reaksi korosi aluminium oleh debu batubara

3
Logam aluminium tahan terhadap korosi udara, karena reaksi antara logam aluminium dengan oksigen begitu terpapar di udara menghasilkan oksidanya, Al 2 O 3 , yang membentuk lapisan nonpori dan membungkus permukaan logam hingga tidak terjadi reaksi lanjut. 4 Al (s) + 3O 2(l) → 2Al 2 O 3(s) (reaksi ini tidak akan berlanjut ketika Al telah terlapisi rata AL 2 O 3 ) Lapisan dengan ketebalan 10 -4 -10 -6 mm sudah cukup mencegah terjadinya kontak lanjut permukaan logam dengan oksigen. Hal ini dapat terjadi karena ion oksigen mempunyai jari-jari ionik (142 pm) tidak jauh berbeda dari jari-jari metalik atom aluminium (143 pm). Akibatnya, kemasan permukaan hampir tidak berubah, karena jari-jari ion aluminium (68 pm) “tepat” menempati rongga-rongga struktur permukaan oksida. Lapisan aluminium ini berisi oksida yang cukup kedap udara dan tidak dapat tertembus dan ini menghambat terjadinya pengkaratan. Aluminium juga dapat direaksi dengan air, menghasilkan hidrogen dan juga menghasilkan aluminium oksida yang bersifat ulet dan menempel pada logam yang dapat melindungi masuknya air serta oksigen. 2 Al (s) + 3 H 2 O Al 2 O 3 (s) + 3 H 2 (g) (reaksi ini tidak akan berlanjut ketika Al telah terlapisi rata AL 2 O 3 ) Oksida ini khusus dibuat untuk melapis tipis aluminium di anoda dalam sel elektrolitik (Aluminium Anodis). Menjelaskan sifat-sifat aluminium oksida dapat menimbulkan kebingungan karena dapat berada pada beberapa bentuk yang berbeda. Salah satu bentuknya sangat tidak reaktif. Ini diketahui secara kimia sebagai alfa-Al 2 O 3 dan dihasilkan pada temperatur tinggi. Aluminium oksida merupakan senyawa amfoter. Artinya dapat bereaksi baik sebagai basa maupun asam. Aluminium oksida mengandung ion oksida, sehingga dapat bereaksi dengan asam . Dalam hal ini (dan sama dalam reaksi dengan asam yang lain), aluminium oksida menunjukkan sisi basa dari sifat amfoternya. Agar aluminium lebih tahan terhadap karat perlu dilakukan finishing lebih lanjut dengan melakukan anodisasi/anodixing. Lapisan oksida aluminium terbentuk secara alami amat tipis ini membuat daya tahan meningkat, lapisan ini dapat dipertebal dengan proses anodisasi. Dengan cara menempatkan aluminium ke dalam larutan elektrolite (larutan yang mudah meneruskan arus listrik) yang kemudian dialiri arus listrik. Lapisan aluminium oksida yang terbentuk lunak dan berpori-pori, karena itu perlu proses sealing

Upload: angel-knight

Post on 08-Dec-2014

106 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

materi

TRANSCRIPT

Page 1: Reaksi Korosi Aluminium Oleh Debu Batubara

Logam aluminium tahan terhadap korosi udara, karena reaksi antara logam aluminium dengan oksigen begitu terpapar di udara menghasilkan oksidanya, Al2O3, yang membentuk lapisan nonpori dan membungkus permukaan logam hingga tidak terjadi reaksi lanjut.

4 Al(s) + 3O2(l) → 2Al2O3(s)

(reaksi ini tidak akan berlanjut ketika Al telah terlapisi rata AL2O3)Lapisan dengan ketebalan 10-4-10-6 mm sudah cukup mencegah

terjadinya kontak lanjut permukaan logam dengan oksigen. Hal ini dapat terjadi karena ion oksigen mempunyai jari-jari ionik (142 pm) tidak jauh berbeda dari jari-jari metalik atom aluminium (143 pm). Akibatnya, kemasan permukaan hampir tidak berubah, karena jari-jari ion aluminium (68 pm) “tepat” menempati rongga-rongga struktur permukaan oksida. Lapisan aluminium ini berisi oksida yang cukup kedap udara dan tidak dapat tertembus dan ini menghambat terjadinya pengkaratan.

 Aluminium juga dapat direaksi dengan air, menghasilkan hidrogen dan juga menghasilkan aluminium oksida yang bersifat ulet dan menempel pada logam yang dapat melindungi masuknya air serta oksigen.

2 Al (s)  +  3 H2O → Al2O3 (s)  +  3 H2 (g)

(reaksi ini tidak akan berlanjut ketika Al telah terlapisi rata AL2O3)Oksida ini khusus dibuat untuk melapis tipis aluminium di anoda dalam sel elektrolitik (Aluminium Anodis).

Menjelaskan sifat-sifat aluminium oksida dapat menimbulkan kebingungan karena dapat berada pada beberapa bentuk yang berbeda. Salah satu bentuknya sangat tidak reaktif. Ini diketahui secara kimia sebagai alfa-Al2O3 dan dihasilkan pada temperatur tinggi.

Aluminium oksida merupakan senyawa amfoter. Artinya dapat bereaksi baik sebagai basa maupun asam. Aluminium oksida mengandung ion oksida, sehingga dapat bereaksi dengan asam . Dalam hal ini (dan sama dalam reaksi dengan asam yang lain), aluminium oksida menunjukkan sisi basa dari sifat amfoternya.

Agar aluminium lebih tahan terhadap karat perlu dilakukan finishing lebih lanjut dengan melakukan anodisasi/anodixing. Lapisan oksida aluminium terbentuk secara alami amat tipis ini membuat daya tahan meningkat, lapisan ini dapat dipertebal dengan proses anodisasi. Dengan cara menempatkan aluminium ke dalam larutan elektrolite (larutan yang mudah meneruskan arus listrik) yang kemudian dialiri arus listrik. Lapisan aluminium oksida yang terbentuk lunak dan berpori-pori, karena itu perlu proses sealing (penutupan pori-pori) dan membentuk lapisan aluminium oksida yang keras, terjadi proses kristalisasi dan hasil ini disebut sebagai anodixed aluminium. Semua komponen bagian yang telah dianodisasi menjadi tahan terhadap pengaratan. Lapisan ini

merupakan tahan yang sangat tinggi.  Titik cair aluminium 660 ºC dan titik didihnya 1800 ºC. 

Komponen utama dari abu terbang batubara adalah silika (SiO2), alumina, (Al2O3), dan besi oksida (Fe2O3), sisanya adalah karbon, kalsium, magnesium, dan belerang. Rumus empiris abu terbang batubara ialah:

Si1.0Al0.45Ca0.51Na0.047Fe0.039Mg0.020K0.013Ti0.011

Page 2: Reaksi Korosi Aluminium Oleh Debu Batubara

Tabel Komposisi kimia abu terbang batubaraKompone

nBituminous

Sub-bituminous

Lignite

SiO2 20-60% 40-60% 15-45%

Al2O3 5-35% 20-30% 10-25%

Fe2O3 10-40% 4-10% 4-15%

CaO 1-12% 5-30% 15-40%

MgO 0-5% 1-6% 3-10%

SO3 0-4% 0-2% 0-10%

Na2O 0-4% 0-2% 0-6%

K2O 0-3% 0-4% 0-4%

LOI 0-15% 0-3% 0-5%Sifat kimia dari abu terbang batubara dipengaruhi oleh jenis batubara

yang dibakar dan teknik penyimpanan serta penanganannya.Abu terbang batu bara mengandung SO3.  Sifat fisika sulfur trioksida (SO3):

Ø Berat molekul 80,06 g/gmolØ Titik leleh 3,57ºCØ Titik didih 16,86ºCØ Densitas standar 44,8 kg/m3Ø Panas penguapan pada titik didih 528 J/g

Unsur belerang terdapat pada batubara dengan kadar bervariasi dari rendah (jauh di bawah 1%) sampai lebih dari 4%. Unsur ini terdapat dalam batubara dalam 3 bentuk yakni belerang organik, pirit dan sulfat. Dari ketiga bentuk belerang tersebut, belerang organik dan belerang pirit merupakan sumber utama emisi oksida belerang. Dalam pembakaran batubara, semua belerang organik dan sebagian belerang pirit menjadi SO2. Oksida belerang ini selanjutnya dapat teroksidasi menjadi SO3. Sedangkan belerang sulfat disamping stabil dan sulit menjadi oksida belerang, kadar relatifnya sangat rendah dibanding belerang bentuk lainnya.

Oksida-oksida belerang yang terbawa gas buang dapat bereaksi dengan lelehan abu yang menempel dinding tungku maupun pipa boiler sehingga menyebabkan korosi. Sebagian SO2 yang diemisikan ke udara dapat teroksidasi menjadi SO3.

S(s)+O2(g) → SO2(aq)

 2SO2(g)+O2(g) →2SO3(g)

. SO3 dan air akan segera bereaksi cepat membentuk droplet asam sulfat (H2SO4) proses-proses fotolitik dan katalitik. Reaksi SO3  dengan air dengan air yang bersifat eksotermik. Reaksi ini akan membentuk aerosol korosif yang akan sulit dipisahkan.

SO3(g) + H2O (l) → H2SO4(aq)

Asam sulfat merupakan asam kuat, dan secara umum larutannya mempunyai pH sekitar 0. Asam sulfat ini sangat reaktif, mudah bereaksi dengan senyawa logam seperti alumunium yang bersifat amfoter dalam kondisi basa dan menyebabkan pengkaratan (korosi). Asam sulfat bereaksi dengan kebanyakan logam dengan reaksi penggantian tunggal, menghasilkan gas hidrogen dan

Page 3: Reaksi Korosi Aluminium Oleh Debu Batubara

logam sulfat. Reaksi yang terjadi antara alumunium oksida dengan asam sulfat adalah :

Al2O3 + 3 H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3 H2OKesimpulanya : debu batubara yang menempel pada logam mengandung SO3

yang mempunyai titik leleh rendah , jika terjadi pemaparan terus menerus dapat bereaksi dengan air atau udara lembab membentuk asam sulfat yang korosif pada logam atau lapisan aluminium oksida yang dapat bersifat basa.