Kimia: Korosi

KOROSI

Korosi atau pengkaratan merupakan suatu fenomena kimia pada bahan – bahan logam yang pada dasarnya merupakan reaksi logam menjadi ion pada permukaan logam yang kontak langsung dengan lingkungan berair dan oksigen. Dampak dari peristiwa korosi bersifat sangat merugikan.  Seng untuk atap dapat bocor karena termakan korosi. Jembatan dari baja maupun badan mobil juga dapat menjadi rapuh karena korosi. Selain pada perkakas logam ukuran besar, korosi ternyata juga dapat terjadi pada komponen-komponen renik peralatan elektronik yang terbuat dari logam. yang dapat mengakibatkan sifat elektrik pada komponen-komponen tersebut menjadi rusak karena terbentuknya lapisan non-konduktor. Dalam beberapa kasus, hubungan pendek yang terjadi pada peralatan elektronik dapat menyebabkan terjadinya kebakaran yang menimbulkan kerugian bukan hanya dalam bentuk kehilangan atau kerusakan materi, tetapi juga korban nyawa. Oleh karena itu, meskipun sedikit, akan sangat baik bila kita mengetahui tahu tentang apa korosi itu, mekanisme, maupun faktor-faktor penyebabnya sehingga kita bisa dengan segera mengambil langkah-langkah untuk mencegah ataupun menanggulanginya.
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. 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
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
Contoh korosi yang paling lazim adalah perkaratan besi. 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) + 4H⁺ (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 yang merupakan suatu zat padat yang berwarna coklat-merah.
. Maka reaksi yang terjadi :
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)
Dari reaksi terlihat bahwa korosi melibatkan adanya gas oksigen dan air. Jadi, kontak antara logam dengan oksigen dan air merupakan salah satu faktor utama penyebab korosi. Karenanya, besi yang disimpan dalam udara yang kering akan lebih awet bila dibandingkan ditempat yang lembab.  Dan korosi pun ternyata dapat dipercepat oleh beberapa faktor, seperti adanya senyawa-senyawa yang bersifat asam atau basa, hadirnya zat pengotor baik berupa logam yang kurang reaktif atau debu pada permukaan logam,  kontak dengan senyawa-senyawa  elektrolit (misalnya garam), kontak dengan logam lain yang kurang aktif (logam nikel, timah, tembaga), serta keadaan logam besi itu sendiri (kerapatan atau kasar halusnya permukaan).
Nah, berikut beberapa cara yang dilakukan untuk mencegah korosi :

1. Pengecatan, melapisi logam dengan cat khusus logam, vernis atau dengan zat anti karat. Kualitas Cat yang baik yaitu cat yang mengandung timbel merah dan seng kromat,
2. Coating, yaitu melapisi logam besi dengan cat atau oli. Hal ini bertujuan untuk melindungi besi dari kontak dengan air dan gas oksigen,
3. Shotcrete, menembakkan mortar atau beton dengan ukuran agregat yang kecil, pada permukaan beton yang akan diperbaiki. Shotcrete dapat digunakan untuk perbaikan permukaan yang vertikal maupun horisontal dari bawah,
4. Melapisi besi dengan logam-logam lain (galvanisasi), bertujuan agar oksida logam pelapis tersebut dapat melindungi besi dari korosi. Logam-logam pelapis itu diantaranya aluminium, seng, timah, nikel, dan krom. Kelima logam tersebut digunakan sebagai pelindung besi karena bersifat lebih reaktif,
5. Membuat paduan logam, misalnya stainless steel, yaitu campuran dari 18% nikel, 8%krom, dan sisanya besi,
6. Pelapisan dengan logam yang lebih mulia atau yang lebih mudah teroksidasi
7. Menghubungkan dengan logam aktif seperti magnesium / Mg melaui kawat agar yang berkarat adalah magnesiumnya. Hal ini banyak dilakukan untuk mencegah berkarat pada tiang listrik besi atau baja. Mg ditanam tidak jauh dari tiang listrik,
8. Sacrificial protection (pengorbanan anode) atau perlindungan katodik
   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,
9. 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,

10. 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,

11. Dibalut dengan plastik

Berbagai macam barang, misalnya rak piring dan kerancang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik mencegah kontak besi udara dan air,

12. Elektrokimiawi dengan cara eliminasi perbedaan tegangan: menaikkan kemurnian logam, mencegah kontak 2 logam, memakai inhibitor, isolasi logam dari larutan.

Sedangkan apabila mungkin benda-benda berbahan logam yang kita miliki sudah terlanjur mengalami korosi, maka hal yang paling mudah yang dapat kita lakukan hanyalah menghindarkannya dari faktor-faktor penyebab korosi, misalnya air ataupun faktor-faktor yang dapat mempercepat korosi sehingga laju korosi dan kerusakan dapat diperlambat sehingga masih ada waktu yang lebih lama sebelum benda tersebut benar-benar tidak dapat dipakai. Oleh karena itu, sebelum korosi terjadi, alangkah lebih baik jika kita melakukan hal-hal yang dapat mencegah korosi karena bagaimanapun, mencegah lebih baik daripada mengobati.
Tugas Kimia: membuat artikel mengenai korosi
oleh:
Putrie Kusuma Wardhani
(22 / XII.RSBI-1)
SMA Negeri 1 Purworejo