PENGENDALIAN KOROSI

A.    PENGERTIAN KOROSI

Korosi adalah penurunan mutu logam akibat reaksi elektro kimia dengan lingkungannya. Korosi atau pengkaratan merupakan fenomena kimia pada bahan – bahan logam yang pada dasarnya merupakan reaksi logam menjadi ion pada permukaan logam yang kontak langsung dengan lingkungan berair dan oksigen. Contoh yang paling umum, yaitu kerusakan logam besi dengan terbentuknya karat oksida. Dengan demikian, korosi menimbulkan banyak kerugian.

Korosi logam melibatkan proses anodik, yaitu oksidasi logam menjadi ion dengan melepaskan elektron ke dalam (permukaan) logam dan proses katodik yang mengkonsumsi electron tersebut dengan laju yang sama : proses katodik biasanya merupakan reduksi ion hidrogen atau oksigen dari lingkungan sekitarnya.

Korosi merupakan proses atau reaksi elektrokimia yang bersifat alamiah dan berlangsung dengan sendirinya, oleh karena itu korosi tidak dapat dicegah atau dihentikan sama sekali. Korosi hanya bisa dikendalikan atau diperlambat lajunya sehingga memperlambat proses perusakannya. Dilihat dari aspek elektrokimia, korosi merupakan proses terjadinya transfer elektron dari logam ke lingkungannya. Logam berlaku sebagai sel yang memberikan elektron (anoda) dan lingkungannya sebagai penerima elektron (katoda). Reaksi yang terjadi pada logam yang mengalami korosi adalah reaksi oksidasi, dimana atom-atom logam larut kelingkungannya menjadi ion-ion dengan melepaskan elektron pada logam tersebut. Sedangkan dari katoda terjadi reaksi, dimana ion-ion dari lingkungan mendekati logam dan menangkap elektronelektron yang tertinggal pada logam.


B.    SYARAT TERJADINYA KOROSI
Adapun syarat terjadinya korosi adalah :
- Adanya katoda
- Adanya anoda
- Adanya lingkungan
Tanpa adanya salah satu syarat di atas maka korosi tidak akan terjadi. Korosi tidak dapat di hilangkan tetapi hanya dapat di minimalisir pertumbuhannya.
Pada proses korosi  ada dua reaksi yang menyebabakan terjadinya korosi yaitu reaksi oksidasi dan reaksi reduksi. Pada reaksi oksidasi akan terjadi pelepasan elektron oleh material yang lebih bersifat anodik. Sedangkan reaksi reduksi adalah pemakaian elektron oleh material yang lebih bersifat katodik.
Proses korosi secara galvanis dapat kita lihat pada gambar berikut :

  

Proses Korosi

Pada reaksi di atas dapat kita lihat dimana Cu bertindak sebagai katoda mengalami pertambahan massa dengan melekatnya electron pada Cu. Sedangkan Zn bertindak sebagai anoda, dimana terjadinya pengurangan massa Zn yang di tandai dengan lepasnya electron dari Zn. Peristiwa pelepasan dan penerimaan elektron ini harus mempunyai lingkungan, dimana yang menjadi lingkungan adalah Asam Sulfat.  Jika ada dua buah unsur yang di celupkan dalam larutan elektrolit yang di hubungkan dengan sumber arus maka yang akan mengalami korosi adalah material yang lebih anodik.

C.    FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KOROSI
- Jenis dan konsentrasi elektrolit
- Adanya oksigen terlarut pada elektrolit
- Temperatur tinggi
- Kecepatan gerakan elektrolit
- Jenis logam/paduan
- Adanya galvanic cell
- Adanya tegangan (tarik)

D.    MEKANISME KOROSI
Proses korosi dapat terjadi apabila sekurang-kurangnya terdapat sepasang reaksi oksidasi dan reduksi yang berlangsung secara serempak dengan kecepatan reaksi yang sama.
Reaksi Anodik dan Katodik
Reaksi anodik dalam setiap proses korosi merupakan reaksi oksidasi suatu logam menjadi ionnya yang ditandai dengan kenaikan valensi atau pelepasan elektron. Secara umum reaksi anodik dapat dituliskan sebagai berikut:
M → Mn+ + ne-, di mana n adalah jumlah elektron yang dihasilkan dan besarnya sama dengan valensi ion logam yang terkorosi. Reaksi katodik dalam setiap proses korosi merupakan reaksi reduksi yang ditandai dengan penurunan valensi atau penyerapan elektoron. Ada beberapa reaksi katodik yang berbeda yang sering dijumpai dalam proses korosi logam, yaitu:
Suasana asam:
    Tanpa oksigen: 2H+ + 2e- → H2 ……………………………………..     (1)
    Dengan oksigen: 4H+ + O2 + 4e- → 2H2O …………………………..     (2)
Suasana basa atau netral: 2H2O + O2 + 4e- → 4OH- ……………………     (3)
Reduksi ion logam:
    Mn+ + ne- → M ………………………………………………….…..     (5)
    Mn+ + e- → M(n-1)+ ……………………………………………..….     (6)
Dari sekian banyak reaksi katodik, yang umum dijumpai adalah reaksi (1), (2) dan (3). Dari sini dapat disimpulkan bahwa peranan air dan oksigen sangat dominan dalam proses korosi.

E.    DASAR PENGENDALIAN
Dasar pengendalian korosi secara garis besar dapat dikelompokkan menjadi empat, yaitu:
1. Membuat logam tahan korosi.
Metode ini dimaksudkan untuk memperoleh ketahanan korosi dari logam dalam lingkungan tertentu. Metode ini akan melibatkan ahli metalurgi. Ketahanan korosi dari logam dapat diperoleh karena pada permukaan logam dapat dihindarkan adanya daerah-daerah anodik dan katodik, atau menjadikan permukaan logam tertutup oleh lapisan yang protektif seperti baja tahan karat dan sebagainya. Metode ini akan mengakibatkan harga logam menjadi tinggi.

2. Membuat lingkungan menjadi tidak korosif.
Metode ini umumnya dilakukan dengan menggunakan zat kimia yang ditambahkan ke dalam lingkungan elektrolit. Metode ini cocok untuk lingkungan yang terbatas dan terkontrol. Zat kimia yang ditambahkan dapat mempengaruhi reaksi di anoda, katoda ataupun keduanya, sehingga proses korosi diperlambat. Zat kimia yang ditambahkan disebut sebagai inhibitor.

3. Membalikkan arah korosi.
Tujuan metode ini adalah membalik arus arah korosi sehingga proses korosi logam dikurangi atau bahkan ditiadakan sama sekali. Metode ini umumnya disebut sebagai proteksi katodik, di mana proses korosi dicegah dengan jalan memperlakukan logam yang dilindungi sebagai katoda.

4. Memisahkan logam dari lingkungan.
Metode ini merupakan yang paling populer dan banyak digunakan. Metode ini meliputi pelapisan dengan lapis lindung organik atau anorganik (logam dan bukan logam). Teknik perlindungan dapat dilakukan dengan pengecatan, semprot, lapis listrik, celup dan sebagainya. Untuk proses lapis listrik (elektroplating), logam yang umum digunakan untuk melapis adalah kadmium, krom, tembaga, emas, timah putih, timah hitam, nikel, perak dan seng. Sedangkan untuk paduan antara lain kuningan, perunggu, nikel-besi dan sebagainya. Dilihat dari fungsi proteksinya, jenis logam pelindung dapat dibagi menjadi dua. Golongan pertama adalah logam yang bersifat sacrificial, yaitu logam yang bersifat lebih anodis dari logam yang dilindungi sehingga akan habis terlebih dahulu. Golongan kedua adalah logam yang betul-betul melindungi sehingga bersifat katodis dan mengisolasi permukaan bahan agar terpisah dari lingkungan.

F.    METODE PENGENDALIAN KOROSI
Metoda-metoda yang di lakukan dalam pengendalian korosi adalah :
- Menekan terjadinya reaksi kimia atau elektrokimianya seperti reaksi anoda dan katoda
- Mengisolasi logam dari lingkungannya
- Mengurangi ion hydrogen di dalam lingkungan yang di kenal dengan mineralisasi
- Mengurangi oksigen yang larut dalam air
- Mencegah kontak dari dua material yang tidak sejenis
- Memilih logam-logam yang memiliki unsure-unsur yang berdekatan
- Mencegah celah atau menutup celah
- Mengadakan proteksi katodik,dengan menempelkan anoda umpan.

G.    PENGENDALIAN KOROSI DENGAN PELAPISAN
Metode pelapisan adalah suatu upaya mengendalikan korosi dengan menerapkan suatu lapisan pada permukaan logam besi. Misalnya, dengan pengecatan atau penyepuhan logam.
Penyepuhan besi biasanya menggunakan logam krom atau timah. Kedua logam ini dapat membentuk lapisan oksida yang tahan terhadap karat (pasivasi) sehingga besi terlindung dari korosi. Pasivasi adalah pembentukan lapisan film permukaan dari oksida logam hasil oksidasi yang tahan terhadap korosi sehingga dapat mencegah korosi lebih lanjut.
Logam seng juga digunakan untuk melapisi besi (galvanisir), tetapi seng tidak membentuk lapisan oksida seperti pada krom atau timah, melainkan berkorban demi besi. Seng adalah logam yang lebih reaktif dari besi, seperti dapat dilihat dari potensial setengah reaksi oksidasinya:

Zn(s) →Zn2+(aq) + 2e–    Eo= –0,44 V
Fe(s) →Fe2+(g) + 2e–      Eo= –0,76 V
Oleh karena itu, seng akan terkorosi terlebih dahulu daripada besi. Jika pelapis seng habis maka besi akan terkorosi bahkan lebih cepat dari keadaan normal (tanpa seng).
Paduan logam juga merupakan metode untuk mengendalikan korosi. Baja stainless steel terdiri atas baja karbon yang mengandung sejumlah kecil krom dan nikel. Kedua logam tersebut membentuk lapisan oksida yang mengubah potensial reduksi baja menyerupai sifat logam mulia sehingga tidak terkorosi.

H.    PERLINDUNGAN DENGAN ANODIK DAN KATODIK
Proteksi katodik adalah metode yang sering diterapkan untuk mengendalikan korosi besi yang dipendam dalam tanah, seperti pipa ledeng, pipa pertamina, dan tanki penyimpan BBM. Logam reaktif seperti magnesium dihubungkan dengan pipa besi. Oleh karena logam Mg merupakan reduktor yang lebih reaktif dari besi, Mg akan teroksidasi terlebih dahulu. Jika semua logam Mg sudah menjadi oksida maka besi akan terkorosi. Proteksi katodik ditunjukkan pada gambar dibawah.

Reaksi yang terjadi dapat ditulis sebagai berikut.

Anode : 2Mg(s) → 2Mg²⁺(aq) + 4e^–
Katode : O₂(g) + 2H₂O (l) + 4e^– → 4OH^–(aq)
Reaksi : 2Mg(s) + O₂(g) + 2H₂O → 2Mg(OH)₂(s)

Oleh sebab itu, logam magnesium harus selalu diganti dengan yang baru dan selalu diperiksa agar jangan sampai habis karena berubah menjadi hidroksidanya.