a.
Pengertian
Korosi atau Perkarataan
Korosi atau perkaratan logam
merupakan proses oksidasi sebuah logam dengan udara atau elektrolit lainnya,
dimana udara atau elektrolit akan mengami reduksi, sehingga proses korosi
merupakan proses elektrokimia, lihat Gambar 7.11.
Gambar 7.11. Korosi logam Fe dan berubah menjadi
oksidanya
b.
Proses terjadinya karat
Korosi terjadi melalui reaksi
redoks, di mana logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen mengalami reduksi. Karat logam umumnya berupa oksida atau karbonat.
Karat pada besi berupa zat yang berwarna cokelat-merah dengan rumus kimia
Fe2O3·xH2O. Oksida besi (karat) dapat mengelupas, sehingga secara bertahap
permukaan yang baru terbuka itu mengalami korosi. Berbeda dengan aluminium,
hasil korosi berupa Al2O3 membentuk lapisan yang melindungi lapisan logam dari
korosi selanjutnya. Hal ini dapat menerangkan mengapa panic dari besi lebih
cepat rusak jika dibiarkan, sedangkan panci dari aluminium lebih awet.
Korosi secara keseluruhan merupakan proses
elektrokimia. Pada korosi besi, bagian tertentu dari besi sebagai anode, di
mana besi mengalami oksidasi.
Fe(s) Ã Fe2+(aq)
+ 2e–
Elektron yang dibebaskan dalam oksidasi akan mengalir
ke bagian lain untuk mereduksi oksigen.
O2(g)
+ 2 H2O(l) + 4e–Ã 4 OH–(l)
Ion besi(II) yang terbentuk pada anode akan teroksidasi membentuk besi(III)
yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi Fe2O3·xH2O
yang disebut karat.
Gambar Proses Perkaratan Besi
c.
Penyebab
terjadinya karat
Berdasarkan
pengetahuan tentang mekanisme korosi, Anda tentu dapat menyimpulkan faktor-faktor
apa yang menyebabkan terbentuknya korosi pada logam sehingga korosi dapat
dihindari.
Percobaan /
Praktikum Faktor-Faktor yang Dapat Menyebabkan Korosi
Tujuan :
Menjelaskan
faktor-faktor yang dapat menyebabkan korosi.
Alat :
- Tabung
reaksi
- Paku
- Ampelas
Bahan :
- Air
- CaCl2
- Oli
- NaCl
0,5%
- Aseton
Langkah
Kerja :
- Sediakan
5 buah tabung. Masing-masing diisi dengan paku yang permukaannya sudah
diampelas dan dibersihkan dengan aseton.
- Tabung
1 diisi dengan sedikit air agar sebagian paku terendam air dan sebagian
lagi bersentuhan dengan udara.
- Tabung
2 diisi dengan udara tanpa uap air (tambahkan CaCl2 untuk
menyerap uap air dari udara) dan tabung ditutup rapat.
- Tabung
3 diisi dengan air tanpa udara terlarut, yaitu air yang sudah dididihkan
dan tabung ditutup rapat.
- Tabung
4 diisi dengan oli agar tidak ada udara maupun uap air yang masuk.
- Tabung
5 diisi dengan sedikit larutan NaCl 0,5% (sebagian paku terendam larutan
dan sebagian lagi bersentuhan dengan udara.
- Amati
perubahan yang terjadi pada paku setiap hari selama 3 hari.
Pertanyaan :
- Bagaimana
kondisi paku pada setiap tabung reaksi? Pada tabung manakah paku berkarat
dan tidak berkarat?
- Apa
kesimpulan Anda tentang percobaan ini? Diskusikan dengan teman sekelompok
Anda.
Setelah
dibiarkan beberapa hari, logam besi (paku) akan terkorosi yang dibuktikan oleh
terbentuknya karat (karat adalah produk dari peristiwa korosi). Korosi dapat terjadi jika ada udara
(khususnya gas O2) dan air. Jika hanya ada air atau
gas O2 saja, korosi tidak terjadi. Adanya garam terlarut
dalam air akan mempercepat proses korosi. Hal ini disebabkan dalam larutan
garam terdapat ion-ion yang membantu mempercepat hantaran ion-ion Fe2+ hasil
oksidasi.
Kekerasan
karat meningkat dengan cepat oleh adanya garam sebab kelarutan garam
meningkatkan daya hantar ion-ion oleh larutan sehingga mempercepat proses
korosi. Ion-ion klorida juga membentuk senyawa kompleks yang stabil dengan
ion Fe3+. Faktor ini cenderung meningkatkan kelarutan besi sehingga
dapat mempercepat korosi
Kesimpulan yang menyebabkan karat pada besi:
1. Kelembabanudara
2. Elektrolit
3. Zatterlarutpembentukasam (CO2,
SO2)
4. Adanya O2
5. Lapisanpadapermukaanlogam
6. Letaklogamdalamderetpotensialreduksi
d.
Persamaan
reaksi pembentukan karat
Pada daerah anodik (daerah permukaan yang bersentuhan dengan air)
terjadi pelarutan atom-atom besi disertai pelepasan elektron membentuk
ion Fe2+ yang larut dalam air.
Fe(s)
→ Fe2+(aq) + 2e–(ANODE)
Elektron yang dilepaskan mengalir melalui besi, sebagaimana elektron
mengalir melalui rangkaian luar pada sel volta menuju daerah katodik hingga
terjadi reduksi gas oksigen dari udara:
O2(g)
+ 2H2O(g) + 2e– → 4OH–(aq)(KATODE)
Ion Fe
2+ yang larut dalam tetesan air bergerak
menuju daerah katodik, sebagaimana ion-ion melewati jembatan garam dalam
sel volta dan bereaksi dengan
ion-ion OH
– membentuk Fe(OH)
2. Fe(OH)
2 yang
terbentuk dioksidasi oleh oksigen membentuk karat.
Fe2+(aq)
+ 4OH–(aq) → Fe(OH)2(s)
2Fe(OH)2(s)
+ O2(g) → Fe2O3.nH2O(s)
Reaksi
keseluruhan pada korosi besi adalah sebagai berikut (lihat mekanisme pada
Gambar 2) :
4Fe(s) + 3O2(g) + n H2O(l)
|
→
|
2Fe2O3.nH2O(s)
|
|
|
Karat
|
e.
Oksidator
dan reduktor
Sejak dulu, para pakar kimia sudah mengetahui bahwa
oksigen dapat bereaksi dengan banyak unsur. Senyawa yang terbentuk dari hasil
reaksi dengan oksigen dinamakan oksida sehingga reaksi antara oksigen
dan suatu unsur dinamakan reaksi oksidasi seperti contoh pada Gambar
7.1.
Gambar 7.1 Fosfor putih dalam air
diaerasi dengan udara sehingga terjadi reaksi oksidasi disertai nyala api dalam
air.
P4(s) + 5O2(g) →2P2O5(g)
Karat besi adalah senyawa yang terbentuk dari hasil
reaksi antara besi dan oksigen (besi oksida). Perkaratan besi merupakan salah
satu contoh dari reaksi oksidasi. Persamaan reaksi pembentukan oksida besi
dapat ditulis sebagai berikut.
4Fe(s) + 3O2(g)
→ 2Fe2O3(s)
Pada reaksi tersebut, besi mengalami oksidasi dengan
cara mengikat oksigen menjadi besi oksida. Kebalikan dari reaksi oksidasi
dinamakan reaksi reduksi. Pada reaksi reduksi terjadi pelepasan oksigen.
Besi oksida dapat direduksi dengan cara direaksikan dengan gas hidrogen,
persamaan reaksinya:
Fe2O3(s)
+ 3H2(g)→2Fe(s) + 3H2O(g)
Contoh:
C(s) + O2(g)→CO2(g)
(reaksi oksidasi)
CO(g) + H2(g) →C(s) +
H2O(g) (reaksi reduksi)
2SO2(g) + O2(g)
→2SO3(g) (reaksi oksidasi)
CH4(g) + 2O2(g)→CO2(s)
+ 2H2O(g) (reaksi oksidasi)
ü Hasil Analisis
Hasil analisis dari logam besi yang
berubah menjadi karat adalah Korosi atau
perkaratan logam merupakan proses oksidasi sebuah logam dengan udara atau
elektrolit lainnya, dimana udara atau elektrolit akan mengami reduksi, sehingga
proses korosi merupakan proses elektrokimia,
dangan proses Korosi terjadi
melalui reaksi redoks, di mana logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen
mengalami reduksi.
Penyebabnya antara lain :
1. Kelembabanudara
2. Elektrolit
3. Zatterlarutpembentukasam (CO2,
SO2)
4. Adanya O2
5. Lapisanpadapermukaanlogam
6. Letaklogamdalamderetpotensialreduksi
Untuk
itu persamaan reaksi pembentukan karatnya dapat dituliskan dengan :
Fe(s)
→ Fe2+(aq) + 2e–(ANODE)
O2(g)
+ 2H2O(g) + 2e– → 4OH–(aq) (KATODE)
Reaksi keseluruhan
pada korosi besi adalah sebagai berikut (lihat mekanisme pada Gambar 2) :
4Fe(s) + 3O2(g) + n H2O(l)
|
→
|
2Fe2O3.nH2O(s)
|
|
|
Karat
|
|
|
|
Karat besi adalah senyawa yang terbentuk dari hasil
reaksi antara besi dan oksigen (besi oksida). Perkaratan besi merupakan salah
satu contoh dari reaksi oksidasi.
Persamaan reaksi pembentukan oksida besi dapat ditulis sebagai berikut.
4Fe(s) + 3O2(g)
→ 2Fe2O3(s)
Pada reaksi tersebut, besi mengalami oksidasi dengan
cara mengikat oksigen menjadi besi oksida. Kebalikan dari reaksi oksidasi
dinamakan reaksi reduksi. Pada reaksi reduksi terjadi pelepasan oksigen.
Besi oksida dapat direduksi dengan cara direaksikan dengan gas hidrogen,
persamaan reaksinya:
Fe2O3(s)
+ 3H2(g)→2Fe(s) + 3H2O(g)
ü Kesimpulan
Korosi atau perkaratan logam merupakan proses oksidasi
sebuah logam dengan udara atau elektrolit lainnya, dimana udara atau elektrolit
akan mengami reduksi, sehingga proses korosi merupakan proses elektrokimia
1.
proses terjadinya perkaratan :
Korosi terjadi melalui reaksi redoks, di mana logam mengalami oksidasi,
sedangkan oksigen mengalami reduksi
2. penyebab terjadinya karat :
1. Kelembabanudara
2. Elektrolit
3. Zatterlarutpembentukasam (CO2,
SO2)
4. Adanya O2
5. Lapisanpadapermukaanlogam
6. Letaklogamdalamderetpotensialreduksi
3. persamaan reaksi pembentukan karat :
Anode:Fe(s)
→ Fe
2+(aq) + 2e
–
Katode: O
2(g) + 2H
2O(g)
+ 2e
– → 4OH
–(aq)
4. oksidator dan reduktor
reaksi oksidasi, pada reaksi tersebut besi
mengalami oksidasi dengan cara mengikat oksigen menjadi besi oksida. Kebalikan
dari reaksi oksidasi dinamakan reaksi
Pada reaksi
reduksi terjadi pelepasan oksigen.