KOROSI PADA BESI

A. Pengertian Korosi

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.

B. Pengertian Besi

Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi dan jarang ditemukan dalam keadaan unsur bebas. Besi banyak digunakan untuk kehidupan manusia sehari-hari dan juga mempunyai nilai ekonomis yang tinggi. Besi adalah logam paling melimpah nomor dua setelah setelah alumunium. Bumi kita ini juga mengandung unsur Besi. Selain itu, besi juga memiliki sifat fisika dan sifat kimia.

Sifat Fisika

1. Pada suhu kamar berwujud padat, mengkilap dan berwarna keabu-abuan.

2. Merupakan logam feromagnetik karena memiliki empat elektron tidak berpasangan pada orbitan d.

3. Merupakan penghantar panas yang baik.

4. Kation logam besi berwarna hijau (Fe2+) dan jingga (Fe3+). Hal ini disebabkan oleh adanya elektron tidak berpasangan dan tingkat energi orbital tidak berbeda jauh. Akibatnya, elektron mudah tereksitasi ke tingkat energi lebih tinggi menimbulkan warna tertentu.

5. Besi bersifat keras dan kuat.

6. Sifa-sifat besi yang lain

a) Nomor Atom : 26

b) Nomor Massa : 57

c) Massa Atom : 55,85 g/mol

d) Kepadatan : 7,8 g/cm 3 pada 20 °C

e) Titik Lebur : 1536 °C

f) Titik Didih : 2861 °C

g) Isotop : 8

h) Energi Ionisasi Pertama : 761 kJ/mol

i) Energi Ionisasi Kedua : 1556,5 kJ/mol

j) Energi Ionisasi Ketiga : 2951 kJ/mol

Sifat Kimia

1. Unsur besi bersifat elektropositif yaitu mudah melepaskan elektron. Karena sifat inilah bilangan oksidasi besi bertanda positif.

2. Besi dapat memiliki biloks 2, 3, 4 dan 6. Hal ini disebabkan karena perbedaan energi elekktron pada subkulit 4s dan 3d cukup kecil, sehingga elektron pada subkulit 3d juga terlepas ketika terjadi ionisasi selain elektron pada subkulit 4s.

3. Logam murni besi sangat reaktif secara kimiawi dan mudah terkorosi, khususnya di udara yang lembab atau ketika terdapat peningkatan suhu.

4. Besi memiliki bentuk allotroik ferit yaitu alfa, beta, gamma dan omega dengan suhu transisi 700 oC, 928oC, dan 1530oC. Bentuk alfa bersifat magnetik, tapi ketika berubah menjadi beta, sifat magnetnya menghilang meski pola geometris molekul tidak berubah.

5. Mudah bereaksi dengan unsur-unsur non logam seperti sulfur, fosfor, boron, karbon dan silikon.

6. Larut dalam asam-asam mineral encer.

7. Oksidanya bersifat amfoter yaitu oksida yang menunjukkan sifat-sifat asam sekaligus basa.

Besi memiliki sifat kimia mudah terkorosi. Berikut ini penjelasan mengenai korosi pada besi :

Salah satu kelemahan besi adalah mudah mengalami korosi. Korosi ini menimbulkan banyak kerugian karena mengurangi umur pakai berbagai barang atau bangunan yang menggunakan besi atau baja. Sebenarnya korosi dapat dicegah dengan mengubah besi menjadi baja anti karat (stainless stell), akan tetapi proses ini terlalu mahal untuk kebanyakan penggunaan besi

C. Proses Korosi pada Besi

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. Untuk contoh korosi logam besi dalam udara lembab, misalnya proses reaksinya dapat dinyatakan sebagai berikut :

Anode {Fe(s)→ Fe2+(aq)+ 2 e}x 2Katode O2(g)+ 4H+(aq)+ 4 e → 2 H2O(l)+Redoks 2 Fe(s) + O2 (g)+ 4 H+(aq)→ 2 Fe2++ 2 H2O(l)

Dari data potensial elektrode dapat dihitung bahwa standar untuk proses korosi ini, ,yaituE 0sel = + 1,67 V ; reaksi ini terjadi pada lingkungan asam dimana ion H+ sebagian dapat

diperoleh dari reaksi karbon dioksida atmosfer dengan air membentuk H2CO3. Ion Fe+2 yang terbentuk, di anode kemudian teroksidasi lebih lanjut oleh oksigen membentuk besi (III) oksida :4 Fe+2(aq)+ O2 (g) + (4 + 2x) H2O(l) → 2 Fe2O3x H2O + 8 H+(aq)

Hidrat besi (III) oksida inilah yang dikenal sebagai karat besi. Sirkuit listrik dipacu oleh migrasi elektron dan ion, itulah sebabnya korosi cepat terjadi dalam air garam.

Gambar tentang proses pengkaratan besi :

D.Pencegahan korosi

1. Mencegah kontak dengan oksigen dan/atau airKorosi besi memerlukan oksigen dan air. Bila salah satu tidak ada, maka peristiwa korosi

tidak dapat terjadi. Korosi dapat dicegah dengan melapisi besi dengan cat, oli, logam lain yang tahan korosi (logam yang lebih aktif seperti seg dan krom). Penggunaan logam lain yang kurang aktif (timah dan tembaga) sebagai pelapis pada kaleng bertujuan agar kaleng cepat hancur di tanah. Timah atau tembaga bersifat mampercepat proses korosi.

2. Perlindungan katoda (pengorbanan anoda)Besi yang dilapisi atau dihubugkan dengan logam lain yang lebih aktif akan membentuk sel

elektrokimia dengan besi sebagai katoda. Di sini, besi berfungsi hanya sebagai tempat terjadinya reduksi oksigen. Logam lain berperan sebagai anoda, dan mengalami reaksi oksidasi. Dalam hal ini besi, sebagai katoda, terlindungi oleh logam lain (sebagai anoda, dikorbankan). Besi akan aman terlindungi selama logam pelindungnya masih ada / belum habis. Untuk perlindungan katoda pada sistem jaringan pipa bawah tanah lazim digunakan logam magnesium, Mg. Logam ini secara berkala harus dikontrol dan diganti.

3. Membuat alloy atau paduan logam yang bersifat tahan karat, misalnya besi dicampur dengan logam Ni dan Cr menjadi baja stainless (72% Fe, 19%Cr, 9%Ni).