat korosi melalui cara adsorpsi untuk membentuk suatu lapisan tipis yang tidak nampak dengan ketebalan beberapa molekul saja, ada pula yang karena pengaruh lingkungan membentuk endapan yang nampak dan melindungi logam dari serangan yang mengkorosi logamnya dan menghasilkan produk yang membentuk lapisan pasif, dan ada pula yang menghilangkan konstituen yang agresif. Dewasa ini terdapat 6 jenis inhibitor, yaitu inhibitor yang memberikan  pasivasi anodik, pasivasi katodik, inhibitor ohmik, inhibitor organik, inhibitor   pengendapan, dan inhibitor fasa uap. Pembahasan mengenai kimia dari inhibitor  korosi dapat menyangkut sifat dari inhibitor, interaksi inhibitor dengan berbagai lingkungan yang agresif serta pengaruhnya terhadap proses korosi. Secara keseragaman

umum atau

korosi

dapat

digolongkan

keserbanekaannya,baik

secara

berdasarkan

rupanya,

mikroskopis

maupun

makroskopis. Dua jenis mekanisme utama dari korosi adalah berdasarkan reaksi kimia secara langsung, dan reaksi elektrokimia. Korosoi dapat terjadi didalam medium kering dan juga medium basah. Sebagai contoh korosi yang berlangsung didalam medium kering adalah penyerangan logam besi oleh gas oksigen (O 2) atau oleh gas belerang dioksida (SO 2). Didalam medium basah, korosi dapat terjadi secara seragam maupun secara terlokalisasi. Contoh korosi seragam didalam medium basah adalah

apabila besi terendam didalam larutan asam

klorida (HCl). Korosi didalam medium basah yang terjadi secara terlokalisasi

3

ada yang memberikan rupa makroskopis, misalnya peristiwa korosi galvani sistim besi - seng, korosi erosi, korosi retakan,  pengelupasan, serta

korosi lubang,

korosi

korosi pelumeran, sedangkan rupa yang mikroskopis

dihasilkan misalnya oleh korosi tegangan, korosi patahan, dan korosi antar butir. Dengan demikian, apabila didalam usaha pencegahan korosi dilakukan melalui  penggunaan inhibitor korosi, maka mekanisma dari jenis-jenis korosi

diatas

sangatlah penting artinya. Walaupun demikian sebagian korosi logam khususnya  besi, terkorosi di alam melalui cara elektrokimia yang banyak menyangkut fenomena antar muka. Hal inilah yang banyak dijadikan dasar utama pembahasan mengenai peran inhibitor korosi.

2.2 Mekanisme Kerja Inhibitor Korosi

Suatu inhibitor kimia adalah suatu zat kimia yang dapat menghambat atau memperlambat suatu reaksi kimia. Secara khusus, inhibitor korosi merupakan suatu zat kimia yang bila ditambahkan kedalam suatu lingkungan tertentu, dapat menurunkan laju penyerangan lingkungan itu terhadap suatu logam. Pada  prakteknya, jumlah yang di tambahkan adalah sedikit, baik secara kontinu maupun periodik menurut suatu selang waktu tertentu. Adapun mekanisme kerjanya dapat dibedakan sebagai berikut : (1) Inhibitor teradsorpsi pada permukaan logam, dan membentuk suatu lapisan tipis dengan

ketebalan beberapa molekul inhibitor. Lapisan ini

tidak dapat dilihat oleh mata biasa, namun dapat menghambat  penyerangan lingkungan terhadap logamnya. (2) Melalui pengaruh lingkungan (misal pH) menyebabkan inhibitor dapat mengendap dan selanjutnya

teradsopsi pada permukaan logam serta

melidunginya terhadap korosi. Endapan yang terjadi cukup banyak, sehingga lapisan yang terjadi dapat teramati oleh mata. (3) Inhibitor lebih dulu mengkorosi logamnya, dan menghasilkan suatu zat kimia yang kemudian melalui peristiwa adsorpsi dari produk korosi tersebut membentuk suatu lapisan pasif pada permukaan logam. (4) Inhibitor menghilangkan kontituen yang agresif dari lingkungannya.

4

Berdasarkan sifat

korosi logam secara elektrokimia, inhibitor

dapat

mempengaruhi polarisasi anodik dan katodik. Bila suatu sel korosi dapat dianggap terdiri dari

empat komponen yaitu: anoda, katoda, elektrolit dan penghantar 

elektronik, maka inhibitor korosi

memberikan kemungkinan menaikkan

 polarisasi anodik, atau menaikkan polasisasi katodik atau menaikkan tahanan listrik dari rangkaian melalui

pembentukan endapan tipis pada

permukaan

logam. Mekanisme ini dapat diamati melalui suatu kurva polarisasi yang diperoleh secara eksperimentil.

2.3 Jenis Inhibitor dan Mekanisme Kerjanya 2.3.1 Inhibitor Memasifkan Anoda

Inhibitor anodik adalah zat yang ditambahkan ke dalam elektrolit, sehingga mampu menahan terjadinya reaksi anodik dioksida. Inhibitor ini  berakbat potesial korosi bergerak ke arah positive. Cotoh: kromat, nitrat dan nitrit yang merupakan inhibitor anodic oksidator (efektif tanpa oksigen), sedangkan inhibitor non oksidator (efektif dengan adanya oksigen terlarut) seperti boraks, fosfat, silikat. Salah satu contoh inhibitor yang memasifkan anoda adalah senyawa-senyawa kromat, misalnya Na2CrO4 Salah satu reaksi redoks yang terjadi dengan logam  besi adalah: Oksidasi : 2 Fe + 3 H2O  Fe2O3 + 6 H(+) + 6e Reduksi : 2 CrO42- + 10 H(+) + 6e  Cr 2O3 + 5 H2O Red-oks : 2 Fe + 2 CrO42- + 4 H(+)  Fe2O3 + Cr 2O3 + 2 H2O Padatan atau endapan Fe 2O3 dan Cr 2O3 inilah yang kemudian bertindak  sebagai pelindung bagi logamnya. Lapisan endapan tipis saja, namun cukup efektif untuk melindungi permukaan logam yang lemah dari serangan zat-zat agresif. Untuk ini diperlukan kontinuitas pembentukan lapisan endapan mengingat lapisan tersebut bisa lepas yang disebabkan oleh adanya arus larutan. Berbagai data penelitian dengan berbagai kondisi percobaan menganggap bahwa Cr(III) nampak dominan pada spesimen yang didukung oleh pembentukan lapisan udara, sementara itu Cr(IV) teramati di daerah luar dari spesimen pengamatan yang

5

didukung oleh suatu

lapisan pelindung yang

mengandung Cr(III). Ini

menunjukkan bahwa terjadinya reduksi Cr(IV) menjadi Cr(III) pada permukaan spesimen. Secara keseluruhan tebal lapisan yang terdiri dari spesimen kromium dan aluminium memperlihatkan lapisan dalam bentuk Cr(IV) memiliki ketebalan sekitar satu perenam dari tebal lapisan keseluruhan. Hasil penelitian dengan menggunakan teknik pendar fluor dari adsorpsi sinar x memperlihatkan disagregasi lapisan yang mengandung Cr(IV) sebanding dengan pertumbuhan Cr 2O3 yang mengisi celah-celah lapisan anodik (dalam hal ini Al2O3) diatas  permukaan logam Al. Cara yang sudah lazim tentang studi pembentukan lqpisan  pasif pada permukaan logam akibat reaksi antar muka logam dengan inhibitor  dapat menggunakan

diagram potensial pH dan secara kinetik dengan

menggunakan kurva polarisasi. Inhibitor jenis CrO42- dan NO2- cukup banyak  digunakan untuk perlindungan logam besi dam aluminium terhadap berbagai medium korosif. Namun dari studi teoritis maupun eksperimentil, kedua jenis inhibitir tersebut kurang baik digunakan dalam medium yang mengandung H 2S dan Cl- . Dengan adanya H 2S, sebagian dari CrO 42- bereaksi dengan H2S yang menghasilkan belerang. Nampaknya Cr 2O3 yang terbentuk tidak dapat terikat kuat pada logamnya. Sedangkan pada medium Cl -, terjadi kompetisi reaksi dengan logamnya. senyawa

Misalnya ion klorida dapat membentuk kompleks terlarut dengan Fe(III) yang

ada pada permukaan logam

besi, sehingga lapisan

 pelindung Cr 2O3 - Fe2O3 sukar dipertahankan keberadaannya.

2.3.2 Inhibitor Memasifkan Katoda

Inhibitor

katodik adalah zat yang dapat menghambat terjadiya reaksi

dikatoda, karena pada daerah katodik terbentuk logam hidroksida (MOH) yag sukar larut dan menempel kuat pada permukaan logam sehinga menghambat laju korosi. Dan karena adanya inhibitor katodik maka potensial korosi bergeser ke arah negative. Dua reaksi uatama yang umum terjadi yaitu: 2H2O + O2 + 4e  4OH2H- + 2e



H2 (reaksi pembentukan hidrogen dari proton)

6

Contoh inhibitor katodik adalah Arsen (As 3+), antimon (Sb 3+), fosfor (P), kation positive dari logam divalent (seperti Zn 2+ , Pb2+ , dan Fe 2+) , air sadah yang mengandung bikarbonat, soda dan polifosfat. Karena bagi suatu sal korosi, reaksi reduksi oksidasi terbentuk oleh  pasangan reaksi reduksi dan reaksi oksidasi dengan kecepatan yang sama, maka apabila

reaksi reduksi (pada katoda) dihambat akan menghambat pula reaksi

oksidasi (pada anoda). Inilah yang menjadi pedoman pertama di dalam usaha menghambat korosi logam dalam medium air atau medium asam. Hal yang kedua adalah melalui penutupan permukaan katoda oleh suatu senyawa kimia tertentu  baik yang dihasilkan oleh suatu reaksi kimia atau melalui pengaturan kondisi larutan,misalnya pH. Secara umum terdapat 3 jenis inhibutor yang mempasifkan katoda, yaitu jenis racun katoda, jenis inhibutor mengendap pada katoda dan  jenis penangkap oksigen. Inhibutor racun katoda pada dasarnya berperan mengganggu rekasi pada katoda. Pada kasus pembentukan gas hidrogen, reaksi diawali yang teradsorpsi pada permukaan katoda.

2.3.3 Inhibutor Ohmik dan Inhibutor Pengendapan

Sebagai akibat lain daripada penggunaan

inhibitor pembentuk lapisan

 pada katoda maupun anoda adalah semakin bertambahnya tahanan daripada rangkaian elektrolit. Lapisan yang dianggap memberikan kenaikan tahanan yang memadai biasanya mencapai ketebalan beberapa mikroinchi. Bila lapisan terjadi secara selektif pada daerah anoda, maka potensial korosi akan bergeser kearah harga yang lebih positif, dan sebaliknya potensial korosi akan bergeser ke arah yang lebih negatif bilamana lapisan terjadi pada daerah katoda. Jenis inhibutor   pengendapan yang banyak digunakan adalah natrium silikat dan berbagai senyawa fosfat yang pada umumnya baik digunakan untuk melindungi baja keduanya cukup efektif bila kondisi pH mendekati 7 dengan kadar Cl- yang rendah.

7

2.3.4 Inhibutor Organik 

Dewasa ini sudah berpuluh bahkan mungkin ratusan jenis inhibitor  organik yang digunakan. Studi mengenai mekanisme pembentukan lapisan lindung atau penghilangan konstituen agresif telah banyak dilakukan baik dengan cara-cara yang umum maupun dengan cara-cara baru dengan peralatan modern. Pada umumnya senyawa-senyawa organik yang dapat digunakan adalah senyawasenyawa yang mampu membentuk senyawa kompleks baik kompleks yang terlarut maupun kompleks yang mengendap. Untuk itu diperlukan adanya gugus gugus fungsi yang mengandung atom atom yang mampu membentuk ikatan kovalen terkoordinasi, misalnya atom nitrogen, belerang, pada suatu senyawa tertentu.

2.4 Bahan Alam sebagai Alternatif Inhibitor Korosi

Umumnya, inhibitor korosi berasal dari senyawa-senyawa organik dan anorganik yang mengandung gugus-gugus yang memiliki pasangan elektron  bebas, seperti nitrit, kromat, fospat, urea, fenilalanin, imidazolin, dan senyawasenyawa amina. Namun demikian, pada kenyataannya bahwa bahan kimia sintesis ini merupakan bahan kimia yang berbahaya, harganya lumayan mahal, dan tidak  ramah lingkungan, maka sering industri-industri kecil dan menengah jarang menggunakan inhibitor pada sistem pendingin, sistem pemipaan, dan sistem  pengolahan air produksi mereka, untuk melindungi besi/baja dari serangan korosi. Untuk itu penggunaan inhibitor yang aman, mudah didapatkan, bersifat  biodegradable, biaya murah, dan ramah lingkungan sangatlah diperlukan. Salah satu alternatifnya adalah ekstrak bahan alam khususnya senyawa yang mengandung atom N, O, P, S, dan atom-atom yang memiliki pasangan elektron bebas. Unsur-unsur yang mengandung pasangan elektron bebas ini nantinya dapat berfungsi sebagai ligan yang akan membentuk senyawa kompleks dengan logam. Dari beberapa hasil penelitian seperti Fraunhofer (1996), diketahui  bahwa ekstrak daun tembakau, teh dan kopi dapat efektif sebagai inhibitor pada sampel logam besi, tembaga, dan alumunium dalam medium larutan garam. Keefektifan ini diduga karena ekstrak daun tembakau, teh, dan kopi memiliki

8

unsur nitrogen yang berfungsi sebagai pendonor elektron terhadap logam Fe2+ untuk membentuk senyawa kompleks. Sudrajat dan Ilim (2006) juga mengemukakan bahwa ekstrak daun tembakau, lidah buaya, daun pepaya, daun teh, dan kopi dapat efektif menurunkan laju korosimild steel dalam medium air laut buatan yang jenuh CO 2. Efektivitas ekstrak bahan alam sebagai inhibitor korosi tidak terlepas dari kandungan nitrogen yang terdapat dalam senyawaan kimianya seperti daun tembakau yang mengandung senyawa-senyawa kimia antara lain nikotin, hidrazin, alanin, quinolin, anilin, piridin, amina, dan lain-lain (Reynolds, 1994). Lidah buaya mengandung aloin, aloenin, aloesin dan asam amino. Daun pepaya mengandung  N-asetil-glukosaminida, benzil isotiosianat, asam amino (Andrade et al ., 1943). Sedangkan daun teh dan kopi banyak mengandung senyawa kafein dimana kafein dari daun teh lebih banyak dibandingkan kopi.

2.5 Mekanisme Proteksi Ekstrak Bahan Alam

Mekanisme proteksi ekstrak bahan alam terhadap besi/baja dari serangan korosi diperkirakan hampir sama dengan mekanisme proteksi oleh inhibitor  organik. Reaksi yang terjadi antara logam Fe 2+ dengan medium korosif seperti CO2diperkirakan Fe2(CO3)3 dan

menghasilkan

reaksi

antara

FeCO3, Fe2+ dengan

oksidasi inhibitor

lanjutan ekstrak

menghasilkan bahan

alam

menghasilkan senyawa kompleks. Inhibitor ekstrak bahan alam yang mengandung nitrogen mendonorkan sepasang elektronnya pada permukaan logam mild   steel ketika ion Fe 2+ terdifusi ke dalam larutan elektrolit, reaksinya adalah Fe -> Fe2+ + 2e- (melepaskan elektron) dan Fe2+ + 2e- -> Fe (menerima elektron).

9

Produk yang terbentuk di atas mempunyai kestabilan yang tinggi dibanding dengan Fe saja, sehingga sampel besi/baja yang diberikan inhibitor  ekstrak bahan alam akan lebih tahan (ter-proteksi) terhadap korosi. Contoh lainnya, dapat juga dilihat dari struktur senyawa nikotin dan kafein yang terdapat dalam ekstrak daun tembakau, teh, dan kopi, dimana kafein dan nikotin yang mengandung gugus atom nitrogen akan menyumbangkan pasangan elektron  bebasnya untuk mendonorkan elektron pada logam Fe2+ sehingga terbentuk  senyawa kompleks dengan mekanisme yang sama seperti diatas.

10

BAB III KESIMPULAN 3.1 Kesimpulan

1. Inhibitor korosi adalah suatu zat yang apabila ditambahkan dalam jumlah sedikit ke dalam lingkungan akan menurunkan serangan korosi lingkungan terhadap logam. 2. Jenis-jenis inhibitor, yaitu inhibitor yang memberikan pasivasi anodik,  pasivasi

katodik,

inhibitor

ohmik,

inhibitor

organik,

inhibitor 

 pengendapan, dan inhibitor fasa uap. 3. Mekanisme kerja inhibitor korosi dapat dibedakan sebagai berikut : •

Inhibitor teradsorpsi pada permukaan logam, dan membentuk suatu lapisan tipis dengan ketebalan beberapa molekul inhibitor 

•

Melalui pengaruh lingkungan (misal pH) menyebabkan inhibitor dapat mengendap dan selanjutnya teradsopsi pada permukaan logam serta melidunginya terhadap korosi. Endapan yang terjadi cukup banyak, sehingga lapisan yang terjadi dapat teramati oleh mata

•

Inhibitor lebih dulu mengkorosi logamnya, dan menghasilkan suatu zat kimia yang kemudian melalui peristiwa adsorpsi dari produk korosi tersebut membentuk suatu lapisan pasif pada permukaan logam

•

Inhibitor menghilangkan kontituen yang agresif dari lingkungannya.

4. Ekstrak bahan alam khususnya senyawa yang mengandung atom N, O, P, S dan atom-atom yang memiliki pasangan elektron bebas dapat digunakan sebagai inhibitor alternatif dari bahan alam. . 3.2 Saran

Makalah ini diharapkan menjadi bahan informasi tambahan bagi pembaca. Kritik dan saran sangat diharapkan dari pembaca demi kesempurnaan makalah ini

11

DAFTAR PUSTAKA

H.M. Uhlig, Corrosion & corrosion Control , John Wiley & Sons, Inc., N.Y., 1963. I. S. Van Delinder, Corrosion basics An Introduction, National Associate of  Corrosion Engineers, 1984. J.S. Robinson, Corrosion Inhibitors Recent Developments, Noyes Data Corp., USA, 1979. http://www.chemistry.org/artikel_kimia/berita/ekstrak_bahan_alam_seba gai_alternatif_inhibitor_korosi/, diakses tanggal 11 Mei 2013 pukul 08.30 WIB http://www.slideshare.net/XINYOUWANZ/kel-1-laporan-inhibitor-korosiautosaved, diakses tanggal 11 Mei 2013 pukul 09.30 WIB http://www.scribd.com/mobile/doc/77167585?width=400, diakses tanggal 12 Mei 2013 pukul 20.00 WIB

12