kimia korosi, jenis korosi dan reaksi kimianya

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

KOROSI pada logam menimbulkan kerugian tidak sedikit. Hasil riset yang berlangsung tahun 2002 di Amerika Serikat memperkirakan, kerugian akibat korosi yang menyerang permesinan industri, infrastruktur, sampai perangkat transportasi di negara adidaya itu mencapai 276 miliar dollar AS. Ini berarti 3,1 persen dari Gross Domestic Product (GDP)-nya. sebenarnya, negara-negara di kawasan tropis seperti Indonesia paling banyak menderita kerugian akibat korosi ini. tetapi, tidak ada data yang jelas di negara-negara tersebut tentang jumlah kerugian setiap tahunnya.

Korosi yang dipengaruhi oleh mikroba merupakan suatu inisiasi atau aktifitas korosi akibat aktifitas mikroba dan proses korosi. Korosi pertama diindentifikasi hampir 100 jenis dan telah dideskripsikan awal tahun 1934. bagaimanapun korosi yang disebabkan aktifitas mikroba tidak dipandang serius saat degradasi pemakaian sistem industri modern hingga pertengahan tahun1970- an. Ketika pengaruh serangan mikroba semakin tinggi, sebagai contoh tangki air stainless steel dinding dalam terjadi serangan korosi lubang yang luas pada permukaan sehingga para industriawan menyadari serangan tersebut. Sehingga saat itu, korosi jenis ini merupakan salah satu faktor pertimbangan pada instalasi pembangkit industri, industri minyak dan gas, proses kimia, transportasi dan industri kertaspulp. Selama tahun 1980 dan berlanjut hingga awal tahun 2000, fenomena tesebut dimasukkan sebagai bahan perhatian dalam biaya operasi dan pemeriksaan sistem industri. Dari fenomena tersebut, banyak institusi mempelajari dan memecahkan masalah ini dengan penelitian-penelitian untuk mengurangi bahaya korosi tersebut.

Penulisan ini makalah ini ditujukan sebagai bahan perhatian kembali kepada pelaku indutriawan, dosen dan pendidikan secara khususnya dan orang- orang yang berkompeten terhadap bidang, kimia, korosi dan ilmu pengetahuan alam pada umumnya, bagaimana bahayanya korosi bakteri di lingkungan bebas baik air, udara dan tanah di sekitar kita.

Mikroba merupakan suatu mikrooranisme yang hidup di lingkungan secara luas pada habitat-habitatnya dan membentuk koloni yang pemukaanya kaya dengan air, nutrisi dan kondisi fisik yang memungkinkan pertumbuhan mikroba terjadi pada rentang suhu yang panjang biasa ditemukan di sistem air, kandungan nitrogen dan fosfor sedikit, konsentrat serta nutrisi-nutrisi penunjang lainnya.

Mikroorganisme yang mempengaruhi korosi antara lain bakteri, jamur, alga danprotozoa. Korosi ini bertanggung jawab terhadap degradasi material di lingkungan. Pengaruh inisiasi atau laju korosi di suatu area, mikroorganisme umumnya berhubungan dengan permukaan korosi kemudian menempel pada permukaan logam dalam bentuk lapisan tipis atau biodeposit. Lapisan film tipis atau biofilm. Pembentukan lapisan tipis saat 2 – 4 jam pencelupan sehingga membentuk lapisan ini terlihat hanya bintik-bintik dibandingkan menyeluruh di permukaan.

Lapisan film berupa biodeposit biasanya membentuk diameter beberapa centimeter di permukaan, namun terekspos sedikit di permukaan sehingga dapat meyebabkan korosi lokal. Organisme di dalam lapisan deposit mempunyai efek besar dalam kimia di lingkungan antara permukaan logam/film atau logam/deposit tanpa melihat efek dari sifat bulk electrolyte.

Mikroorganisme dikatagorikan berdasarkan kadar oksigen yaitu :

1. Jenis anaerob, berkembang biak pada kondisi tidak adanya oksigen.

2. Jenis Aerob, berkembang biak pada kondisi kaya oksigen.

3. Jenis anaerob fakultatif, berkembang biak pada dua kondisi.

4. Mikroaerofil, berkembang biak menggunakan sedikit oksigen.

1.2.    Rumusan Masalah
            a.Apakah yang dimaksud dengan korosi?
            b.Apa saja faktor yang menyebabkan terjadinya proses korosi?
            c.Apa saja bentuk-bentuk korosi?
            d.Bagaimana proses terjadinya korosi pada besi?
            e.Apa saja cara yang bisa dilakukan untuk mencegah terjadinya korosi?

1.3.    Tujuan Penulisan
            a. Untuk mengetahui pengertian dari korosi
            b.Untuk mengetahui apa saja faktor penyebab korosi
            c.Untuk mengetahui bentuk-bentuk korosi
            d.Untuk mengetahui proses terjadinya korosi pada besi
            e. Untuk mengetahui cara pencegahan terjadinya korosi

BAB II
PEMBAHASAN

A. Pengertian KOROSI

Korosi adalah teroksidasinya suatu logam. Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi dengan lingkungan yang korosif. Korosi dapat juga diartikan sebagai serangan yang merusak logam karena logam bereaksi secara kimia atau elektrokimia dengan lingkungan. Dalam kehidupan sehari - hari, besi yang teroksidasi disebut dengan karat dengan rumus Fe₂O₃·xH₂O. Proses perkaratan termasuk proses elektrokimia, di mana logam Fe yang teroksidasi bertindak sebagai anode dan oksigen yang terlarut dalam air yang ada pada permukaan besi bertindak sebagai katode.

Reaksi perkaratan:

Anode : Fe → Fe²⁺ + 2 e^–

Katode : O₂ + 2H₂O → 4e^– + 4 OH^–

Fe²⁺ yang dihasilkan, berangsur-angsur akan dioksidasi membentuk Fe³⁺. Sedangkan OH– akan bergabung dengan elektrolit yang ada di alam atau dengan ion H⁺dari terlarutnya oksida asam (SO₂, NO₂) dari hasil perubahan dengan air hujan. Dari hasil reaksi di atas akan dihasilkan karat dengan rumus senyawa Fe₂O₃·xH₂O. Karat ini bersifat katalis untuk proses perkaratan berikutnya yang disebut autokatalis.

a. Kerugian

Besi yang terkena korosi akan bersifat rapuh dan tidak ada kekuatan. Ini sangat membahayakan kalau besi tersebut digunakan sebagai pondasi bangunan atau jembatan. Senyawa karat juga membahayakan kesehatan, sehingga besi tidak bisa digunakan sebagai alat-alat masak, alat-alat industri makanan/farmasi/kimia.

b. Pencegahan

Pencegahan besi dari perkaratan bisa dilakukan dengan cara berikut.

1) Proses pelapisan

Besi dilapisi dengan suatu zat yang sukar ditembus oksigen. Hal ini dilakukan dengan cara dicat atau dilapisi dengan logam yang sukar teroksidasi. Logam yang digunakan adalah logam yang terletak di sebelah kanan besi dalam deret volta (potensial reduksi lebih negatif dari besi). Contohnya: logam perak, emas, platina, timah, dan nikel.

2) Proses katode pelindung (proteksi katodik)

Besi dilindungi dari korosi dengan menempatkan besi sebagai katode, bukan sebagai anode. Dengan demikian besi dihubungkan dengan logam lain yang mudah teroksidasi, yaitu logam di sebelah kiri besi dalam deret volta (logam dengan potensial reduksi lebih positif dari besi).

Hanya saja logam Al dan Zn tidak bisa digunakan karena kedua logam tersebut mudah teroksidasi, tetapi oksida yang terbentuk (A1₂O₃/ZnO) bertindak sebagai inhibitor dengan cara menutup rapat logam yang di dalamnya, sehingga oksigen tidak mampu masuk dan tidak teroksidasi. Logam-logam alkali, seperti Na, K juga tidak bisa digunakan karena akan bereaksi dengan adanya air. Logam yang paling sesuai untuk proteksi katodik adalah logam magnesium (Mg). Logam Mg di sini bertindak sebagai anode dan akan terserang karat sampai habis, sedang besi bertindak sebagai katode tidak mengalami korosi.

Korosi adalah peristiwa rusaknya logam karena reaksi dengan lingkungannya (Roberge, 1999). Definisi lainnya adalah korosi merupakan rusaknya logam karena adanya zat penyebab korosi, korosi adalah fenomena elektrokimia dan hanya menyerang logam (Gunaltun, 2003). Pada dasarnya peristiwa korosi adalah reaksi elektrokimia. Secara alami pada permukaan logam dilapisi oleh suatu lapisan film oksida (FeO.OH). Pasivitas dari lapisan film ini akan rusak karena adanya pengaruh dari lingkungan, misalnya adanya penurunan pH atau alkalinitas dari lingkungan ataupun serangan dari ion-ion klorida. Pada proses korosi terjadi reaksi antara ion-ion dan juga antar elektron. Anode adalah bagian dari permukaan logam dimana metal akan larut.

Reaksinya :

Fe → 2 Fe²⁺ + 4e^-

Dengan kata lain ion-ion besi Fe⁺⁺ akan melarut dan elektron-elektron e^- tetap tinggal pada logam. Katode adalah bagian permukaan logam dimana elektron-elektron 4e^- yang tertinggal akan menuju kesana (oleh logam) dan bereaksi dengan O₂ dan H₂O.

O₂ + H₂O + 4e^{- —–>}4 OH^-

Ion-ion 4 OH^- di anode bergabung dengan ion 2 Fe²⁺ dan membentuk 2 Fe(OH)₂. Oleh kehadiran zat asam dan air maka terbentuk karat Fe₂O₃.

Reaksi perkaratan besi

a.	Anoda: Fe(s) → Fe²⁺ + 2e Katoda: 2 H⁺ + 2 e^- → H2 2 H₂O + O₂ + 4e^- → 4OH^-
b.	2H⁺ + 2H₂O + O₂ + 3Fe → 3Fe²⁺ + 4OH^- + H₂ Fe(OH)₂ oleh O₂ di udara dioksidasi menjadi Fe₂O₃ . nH₂O

Faktor yang berpengaruh

1. Kelembaban udara

2. Elektrolit

3. Zat terlarut pembentuk asam (CO₂, SO₂)

4. Adanya O₂

5. Lapisan pada permukaan logam

6. Letak logam dalam deret potensial reduksi

B. Faktor Penyebab KOROSI

Faktor Penyebab Korosi
Pada umumnya ada beberapa faktor yang menyebabkan timbulnya percepatan korosi, yaitu:

a.    Uap air
     Dilihat dari reaksi yang terjadi pada korosi, air merupakan salah satu faktor penting untuk berlangsungnya proses korosi. Udara yang banyak mengandung uap air (lembab) akan mempercepat berlangsungnya proses korosi.

b.    Oksigen
    Udara yang banyak mengandung gas oksigen akan menyebabkan terjadinya korosi. Korosi pada permukaan logam merupakan proses yang mengandung reaksi redoks. Reaksi yang terjadi ini merupakan sel Volta mini. sebagai contoh, korosi besi terjadi apabila ada oksigen (O2) dan air (H2O). Logam besi tidaklah murni, melainkan mengandung campuran karbon yang menyebar secara tidak merata dalam logam tersebut. Akibatnya menimbulkan perbedaan potensial listrik antara atom logam dengan atom karbon (C). Atom logam besi (Fe) bertindak sebagai anode dan atom C sebagai katode. Oksigen dari udara yang larut dalam air akan tereduksi, sedangkan air sendiri berfungsi sebagai media tempat berlangsungnya reaksi redoks pada peristiwa korosi. Semakin banyak jumlah O2 dan H2O yang mengalami kontak denan permukaan logam, maka semakin cepat berlangsungnya korosi pada permukaan logam tersebut.

c.    Larutan garam
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. Air hujan banyak mengandung asam, dan air laut banyak mengandung garam, maka air hujan dan air laut merupakan korosi yang utama.
Larutan garam menyerang lapisan mild stell dan lapisan stainless stell selain itu dapat menyebabkan terjadinya pitting (kebocoran), crevice (retek / celah), korosi, dan juga pecahnya alooys (paduan logam yang bersifat tahan karat). Larutan ini biasanya ditemukan pada campuran minyak-air dalam konsentrasi yang tinggi yang akan menyebabkan proses korosi. Proses ini disebabkan oleh kenaikan konduktivitas larutan garam dimana larutan garam lebih konduktif sehingga menyebabkan laju korosi juga akan lebih tinggi. Sedangkan pada kondisi kelautan garam dapat mempercepat laju korosi logam karena larutan garamnya lebih konduktif, sama halnya dengan kecepatan alir dari air laut yang sebanding dengan peningkatan laju korosi, akibatnya terjadi gesekan, tegangan dan temperatur yang mendukung terjadinya korosi.

d.    Permukaan logam yang tidak rata
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.    Keberadaan Zat Pengotor
Zat Pengotor di permukaan logam dapat menyebabkan terjadinya reaksi reduksi tambahan sehingga lebih banyak atom logam yang teroksidasi. Sebagai contoh, adanya tumpukan debu karbon dari hasil pembakaran BBM pada permukaan logam mampu mempercepat reaksi reduksi gas oksigen pada permukaan logam. Dengan demikian peristiwa korosi semakin dipercepat.

f.    Kontak dengan Elektrolit
Keberadaan elektrolit, seperti garam dalam air laut dapat mempercepat laju korosi dengan menambah terjadinya reaksi tambahan. Sedangkan konsentrasi elektrolit yang besar dapat melakukan laju aliran elektron sehingga korosi meningkat.

g.    Temperatur
Temperatur mempengaruhi kecepatan reaksi redoks pada peristiwa korosi. Secara umum, semakin tinggi temperatur maka semakin cepat terjadinya korosi. Hal ini disebabkan dengan meningkatnya temperatur maka meningkat pula energi kinetik partikel sehingga kemungkinan terjadinya tumbukan efektif pada reaksi redoks semakin besar. Dengan demikian laju korosi pada logam semakin meningkat. Efek korosi yang disebabkan oleh pengaruh temperatur dapat dilihat pada perkakas-perkakas atau mesin-mesin yang dalam pemakaiannya menimbulkan panas akibat gesekan (seperti cutting tools ) atau dikenai panas secara langsung (seperti mesin kendaraan bermotor).

h.    pH
Peristiwa korosi pada kondisi asam, yakni pada kondisi pH < 7 semakin besar, karena adanya reaksi reduksi tambahan yang berlangsung pada katode yaitu:
   2H+(aq) + 2e- → H2
Adanya reaksi reduksi tambahan pada katode menyebabkan lebih banyak atom logam yang teroksidasi sehingga laju korosi pada permukaan logam semakin besar.

i.    Metalurgi
• Permukaan logam
Permukaan logam yang lebih kasar akan menimbulkan beda potensial dan memiliki kecenderungan untuk menjadi anode yang terkorosi.Permukaan logam yang kasar cenderung mengalami korosi
• Efek Galvanic Coupling
Kemurnian logam yang rendah mengindikasikan banyaknya atom-atom unsur lain yang terdapat pada logam tersebut sehingga memicu terjadinya efek Galvanic Coupling , yakni timbulnya perbedaan potensial pada permukaan logam akibat perbedaan E° antara atom-atom unsur logam yang berbeda dan terdapat pada permukaan logam dengan kemurnian rendah. Efek ini memicu korosi pada permukaan logam melalui peningkatan reaksi oksidasi pada daerah anode.

j.    Mikroba
Adanya koloni mikroba pada permukaan logam dapat menyebabkan peningkatan korosi pada logam. Hal ini disebabkan karena mikroba tersebut mampu mendegradasi logam melalui reaksi redoks untuk memperoleh energi bagi keberlangsungan hidupnya. Mikroba yang mampu menyebabkan korosi, antara lain: protozoa, bakteri besi mangan oksida, bakteri reduksi sulfat, dan bakteri oksidasi sulfur-sulfida. Thiobacillus thiooxidans Thiobacillus ferroxidans.

C. Bentuk-Bentuk KOROSI

Bentuk-bentuk korosi yang umum ditemukan pada korosi logam di lingkungan laut, yaitu;

a. Korosi merata (uniform attack)
Yaitu korosi yang terjadi pada pada permukaan logam yang berbentuk pengikisan permukaan logam secara merata sehingga ketebalan logam berkurang sebagai akibat permukaan terkonvensi oleh produk karat yang biasanya terjadi pada peralatan-peralatan terbuka, misalnya permukaan luar pipa.

Bentuk korosi ini adalah sangat umum dan dicirikan oleh baja yang berkarat dilingkungan udara. Disebut merata karena semua permukaan metal terexpose diserang dengan laju yang kurang lebih sama, tetapi metal yang hilang jarang sekali betul-betul merata. Menurut teori electrochemical mixed potential, proses anodic dan katodik terdistribusi merata pada seluruh permukaan metal. Dengan demikian agar bentuk korosi ini terjadi, diperlukan sistem korosi yang menunjukkan keseragaman (homogenitas) baik pada metal, media (perbedaan konsentrasi) dan faktor-faktor korosi lainnya.

Pada korosi tipe ini, laju korosi dapat dinyatakan dalam bentuk kehilangan ke tebalan metal menurut waktu misalnya mm/tahun atau mikrometer/tahun. Biasanya laju korosi hanya dinyatakan pada satu muka saja, dan bila kedua metal terserang korosi, total kehilangan ketebalan metal menjadi dua kali.

b. Korosi setempat (local corrosion)
Dalam beberapa hal perbedaan antara korosi merata dan korosi setempat tidak begitu tajam, sungguhpun demikian adalah mungkin untuk memberikan beberapa bentuk korosi, mulai dari korosi merata sampai korosi yang menghasilkan sumuran dalam, korosi setempat sulit diduga.

c. Korosi galvanik (galvanik corrosion)
Bentuk korosi ini terjadi bila dua (atau lebih) logam yang berbeda secara listrik berhubungan satu sama lainnya berada dalam lingkungan korosif yang sama. Dalam kasus demikian, logam yang berpotensial paling negatif (dalam keadaan tidak berhubungan) atau terkorosi, sebaliknya logam lain (logam mulia dengan potensial korosi tinggi akan kurang terkorosi).
Korosi galvanik cenderung terlokalisir, kearah pembentukan sumuran, dan dalam sistem pipa akan terjadi kebocoran-kebocoran. Dia merupakan masalah perencanaan karena dalam pabrik, sistem pipa dan rangka banyak melibatkan pemakaian lebih dari satu macam metal.
Bila berbagai macam paduan digunakan dalam perencanaan dapat diharapkan akan terjadi masalah-masalah dan masalah tersebut lebih kritis pada lingkungan laut. Oleh karena itu harus diusahakan pemakaian paduan logam yang berbeda-beda, haruslah jangan sampai menimbulkan masalah korosi.

d. Korosi sumuran (pitting)
Korosi sumuran termasuk korosi setempat dimana daerah kecil dari permukaan metal, terkorosi membentuk sumuran. Biasanya kedalaman sumur lebih besar dari diameternya. Mekanisme terbentuknya korosi sumuran,sangat kompleks dan sulit diduga, sungguhpun demikian ada situasi tertentu dimana korosi sumuran dapat diantisipasi:

1. Pada baja karbon yang dilapisi oleh mill scale dibawah kondisi tercelup, terutama air laut, akan terbentuk beda potensial antara mill scale dan baja hingga pecahnya mill scale mengarah pada situasi anode kecil / katoda besar.

2. Pada paduan yang mengandalkan pada lapis pasif untuk sifat tahan korosinya seperti stainless steel, setiap rusaknya (pecah) lapis pasif, cenderung pembetukan korosi sumuran.

3. Dari segi praktis korosi sumuran terbentuk didalam air mengandung chloride, oleh karena itu sering terjadi pada kodisi dilingkungan laut.

e. Korosi erosi
Gerakan air laut, seperti juga fluida lainnya dapat menimbulkan aksi mekanis misalnya erosi (pengikisan), dengan korosi yang di timbulkannya tetap elektrokimia sifatnya. Immpingement attack dan cavitation adalah bentuk extrem dari tipe korosi ini.
Korosi erosi cenderung mengarah pada penghilangan lapis protektif dari permukaan metal oleh aksi partikel abrasive yang ada di dalam air. Umumnya laju serangan korosi membesar dengan membesarnya kecepatan. Ada lagi bentuk erosi atau mekanisme lain, misalnya korosi lembaran baja yang terpancang di pantai, dipengaruhi oleh aksi abrasive dari pasir, dibantu oleh aksi pasang/surut atau angin. Pada kasus ini lapis protektif di hilangkan.

f. Impingement attack
Seperti namanya bentuk serangan terjadi ketika larutan menimpa dengan kecepatan cukup besar pada permukaan metal. Hal ini dapat terjadi pada sistem pipa dimana perubahan arah tiba-tiba dari aliran pada lengkungan dapat mengakibatkan kerusakan setempat, bagian lain dari pipa tidak terpengaruh. Bentuk korosi ini akan terjadi pada setiap situasi dimana ada impingement (timpa bentur,tekan) air yang biasanya mengandung gelembung udara pada kecepatan serendah 1 m/s.

g. Perusakan cavitasi
Bentuk perusakan korosi ini disebabkan oleh terbentuk dan pecahnya gelembung di dalam air laut, pada permukaan metal. Kondisi pada kecepatan tinggi dan perubahan tekanan cenderung menimbulkan korosi cavitasi. Serangan biasanya terlokalisir dan terjadi di daerah tekanan rendah, air bergejolak (boil) dan terbentuk dari partial vacumm. Bila air kembali ke tekanan normal, cavity pecah, dengan membebaskan energi. Hal ini mengarah pada perusakan permukaan paduan logam.

h. Korosi celah (crevice corrosion)
Korosi ini terbentuk apabila terbentuk celah antara dua permukaan dengan bagian dalam celah lebih anodic dari permukaan luar. Pada dasarnya korosi celah timbul dari formasi differensial aeration cell, dimana metal yang terexpose di luar crivice lebih katodic terhadap metal di dalam celah. Arus katodic yang besar bekerja pada daerah anodic yang kecil menghasilkan serangan korosi lokal yang intensif.

D. Proses Korosi Pada Besi

Proses perkaratan (korosi) adalah reaksi elektro kimia (redoks). Pada permukaan besi (Fe) bisa terbentuk bagian anoda dan katoda yang disebabkan oleh dua hal:

1. Perbedaan konsentrasi oksigen terlarut pada permukaan besi
Tetesan air pada permukaan besi mengandung perbedaan konsentrasi oksigen terlarut. Pada bagian pinggir mengandung lebih oksigen terlarut, sehingga di bagian ini bertindak sebagai katoda (reaksi reduksi). Pada bagian tengah tetesan oksigen terlarut relatif sedikit sehingga bagian ini bertindak sebagai anoda (reaksi oksidasi).
Fe → Fe2+ + 2e-
Ion Fe2+ bergerak ke katoda dan teroksidasi lebih lanjut menjadi Fe3+ / besi (111) dalam senyawa besi (111) oksida terhidrat. Dengan adanya garam (oksida asam) atau zat elektrolit akan mempercepat reaksi perkaratan.

2. Tercampur besi oleh karbon atau logam lain yang mempunyai EO red lebih besar dari besi.
Karena E0red besi lebih kecil dari logam tersebut, maka besi akan teroksidasi (anoda), hal ini dapat menyebabkan terjadinya korosi atau menghasilkan karatan besi. Secara keseluruhan perkaratan besi adalah sebagai berikut :
Bila besi bersentuhan dengan oksigen dan air yang bersifat asam, yakni oksida-kosida berikut akan terjadi :
Fe + ½ O2 + 2H+ → Fe2+ + H2O
Reaksi setengah redoksnya :
Katodik : ½ O2 + 2H+ + 2e- → H2O        = + 1,23 volt
Anodik : Fe    →Fe2+ + 2e-            = + 0,44 volt
          Fe + ½ O2 + 2H+     → Fe2+ + H2O
Reaksi di atas berlangsung spontan.
Besi (11) itu seterusnya dioksidasi oleh oksigen membentuk karat besi atau oksida besi (111) terhidrasi. Reaksinya :
Katodik : ½ O2 + 2H+ + 2e-     → H2O        = + 1,23 volt
Anodik : 2 Fe2+         → 2Fe3+ + 2e         = - 0,77 volt
    2 Fe2+ +½ O2 + 2H+ → 2Fe3+ + H2O    = + 0,46 volt
Reaksi tersebut merupakan reaksi spontan, selanjutnya :
2 Fe3+ + ( x+3) H2O → Fe2O3.x H2O + 6 H+
Fe2O3.x H2O inilah yang disebut sebagai karat besi dan ion H+ yang dihasilkan dapat mempercepat reaksi korosi selanjutnya.Ion Fe di alam akan teroksidasi lagi membentuk Fe2+ atau Fe3+   . Sedangkan ion OH akan bereaksi dengan elektrolit yang ada di lingkungan biasanya dengan ion H+ dari reaksi air hujan dan dengan gas-gas pencemar (SOx, NOx) yang di kenal dengan hujan asam.Selanjutnya oleh oksigen di udara besi (II) di oksidasi dan sebagai hasil reaksi akhir terbentuk Fe2O3.x(H2O). Zat ini dapat bertindak sebagai autokatalis pada proses perkaratan.Yaitu karat yang dapat mempercepat proses perkaratan berikutnya. Pada umumnya logam-logam yang mempunyai potensial elektroda negatif lebih mudah mengalami korosi. Logam mulia, logam yang mempunyai potensial elektroda positif, sukar mengalami korosi. Kedudukan logam dalam deret potensial bukan satu-satunya faktor yang menyebabkan korosi. Faktor lain yang turut juga menentukan ialah lapisan pada permukaan logam. Alumunium dan seng mudah dioksidasi dalam udara, akan tetapi lapisan tipis dari oksida yang terbentuk pada permukaan melindungi bagian bawahnya terhadap korosi selanjutnya.Kedua logam ini, alumunium dan seng mengalami oksidasi yang kurang sempurna di udara jika dibandingkan dengan besi yang kurang aktif. Karat yang terbentuk di permukaan besi merupakan lapisan tipis yang berpori sehingga bagian bawahnya mudah mengalami korosi.

E. Dampak Korosi

Korosi merupakan proses atau reaksi elektrokimia yang bersifat alamiah dan berlangsung spontan, oleh karena itu korosi tidak dapat dicegah atau dihentikan sama sekali. Korosi hanya bisa dikendalikan atau diperlambat lajunya sehingga memperlambat proses kerusakannya. Korosi pada logam menimbulkan kerugian yang tidak sedikit. Hasil riset yang berlangsung tahun 2002 di Amerika Serikat memperkirakan kerugian akibat korosi yang menyerag permesinan industri, infrastruktur, samapai perangkat transportasi di negara adidaya tersebut mencapai 276 miliar dollar AS. Jembatan yang runtuh akibat korosi yang terjadi pada tiang penahannya.

Dampak yang ditimbulkan korosi dapat berupa kerugian langsung dan kerugian tidak langsung. Kerugian langsung berupa terjadinya kerusakan pada peralatan, permesinan atau struktur bangunan. Sedangkan kerugian tidak langsung berupa terhentinya aktivitas produksi, karena terjadinya pergantian peralatan yang rusak akibat korosi, bahkan kerugian tidak langsung dapat berupa terjadinya kecelakaan yang menimbulkan korban jiwa, seperti kejadian runtuhnya jembatan akibat korosi, terjadinya kebakaran akibat kebocoran pipa gas karena korosi, dan meledaknya pembangkit tenaga nuklir akibat terjadinya korosi pada pipa uapnya. korosi yang menyebabkan kebocoran pada pipa yang terbuat dari logam.

F. Pencegahan Korosi

       Ada beberapa usaha yang dapat ditempuh dalam upaya mencegah terjadinya korosi, yaitu:
a.    Cara pelapisan (coating)
Pelapisan adalah cara umum dan paling banyak di terapkan dalam istilah tonase baja, untuk mengendalikan korosi, untuk melindungi/isolasi paduan logam dari lingkungan yang korosif. Akan tetapi dalam prakteknya timbul banyak problem dan biasanya kurang perhatian tentang masalah itu. Tersedia banyak sekali macam pelapis dan yang paling umum adalah cat. Jembatan, pagar dan railing biasanya dicat. Cat menghindarkan kontak dengan udara dan air. Cat yang mengandung timbel dan zink (seng) akan lebih baik, karena keduanya melindungi besi terhadap korosi.
    Kontak antara besi dengan oksigen dan air dapat dicegah dengan melapisi besi dengan cat atau dengan logam lain. Hal ini dikarenakan jika besi dilapisi dengan cat atau logam lain yang lebih sukar teroksidasi (logam yang mempunyai Enol lebih besar). Yang akan bereaksi dengan udara adalah lapisan luarnya saja sehingga logam tersebut bisa dilindungi oleh logam tersebut.
Jika logam seperti seng dan timah mengalami korosi, senyawa yang terbentuk akan melindungi logam di bawahnya dari korosi selanjutnya. Seng, Zn dan timah dapat digunakan sebagai logam pelapis untuk melindungi besi dan korosi.
    Namun perlu diperhatikan potensial elektrode standar seng dan timah terhadap besi.
Fe2+ (aq) + 2e → Fe(s)                    EO    = - 0,44 volt
Zn2+ (aq) + 2e → Zn(s)                     EO    =- 0,76 volt
Sn2+ (aq) + 2e → Sn(s)                  EO     =- 0,14 volt
    Seng lebih mudah di oksidasi daripada besi. Jika besi dilapisi dengan seng, besi tidak akan berkarat walaupun lapisan seng tersebut berlubang sekalipun. Besi lebih mudah dioksidasi daripada timah. Jika besi dilapisi dengan timah, besi tidak akan berkarat.
b.    Cara proteksi katodik (katode pelindung)
Cara ini digunakan terutama untuk logam besi yang di tanam di dalam tanah. Prinsipnya adalah logam besi di hubungkan denga logam lain yang bertindak sebagai anode dan besi sebagai katode. Jadi, logam yang digunakan untuk melindungi besi harus yang lebih mudah teroksidasi daripada logam besi, yaitu memiliki potensial reduksi yang lebih negatif daripada besi. Umumnya digunakan logam Magnesium (Mg). Logam alkali tidak dapat di gunakan karena reaktif.Logam alumunium(Al) dan seng (Zn) tidak dapat digunakan karena oksida logam tersebut (Al2O3 atau ZnO) akan menghambat proses oksidasi berikutnya dengan cara menutupi permukaan logam.
    Pipa besi misalnya untuk air atau minyak yang ditanam di dalam tanah harus dilindungi. Untuk mencegah korosi pada pipa-pipa ini batang logam yang lebih aktif, seperti batang Magnesium (Mg) atau seng (Zn) ditanam di dekat pipa dan di hubungkan dengan kawat, batang magnesium akan mengalami oksidasi dan Mg yang rusak dapat diganti dalam jangka waktu tertentu sehingga dengan demikian pipa yang terbuat dari besi itu terlindung dari korosi. Korosi besi ini juga dapat dicegah dengan menghubungkan besi tersebut dengan kutub negatif sumber listrik.
    Proteksi katodik juga merupakan teknik penanggulangan korosi komponen baja jembatan, khususnya pada bagian tiang pancang pipa baja yang berada dalam lingkungan air dan atau tanah karena pada bagian tersebut relatif sulit dilakukan teknik penanggulangan korosi dengan teknik yang lebih murah yaitu pengecatan.
    Pada prinsipnya, korosi terjadi karena adanya aliran elektron dari bagian tiang pancang pipa baja (anoda) yang diikuti dengan perubahan logam menjadi ion logam (karat) ke bagian tiang pancang pipa baja lain yang karena kualitas baja atau kondisi lingkungannya menjadi katoda. Pada proteksi katodik, terjadinya kerusakan baja akibat aliran elektron dari anoda ke katoda ditanggulangi dengan memberikan pasokan elektron secukupnya pada seluruh struktur baja yang dilindungi atau dengan kata lain menjadikan seluruh struktur baja tersebut menjadi katoda yang kaya akan elektron. Dilihat dari cara memasok elektron, proteksi katodik terbagi dalam dua cara, yaitu:
a)    Metoda arus terpasang (impressed current) yaitu pasokan elektron dilakukan dengan cara menghubungkan tiang pancang pipa baja dengan katoda pada suatu sumber listrik. Metoda ini menggunakan sumber arus searah dari luar, misalnya Transformer Rectifier, DC Generator, dan lain-lain. Arus listrik pada sistem ini dialirkan ke permukaan logam yang diproteksi melalui anoda pembantu, misalnya Anoda Graphite, Baja, Platina, dan Besi Tuang. Keuntungan besar dari metoda arus terpasang adalah bahwa sistem ini dapat menggunakan anoda inert atau anoda yang tahan karat seperti platina dan karbon.
b)    Metoda anoda korban (sucricifial anoda) yaitu pasokan elektron dilakukan dengan cara menghubungkan tiang pancang pipa baja dengan logam lain sebagai anoda korban yang memiliki potensial lebih rendah. Pada cara ini terjadi aliran elektron dari logam dengan potensial yang lebih rendah ke tiang pancang pipa baja yang potensialnya lebih tinggi.
Dengan demikian maka tiang pancang pipa baja akan terlindung dari korosi namun sebagai konsekwensinya logam anoda dalam waktu tertentu akan rusak/habis dan selanjutnya dapat diganti atau diperbaharui. Mengganti anoda lebih ringan secara teknik maupun ekonomis dibanding mengganti tiang pancang pipa baja.
c.    Perancangan
Dari segi korosi, perancangan dianggap berkaitan dengan perencanaan yang baik dan pembangunan proyek. Ia meliputi pemilihan material dan pemilihan cara pengendaliannya dalam batas perancangan keseluruhan. Perencanaan dan perancangan cara pengendalian korosi adalah merupakan pemecahan masalah yang baik terhadap persoalan-persoalan yang di hadapi.
d.    Anoda karbon
    Cara lain untuk mencegah korosi besi adalah dengan menggunakan anoda karbon. Dengan membandingkan potensial reduksi standar besi dan magnesium.
Fe2+         + 2e → Fe(s)                EO = -0,41 volt
Mg2+   + 2e → Mg(s)               EO =-2,39 volt
    Terlihat bahwa Mg2+ lebih sulit direduksi dibandingkan dengan Fe2+ atau sebaliknya, Mg(s) lebih mudah dioksidasi daripada Fe(s). Sepotong Mg yang terhubung dengan besi akan lebih cenderung dioksidasi dibandingkan dengan besi, dan sekali terpakai oleh oksidasi harus diganti. Metode ini biasanya digunakan untuk melindungi lambung kapal, jembatan, dan pompa air besi dari korosi. Pelat magnesium dihubungkan dengan interval yang teratur sepanjang potongan pipa yang terkubur, dan ini jauh lebih mudah untuk menggantikannya secara periodik dari pada mengganti keseluruhan pipa.
e.    Pelumuran dengan Oli atau Gemuk
    Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin. Oli dan gemuk mencegah kontak dengan air.
f.    Pembalutan dengan Plastik
Berbagai macam barang misalnya rak piring dan keranjang sepeda dibalut dengan plastik. Plastic mencegah kontak dengan udara dan air.

G. Masalah-Masalah di Lapangan

Banyak sekali di dunia industri dan fasilitas umum terjadi proses korosi disebabkan oleh fenomena biokorosi akibat adanya bakteri. Kasus-kasus tersebut yaitu :

1. Pipa-pipa bawah tanah di Industri minyak dan gas bumi

Dalam suatu contoh kasus dari perusahaan Korea Gas Corporation (KOGAS) menggunakan pipa-pipa gas yang dilapis denganpolyethy lene (APL 5L X-65). Selama instalasi, pipa dilas tiap 12 meter dan diproteksi denganim pr es s ed current proteksi katodik dengan potensial proteksi –850 mV (vs saturated Cu/CuSO4). Kemudian beberapa tahun dicek kondisi lapis lindung maupun korosi aktif menggunakan pengujian potensial gardien5, hasilnya berupa letak-letak coating defect di sepanjang pipa. Kegagalan selanjutnya yaitu adanya disbonded coating area di permukaan pipa yang disebabkan adanya arus proteksi katodik yang berlebihan terekspos. Coating defect dan daerah disbonded coating sangat baik untuk perkembangan mikroba anaerob. Pada disbonded coating area terjadi korosi local (pitting), lubang pit berbentuk hemisspherikal dalam tiap-tiap kelompok.

2. Peralatan sistem pemyemprot pemadam kebakaran.

Di kota Kalifornia Amerika serikat, departemen pemadam kebakaran mengalami masalah cukup sulit dimana debit air alat system penyemprot turun walau tekanan cukup besar, setelah diselidiki maka di dalam alat penyemprot terjadi suatu korosi yang disebabkan oleh aktifitas mikroba dipermukaan dinding bagian dalam yang terbuat dari baja karbon dan tembaga saat beberapa bulan pembelian.

Hal ini disebabkan adanya biodeposit (turbucle) yang tumbuh di di dinding bagian dalam, kemudian di dalam biodeposit tersebut terjadi aktifitas degradasi lokal berupa korosi pitting sehingga mengurangi tebal pipa dan aktifitas ini menghasilkan senyawa H2S di lubang pit yang mengakibatkan keadaan asam dan mempercepat kelarutan logam

BAB III

PENUTUP

1. Kesimpulan

Ø Korosi adalah teroksidasinya suatu logam. Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi dengan lingkungan yang korosif. Korosi dapat juga diartikan sebagai serangan yang merusak logam karena logam bereaksi secara kimia atau elektrokimia dengan lingkungan.

Ø Korosi adalah peristiwa rusaknya logam karena reaksi dengan lingkungannya. Pada dasarnya peristiwa korosi adalah reaksi elektrokimia. Secara alami pada permukaan logam dilapisi oleh suatu lapisan film oksida (FeO.OH. Pada proses korosi terjadi reaksi antara ion-ion dan juga antar elektron. Anode adalah bagian dari permukaan logam dimana metal akan larut.

Ø Bentuk-bentuk korosi dapat berupa korosi merata, korosi galvanik, korosi sumuran, korosi celah, korosi retak tegang (stress corrosion cracking), korosi retak fatik (corrosion fatique cracking) dan korosi akibat pengaruh hidogen (corrosion induced hydrogen), korosi intergranular, dan selective leaching.

Ø Faktor yang mempengaruhi Korosi, yaitu : Kontak Langsung logam dengan H₂O dan O_2,Keberadaan Zat Pengotor, Kontak dengan Elektrolit, temperatur, pH dan Mikroba

Ø Dampak yang ditimbulkan korosi dapat berupa kerugian langsung dan kerugian tidak langsung. Kerugian langsung berupa terjadinya kerusakan pada peralatan, permesinan atau struktur bangunan. Sedangkan kerugian tidak langsung berupa terhentinya aktivitas produksi, karena terjadinya pergantian peralatan yang rusak akibat korosi, bahkan kerugian tidak langsung dapat berupa terjadinya kecelakaan yang menimbulkan korban jiwa.

Ø Pencegahan Korosi Berdasarkan proses terjadinya ada 2 cara yang dapat dilakukan untuk mencegah korosi, yaitu perlindungan mekanis dan perlindungan elektrokimia.

DAFTAR PUSTAKA

http://www.angelfire.com/ak5/process_control/kor_merata.html

http://kimia123sma.wordpress.com/2010/04/20/korosi-dan-cara-pencegahannya/

http://id.wikipedia.org/wiki/Korosi

http://www.scribd.com/doc/22075509/Degradasi-Fungsi-Sistem-Industri-Akibat-Korosi-Mikrobiologi

http://www.scribd.com/doc/17226684/Korosi