Artikel Perkaratan Pada Logam Besi

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) à Fe²⁺(aq) + 2e^–

Elektron yang dibebaskan dalam oksidasi akan mengalir ke bagian lain untuk mereduksi oksigen.

O₂(g) + 2 H₂O(l) + 4e^–à 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 :

1. Tabung reaksi
2. Paku
3. Ampelas

Bahan :

1. Air
2. CaCl₂
3. Oli
4. NaCl 0,5%
5. Aseton

Langkah Kerja :

1. Sediakan 5 buah tabung. Masing-masing diisi dengan paku yang permukaannya sudah diampelas dan dibersihkan dengan aseton.
2. Tabung 1 diisi dengan sedikit air agar sebagian paku terendam air dan sebagian lagi bersentuhan dengan udara.
3. Tabung 2 diisi dengan udara tanpa uap air (tambahkan CaCl₂ untuk menyerap uap air dari udara) dan tabung ditutup rapat.
4. Tabung 3 diisi dengan air tanpa udara terlarut, yaitu air yang sudah dididihkan dan tabung ditutup rapat.
5. Tabung 4 diisi dengan oli agar tidak ada udara maupun uap air yang masuk.
6. Tabung 5 diisi dengan sedikit larutan NaCl 0,5% (sebagian paku terendam larutan dan sebagian lagi bersentuhan dengan udara.
7. Amati perubahan yang terjadi pada paku setiap hari selama 3 hari.

Pertanyaan :

1. Bagaimana kondisi paku pada setiap tabung reaksi? Pada tabung manakah paku berkarat dan tidak berkarat?
2. 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 Fe²⁺ 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) → Fe²⁺(aq) + 2e^–
Katode: O₂(g) + 2H₂O(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.