KARYA ILMIAH

KOROSI PADA PAKU

Disusun oleh:

Nama: Viora Viken

Kelas: XII. MIPA

TAHUN AJARAN 2020-2021

SMA NEGERI 2 TILATANG KAMANG
BAB I
 PENDAHULUAN

A.     Latar Belakang

Dalam bahasa sehari-hari korosi dikenal dengan perkaratan yakni sesuatu yang
hampir dianggap sebagai musuh umum masyarakat. Karat adalah sebutan bagi korosi
pada besi, padahal korosi merupakan gejala destruktif yang mempengaruhi hampir
semua logam. Besi adalah salah satu dari banyak jenis logam yang mengalami korosi,
tidak perlu diingkari bahwa logam itu paling awal menimbulkan korosi serius. Karena itu
tidak mengherankan bila istilah korosi dan karat hampir dianggap sama. Korosi dikenal
merugikan karena bersifat merusak logam dan membahayakan. Oleh karena itu,
dengan pentingnya mempelajari pencegahan korosi, percobaan kali ini difokuskan oleh
masalah tersebut dan akan dipaparkan hal apa sajakah yang dapat menghambat
terjadinya korosi.

B.     Tujuan Praktikum

Praktikum ini bertujuan untuk :
1.      Mengetahui paku pada gelas manakah yang menjadi berkarat.
2.      Faktor-faktor apa saja yang menyebabkan paku berkarat.
3.      Cara pencegahan korosi pada besi.

C.     Manfaat
Dengan dilakukannya penelitian ini, maka diharapakan akan diperoleh manfaat sebagai
berikut :
1.      Dapat mengetahui sifat dari berbagai bahan terhadap besi.
2.      Dapat menambah informasi mengenai korosi (karat).
3.   Dapat melatih siswa agar terampil dalam melakukan kegiatan praktikum.
 BAB II
PEMBAHASAN

A.   Pengertian Korosi

Korosi merupakan proses perubahan logam menjadi senyawa, terutama terjadi
dalam dalam lingkungan yang mengandung air atau peristiwa teroksidasinya suatu
logam oleh gas oksigen di udara. Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat
reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang
menghasilkan senyawa-senyawa yang tidak dikehendaki. Dalam bahasa sehari-hari,
korosi disebut perkaratan. Contoh korosi yang paling lazim adalah perkaratan besi.

Pada peristiwa korosi, logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen (udara)

mengalami reduksi. Karat logam umumnya adalah berupa oksida atau karbonat. Rumus
kimia karat besi adalah Fe2O3.nH2O, suatu zat padat yang berwarna coklat-merah.

Korosi merupakan proses elektrokimia. Pada korosi besi, bagian tertentu dari
besi itu berlaku sebagai anode, di mana besi mengalami oksidasi.

Fe(s) <--> Fe2+(aq) + 2e

Elektron yang dibebaskan di anode mengalir ke bagian lain dari besi itu yang bertindak
sebagai katode, di mana oksigen tereduksi.

O2(g) + 4H+(aq) + 4e <--> 2H2O(l) atau O2(g) + 2H2O(l) + 4e <--> 4OH-(aq)

Ion besi(II) yang terbentuk pada anode selanjutnya teroksidasi membentuk ion
besi(III) yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi, yaitu karat besi.
Mengenai bagian mana dari besi itu yang bertindak sebagai anode dan bagian mana
yang bertindak sebagai katode, bergantung pada berbagai faktor, misalnya zat
pengotor atau perbedaan rapatan logam itu.
Korosi dapat juga diartikan sebagai serangan yang merusak logam karena logam
bereaksi secara kimia atau elektrokimia dengan lingkungan. Ada definisi lain yang
mengatakan bahwa korosi adalah kebalikan dari proses ekstraksi logam dari bijih
mineralnya. Contohnya, bijih mineral logam besi di alam bebas ada dalam bentuk
senyawa besi oksida atau besi sulfida, setelah diekstraksi dan diolah, akan dihasilkan
besi yang digunakan untuk pembuatan baja atau baja paduan. Selama pemakaian, baja
tersebut akan bereaksi dengan lingkungan yang menyebabkan korosi (kembali menjadi
senyawa besi oksida).
Deret Volta dan hukum Nernst akan membantu untuk dapat mengetahui
kemungkinan terjadinya korosi. Kecepatan korosi sangat tergantung pada banyak
faktor, seperti ada atau tidaknya lapisan oksida, karena lapisan oksida dapat
menghalangi beda potensial terhadap elektroda lainnya yang akan sangat berbeda bila
masih bersih dari oksida.

B.     Penyebab Korosi

Faktor – faktor yang menyebabkan terjadinya korosi, yaitu:
1.      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.
2.      Oksigen
Udara yang banyak mengandung gas oksigen akan menyebabkan terjadinya
korosi. 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
dengan permukaan logam, maka semakin cepat berlangsungnya korosi pada
permukaan logam tersebut.
3.      Larutan Garam
 Elektrolit (asam atau garam) merupakan media yang baik untuk melangsungkan
transfer muatan. Air hujan banyak mengandung asam, dan air laut banyak mengandung
garam, maka air hujan dan air laut merupakan korosi yang utama.
4.      Permukaan logam
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.
5.      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.
6.      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.
7.      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 atau
dikenai panas secara langsung (seperti mesin kendaraan bermotor).
8.      Tingkat keasaman (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.
9.      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.
10.  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.

C.      Mekanisme / Proses Terjadinya Korosi Pada Besi

Besi merupakan bahan utama untuk berbagai konstruksi maka pengendalian
korosi menjadi sangat penting. Untuk dapat mengendalikan korosi tentu harus
memahami bagaimana mekanisme korosi pada besi.
Besi memiliki permukaan tidak halus akibat komposisi yang tidak sempurna, juga
akibat perbedaan tegangan permukaan yang menimbulkan potensial pada daerah
tertentu lebih tinggi dari daerah lainnya. Pada daerah anodik (daerah permukaan yang
bersentuhan dengan air) terjadi pelarutan atom-atom besi disertai pelepasan elektron
membentuk ion Fe2+ yang larut dalam air.
Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e–

Elektron yang dilepaskan mengalir melalui besi, sebagaimana elektron mengalir melalui
rangkaian luar pada sel volta menuju daerah katodik hingga terjadi reduksi gas oksigen
dari udara:

O2(g) + 2H2O(g) + 2e– → 4OH–(aq)

Ion Fe2+ yang larut dalam tetesan air bergerak menuju daerah katodik, sebagaimana
ion-ion melewati jembatan garam dalam sel volta dan bereaksi dengan ion-
ion OH– membentuk Fe(OH)2. Fe(OH)2 yang terbentuk dioksidasi oleh oksigen
membentuk karat.
Fe2+(aq) + 4OH–(aq) → Fe(OH)2(s)
2Fe(OH)2(s) + O2(g) → Fe2O3.nH2O(s)

Akibat adanya migrasi ion dan elektron, karat sering terbentuk pada daerah yang agak
jauh dari permukaan besi yang terkorosi (lubang). Warna pada karat beragam mulai
dari warna kuning hingga cokelat merah bahkan sampai berwarna hitam. Warna ini
bergantung pada jumlah molekul H2O yang terikat pada karat.

D.     Dampak Dari Korosi

Karatan adalah logam yang mengalami kerusakan berbentuk keropos.
Sedangkan bagian logam yang rusak dan berwarna hitam kecoklatan pada besi/baja
disebut karat. Secara teoritis karat adalah istilah yang diberikan terhadap satu jenis
logam saja yaitu baja/besi, sedangkan secara umum istilah karat lebih tepat dikatakan
korosi . Korosi didefinisikan sebagai degradasi material (khususnya logam dan
paduannya) atau sifatnya akibat berinteraksi dengan lingkungannya. Korosi merupakan
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 pengkaratan. Dilihat dari aspek elektrokimianya, korosi merupakan
proses terjadinya transfer elektron dari dari logam kelingkungannya. Logam berlaku
sebagai sel yang memberikan elektron dan lingkungannya sebagai penerima elektron.
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 mendakati ion logam dan menangkap elektron-elektron yang teringal pada
logam. Dampak yang ditimbulkan korosi sungguh luar biasa.
Dampak yang ditimbulkan korosi dapat berupa kerugian langsung dan tidak
langsung. Kerugian langsung dapat berupa terjadinya kerusakan pada peralatan,
permesinan atau struktur bangunan. Sedangakan kerugian tidak langsung, berupa
terhentinya produktifitas/ aktifitas produksi, karena terjadinya pergantian peralatan yang
rusak kaibat korosi, kehilangan produk akibat adanya kerusakan pada kontainer, tangki
bahan bakar atau jaringan pipa air bersih atau minyak mentah, terakumulasinya produk
korosi pada alat penukar panas dan jaringan pemipaannya akan menurunkan efisiensi
perpindahan panas dan lain sebagainya. Berdasarkan kondisi lingkungannya, korosi
dapat diklasifikasikan sebagai korosi basah yaitu korosi yang terjadi dilingkungan air,
dan korosi atmosferik yang terjadi di udara terbuka. Dan korosi temperatur tinggi yaitu
korosi yang terjadi dilingkungan bertemperatur diatas 500 0C.

E.      Pengendalian / Cara Pencegahan Korosi

Korosi logam tidak dapat dicegah, tetapi dapat dikendalikan seminimal mungkin.
Ada tiga metode umum untuk mengendalikan korosi, yaitu pelapisan (coating), proteksi
katodik, dan penambahan zat inhibitor korosi.
 Metode Pelapisan (Coating)
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

2+ –
Fe(s) → Fe (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.
 Proteksi 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.
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.

 Penambahan Inhibitor
Inhibitor adalah zat kimia yang ditambahkan ke dalam suatu lingkungan korosif
dengan kadar sangat kecil (ukuran ppm) guna mengendalikan korosi. Inhibitor korosi
dapat dikelompokkan berdasarkan mekanisme pengendaliannya, yaitu inhibitor anodik,
inhibitor katodik, inhibitor campuran, dan inhibitor teradsorpsi.
Ø  Inhibitor Anodik
Inhibitor anodik adalah senyawa kimia yang mengendalikan korosi dengan cara
menghambat transfer ion-ion logam ke dalam air. Contoh inhibitor anodik yang banyak
digunakan adalah senyawa kromat dan senyawa molibdat.
Ø  Inhibitor Katodik
Inhibitor katodik adalah senyawa kimia yang mengendalikan korosi dengan cara
menghambat salah satu tahap dari proses katodik, misalnya penangkapan gas oksigen
(oxygen scavenger) atau pengikatan ion-ion hidrogen. Contoh inhibitor katodik adalah
hidrazin, tannin, dan garam sulfit.
Ø  Inhibitor Campuran
Inhibitor campuran mengendalikan korosi dengan cara menghambat proses di katodik
dan anodik secara bersamaan. Pada umumnya inhibitor komersial berfungsi ganda,
yaitu sebagai inhibitor katodik dan anodik. Contoh inhibitor jenis ini adalah senyawa
silikat, molibdat, dan fosfat.
Ø  Inhibitor Teradsorpsi
Inhibitor teradsorpsi umumnya senyawa organik yang dapat mengisolasi permukaan
logam dari lingkungan korosif dengan cara membentuk film tipis yang teradsorpsi pada
permukaan logam. Contoh jenis inhibitor ini adalah merkaptobenzotiazol dan 1,3,5,7–
tetraaza–adamantane.

BAB III
METODE PENELITIAN
A.      Alat dan Bahan
o Gelas 10 buah
o Paku 10 buah
o Plastik (sebagai penutup gelas)
o Minyak tanah
o Air tidak dimasak
o Air sudah dimasak
o Cuka
o Minyak goreng
o Air laut
o Air sumur
o Air hujan

B.      Cara kerja

1.      Siapkan 10 buah gelas plastik yang telah dibersihkan.
2.       Isi 1 buah paku kedalam masing-masing gelas yang telah disiapkan. Setelah itu,
masukkan larutan yang telah ditentukan dalam setiap gelas yang mana gelas 1 air tidak
dimasak, gelas 2 air sudah dimasak, gelas 3 cuka, gelas 4 minyak tanah, gelas 5
minyak goreng, gelas 6 air laut, gelas 7 air sumur, gelas 8 air hujan, gelas 9 tanpa air,
gelas 10 air tidak dimasak dalam keadaan tertutup (tanpa udara).
3.       Beri identitas pada setiap gelas plastik.
4.       Simpan ditempat yang aman.
5.       Mengamati perubahan paku selama 3 hari.

C.      Waktu dan Tempat

Waktu : Kamis-sabtu, 27-29 oktober 2016
Tempat : Kediaman Azzahra, Jalan Balana II No. 23

BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A.    Hasil
Hari I Hari II Hari III
NO Jenis Air Mala
Pagi Malam Pagi Malam Pagi m
1 Air tidak dimasak + + + + + ++
2 Air sudah dimasak ++ ++ ++ ++ +++ +++
3 Cuka - - - - - -
4 Minyak tanah - - - - - -
5 Minyak goreng - - - - - -
6 Air laut + + + + ++ ++
7 Air sumur + + ++ ++ +++ +++
8 Air hujan + ++ ++ ++ ++ +++
9 Gelas terbuka tanpa air - - - - - -
Gelas berisi air tertutup
10 (tanpa udara) + + ++ ++ ++ ++

Keterangan:
- : Tidak Berkarat
+ : Sedikit Berkarat
++ : Agak Berkarat
+ + + : Banyak Berkarat

B.     Pembahasan
Dari hasil pengamatan selama 3 hari saya mendapati bahwa pada gelas plastik
berisi cuka, minyak tanah, minyak goreng, tanpa air tidak terjadi korosi sedikit pun
sedangkan pada gelas plastik yang berisi air mentah, air yang sudah dimasak, air laut,
air sumur, air hujan, dan air yang ditutup tanpa udara) mengalami korosi pada paku dan
membuat air pada paku tersebut berubah warna menjadi kuning.
Setelah di bandingkan secara keseluruhan ternyata paku yang tidak terkena air
tidak mengalami korosi.

BAB V
PENUTUP
1.     Kesimpulan
Dari hasil praktikum tersebut saya dapat menyimpulkan bahwa paku yang tidak
mengalami korosi terjadi pada paku yang berada pada gelas plastik berisi cuka, minyak
tanah, minyak goreng, hal ini bisa terjadi karena tidak ada kontak langsung antara
oksigen dan air.
Kemudian dari praktek tersebut di benarkan bahwa salah satu faktor korosi
adanya kontak antara udara dan air. Agar tidak terjadi korosi pada besi jangan sampai
besi terkontaminasi dengan air atau larutan yang dapat menyebabkan oksidasi
sehingga besi dapat berkarat. Jika kita menghindarkan besi dari air, maka besi tidak
dapat bereaksi dengan oksigen yang  dapat membuatnya berkarat.
Bila besi bersentuhan dengan oksigen dan air yang bersifat asam, yakni oksida-
kosida berikut akan terjadi :
Fe + ½ O2 + 2H+ → Fe2+ + H2O
Ion Fe teroksidasi 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). Selanjutnya oleh oksigen di udara besi (II)
di oksidasi dan sebagai hasil reaksi akhir terbentuk Fe2O3.x(H2O).
Faktor - Faktor yang Dapat Mempercepat Terjadinya Korosi antara lain, yaitu:
1.      Elektrolit
2.      Permukaan Besi
Faktor – Faktor yang Dapat Memperlambat Terjadinya Korosi antara lain, yaitu:
1.      Tempatkan di lingkungan yang kering dan tidak lembab.
2.      Usahakan untuk menutup tempat tersebut
3.      Tambahkan bahan-bahan yang bersifat dapat meyerap uap air yang terbentuk
dalam wadah, semisal kapas atau kain yang kering. Di industri banyak digunakan
silika gel sebagai bahan pengering untuk menyerap kelembaban.
Cara Mengatasi Korosi yaitu:
1.      Sacrificial Protection (Pengorbanan Anode)
2.      Cromium Plating (Pelapisan Dengan Kromium)
3.      Galvanisasi (Pelapisan Dengan Zink)
4.      Tin Plating (Pelapisan Dengan Timah)
5.      Dibalut Dengan Plastic
6.      Melumuri Dengan Oli Atau Minyak
7.      Dicat

2.     SARAN
Setiap melakukan praktikum diharapkan untuk dapat memperhatikan prosedur
kerja serta memperhatikan keselamatan kerja. Selain itu, diusahakan untuk
memperbanyak referensi guna memudahkan kita baik dalam melakukan praktikum
maupun dalam penyusunan laporan praktikum.
Dengan adanya makalah ini diharapkan dapat memberikan informasi bagi setiap
pembaca dan dapat dijadikan sebagai referensi untuk lebih kreatif dalam penyusunan
makalah selanjutnya.

3. DAFTAR PUSTAKA
Harnanto, Ari. 2009. KIMIA Untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta. Setia Aji.
Purba, Michael. 2012. KIMIA Untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta. Erlangga
http://allriseyuliaa.blogspot.co.id/2015/10/laporan-percobaan-korosi-logam-paku.html