universitas indonesia pengaruh...

UNIVERSITAS INDONESIA

PENGARUH PENAMBAHAN INHIBITOR

ORGANIK EKSTRAK UBI UNGU TERHADAP LAJU

KOROSI PADA MATERIAL BAJA LOW CARBON

DI LINGKUNGAN NaCl 3,5 %

SKRIPSI

ADHI NUGROHO

0706268190

FAKULTAS TEKNIK

DEPARTEMEN METALURGI DAN MATERIAL

DEPOK

JUNI 2011

Pengaruh penambahan ..., Adhi Nugroho, FT UI, 2011

UNIVERSITAS INDONESIA

PENGARUH PENAMBAHAN INHIBITOR

ORGANIK EKSTRAK UBI UNGU TERHADAP LAJU

KOROSI PADA MATERIAL BAJA LOW CARBON

DI LINGKUNGAN NaCl 3,5 %

SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

ADHI NUGROHO

0706268190

FAKULTAS TEKNIK

DEPARTEMEN METALURGI DAN MATERIAL

DEPOK

JUNI 2011


iv

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur senantiasa saya panjatkan kehadirat Allah SWT karena

dengan berkat dan rahmat-Nya, saya dapat menyelesaikan skripsi ini dengan

sebaik-baiknya. Skripsi yang berjudul “Pengaruh Penambahan Inhibitor

Organik Ekstrak Ubi Ungu Terhadap Laju Korosi Pada Material Baja Low

Carbon Di Lingkungan NaCl 3,5%” ini disusun untuk memenuhi sebagian

persyaratan akademis dalam meraih gelar Sarjana Teknik di Departemen

Metalurgi dan Material Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Saya menyadari

bahwa, tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, dari masa perkuliahan

sampai penyusunan skripsi ini, sangatlah sulit bagi saya untuk menyelesaikan

skripsi ini. Oleh karena itu saya mengucapkan terima kasih kepada:

1. Prof. Dr. Ir. Johny Wahyuadi Soedarsono, DEA, selaku dosen pembimbing

yang telah menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran untuk mengarahkan saya

dalam penyusunan skripsi ini.

2. Prof. Dr-Ing. Ir. Bambang Suharno, selaku Kepala Departemen Teknik

Metalurgi dan Material FTUI.

3. Prof. Dr. Ir. Anne Zulfia Syahrial, M.Sc, selaku Pembimbing Akademis

penulis.

4. Prof. Dr. Ir. Dewa Ngurah Suprapta, M.Sc, selaku penyedia inhibitor ekstrak

ubi ungu.

5. Kedua orang tua tercinta Ir. Sudiyono, MM dan Aslinda Darwis, SE yang

senantiasa mendukung, mendoakan, dan selalu ada untuk saya, serta adik saya

Eliestya Rakhmanda.

6. Teman-teman seperjuangan dan seperjalanan di Metalurgi dan Material FTUI:

a. Bang Riko, Dito dan Andika (asisten korosi tercinta) dan rekan-rekan

“lantai 3” yang telah banyak membantu dan memberi bimbingan hingga

akhirnya penulisan skripsi ini dapat diselesaikan.

b. Rekan-rekan seperjuangan tugas akhir : Arri, Rangga, Andhi, Bibsy,

Wildan, Dobiet, Koresy, dan laskar pejuang “John’s Gank” lainnya.

Sukses buat kita semua!


v

c. Rekan-rekan Laboratorium Metalografi dan Heat Surface Treatment :

Rangga, Andhi, Bibsy, Wildan, Miska, Umar, Kennedi, Ryan, serta Kepala

Laboratorium kami tercinta Ibu Myrna. Terima kasih bu, telah membuat

kami para asisten menjadi “gendut”.

d. “Alay-alay dota” : Ja’ul (freak), Arya (tegal SS), Benny (excalibur), Arri

(bristleback), Kennedi (ini bukan jokes!!), Abud (A- bud?), Andra (dubidu

bae), Bastian (si bijak), Rangga (poldur), Dika (jagoan solo kami) serta

“geng pondok Lambang” yang orangnya itu-itu juga ditambah Halwan

(anak terminal).

e. Rekan-rekan di akademi “tidar” : ayolah jangan pada saling bercermin.

f. Rekan-rekan di kantin teknik (kantek) : Prabu, Bating, Mika, Bipay,

Haruman, Mika, Dik Mendo, Rian (Gichi), Habib, Insan, Rahardian Om,

terima kasih atas “obat awet muda”nya selama ini.

g. Serta untuk teman-teman seperjalanan di Metalurgi dan Material angkatan

2007 yang memulai kekeluargaan sejak dikumpulkan di masa PPAM

hingga saat ini dan membuat kenangan indah dan pengalaman tidak

terlupakan. Semoga ikatan keluarga ini akan bertahan terus hingga kita tua

nanti.

Akhir kata, saya berharap Allah SWT berkenan membalas segala kebaikan

semua pihak yang telah membantu. Semoga skripsi ini membawa manfaat bagi

pengembangan ilmu metalurgi dan material ke depannya.

Depok, Juni 2011

Penulis


vii

ABSTRAK

Nama : Adhi Nugroho

NPM : 0706268190

Program Studi : Teknik Metalurgi dan Material

Judul Skripsi : Pengaruh Penambahan Inhibitor Organik Ekstrak

Ubi Ungu Terhadap Laju Korosi Pada Material Baja

Low Carbon Di Lingkungan NaCl 3,5%

Ubi ungu merupakan salah satu bahan organik yang dapat dikembangkan sebagai

inhibitor untuk mengurangi laju korosi pada baja karbon rendah di lingkungan air

laut. Inhibitor ubi ungu diharapkan akan menjadi inhibitor yang aman digunakan,

ramah lingkungan, murah serta bio-degradable. Metode polarisasi digunakan

untuk mengetahui kadar penggunaan yang optimal dari inhibitor ubi ungu dengan

variasi konsentrasi 2ml, 4ml, 6ml, dan 8ml. Hasil yang diperoleh menunjukkan

bahwa ekstrak ubi ungu cukup efektif sebagai inhibitor dalam menghambat laju

korosi baja karbon rendah di lingkungan NaCl 3,5%. Ekstrak ubi ungu bekerja

cukup optimal dan mampu menghambat laju korosi hingga 79,4%.

Kata kunci :

Korosi; Baja Karbon Rendah; Ubi Ungu; Inhibitor organik;

Metode Polarisasi; Konsentrasi; Air laut


viii

ABSTRACT

Name : Adhi Nugroho

NPM : 0706268190

Major : Metallurgy and Material Engineering

Title : Effects of Green Inhibitors Concentration of Purple

Potatoes for Low carbon Steel in NaCl 3,5%

Purple potatoes is one of the organic material that can be developed as an inhibitor

to reduce the rate of corrosion in low carbon steel in sea water environment.

Inhibitors of purple potatoes extract are expected to be safe to be used,

environmentally friendly, cheap and bio-degradable. Polarization method is used

to determine optimal levels of use of inhibitors of purple potatoes with various

concentration of 2ml, 4ml, 6ml and 8ml. The results showed that the purple

potatoes extract is effective as an inhibitor in inhibiting low carbon steel corrosion

rate in environment of 3.5% NaCl. Purple potatoes extract works are optimal and

can inhibit the corrosion rate up to 79.4%.

Keywords :

Corrosion; Low carbon steel; Purple Potatoes; Organic inhibitors;

Polarization methode; concentration; Sea water


ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................................ i

HALAMAN PERNYATAAN ORISINILITAS ..................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................iii

KATA PENGANTAR.......................................................................................... iv

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ............................................................. vi

ABSTRAK ........................................................................................................ vii

ABSTRACT ....................................................................................................... viii

DAFTAR ISI ...................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xii

DAFTAR TABEL ............................................................................................. xiv

DAFTAR RUMUS............................................................................................ xvi

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xvii

1. PENDAHULUAN .......................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ........................................................................................ 1

1.2. Perumusan Masalah ................................................................................. 3

1.3. Tujuan Penelitian ..................................................................................... 4

1.4. Ruang Lingkup dan Batasan Masalah ...................................................... 4

1.5. Sistematika Penulisan .............................................................................. 5

2. TEORI PENUNJANG ................................................................................... 6

2.1. Prinsip Dasar Korosi ............................................................................... 6

2.2. Jenis – jenis Korosi.................................................................................. 6

2.3. Korosi Pada Air Laut .............................................................................. 9

2.4. Korosi Pada Baja Karbon Rendah............................................................ 11

2.5. Pengaruh pH Terhadap Laju Korosi Pada Baja........................................ 12

2.6. Pengaruh Oksigen Terlarut Terhadap Proses Korosi................................ 14

2.7. Perlindungan Terhadap Korosi ............................................................... 15

2.7.1. Proteksi Katodik ........................................................................... 15


x

2.7.2. Pelapisan (Coating) ...................................................................... 16

2.7.3. Pemilihan Material.......................................................................... 17

2.7.4. Inhibitor ........................................................................................ 15

2.8 . Klasifikasi Inhibitor .............................................................................. 18

2.8.1. Inhibitor Katodik............................................................................. 18

2.8.2. Inhibitor Anodik.............................................................................. 19

2.8.3. Inhibitor Presipitasi......................................................................... 19

2.8.4. Green Inhibitor................................................................................ 19

2.9. Penghitungan Laju Korosi dengan Metode Polarisasi............................. 20

2.10. Pasifitas dan Kerusakannya ................................................................. 22

3. METODOLOGI PENELITIAN .................................................................. 25

3.1. Diagram Alir Penelitian ......................................................................... 25

3.2. Alat dan Bahan ...................................................................................... 26

3.2.1. Alat ............................................................................................... 26

3.2.2. Bahan ........................................................................................... 26

3.3. Prosedur Penelitian ................................................................................ 27

3.3.1. Preparasi Sampel .......................................................................... 27

3.3.2. Persiapan Larutan ......................................................................... 28

3.3.3. Pembuatan Inhibitor...................................................................... 28

3.3.4. Pengukuran Nilai pH .................................................................... 28

3.3.5. Pengujian Polarisasi ...................................................................... 29

3.3.6. Pengambilan Data ......................................................................... 29

4. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ............................................ 30

4.1. Kurva Polarisasi .................................................................................... 30

4.1.1. Kurva Polarisasi Baja Karbon Rendah Tanpa Inhibitor .................. 30

4.1.2. Kurva Polarisasi Dengan Penambahan 2ml atau 0,67% Inhibitor .. 31


4.1.4. Kurva Polarisasi Dengan Penambahan 6ml atau 2% Inhibitor ....... 33


4.1.6. Kurva Polarisasi Keseluruhan ....................................................... 35


xi

4.2. Pembahasan Hasil Pengujian Polarisasi ................................................. 35

4.2.1. Pembahasan Hasil Pengujian Polarisasi Terhadap Laju Korosi ...... 35

4.2.2. Efisiensi Inhibitor ......................................................................... 38

4.3. Pengukuran pH ...................................................................................... 39

4.4. Mekanisme Inhibitor korosi ................................................................... 41

4.5. Perbandingan Dengan Variabel Pengujian Sama Inhibitor Berbeda ........ 42

5. KESIMPULAN ............................................................................................ 45

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 46

LAMPIRAN ...................................................................................................... 49


xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Contoh Uniform Corrosion ............................................................ 7

Gambar 2.2. Contoh Galvanic Corrosion ........................................................... 7

Gambar 2.3. Contoh Pitting Corrosion .............................................................. 8

Gambar 2.4. Contoh Stress Corrosion Cracking................................................. 8

Gambar 2.5. Pengaruh kadar ion Cl- terhadap laju korosi ................................. 11

Gambar 2.6. Diagram Pourbaix Fe pada 25oC .................................................. 12

Gambar 2.7. Pengaruh pH pada korosi aqueous baja, menggunakan HCl dan

NaOH untuk mengontrol pH di dalam air yang mengandung

oksigen terlarut ........................................................................... 13

Gambar 2.8. Pengaruh oksigen terlarut pada korosi baja karbon rendah di air

destilasi (temperatur 25oC dan perendaman 48 jam) yang

mengandung 162 ppm CaCl2 ....................................................... 15

Gambar 2.9. Kurva polarisasi dengan adanya penambahan inhibitor katodik ... 18

Gambar 2.10. Ilustrasi skema penggambaran dari potensial E, dengan logaritma

dari rapat arus (i)......................................................................... 20

Gambar 2.11. Daerah aktif, pasif, dan kerusakan pasifitas (pitting) pada kurva

polarisasi .................................................................................... 23

Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian .............................................................. 25

Gambar 4.1. Kurva polarisasi tanpa inhibitor .................................................. 30

Gambar 4.2. Kurva polarisasi dengan penambahan 2 ml atau 0,67 % inhibitor 31


Gambar 4.4. Kurva polarisasi dengan penambahan 6 ml atau 2 % inhibitor..... 33


Gambar 4.6. Kurva polarisasi dengan penambahan 0 %, 0,67 %, 1,33 %, 2 %,

dan 2,67 % inhibitor ................................................................... 35

Gambar 4.7. Pengujian Polarisasi.................................................................... 37

Gambar 4.8. Grafik perubahan laju korosi seiring dengan penambahan kadar

inhibitor ...................................................................................... 38

Gambar 4.9. Grafik perubahan pH seiring dengan penambahan inihibitor ....... 40

Gambar 4.10. Pengujian pH larutan .................................................................. 41


xiii

Gambar 4.11. Grafik perubahan laju korosi yang diakibatkan oleh penambahan

kadar inhibitor ubi ungu dan rosela ............................................. 44


xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Kandungan di dalam air laut .............................................................. 9

Tabel 2.2. Faktor yang mempengaruhi laju korosi di lingkungan air laut .......... 10

Tabel 3.1. Spesifikasi baja low carbon ............................................................. 27

Tabel 3.2. Volume penambahan inhibitor ......................................................... 29

Tabel 4.1. Data tafel polarisasi tanpa inhibitor ................................................. 30

Tabel 4.2. Data tafel polarisasi dengan penambahan 2 ml atau 0,67 % inhibitor31


Tabel 4.4. Data tafel polarisasi dengan penambahan 6 ml atau 2 % inhibitor .... 33


Tabel 4.6. Tabel efisiensi inhibitor ................................................................... 39

Tabel 4.7. Perubahan pH terhadap penambahan kadar inhibitor ....................... 39

Tabel 4.8. Perbedaan laju korosi antara inhibitor ubi ungu dan bunga rosela .... 43


xv

DAFTAR RUMUS

1. Persamaan 2.12.

𝜂 = 𝑎 + 𝑏 log 𝑖

Ket : 𝜂 = potensial

i = rapat arus

a dan b = konstanta spesifik

2. Persamaan 2.13.

Ket : D = berat jenis (g/cm3)

icor = rapat arus korosi (μA/cm2)

M = berat ekivalen (g/mol.equ)

3. Persamaan 2.14.

Ket : iL = rapat arus batas

Dz = koefisien difusi ion terlarut

F = konstanta Faraday

CB = konsentrasi pada larutan

δ = ketebalan gradien konsentrasi dalam larutan


xvi

4. Persamaan 2.15.

Ket : 𝜂k = potensial polarisasi konsentrasi

R = konstanta gas (8,314 J/mol.K)

T = temperatur absolut (273 K)

5. Persamaan 2.16.

𝑖 = 𝑛𝐹𝑘exp ±αF∆V

RT

Ket : i = rapat arus

n = elektron yang terlibat pada reaksi elektroda

F = konstanta faraday

α = koefisen transfer muatan

ΔV = potensial

R = konstanta gas universal

T = temperatur


xvii

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN 1. Foto Sampel Polarisasi .......................................................... 49

LAMPIRAN 2. Foto Inhibitor Ekstrak Ubi Ungu ........................................... 49

LAMPIRAN 3. Spesifikasi Baja Low Carbon ................................................ 50

LAMPIRAN 4. Hasil Pengujian Polarisasi ..................................................... 50


1 Universitas Indonesia

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Korosi merupakan masalah yang selalu menjadi perhatian khususnya di

bidang industri. Kerugian yang dapat diakibatkan oleh terjadinya korosi sangat

berbahaya dan fatal. Oleh karena itu, ilmu pengetahuan di bidang korosi sangat

penting mengingat perkembangan industri yang terjadi dewasa ini.

Korosi adalah suatu proses degradasi material dan penurunan kualitas

suatu material akibat pengaruh reaksi kimia dan elektrokimia dengan keadaan

lingkungannya.[1]

Korosi merupakan suatu fenomena yang kerap dijumpai dalam

kehidupan sehari-hari. Desain proteksi korosi yang tepat serta pemeliharaan yang

berkelanjutan merupakan faktor penting dalam pencegahan terjadinya korosi.

Reaksi korosi terbagi dalam beberapa jenis, dan jenis-jenis korosi tersebut

dipengaruhi oleh keadaan lingkungannya seperti Korosi Uniform, Korosi Pitting,

Korosi SCC, Korosi Tempratur Tinggi.[1]

Secara umum, ada empat metode dasar untuk pengendalian dan

perlindungan pada korosi, yaitu:

1. Pemilihan material, yaitu pemilihan material berdasarkan ketahanan ketahanan

korosinya pada lingkungan kerja.

2. Pelapisan (coating), yaitu membatasi permukaan dengan lingkungannya.

3. Proteksi katodik, meliputi aplikasi pemberian arus searah (DC) dari sumber

eksternal untuk melindungi logam dari serangan korosi.

4. Inhibitor, suatu zat kimia yang dapat mengubah linkungan kerja dan ditambahkan

dalam jumlah sedikit, baik secara kontinu maupun periodik.

Salah satu metode pengendalian korosi yang cukup efektif untuk

dikembangkan adalah inhibitor. Inhibitor korosi merupakan suatu zat kimia yang

jika ditambahkan ke dalam suatu lingkungan korosif sehingga dapat menurunkan

laju korosi dari suatu logam.[3]

Beberapa mekanisme inhibitor antara lain :


2

Universitas Indonesia

1. Inhibitor teradsorpsi pada permukaan logam dan membentuk suatu lapisan tipis

dengan ketebalan beberapa molekul inhibitor.

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 akan mengkorosi logamnya lebih dulu dan menghasilkan suatu zat kimia

yang kemudian melalui peristiwa adsorpsi dari produk korosi tersebut membentuk

suatu lapisan pasif pada permukaan logam.

4. Inhibitor dapat menghilangkan konstituen yang agresif dari lingkungannya.

Inhibitor terdiri dari inhibitor anorganik dan organik. Inhibitor anorganik

seperti fosfat, kromat, silikat, dan arsenat merupakan jenis bahan kimia

berbahaya, mahal, dan tidak ramah lingkungan.[4]

Hal ini menyebabkan

pengaplikasian inhibitor tersebut menjadi terbatas. Penggunaan inhibitor jenis ini

dapat dapat menyebabkan polusi pada lingkungan dan pada akhirnya juga dapat

berdampak bagi makhluk hidup. Oleh karena itu, penggunaaan inhibitor dengan

ekstrak bahan alam (organik) disarankan agar dapat menggantikan pengaplikasian

jenis inhibitor yang beracun.

Inhibitor ekstrak bahan alam (organik) mengandung atom N, O, P, S, dan

atom-atom yang memiliki pasangan elektron bebas. Unsur-unsur yang

mengandung pasangan elektron bebas ini akan membentuk senyawa kompleks

dengan logam.[4]

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).

Dari beberapa hasil penelitian diketahui bahwa “ekstrak daun tembakau, teh, dan

kopi dapat efektif sebagai inhibitor pada sampel logam besi, tembaga, dan

alumunium dalam medium larutan garam.” (Fraunhofer, J.A. 1996. From

Dentistry to Anti-Freeze and Paint. From R&D Innovator Volume 5, Number 8.

August 1996). Keefektifan ini diduga karena ekstrak daun tembakau, teh, dan kopi

memiliki unsur nitrogen yang berfungsi sebagai pendonor elektron terhadap


3


logam Fe2+

untuk membentuk senyawa kompleks. Penelitian lain juga

mengemukakan bahwa “ekstrak daun tembakau, lidah buaya, daun pepaya, daun

teh, dan kopi dapat efektif menurunkan laju korosi mild steel dalam medium air

laut buatan yang jenuh CO2.”(Sudrajat dan Ilim. 2006. Studi Penggunaan

Inhibitor Organik yang Mengandung Nitrogen dari Ekstrak Bahan Aam terhadap

Laju Korosi Baja Lunak dengan Metode Gravimetri. Universitas Lampung.

Bandar Lampung).

Pada umumnya, jenis Green Inhibitor yang digunakan oleh para peneliti

mengandung senyawa-senyawa antioksidan. Secara kimia, pengertian senyawa

antioksidan adalah senyawa pemberi elektron. Antioksidan bekerja dengan cara

mendonorkan elektronnya kepada senyawa yang bersifat oksidan, sehingga

aktivitas senyawa oksidan tersebut bisa dihambat.[5]

Ubi ungu yang akan

digunakan pada penelitian ini merupakan salah satu tanaman yang mengandung

zat antioksidan.[6]

Dari pemaparan tersebut, maka penelitian uji inhibitor menggunakan

ekstrak ubi ungu ini perlu dilakukan agar kita dapat memperoleh suatu zat

inhibitor organik yang dapat bermanfaat secara luas. Pengujian ini akan dilakukan

pada skala laboratorium dengan menguji penambahan kadar volume ekstrak ubi

ungu terhadap laju korosi pada baja low carbon di lingkungan NaCl 3,5%.

1.1.Perumusan Masalah

Salah satu lingkungan yang rentan akan terjadinya korosi adalah pada

lingkungan air laut. Hal ini karena dalam air laut terdapat berbagai macam ion

elektrolit, seperti ion klorida, natrium (penyusun utama air laut) magnesium,

sulfat, magnesium, kalsium, carbonat, dan lain-lain. Pada percobaan biasanya

digunakan air laut buatan dimana air laut buatan ini memiliki agresifitas yang

lebih besar dibandingkan dengan air laut alami. Hal ini karena pada air laut alami

masih terdapat ion Mg2+

dan Ca2+

.Keberadaan ion ini bisa memperkecil laju

korosi akibat kemampuannya dalam membentuk lapisan CaCO3 dan Mg (OH)2

dipermukaan material hasil dari reaksi katodik oksigen dipermukaan logam.[7]


4


Dari paparan di atas, maka pencegahan korosi pada lingkungan air laut

dengan menggunakan inhibitor organik sangat diperlukan karena air laut juga

merupakan suatu ekosistem yang penuh dengan berbagai macam makhluk hidup.

Inhibitor yang akan diteliti adalah inhibitor ekstrak dari ubi ungu yang

merupakan tumbuhan yang kaya akan zat anti-oksidan.[6]

Penelitian ini akan

dilakukan pada air laut buatan. Pemilihan inhibitor sirup ubi ungu ini didasarkan

karena penggunaannya yang aman, mudah didapat, bersifat biodegradable,

murah, dan ramah lingkungan.

1.2.Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Mengetahui pengaruh ekstrak ubi ungu sebagai inhibitor pada lingkungan

NaCl 3,5% dengan metode polarisasi.

2. Mengetahui mekanisme penghambatan ekstrak ubi ungu sebagai inhibitor

organik.

3. Mengetahui jumlah kadar optimal ekstrak ubi ungu sebagai inhibitor

organik.

1.3.Ruang Lingkup Penelitian

Material yang digunakan adalah baja low carbon dengan kondisi

awal yang dianggap sama untuk variabel volume inhibitor uji yang

berbeda;

Perhitungan corrosion rate menggunakan metode polarisasi yaitu

dengan software GAMRY 5.06.

Pengujian polarisasi sesuai dengan standar ASTM-G3, G5, G59, dan

G102.

Inhibitor organik yang digunakan adalah ekstrak ubi ungu wine no

sugar dengan variasi volume 2 ml atau 0,67 %, 4 ml atau 1,33 %, 6

ml atau 2 %, dan 8 ml atau 2,67 %.

Larutan yang digunakan adalah NaCl 3,5 % (kondisi air laut).


5


1.5. Sistematika Penulisan

Dalam penulisan ini, sistematika penulisan disusun agar konsep dalam

penulisan skripsi menjadi berurutan sehingga akan didapat kerangka alur

pemikiran yang mudah dan praktis. Sistematika tersebut dapat diartikan dalam

bentuk banyak bab-bab yang saling berkaitan dengan yang lain. Bab-bab tersebut

diantaranya :

Bab 1 Pendahuluan

Membahas mengenai latar belakang penulisan, perumusan masalah,

tujuan penelitian, ruang lingkung penelitian, dan sistematika penulisan.

Bab 2 Teori Penunjang

Membahas mengenai teori korosi secara umum baik pengertian dan jenis

– jenis korosi perlindungan terhadap korosi, polarisasi, aspek dan teoritis

inhibitor, dan korosi pada lingkungan air laut

Bab 3 Metodologi Penelitian

Membahas mengenai diagram alir penelitian, alat dan bahan yang

diperlukan untuk penelitian, dan prosedur penelitian.

Bab 4 Hasil Penelitian dan Pembahasan

Membahas mengenai pengolahan data yang didapat dari penelitian serta

menganalisa hasil penelitian baik berupa angka, gambar, dan grafik, serta

membandingkan dengan teori dan literatur.

Bab 5 Kesimpulan

Membahas mengenai kesimpulan dari hasil penelitian yang telah

dilakukan serta saran-saran yang bisa dimanfaatkan berdasarkan hasil penelitian.



BAB II

TEORI PENUNJANG

2.1. Prinsip Dasar Korosi

Korosi adalah suatu proses degradasi material dan penurunan kualitas

suatu material akibat pengaruh reaksi kimia dan elektrokimia dengan keadaan

lingkungannya.[1]

Untuk menyebabkan terjadinya suatu korosi, maka ada beberapa

syarat komponen yang harus dipenuhi, seperti[8]

:

1. Adanya katoda, yaitu suatu material yang mengalami reaksi reduksi karena

memiliki potensial yang lebih positif jika diukur dengan perhitungan

potensial. Reaksi katodik pada korosi logam antara lain[9]

:

a) Reduksi oksigen (asam) : O2 + 4H+ + 2e

- 2H2O (2.1)

b) Reduksi oksigen (basa) : O2 + 2H2O + 4e- 4OH

- (2.2)

c) Evolusi hidrogen (asam) : 2H+ + 2e

- H2 (2.3)

d) Evolusi hidrogen (basa) : 2H2O + 2e- H2 + 2OH-

(2.4)

e) Deposisi logam : M2+

+ 2e- M (2.5)

f) Reduksi ion logam : M3+

+ e- M

2+ (2.6)

2. Adanya anoda, yaitu suatu material yang mengalami reaksi oksidasi dan

mengalami kehilangan material (loss material) karena memiliki potensial yang

lebih negatif jika diukur dengan penghitungan potensial. Reaksi anodik pada

korosi logam antara lain[9]

:

a) Korosi logam : M Mn+

+ ne-

(2.7)

b) Oksidasi ion ferrous : Fe2+

Fe3+

+ e-

(2.8)

c) Evolusi oksigen : 2H2O O2 +4H+ + 4e

- (2.9)

3. Media elektrolit (elektronik/ionik), sebagai media penghantar arus listrik.

4. Adanya arus listrik antara katoda dan anoda.

2.2. Jenis-Jenis Korosi

Adapun jenis-jenis korosi menurut mekanisme terjadinya korosi adalah

sebagai berikut[1]

:


7


2.2.1 Uniform Corrosion

Korosi ini adalah korosi yang terjadi secara menyeluruh dipermukaan. Bentuk

korosi ini mudah diprediksi karena kecepatan atau laju korosi di setiap

permukaan adalah sama. Dalam upaya pencegahan biasanya kita dapat

melakukan pelapisan (coating) di permukaan yang terpapar oleh lingkungan.

Gambar 2.1. Contoh uniform corrosion

2.2.2 Galvanic Corrosion

Korosi ini terjadi akibat dua logam atau lebih yang memiliki potensial reduksi

(Eored) yang berbeda baik dihubungkan atau terhubung. Berdasarkan deret

volta / deret galvanik, material yang memiliki potensial reduksi yang lebih

kecil akan mengalami korosi.

Gambar 2.2. Contoh Galvanic Corrosion

2.2.3 Crevice Corrosion

Korosi ini terjadi karena terdapat celah antara 2 logam sejenis yang

digabungkan. Sehingga terbentuk kadar oksigen yang berbeda diantara area di

dalam celah dan diluarnya, sehingga akan menyebabkan korosi.

2.2.4 Pitting Corrosion

Korosi yang terjadi akibat rusaknya lapisan pasif di satu titik karena pengaruh

dari lingkungan korosif. Contoh lingkungan korosif tersebut seperti pada air

laut. Air laut yang mengandung Ion Cl- akan menyerang lapisan pasif dari


8


logam. Ketika terjadi permulaan pitting pada satu titik di permukaan lapisan

pasif, maka ion Cl- akan terkonsentrasi menyerang pada permukaan lapisan

pasif yang terjadi pitting terlebih dahulu sehingga pitting akan menjadi

dalam. Pecahnya lapisan pasif mengakibatkan gas hidrogen dan oksigen

mudah masuk dan mengkorosikan material tersebut.

Gambar 2.3. Contoh pitting corrosion

2.2.5 Stress Corrosion Cracking (SCC)

Korosi terjadi karena adanya tegangan beban tarik pada suatu material di

lingkungan korosif. Logam pertama-tama akan terkena korosi pada suatu

titik, dan kemudian akan terbentuk retakan. Retakan ini akan menjalar dan

dapat menyebabkan kegagalan pada komponen tersebut. Sifat yang khas dari

korosi ini adalah crack yang berbentuk akar serabut.

Gambar 2.4. Contoh stress corrosion cracking

2.2.6 Corrosion Fatigue Cracking (CFC)

Korosi terjadi karena adanya tegangan beban fatik pada suatu material di

lingkungan korosif. Hal ini sewaktu-waktu akan menyebabkan material

tersebut akan terkena korosi pada satu titik yang menyebabkan crack yang

menjalar berbentuk tidak serabut.


9


2.2.7 Erosion-Corrosionand Fretting

Korosi ini terjadi karena adanya fluida korosif yang mengalir pada

permukaan material. Fluida tersebut dapat berupa liquid (Erosion Corrosion)

maupun gas (Fretting Corrosion) dengan kecepatan tinggi. Karena kecepatan

tinggi dari fluida korosif yang mengalir, terjadi efek keausan mekanis atau

abrasi. Lapisan pasif atau pun coating pada permukaan material akan terkikis,

sehingga kemungkinan terjadinya korosi semakin besar.

2.2.8 Hydogen Induced Cracking (HIC)

Korosi terjadi karena adanya tegangan internal pada suatu material karena

adanya molekul-molekul gas hidrogen yang berdifusi ke dalam struktur atom

logam. Hidrogen dapat terbentuk akibat reduksi H2O ataupun dari asam.

Penetrasi hidrogen ini akan menyebabkan korosi pada material, dan kemudian

terjadi perpatahan getas.

2.2.9 Intergranular Corrosion (Korosi Batas Butir)

Korosi terjadi akibat adanya chrome pada sekitar batas butir yang membentuk

presipitat kromium karbida di batas butir. Kemudian akan terjadi crack yang

menjalar sepanjang batas butir.

2.3. Korosi Pada Air Laut

Lingkungan air laut merupakan salah satu lingkungan dengan tingkat

korosivitas yang tinggi. Pengaplikasian pengendalian terhadap korosi sangat

diperlukan di lingkungan air laut. Tingkat korosivitas yang tinggi ini disebabkan

oleh kandungan-kandungan yang terdapat di dalam air laut seperti :

Tabel 2.1. Kandungan di dalam air laut[7]

Constituent Water of

salinity,35 0/00

Cation(%) Anion(%)

Chloride 19,353 Na+ (1,056) Cl- (1,898)

Sodium 10,76 Mg ++

(0,127) SO4-

(0,265)

Sulphate 2,712 Ca++

(0,04) HC03- (0,014)


10


Magnesium 1,294 K + (0.038) Br- (0,0065)

Calcium 0,413 Sr++

(0.001) F- (0,0001)

Potassium 0,387 Total 1,262

Bicarbonate 0,142

Bronide 0,067

Strontium 0,008

Boron 0,004

Flouride 0,001

Pada percobaan biasanya digunakan air laut buatan dimana air laut

buatan ini memiliki agresifitas yang lebih besar dibandingkan dengan air laut

alami. Hal ini karena pada air laut alami masih terdapat ion Mg2+

dan Ca2+

.

Keberadaan ion ini bisa memperkecil laju korosi akibat kemampuannya dalam

membentuk lapisan CaCO3 dan Mg (OH)2 dipermukaan material hasil dari reaksi

katodik oksigen dipermukaan logam.[7]

Adapun beberapa faktor yang mempengaruhi laju korosi di lingkungan

air laut adalah sebagai berikut :

Tabel 2.2. Faktor yang mempengaruhi laju korosi di lingkungan air laut[7]

Kimiawi Fisik Biologis

Dissolved gases

Oksigen

CO2

Velocity

Biofouling

Kesetimbangan Kimia

Salinity

pH

Kandungan

Carbonat

Temperatur Plant life

Tekanan Animal life


11


Jika kita bandingkan antara air demineral dengan air laut, maka air

demineral memiliki konduktifitas larutan yang lebih rendah dibandingkan air

laut[10]

, sehingga pada umumnya laju korosi logam dalam air laut lebih tinggi

daripada air demineral.

Pada beberapa literatur disebutkan bahwa kelarutan optimum oksigen

dalam air untuk terjadinya proses korosi berada pada konsentrasi ion Cl 3%.

Kondisi tersebut ditunjukkan pada Gambar 2.5. dimana suatu percobaan

membuktikan bahwa laju korosi optimum baja karbon berada pada konsentrasi

NaCl sebesar 3 – 3.5% berat.

Gambar 2.5. Pengaruh kadar ion Cl- terhadap laju korosi[11].

2.4.Korosi Pada Baja Karbon rendah

Baja Karbon Rendah Baja karbon rendah adalah baja dengan kadar

karbon sekitar 0,05-1%. Untuk meningkatkan sifat mekanisnya, baja karbon

rendah dapat ditambahkan paduan lain. Baja karbon rendah sering digunakan

karena harganya relatif murah, namun sifat mekanisnya dapat disesuaikan.

Penambahan elemen paduan pada baja karbon rendah seperti Cu, Ni, dan

Cr dapat meningkatkan ketahanan baja karbon rendah terhadap korosi.[12]

Sedangkan penambahan unsur seperti Si, Ti, S, Se, dan C akan menurunkan

ketahanan korosi[12]

.


12


2.5.Pengaruh pH Terhadap Laju Korosi Pada Baja

pH merupakan salah satu faktor yang berpengaruh terhadap laju korosi

dari suatu baja. Pada diagram Pourbaix, terlihat bahwa ada dua faktor penting

yang mempengaruhi proses korosi pada baja yaitu pH (tingkat keasaman) dan

potensial (volt). Contoh diagram Pourbaix adalah seperti di bawah ini,

Gambar 2.6. Diagram Pourbaix Fe pada 25oC[13]

Gambar di atas menunjukkan bahwa semakin rendah pH (pH < 4), maka

kemungkinan logam tersebut untuk terkorosi semakin besar, karena daerah logam

terurai menjadi ion logam yang berada di lingkungan asam. Sedangkan pada

daerah pH 4-10, laju korosi baja tidak tergantung dari pH, namun tergantung dari

cepat lambatnya difusi oksigen ke permukaan logam. Pada daerah asam, deposit

besi oksida terlarut, pH akan menurun ketika baja kontak langsung dengan

larutan. Sedangkan pada pH di atas 10, laju korosi akan berkurang sebab baja

membentuk lapisan pasif di permukaannya[14]

.

Pengaruh pH terhadap korosi pada baja di lingkungan air teraerasi juga

dapat dilihat pada gambar 2.7. berikut ini :


13


Gambar 2.7. Pengaruh pH pada korosi aqueous baja, menggunakan HCl dan NaOH untuk

mengontrol pH di dalam air yang mengandung oksigen terlarut[12]

Difusi pelarutan oksigen, mengontrol laju korosi pada level konstan di

range pH 4-10. Dengan demikian, variabel metalurgi yang mempengaruhi reaksi

anodik baja karbon tidak memberikan dampak terhadap laju korosi. Namun Hal

ini tidak berlaku untuk pH < 4, dimana reaksi katodik H+ berada di bawah kondisi

aktivasi. Fasa karbida menunjukkan overvoltage yang rendah (laju korosi lebih

tinggi) untuk reduksi H+. Pada larutan yang lebih asam dengan pH < 4 (ada

oksigen terlarut), oksida akan terlarut dan laju korosi akan meningkat, mengarah

pada reduksi H+, reaksinya sebagai berikut

[1,15] :

2H+ + 2e

- H2 (2.10)

Kekurangan deposit di permukaan metal dapat meningkatkan akses

pelarutan oksigen, sehingga menyebabkan laju korosi baja meningkat. Pelarutan

oksigen merupakan reaksi reduksi katodik dalam asam dengan penambahan

oksigen terlarut berdasarkan reaksi[1,15]

:

O2 + 4H+ + 4e

- 2H2O (2.11)

Evolusi H2 mulai


14


Sedangkan pada pH > 10, laju korosi menjadi rendah mengarah ke pembentukan

film besi oksida dengan adanya pelarutan oksigen. Sedangkan pada pH di atas 14

dengan tidak adanya oksigen yang terlarut, laju korosi kemungkinan meningkat

karena ion ferrite HFeO2-

terbentuk[1,14]

. Pada range pH 4-10, laju korosi tidak

tergantung oleh pH yang dikontrol difusi oksigen. Pada pH < 4 evolusi hidrogen

merupakan faktor pengontrol laju korosi. Sedangkan pada pH > 10, laju korosi

menurun karena pasivasi di permukaan yang disebabkan oleh adanya oksigen dan

alkalis[15,16]

.

2.6. Pengaruh Oksigen Terlarut Terhadap Proses Korosi

Oksigen dan karbon dioksida merupakan gas terlarut yang paling penting

di air. Oksigen merupakan penerima elektron yang dihasilkan oleh logam untuk

terjadinya reaksi korosi logam pada air, sehingga jika jumlah oksigen yang

terlarut terbatas maka laju korosi terbatas.[17]

Laju oksigen yang mencapai permukaan logam mengontrol laju korosi.

Untuk korosi logam pada air biasanya oksigen terlarut sekita 25-45 ppm. Namun

dengan konsentrasi oksigen yang lebih tinggi dapat melambatkan laju korosi

karena terjadi pasifasi pada logam oleh oksigen. Dengan adanya kenaikan

temperatur dan tekanan, maka kelarutan oksigen akan menurun.Kelarutan oksigen

menurun dengan peningkatan temperatur dan peningkatan tekanan. [18]

Adapun pengaruh dari kelarutan oksigen terhadap laju korosi dapat

dilihat pada gambar 2.8. berikut ini :


15


Gambar 2.8. Pengaruh oksigen terlarut pada korosi baja karbon rendah di air destilasi (temperatur

25oC dan perendaman 48 jam) yang mengandung 165 ppm CaCl2[16]

2.7.Perlindungan Terhadap Korosi

Untuk mengurangi bahkan menghindari kerugian yang diakibatkan oleh

proses korosi, maka perlu dilakukan perlindungan terhadap korosi. Ada beberapa

metode yang dapat dikembangkan untuk memperlambat laju korosi. Adapun

beberapa metode untuk perlindungan terhadap korosi adalah sebagai berikut[19]

:

2.7.1. Proteksi Katodik (Cathodic Protection)

Proteksi katodik merupakan salah satu cara perlindungan terhadap korosi

yaitu dengan pemberian arus searah (DC) dari suatu sumber eksternal untuk

melindungi permukaan logam dari korosi. Metode ini efektif dan berhasil

melindungi logam dari korosi khusus di lingkungan yang terbenam air maupun di

dalam tanah, seperti perlindungan pada kapal laut, instalasi pipa bawah tanah, dan

sebagainya. Untuk memberikan arus searah dalam sistem proteksi katodik,

terdapat dua cara yaitu dengan cara menerapkan anoda korban (sacrificial anode)

atau dengan cara menerapkan arus tanding (impressed current)[20]

.


16


Metode anoda korban menggunakan prinsip galvanik, dimana logam

yang ingin dilindungi dihubungkan dengan logam lain yang akan menjadi

pelindung, dengan syarat logam pelindung tersebut bersifat lebih anodik (lebih

negatif) dibandingkan dengan logam yang ingin dilindungi, sehingga logam yang

ingin dilindungi akan bersifat katodik dan tidak terkorosi.

Sedangkan metode arus tanding (impressed current) dilakukan dengan

memberikan arus listrik searah dari suatu sumber eksternal, untuk melindungi

suatu struktur logam yang saling berdekatan. Pada metode ini, kita memberikan

suplai elektron kepada struktur yang diproteksi secara katodik agar tidak terjadi

kebocoran elektron. Proses ini memerlukan penyearah (rectifier) dengan kutub

negatif dihubungkan ke logam yang akan dilindungi dan kutub positif

dihubungkan ke anoda. Anoda yang digunakan biasanya adalah anoda inert.

2.7.2. Pelapisan (Coating)

Coating merupakan proses pelapisan permukaan logam dengan cairan

atau serbuk, yang akan melekat secara kontinu pada logam yang akan dilindungi.

Adanya lapisan pada permukaan logam akan meminimalkan kontak antara logam

dengan lingkungannya, yang kemudian akan mencegah proses korosi pada logam.

Pelapisan yang paling umum digunakan adalah dengan cat. Pelapisan biasanya

dimaksudkan untuk memberikan suatu lapisan padat dan merata sebagai bahan

isolator atau penghambat aliran listrik diseluruh permukaan logam yang

dilindungi. Fungsi dari lapisan tersebut adalah untuk mencegah logam dari kontak

langsung dengan elektrolit dan lingkungan sehingga reaksi logam dan lingkungan

terhambat.

Secara umum, coating dibagi menjadi tiga jenis, yaitu[19]

:

1. Pelapis Logam: electroplating, electroless-plating, hot dip galvanizing, pack

cementation, cladding, thermal spraying, dan physical vapor deposition.

2. Pelapis Anorganik: anodizing, chromate filming, phosphate coating, nitriding,

dan lapisan pasif.

3. Pelapis Organik, dengan tiga metode proteksi, yaitu barrier effect, sacrificial

effect, dan inhibition effect.


17


2.7.3. Pemilihan Material (Material Selection)

Prinsip dasar dari pemilihan material ini adalah mengenai tepat atau

tidaknya pengaplikasian suatu material terhadap suatu lingkungan tertentu.

Pemilihan material yang sesuai dengan kondisi lingkungan, dapat meminimalisir

terjadinya kerugian akibat proses korosi. Deret Galvanik merupakan suatu acuan

yang penting dalam melakukan pemilihan material.

2.7.4. Inhibitor

Mekanisme kerja dari inhibitor dapat dibagi menjadi[3]

:

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, kemudian menghasilkan suatu zat

kimia yang kemudian melalui peristiwa adsorpsi dari produk korosi tersebut

membentuk suatu lapisan pasif pada permukaan logam.

4. Inhibitor menghilangkan konstituen yang agresif dari lingkungannya.

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 hasil pengujian.


18


2.8. Klasifikasi Inhibitor

Berdasarkan fungsi, inhibitor terbagi menjadi[20]

:

2.8.1. Inhibitor Katodik

Inhibitor katodik dapat memperlambat reaksi katodik suatu logam dan

membentuk presipitat di wilayah katoda yang dapat meningkatkan impedansi

permukaan sekaligus membatasi difusi pereduksi untuk melindungi logam

tersebut.

Terdapat tiga jenis inhibitor katodik, yaitu[20]

:

1. Racun katoda, dapat menghambat reaksi evolusi hidrogen. Contohnya seperti

sulfida, selenida, arsenat, dan antimonat.

2. Presipitat katoda, dapat mengendap membentuk oksida sebagai lapisan

pelindung pada logam. Contohnya seperti kalsium, seng, dan magnesium.

3. Oxygen scavengers, yang dapat mengikat oksigen terlarut sehingga mencegah

reaksi reduksi oksigen pada katoda. Contohnya seperti hidrasin, natrium sulfit,

dan hidroksil amin HCl.

Adapun perubahan prilaku dari kurva polarisasi juga terlihat dengan

adanya inhibitor katodik ini ditunjukkan oleh gambar 2.9. di bawah ini.

Gambar 2.9. Kurva polarisasi dengan adanya panambahan inhibitor katodik[22]


19


2.8.2. Inhibitor Anodik

Inhibitor anodik dapat memperlambat reaksi elektrokimia di anoda

melalui pembentukan lapisan pasif di permukaan logam tersebut sehingga logam

terlindung dari korosi.

Terdapat dua jenis inhibitor anodik, yaitu[20]

:

1. Oxidizing anions, yang dapat membentuk lapisan pasif pada baja tanpa

kehadiran oksigen. Contohnya antara lain kromat, nitrit, dan nitrat.

2. Non-oxidizing ions, yang dapat membentuk lapisan pasif pada baja dengan

kehadiran oksigen. Contohnya antara lain phosphat, tungstat, dan molybdat.

Inhibitor anodik merupakan inhibitor yang paling efektif serta paling

banyak digunakan diantara jenis inhibitor yang lain[20].

2.8.3. Inhibitor Presipitasi

Inhibitor presipitasi dapat membentuk presipitat di seluruh permukaan

suatu logam yang berperan sebagai lapisan pelindung untuk menghambat reaksi

anodik dan katodik logam tersebut secara tidak langsung. Contoh dari inhibitor

jenis ini adalah silikat dan fosfat.

2.8.4. Green Inhibitor

Saat ini pengembangan terhadap green inhibitor atau inhibitor alami

sangat diperlukan. Inhibitor jenis ini sangat menguntungkan dunia industri

dikarenakan harganya yang relatif tidak mahal dan pengaplikasiannya yang ramah

lingkungan.

Efektifitas inhibitor ini sangat bergantung kepada komposisi kimia yang

dimilikinya, struktur molekul, dan afinitasnya terhadap permukaan logam. Karena

pembentukan lapisan merupakan proses adsorbsi, maka temperatur dan tekanan

dalam sistem memegang peranan penting. Inhibitor organik akan teradsorbsi

sesuai dengan muatan ion-ion inhibitor dan muatan permukaan.

2.9. Penghitungan Laju Korosi dengan Metode Polarisasi


20


Dengan metode polarisasi, laju korosi ditentukan dengan menggunakan

arus untuk menghasilkan suatu kurva polarisasi (tingkat perubahan potensial

sebagai fungsi dari besarnya arus yang digunakan) untuk permukaan yang laju

korosinya sedang ditentukan. Ketika potensial pada permukaan logam

terpolarisasi menggunakan arus pada arah positif, maka hal ini disebut sebagai

terpolarisasi secara anodik. Apabila potensial pada permukaan logam terpolarisasi

menggunakan arus pada arah negatif maka disebut terpolarisasi secara katodik.

Tingkat polarisasi adalah ukuran dari bagaimana laju dari reaksi pada

anoda dan katoda dihambat oleh bermacam lingkungan (konsentrasi dari ion

logam, oksigen terlarut) atau disebut juga polarisasi konsentrasi serta faktor

proses permukaan (adsorbsi, pembentukan lapisan, kemudahan dalam melepaskan

elektron) atau disebut juga polarisasi aktivasi. Variasi dari potensial sebagai

fungsi dari arus (kurva polarisasi) memungkinkan untuk mengetahui pengaruh

dari proses konsentrasi dan aktivasi pada tingkat dimana reaksi anoda maupun

katoda dapat memberi atau menerima elektron. Karenanya, pengukuran polarisasi

dapat menentukan laju reaksi yang terlibat dalam proses korosi.

Gambar 2.10. Ilustrasi skema penggambaran dari potensial E, dengan logaritma dari rapat arus,

(i)[23]


21


Gambar 2.10. di atas menunjukan kurva polarisasi anoda dan katoda

yang menunjukan reaksi anoda (logam menjadi ionnya) atau reaksi katoda

(reduksi oksigen, evolusi hidrogen). Pada gambar tersebut potensial, E, digambar

sebagai fungsi dari logaritma rapat arus, i. Ketika reaksi korosi dikontrol dengan

polarisasi aktifasi, kelakuan polarisasi akan menunjukan garis lurus pada

penggambaran mengikuti persamaan Tafel.[1]

𝜂 = 𝑎 + 𝑏 log 𝑖 (2.12)

Dimana 𝜂 adalah potensial dan i adalah rapat arus. a dan b menunjukan

konstanta spesifik dari sistem elektroda. b adalah kemiringan Tafel yang

memberikan informasi tentang mekanisme reaksi. a adalah konstanta yang

memberikan informasi konstanta laju dari reaksi dan perubahan rapat arus.

Polarisasi logam dalam larutan akan mencapai potensial kesetimbangan

yang tergantung pada pertukaran elektron oleh reaksi anodik dan katodik. Suatu

logam tidak berada dalam kesetimbangan dengan larutan yang mengandung ion-

ionnya, sehingga potensial elektroda akan berbeda dari potensial korosinya, dan

selisih keduanya disebut overpotensial atau polarisasi[1]

.

Pada gambar 2.10. kecepatan korosi material dapat dikalkulasi dalam bentuk

mpy (mils per year; 1 mil = 0,001 inci = 0,0254 mm), dengan rumusan sebagai

berikut[1]

:

(2.13)

di mana : D = berat jenis (g/cm3)

icor = rapat arus korosi (μA/cm2)

M = berat ekivalen (g/mol.equ)

Polarisasi konsentrasi terjadi akibat ketergantungan reaksi terhadap

koefisien difusi ion terlarut (Dz) dan konsentrasinya pada larutan (CB). Hal ini

berakibat semakin cepat reaksi yang melibatkan ion tersebut pada permukaan,

konsentrasi ion akan semakin menipis sehingga terjadi pembatasan kecepatan reaksi


22


itu sendiri. Hubungan yang terjadi antara koefisien difusi, konsentrasi larutan dengan

kecepatan reaksi yang diwakilkan oleh rapat arus batas (iL) adalah[2]

:

(2.14)

dengan δ adalah ketebalan gradien konsentrasi dalam larutan. Besaran iL

meningkat dengan peningkatan konsentrasi, temperatur, dan pergerakan larutan yang

lebih cepat. Jika diasumsikan sebuah elektroda tidak mengalami polarisasi aktivasi,

maka persamaan untuk polarisasi konsentrasi dapat ditunjukkan sebagai persamaan

2.15.

(2.15)

di mana : R : konstanta gas (8,314 J/mol.K)

T : temperatur absolut (273 K)

Polarisasi konsentrasi terutama terjadi pada reaksi katodik dalam korosi,

karena pada reaksi anodik terdapat suplai atom logam yang tak terbatas pada

permukaannya[1].

2.10. Pasifitas dan Kerusakannya

Dalam proses pembentukan lapisan pasif, kita membutuhkan arus yang

dapat menahan agar arus korosi pada permukaan logam bernilai cukup rendah

sehingga kerusakan lanjutan oleh korosi dapat diminimalisasikan. Lapisan yang

efektif adalah yang dapat menahan penembusan (disebut kerusakan-breakdown)

dari lapisan pasif. Proses kerusakan menghasilkan korosi terlokalisasi seperti

korosi sumuran, korosi celah, korosi batas butir, dan stress corrosion cracking.


23


Gambar 2.11. Daerah aktif, pasif, dan kerusakan pasifitas (pitting) pada kurva polarisasi[22]

Dari gambar 2.11. di atas, dapat kita lihat bahwa lapisan pasif terjadi

pada saat terjadinya penurunan nilai rapat arus. Lapisan pasif merupakan lapisan

pelindung yang membatasi kontak antara permukaan logam dengan

lingkungannya (elektrolit), sehingga laju transfer elektron dari logam ke

lingkungannya menjadi terhambat. Sesuai dengan persamaan Tafel[1]

:

𝑖 = 𝑛𝐹𝑘exp ±αF∆V

RT (2.16)

Dengan, i = rapat arus

n = elektron yang terlibat pada reaksi elektroda

F = konstanta faraday

α = koefisen transfer muatan

ΔV = potensial

R = konstanta gas universal

T = temperatur

Persamaan 2.16. di atas menunjukan bahwa besarnya rapat arus setara

dengan elektron yang terlibat pada reaksi di elektroda, i ≈ n. Sehingga, dengan

adanya lapisan pasif yang membatasi kontak antara permukaan logam dengan

lingkungannya, semakin sedikit juga elektron yang terlibat pada reaksi di


24


elektroda sehingga nilai rapat arus kecil, seperti yang terlihat pada gambar 2.11. di

atas.



BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Diagram Alir Penelitian

Adapun diagram alir penelitian ini adalah sebagai berikut :

Gambar 3.1. Diagram alir penelitian

Mulai

Preparasi

sampel

Pembuatan

larutan NaCl

3,5 %

Pemotongan,

soldering,

mounting, amplas.

Pembuatan

larutan inhibitor

Pengujian

polarisasi

Pengukuran pH

Penambahan

inhibitor 2ml

Penambahan

inhibitor 4ml

Penambahan

inhibitor 6ml

Penambahan

inhibitor 8ml

Penambahan

inhibitor 0ml

Pengambilan

data

Analisa data dan

pembahasan Literatur

Selesai


26


3.2. Alat dan Bahan

3.2.1 Alat

Alat yang digunakan untuk penelitian, antara lain:

Alat pemotong sampel

Mesin gerinda

Amplas #120 dan #240 #400 #600

Timbangan digital

pH meter digital

Kabel tembaga

Multimeter

Solder

Jangka sorong

Software GAMRY 5.06 dan peralatan polarisasi

Elektroda standar KCl

Kapas

Jarum Suntik

Kamera Digital

Beaker Glass

3.2.2 Bahan

Bahan yang digunakan untuk penelitian, antara lain:

Baja low carbon

o Dimensi: lingkaran dengan luas = ± 1 cm2 .

Adapun spesifikasi dari baja low carbon yang digunakan

adalah :


27


Tabel 3.1. Spesifikasi low carbon

Sampel C(%) Si(%) S(%) P(%) Mn(%) Ni(%) Cr(%)

Low

Carbon

0,057 0,007 0,003 0,007 0,160 0,031 0,023

Mo(%) Ti(%) Cu(%) Nb(%) V(%) Pb(%) Fe(%)

<0,0052 <0,002

2 0,121 <0,002

2 <0,002

2 <0,025

2 Bal.

Garam NaCl teknis

Aquades

Ekstrak ubi ungu

Resin

Hardener

3.3.Prosedur Penelitian

3.3.1 Preprasi Sampel

Dalam preparasi sampel dilakukan beberapa hal, antara lain:

Pemotongan sampel

Material dipotong menjadi ukuran 1,5cm x 1,5cm. Kemudian

dilakukan gerinda sehingga menjadi lingkaran dengan ukuran luas ±

1cm2.

Pemotongan sampel ini dilakukan dengan alat pemotong yang

terdapat di laboratorium TPB Departemen Teknik Metalurgi dan

Material FTUI. Untuk mendapatkan sampel berbentuk lingkaran,

maka terlebih dahulu sampel dipotong menjadi persegi. Kemudian

sampel digerinda sehingga tepinya membentuk lingkaran.

Penyolderan sampel

Untuk menyambungkan kawat tembaga pada sampel polarisasi,

maka perlu dilakukan penyolderan dengan menggunakan timah

sebelum sampel di-mounting.

Mounting sampel


28


Sampel polarisasi yang telah disolder di-mounting agar

mempermudah pengamplasan permukaan sampel.

Pengamplasan sampel

Sampel diamplas untuk menghilangkan oksida, meratakan, dan

menghaluskan permukaan sampel. Pengamplasan dimulai dari kertas

amplas #120, #240, #400 dan #600.

Pengujian arus

Aliran arus pada sampel diuji dengan menggunakan multimeter.

Apabila arus tidak dialirkan dengan baik, maka harus dilakukan

proses mulai dari penyolderan kembali.

3.3.2. Persiapan Larutan

Larutan yang digunakan pada penelitian ini adalah NaCl 3,5 % (air laut).

Larutan ini dibuat dari Aquades yang dicampur dengan garam NaCl

teknis. Misalkan untuk volume 1 liter aquades, maka kita dapat

menambahkan 35 gram NaCl teknis agar dihasilkan larutan NaCl 3,5%.

3.3.3. Pembuatan Inhibitor

Inhibitor ekstrak ubi ungu adalah inhibitor yang digunakan secara

langsung, yaitu berupa sirup ekstrak ubi ungu (tanpa gula). Volume

Inhibitor yang digunakan adalah 2 ml, 4ml, 6ml, dan 8ml untuk tiap

pengujian polarisasi. Kandungan ekstrak ubi ungu yang terdapat dalam

inhibitor sirup ekstrak ubi ungu adalah 0,6 gr/ml.

3.3.4. Pengukuran Nilai pH

Berhubungan dengan kestabilan inhibitor organik dalam menahan laju

korosi. Pengukuran nilai pH dilakukan dengan menggunakan pH meter

untuk setiap penambahan volume inhibitor ke dalam larutan NaCl 3,5%.

Pada pengukuran pH ini, cukup dilakukan sekali saja untuk setiap

perubahan volume karena pada proses polarisasi, pH sebelum dan

sesudah pengujian relatif tidak akan berubah.


29


3.3.5. Pengujian Polarisasi

Pengujian polarisasi dilakukan dengan menggunakan software GAMRY

5.06 yang dimiliki oleh laboratorium Korosi Departemen Metalurgi dan

Material FTUI. Selain software, peralatan uji polarisasi melingkupi

sistem sambungan arus, grafit, elektroda KCl, dan sebagainya juga

diperisapkan sebaik mungkin. Pengujian dilakukan dengan mengikuti

standar ASTM-G3,G5,G59, dan G102. Kemudian kita akan mendapatkan

kurva polarisasi dan laju korosi sebagai hasil dari pengaruh inhibitor

terhadap tingkat korosi pada sampel tersebut. Untuk melakukan

pengujian kembali, boleh digunakan sampel polarisasi yang sama, namun

permukaan sampel harus dibersihkan terlebih dahulu dengan cara

diamplas.

Pada proses pengujian polarisasi, volume NaCl 3,5% di dalam tabung

adalah 300ml. Maka untuk penambahan volume inhibitor ekstrak ubi

ungu selanjutnya adalah setara dengan :

Tabel 3.2. Volume penambahan inhibitor

Volume Inhibitor Konversi Dalam %

2ml 2ml/300ml = 0,67 %

4ml 4ml/300ml = 1,33 %

6ml 6ml/300ml = 2%

8ml 8ml/300ml = 2,67 %

3.3.6. Pengambilan Data

Data yang didapatkan dari pengujian polarisasi tersebut adalah berupa

kurva polarisasi serta laju korosi (corrosion rate).



BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Kurva Polarisasi

4.1.1. Kurva Polarisasi Baja Karbon Rendah Tanpa Inhibitor

Gambar 4.1. Kurva polarisasi tanpa inhibitor

Data Tafel

Tabel 4.1. Data tafel polarisasi tanpa inhibitor

Icorr 22,30e-6 A-cm2

Ecorr -406,0 mV

Corrosion Rate 10,2 mpy

-8,00E-01

-7,00E-01

-6,00E-01

-5,00E-01

-4,00E-01

-3,00E-01

-2,00E-01

-1,00E-01

0,00E+00

1,00E-07 1,00E-05 1,00E-03 1,00E-01

Pote

nsi

al (m

V)

vs

SC

E

Log Current Density (A/m2)

Tanpa Inhibitor


31


4.1.2. Kurva Polarisasi Dengan Penambahan 2 ml atau 0,67 % Inhibitor

Gambar 4.2. Kurva polarisasi dengan penambahan 2 ml atau 0,67 % inhibitor

Data Tafel

Tabel 4.2. Data tafel polarisasi dengan penambahan 2 ml atau 0,67 % inhibitor


Ecorr -456,0 mV


-8,00E-01

-7,00E-01

-6,00E-01

-5,00E-01

-4,00E-01

-3,00E-01

-2,00E-01

-1,00E-01

0,00E+00

1,00E-07 1,00E-06 1,00E-05 1,00E-04 1,00E-03 1,00E-02 1,00E-01 1,00E+00

Po

ten

sial

(mV

) vs

SC

E


2 ml


32




Data Tafel



Ecorr -734,0 mV


-1,20E+00

-1,00E+00

-8,00E-01

-6,00E-01

-4,00E-01

-2,00E-01

0,00E+00

1,00E-07 1,00E-06 1,00E-05 1,00E-04 1,00E-03 1,00E-02 1,00E-01 1,00E+00

Po

ten

sia

l (m

V)

vs S

CE


4 ml


33


4.1.4. Kurva Polarisasi Dengan Penambahan 6 ml atau 2 % Inhibitor

Gambar 4.4. Kurva polarisasi dengan penambahan 6 ml atau 2 % inhibitor

Data Tafel

Tabel 4.4. Data tafel polarisasi dengan penambahan 6 ml atau 2 % inhibitor


Ecorr -533,0 mV


-8,00E-01

-7,00E-01

-6,00E-01

-5,00E-01

-4,00E-01

-3,00E-01

-2,00E-01

-1,00E-01

0,00E+00

1,00E-07 1,00E-06 1,00E-05 1,00E-04 1,00E-03 1,00E-02 1,00E-01 1,00E+00

Po

ten

sial

(mV

) vs

SC

E


6 ml


34




Data Tafel



Ecorr -472,0 mV


-8,00E-01

-7,00E-01

-6,00E-01

-5,00E-01

-4,00E-01

-3,00E-01

-2,00E-01

-1,00E-01

0,00E+00

1,00E-07 1,00E-06 1,00E-05 1,00E-04 1,00E-03 1,00E-02 1,00E-01 1,00E+00

Po

ten

sial

(mV

) vs

SC

E


8 ml


35


4.1.6. Kurva Polarisasi Keseluruhan

Gambar 4.6. Kurva polarisasi dengan penambahan 0 %, 0,67 %, 1,33 %, 2 %, dan 2,67 %

inhibitor

4.2. Pembahasan Hasil Pengujian Polarisasi

4.2.1. Pembahasan Hasil Pengujian Polarisasi Terhadap Laju Korosi

Dari hasil pengujian, kita mendapatkan bahwa benar, ekstrak ubi ungu

adalah suatu inhibitor korosi. Hal ini terlihat dari nilai laju korosi yang mengalami

penurunan setelah kita menambahkan inhibitor tersebut ke dalam larutan NaCl

3,5%.

-1,20E+00

-1,00E+00

-8,00E-01

-6,00E-01

-4,00E-01

-2,00E-01

0,00E+00

1,00E-07 1,00E-06 1,00E-05 1,00E-04 1,00E-03 1,00E-02 1,00E-011,00E+00

Pote

nsi

al (m

V)

vs

SC

E


0 % inh

0,67 % inh

1,33 % inh

2 % inh

2,67 % inh


36


Kemudian kita dapat melihat juga perubahan nilai laju korosi dalam setiap

penambahan kadar inhibitor ke dalam larutan NaCl 3,5%. Ketika dilakukan

percobaan polarisasi low carbon tanpa penambahan inhibitor, maka laju korosi

yang didapatkan adalah senilai 10,2 mpy. Kemudian ketika kita beri penambahan

inhibitor sebesar 2 ml atau 0,67 % volume larutan, maka didapatkan nilai laju

korosi sebesar 4,7 mpy. Tentu hal ini menunjukkan perubahan yang cukup

signifikan dalam nilai laju korosi terhadap material low carbon. Kemudian kita

lakukan kembali penambahan kadar inhibitor sebesar 4 ml atau 1,33 % ke dalam

larutan NaCl 3,5 % dan didapatkan nilai laju korosi yang kembali menurun yaitu

sebesar 3,5 mpy. Perubahan nilai laju korosi yang didapatkan tidak sebesar

perubahan laju korosi ketika pengujian dilakukan tanpa penambahan inhibitor.

Penurunan laju korosi kembali terlihat ketika diberikan penambahan inhibitor

sebanyak 6 ml atau 2 % volume larutan. Nilai yang didapatkan adalah sebesar 2,1

mpy. Penambahan kadar inhibitor kembali dilakukan yaitu sebesar 8 ml atau 2,67

% volume larutan. Namun nilai laju korosi yang didapatkan ternyata relatif sedikit

meningkat menjadi 2,4 mpy. Berdasarkan hasil percobaan ini, kita dapat melihat

bahwa laju korosi yang bernilai paling kecil didapatkan pada penambahan

inhibitor sebesar 6 ml atau 2 % volume larutan. Pada aplikasinya, diharapkan

penggunaan inhibitor ini dapat efektif dalam skala volume yang kecil. Sehingga

kita dapat menyatakan bahwa pada penambahan kadar inhibitor sebesar 6 ml atau

2 % volume larutan merupakan jumlah kadar yang optimal dan paling efektif

dalam aplikasi pengurangan laju korosi dari material low carbon dalam

lingkungan NaCl 3,5 %.


37


Gambar 4.7. Pengujian polarisasi


38


Adapun grafik perubahan laju korosi tersebut ditunjukkan oleh gambar di

bawah ini :

Gambar 4.8. Grafik perubahan laju korosi seiring dengan penambahan kadar inhibitor

Selanjutnya, kita juga bisa melihat pengaruh inhibitor pada kurva

polarisasi keseluruhan. Berdasarkan literatur, dengan semakin besarnya

penambahan kadar inhibitor dalam larutan, maka rapat arus yang dihasilkan akan

cenderung bergeser ke kiri atau bernilai semakin kecil.[20]

Hal ini dapat terlihat

pada grafik kurva polarisasi gabungan tersebut bahwa semakin besar kadar

penambahan inhibitor, maka titik rapat arus (I) cenderung bergeser ke kiri. Jika

rapat arus semakin mengecil, maka tentu saja nilai aliran arus juga akan mengecil

sehingga laju korosi juga akan ikut menurun.[1]

4.2.2. Efisiensi Inhibitor

Untuk menghitung efisiensi inhibitor maka digunakan perhitungan

sebagai berikut[26]

:

0

2

4

6

8

10

12

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

Laju

Ko

rosi

(mp

y)

Volume Inhibitor (%)

Perubahan Laju Korosi


39


Efisiensi (%) = Laju korosi tanpa inhibitor – Laju korosi dengan inhibitor x 100%

Laju korosi tanpa inhibitor

Maka kemudian didapatkanlah nilai efisiensi dari penambahan inhibitor

adalah sebagai berikut :

Tabel 4.6. Tabel efisiensi inhibitor

Volume Inhibitor

(%)

Laju Korosi

(mpy)

Efisiensi Inhibitor

(%)

0 % 10,2 -

0,67 % 4,7 53,9

1,33 % 3,5 65,9

2 % 2,1 79,4

2,67 % 2,4 76,2

Berdasarkan nilai efisiensi tersebut, maka kita dapat melihat bahwa

efisiensi laju korosi akan cenderung meningkat seiring dengan penambahan kadar

volume inhibitor ke dalam larutan. Namun efisiensi paling tinggi adalah pada saat

penambahan 6 ml atau 2 % volume inhibitor yaitu sebesar 79,4 %. Terjadi sedikit

penurunan nilai efisiensi inhibitor pada penambahan 2,67 % volume inhibitor

yaitu menjadi 76,2 %. Namun nilai efisiensi ini masih cukup tinggi sehingga kita

dapat menyatakan bahwa pada kadar penambahan volume inhibitor yang paling

efisien adalah sebesar 6 ml atau 2% volume inhibitor.

4.3. Pengukuran pH

Hasil pengukuran pH larutan pengujian adalah sebagai berikut :

Tabel 4.7. Perubahan pH terhadap penambahan kadar inhibitor

Kadar Inhibitor pH sebelum

ditambahkan

pH setelah

ditambahkan

0 % 7,1 7,1

0,67 % 7,1 6,2


40


1,33 % 7,1 6,1

2 % 7,1 5,8

2,67 % 7,1 5,8

Berdasarkan tabel di atas, kita dapat melihat pengaruh penambahan kadar

volume inhibitor terhadap perubahan pH larutan. Terdapat sedikit penurunan nilai

pH ketika dilakukan penambahan kadar inhibitor dalam larutan. Sebelum

ditambahkan inhibitor, pH larutan NaCl 3,5 % adalah sebesar 7,1. Kemudian

ketika penambahan kadar sebesar 0,67 % volume larutan, maka nilai pH berubah

menjadi 6,2. Namun ketika dilakukan penambahan kadar inhibitor sebesar 1,33 %

volume larutan, perubahan nilai pH dapat dikatakan relatif tidak mengalami

perubahan karena hanya turun sebesar 0,1 menjadi 6,1. Kemudian pada

penambahan kadar inhibitor sebesar 2 % volume larutan, maka terjadi penurunan

nilai pH yang relatif kecil menjadi 5,8. Begitu pula dengan penambahan kadar

inhibitor sebesar 2,67 % volume larutan menghasilkan nilai pH yang tidak

berubah yaitu 5,8. Adapun grafik perubahan nilai pH tersebut dapat dilihat pada

gambar di bawah ini :

Gambar 4.9. Grafik perubahan pH seiring dengan penambahan kadar inhibitor

Berdasarkan data di atas, perubahan nilai pH bernilai paling besar adalah

ketika dilakukan penambahan 0,67 % volume larutan. Perubahan ini dikatakan

besar karena hampir menurunkan nilai pH sebanyak 1 angka. Untuk penambahan

kadar inhibitor selanjutnya, memang terjadi perubahan nilai pada pH larutan.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

Tin

gkat

Kea

sam

an (p

H)

Volume Inhibitor (%)

Perubahan pH vs Penambahan Kadar Inh


41


Gambar 4.10. Pengujian pH larutan

Namun perubahan nilai pH ini relatif kecil melihat perubahan terbesar

adalah hanya sekitar 0,3 range pH. Pada temperatur dimana volume penambahan

inhibitor optimal yaitu sebesar 2 % volume larutan, nilai ph berada pada angka 5,8

yang menunjukkan kondisi larutan tersebut adalah asam. Hal ini sesuai dengan

literatur yang menyatakan bahwa kandungan zat anti oksidan berupa antosianin

yang terkandung di dalam ekstrak ubi ungu wine no sugar, cukup stabil dalam

kondisi asam.[25]

Pada pH lebih kecil dari 4, maka antosianin akan bersifat stabil,

namun pada range sampai sekitar 6, antosianin masih dapat bekerja dengan baik.

4.4. Mekanisme Inhibitor Korosi

Pada dasarnya, ketika kita melakukan pengujian mengenai inhibitor

organik, maka akan sulit untuk menentukan suatu mekanisme korosi pasti yang

terjadi. Hal ini disebabkan oleh banyaknya zat-zat organik yang terkandung dalam

tumbuh-tumbuhan tertentu yang bisa saja menimbulkan perilaku yang berbeda-

beda terhadap sifat korosi suatu baja low carbon misalnya. Namun zat yang

disorot pada penelitian pengaruh penambahan kadar inhibitor ekstrak ubi ungu ini

adalah zat antosianin yang juga merupakan zat anti oksidan.

Dari kurva polarisasi yang diperoleh kita juga bisa melihat bahwa terjadi

perlambatan reaksi katodik terlihat dari nilai Ecorr dan Icorr pada daerah


42


polarisasi katodik. Hal ini menunjukkan adanya penghambatan dari reaksi di

katoda pada polarisasi.

Adapun reaksi tersebut adalah :

Anoda (-) : Fe(s) Fe2+

(aq) + 2e- (4.1)

Katoda (+) : 2 H2O(l) + O2(g) + 4e- 4 OH

-(aq) (4.2)

Pengendapan 2 Fe(s) + 2 H2O + O2 2 Fe2+(aq) + 4OH-(aq) (4.3)

Apabila kadar oksigen berkurang di dalam larutan NaCl 3,5 %, maka

reaksi reduksi-oksidasi korosi di dalam air laut buatan NaCl 3,5 % akan

terhambat. Apabila jumlah kadar oksigen turun, maka otomatis hal ini akan

mempengaruhi reaksi reduksi pembentukan Fe2+

yang akan mengalami penurunan

juga. Sehingga pembentukan produk korosi akan menjadi terhambat dan juga laju

korosi akan semakin menurun. Mekanisme inhibitor ini biasa disebut sebagai

Oxygen Scavenger. Mekanisme ini termasuk jenis mekanisme dari inhibitor

katodik dimana terjadi perlambatan dari reaksi katodik suatu logam. Hal ini juga

sesuai dengan literatur yang menyatakan bahwa, zat antosianin memiliki

kecenderungan mudah berikatan dengan oksigen.[25]

Dengan kecenderungan

tersebut, maka memungkinkan bagi antosianin dapat mengikat oksigen yang ada

di dalam larutan pengujian NaCl 3,5 %.

Namun mekanisme tersebut tentu bukanlah satu-satunya mekanisme

yang mungkin terjadi oleh pemberian inhibitor ekstrak ubi ungu tersebut. Faktor

zat-zat organik lain yang terkandung mungkin memberikan perlindungan dengan

mekanisme yang berbeda sehingga memungkinkan terjadi lebih dari satu

mekanisme korosi pada pemberian inhibitor ekstrak ubi ungu terhadap baja low

carbon di lingkungan NaCl 3,5 %.

4.5. Perbandingan Dengan Variabel Pengujian Sama Inhibitor Berbeda

Untuk melakukan perbandingan antara inhibitor ekstrak ubi ungu dengan

inhibitor lain, maka saya membandingkan dengan penelitian yang dilakukan oleh


43


saudara Arri Prasetyo mengenai “Pengaruh Penambahan Inhibitor Organik Teh

Rosella Terhadap Laju Korosi Pada Material Baja Low Carbon Di Lingkungan

NaCl 3,5%”.[28]

Berdasarkan hasil penelitian tersebut, maka didapatkan bahwa

kedua jenis inhibitor organik ini sama-sama mampu menurunkan laju korosi

terhadap baja low carbon dengan signifikan.

Adapun perbedaan perubahan laju korosi tersebut ditunjukkan oleh tabel

4.8. berikut ini :

Tabel 4.8. Perbedaan laju korosi antara inhibitor ubi ungu dan bunga rosela

Volume Inhibitor

(ml)

Laju Korosi Inhibitor Ubi

Ungu (mpy)

Laju Korosi Inhibitor

Rosela (mpy)

0 10,2 10,2

2 4,7 4,4

4 3,5 4,1

6 2,1 4,3

8 2,4 4,3

Serta grafik perubahan laju korosi antara dua inhibitor tersebut

ditunjukkan oleh gambar 4.12. di bawah ini :


44


Gambar 4.11. Grafik perubahan laju korosi yang diakibatkan oleh penambahan kadar inhibitor

ubi ungu dan rosela

Pada kadar penambahan 2 ml atau 0,67 % larutan inhibitor, kita

mendapatkan bahwa laju korosi yang didapatkan hampir sama yaitu sebesar 4,7

mpy untuk inhibitor ekstrak ubi ungu dan 4,4 mpy untuk inhibitor rosela. Namun

pada penambahan kadar inhibitor sebesar 4 ml, 6 ml, dan 8 ml maka kita

mendapatkan bahwa inhibitor ekstrak ubi ungu dapat menurunkan nilai laju korosi

terhadap baja low carbon menjadi lebih kecil dibandingkan dengan nilai laju

korosi inhibitor bunga rosela. Hal ini menunjukkan bahwa inhibitor ekstrak ubi

ungu lebih efektif dan optimal dalam menekan laju korosi pada baja low carbon di

lingkungan NaCl 3,5%.

0

2

4

6

8

10

12

0 2 4 6 8 10

Laju

Korosi

(m

py

)

Volume Inhibitor (ml)

Ubi Ungu

Rosela



BAB V

KESIMPULAN

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengujian pengaruh penambahan kadar inhibitor ekstrak

ubi ungu terhadap laju korosi baja low carbon, maka didapatkan kesimpulan

sebagai berikut :

1. Pengujian penambahan kadar inhibitor ekstrak ubi ungu dengan metode

polarisasi cukup efektif dalam menurunkan nilai laju korosi pada baja low

carbon di lingkungan air laut buatan NaCl 3,5%. Selanjutnya terjadi

penurunan laju korosi dari 10,2 mpy menjadi 4,7 mpy pada penambahan 2

ml atau 0,67 % volume larutan inhibitor. Selanjutnya pada penambahan

inhibitor sebesar 4 ml atau 1,33 % volume larutan, menghasilkan

penurunan laju korosi kembali menjadi 3,5 mpy. Kemudian dengan

penambahan kadar inhibitor sebesar 6 ml atau 2 % volume larutan

inhibitor, maka nilai laju korosi yang dihasilkan semakin mengecil yaitu

menjadi 2,1 mpy. Pada penambahan 8 ml atau 2,67 % volume larutan

inhibitor, maka didapatkan nilai laju korosi sebesar 2,4 mpy, dimana

terjadi sedikit peningkatan nilai laju korosi dibandingkan dengan

penambahan sebesar 6 ml atau 2 % volume larutan inhibitor.

2. Kadar optimal dan efektif dalam penggunaan inhibitor ekstrak ubi ungu

adalah sebesar 2 % volume larutan. Atau setara dengan 2 ml / 300 ml

larutan.

3. Inhibitor ekstrak ubi ungu yang digunakan merupakan jenis inhibitor

katodik, dimana mekanisme yang terjadi dalam penghambatan laju

korosinya adalah oxygen scavenger.

4. Inhibitor ekstrak ubi ungu dapat lebih efektif menurunkan laju korosi yaitu

sampai sebesar 2,1 mpy dibandingkan dengan inhibitor ekstrak bunga

rosela yang mampu menurunkan laju korosi hingga 4,4 mpy.


46

DAFTAR PUSTAKA

1. Jones, Denny. 1992. “Principles and Prevention of Corrosion”. New York:

Macmillan Publishing Company.

2. Fontana, G. 1986. “Corrossion Engineering”. New York: McGraw-Hill Book

Company.

3. Dalimunthe, Indra Surya. “Kimia dari Inhibitor Korosi”. Program Studi Teknik

Kimia, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Hermawan, Beni. “Ekstrak Bahan Alam sebagai Alternatif Inhibitor Korosi”.

22 April 2007.

5. Winarsi, Heri. 2007. Antioksidan Alami dan Radikal Bebas. Yogyakarta :

Kanisius

6. http://ptp2007.wordpress.com/2008/07/08/ekstraksi-antosianin-dari-ubi-jalar/.

Diakses Juni 2011

7. Scumacher M, Seawater Corrosion Handbook, Noyes Data Corp. New York,

1999.

8. Manganon, Pat L. (1999). The Principles Of Material Selection For

Engineering Design. Florida: Prentice Hall

9. http://www.unene.ca/un1001/UN1001_General%20Corrosion.ppt Diakses Juni

2011

10. Charles W. Keenan, Donald C. Kleinfelter, dan Jesse H. Wood, Ilmu Kimia

untuk Universitas, Penerbit Erlangga, Jakarta, 1996.

11. Iswahyudi. “Desain Sistem Proteksi Katodik Anoda Korban pada Jaringan

Pipa Pertamina UPms V” . Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS

12. ASM Handbook Volume 13B, Corrosion : Materials (USA : ASM

International, 2005)


http://ptp2007.wordpress.com/2008/07/08/ekstraksi-antosianin-dari-ubi-jalar/

http://www.unene.ca/un1001/UN1001_General%20Corrosion.ppt

47

13. Corrosion of Iron” www.corrosion-doctors.org (Diakses 19 Mei 2008)

14. ASM Handbook Volume 13A, Corrosion : Fundamentals, Testing, and

Protection.USA : ASM International, 2003

15. Abdurahman, Fahmi. “Pengaruh Waktu Perendaman Baja Karbon Rendah

Dengan Penambahan Ekstrak Ubi Ungu Sebagai Green Corrosion Inhibitor Di

Lingkungan HCL 1M”, Skripsi, Program Sarjana Fakultas Teknik UI, Depok,

2010.

16. Elsevier Science & Technology Books, “Principle of Corrosion Engineering

and Corrosion Control”. ( IChem Publisher, September 2006)

16. ASM Handbook Volume 13B, Corrosion : Materials (USA : ASM

International, 2005)

17. Laurie S, McNeill, dan Marc Edwards, "Chapter 3: The Importance of

Temperature in Assessing Iron Pipe Corrosion in Water Distribution System",

16 Juni 2008.

18. Carbon and Alloy Steel, ASM Speciality Handbook, 1996.

19. ASM International. (1992). Metals Handbook Volume 13: Corrosion (4th

ed.).

Philadelphia: Korb, Lawrence J., & David L. Olson

20. Roberge,Pierre R. Handbook of Corrosion Engineering. Mc Graw-Hill Book

Company.New York ,1999

21. Chodijah, Siti.2008. “Efektifitas Penggunaan Pelapis Epoksi Terhadap

Ketahanan Korosi Pipa Baja ASTM A53 Di Dalam Tanah”. Depok: Teknik

Metalurgi dan Material, Fakultas Teknik Universitas Indonesia

22. Sastri, V.S, Ghali, Edward & Elboujdaini, Mimoun.”Corrosion Preventive

and Protection Practical Solution”. John Wiley & sons Ltd. 2007.

23. J. Chamberlain dan K.R. Trethewey, “Korosi untuk Mahasiswa dan

Rekayasawan”, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, 1991.


http://www.corrosion-doctors.org/

48

24. Mario, Marcelleus. “Studi Penambahan Beras Ketan Hitam Sebagai Inhibitor

Organik Dengan Konsentrasi 500GPL Pada Baja SPCC Pada Lingkungan Air

Tanah”. Skripsi, Program Sarjana Fakultas Teknik UI, Depok, 2010.

25. Kim, Youngmok and Goodner, Kevin. “Factors Influencing Quick Oxidation

Of Purple Potatoes”. 2009.

26. Pratesa, Yudha. “Pengaruh Penambahan Inhibitor Natrium Sulfit terhadap

laju Korosi Baja UNS 10180 Pada Lingkungan Nacl 3,5% Dengan Metode

Polarisasi Menggunakan Alat Rotating Cylinder Electrode (RCE) Pada

Keadaan Fluida Statis (0 RPM) dan Fluida Bergerak (1000 RPM)”. Skripsi,

Program Sarjana Fakultas Teknik UI. Depok. 2010

27. Shreir, L. L, "Corrosion Metal/Environment Reactions Volume 1 3rd edition",

Butterworth-Heinemann, 2000.

28. Prasetyo, Arri. “Pengaruh Penambahan Inhibitor Organik Teh Rosella

Terhadap Laju Korosi Pada Material Baja Low Carbon Di Lingkungan NaCl

3,5% “. Skripsi. Program Sarjana Fakultas Teknik UI. Depok. 2011.

29. Ahmad, Zaki, "Principles of Corrosion Engineering and Corrosion Control",

Elsevier Science & Technology Book, 2006.


49

LAMPIRAN

Lampiran 1. Foto Sampel Polarisasi

Lampiran 2. Foto Ekstrak Ubi Ungu Wine No Sugar


50

Lampiran 3. Spesifikasi Baja Low Carbon

Lampiran 4. Hasil Pengujian Polarisasi

4.1. Tanpa Inhibitor


51

4.2. Inhibitor 2 ml


52

4.3. Inhibitor 4 ml


53

4.4. Inhibitor 6 ml


54

4.5. Inhibitor 8 ml


55


universitas indonesia pengaruh...

Documents