1.
ELEKTROLISIS
Elektrolisis merupakan elektrokimia
yang menggunakan energy listrik agar reaksikimia dapat terjadi. Pada
elektrolisis, katode bermuatan negative, sedangkan anodebermuatan positif.
Untuk memahaminya, perhatikanllah contoh berikut:1. Katode : Sn2+(aq) + 2e- →
Sn(s) Anode : Cu (s) → Cu2+(aq) + 2e- + Sn2+(aq) + Cu → Sn(s) + Cu2+(aq)2.
MgCl2 → Mg2+ + 2Cl- Katode : Mg2+ +2e- → Mg Anode : 2Cl- → Cl2 + 2e- + MgCl2 →
Mg + Cl2B. Cara Kerja Elektrolisis Elektrolisis terdiri atas zat yang dapat
mengalami ionisasi (larutan atau lelehan),elektorde, dan sumber listrik
(baterai). Mula-mula aliran listrik dialirkan dari kutubnegative baterai ke
katode yang bermuatan negative. Larutan atau lelehan akan terionisasimenjadi
kation dan anion. Selanjutnya, kation di katode akan mengalami reduksi. Di
anode,anion akan mengalami oksidasi.C. Cara Menuliskan Reaksi Kimia dalam
Elektrolisis Berdasarkan jenis elektrolitnya, reaksi pada elektrolisis dapat di
kelompokanmenjadi dua, yaitu elektrolisis dengan elektrolit larutan dan
elektrolisis dengan elektrolitlelehan.
2.
APLIKASI ELEKTROLISIS DALAM KEHIDUPAN
SEHARI-HARI
A.
Elektroplatting
Elektroplatting
adalah aplikasi elektrolisis pada pelapisan suatu logam atas logam yang lain.
Teknik ini bisa dipakai untuk memperbaiki penampakan dan daya tahan suatu
logam. Contohnya, suatu lapisan tipis logam chromium pada bemper baja mobil
untuk membuatnya menarik dan melindunginya dari karat. Pelapisan emas dan perak
dilakukan pada barang-barang perhiasan yang berasal dari bahan-bahan logam yang
murah. Berbagai lapisan-lapisan tipis logam tersebut ketebalannya berkisar
antara 0,03 s/d 0,05 mm.
B.
Pembuatan Aluminium
Bauksit
adalah biji aluminium yang mengandung Al2O3-.
Untuk mendapatkan aluminium, bijih tersebut dimurnikan dan Al2O3
nya dilarutkan dan didisosiasikan dalam larutan elektrolit ‚eryolite’. Pada
katoda, ion-ion aluminium direduksi menghasilkan logam yang terbentuk sebagai
lapisan tipis dibagian bawah wadah elektrolit. Pada anoda yang terbuat dari
karbon, ion oksida teroksidasi menghasilkan O2 bebas.
Reaksinya adalah :
Al3+ +
3e- → Al(l) (katoda)
2O2- → O2(g)
+ 4 e- (anoda)
4Al3+ +
6O2- → 4Al(l) + 3O2(g) (total)
C.
Pembuatan Magnesium
Sumber
utama magnesium adalah air laut. Mg2+ mempunyai kelimpahan terbesar
ketiga dalam laut, kalahannya oleh ion natrium dan ion klorida. Untuk
memperoleh magnesium, Mg(OH)2 diendapkan dari air laut. Pemisahan
itu dilakukan dengan cara filtrasi dan lalu dilarutkan dalam asam hidroklorit.
Mg(OH)2 + 2HCl →
MgCl2 + 2H2O
Larutan MgCl2
diuapkan dan menghasilkan MgCl2 padat yang lalu dilelehkan dan
akhirnya dielektrolisa. Magnesium bebas akan diendapkan pada katoda dan gas
klorin dihasilkan pada anoda.
MgCl2(l) → Mg(l)
+ Cl2(g)
D.
Penyulingan Tembaga
Salah satu elektrolisis yang
paling menarik adalah pemurnian atau penyulingan logam tembaga. Tembaga dapat
dimbil dari bijinya, dengan cara ini sampai ke tingkat kemurnian 99%.
Pengotornya sebagian besar adalah perak, emas, platina, besi dan seng
menurunkan konduktivitas listrik tembaga secara drastis sehingga harus disuling
ulang sebelum dipakai sebagai kawat atau kabel.
Tembaga tidak murni dipakai
sebagai elektroda sebagai anoda pada sel elektrolisis yang mengandung larutan
tembaga sulfat dan asam sulfat (sebagai elektrolit). Katoda pada sistem ini
adalah tembaga dengan kemurnian tinggi. Jika selnya dijalankan pada tegangan
yang diperlukan, hanya tembaga dan pengotornya yang lebih mudah teroksidasi
daripada tembaga, seng dan besi yang larut disekitar anoda. Logam-logam yang
kurang aktif akan runtuh dan mengendap dibagian dasar wadah. Pada katoda, ion
tembaga direduksi tetapi ion seng dan ion besi tertinggal dilarutan karena
lebih sukar tereduksi dari pada tembaga. Secara pelan-pelan tembaga anoda
terlarut dan tembaga katoda makin tumbuh. Suatu saat tembaga akan mempunyai
kemurnian 99,95%!
Kotoran yang terkumpul
dibagian bawah biasanya disebut sebgai anoda, dapat dipindahkan secara periodik
dan nilai perak, emas dan platina dapat pula dihitung untuk memperoleh total
efisiensi pelaksanaan proses penyulingan.
E.
Elektrolisis Brine
Brine (=’air asin’) adalah
larutan natrium klorida jenuh. Pada katoda, air lebih mudah direduksi daripada
ion natrium dan gas H2 akan terbentuk. Reaksi :
2e- +
2H2O → H2(g) + 2OH-(aq)
Walaupun air lebih mudah
teroksidasi daripada ion klorida, namun seperti telah disebut bahwa ada
faktor-faktor yang kompleks yang mempengaruhi sehingga yang teroksidasi adalah
ion klorida.
3.
KOROSI
Defenisi Korosi
Secara umum defenisi dari korosi
adalah perusakan material secara kimia atau elektrokimia dengan lingkungan.
Selain itu korosi juga di definisikan sebagai degradasi material (logam
dan paduannya) akibat reaksi kimia dengan lingkungan. Contoh perusakan kimia
adalah pengkaratan yang terjadi akibat gas pada temperature tinggi, sedangkan
reaksi elektrokimia dapat di lihat pada sel galvanik.
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 :
Pada reaksi di atas dapat kita lihat
dimana Cu bertindak sebagai katoda tambahan 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.
b. Deret Volta
Untuk mengetahui unsur yang lebih
anodik dan lebih katodik dapat kita lihat pada deret Volta. Berikut deret Volta
:
K – Ca – Na – Mn – Al – Zn – Fe – Sn
– Pb – H – Cu – Hg – Ag – Pt – Au
Anodik
Katodik
Selain contoh reaksi sebelumnya kita
juga dapat lihat peristiwa korosi lainnya yaitu pada peristiwa perkaratan
(korosi) logam Fe mengalami oksidasi dan oksigen (udara) mengalami reduksi.
Rumus kimia dari karat besi adalah Fe2O3 . xH2O
dan berwarna coklat-merah. Pada korosi besi, bagian tertentu dari besi itu
berlaku sebagai anoda, dimana besi mengalami oksidasi.
Fe(s)
—–> Fe2+(aq)
+2e
E=+0,44V
O2(g) + 2H2O(l)
+4e —->
4OH
E=+0,40V
Ion besi (II) yg terbentuk pada
anoda selanjutnya teroksidasi membentuk ion besi (III) yang kemudian membentuk
senyawa oksida terhidrasi Fe2O3 . xH2O.
Berdasarkan sifatnya korosi terbagi
atas :
1. Korosi Aktif
Ciri-ciri dari korosi aktif ini
antara lain :
·
Mudah
melepaskan ion
·
Mudah
menempel di tangan
Contoh : Paku yang berkarat
2. Korosi Pasif
Ciri-ciri dari korosi pasif ini
antara lain :
·
Sulit
melepaskan ion
·
Sulit
menempel di tangan
Contoh : Korosi pada AL
c. Jenis-Jenis Korosi dan
Pengendaliannya
1. Uniform or
general attack corrosion (korosi seragam)
Korosi seragam adalah korosi yang
terjadi pada permukaan material akibat bereaksi dengan oksigen Biasanya korosi
seragam ini terjadi pada material yang memiliki ukuran butir yang halus dan homogenitas
yang tinggi
Cara pengendalian dari korosi
seragam adalah :
-
Dengan
melakukan pelapisan dengan cat atau dengan material yang
lebih anodik.
-
Melakukan inhibitas
dan cathodic protection.
2. Rithing
Corossion (Korosi Sumuran atau kawah)
Korosi sumuran adalah korosi yang
terjadi akibat cacat pada permukaan material seperti celah atau lubang kecil.
Pada daerah cacat ini akan lebih anodik dibandingkan permukaan material
sehingga korosi akan menuju bagian dalam material.
Cara pengendalian korosi sumuran
adalah :
·
Hindari
permukaan logam dari cacat goresan.
·
Perhalus
permukaan material.
·
Hindari
variasi yang sedikit pada komposisi material.
3. Crevice Corrosion
(korosi celah)
Korosi celah adalah korosi yang di
temukan pada daerah berkonsentrasi rendah atau korosi yang terjadi pada celah
yan terbentuk akibat pendempetan material. Pada celah, kadar oksigen lebih
rendah dari lingkungannya sehingga elektron akan berpindah pada kadar oksigen
yang tinggi sehingga terjadi korosi. Korosi celah sering terjadi pada sambungan
paku.
Cara pengendalian korosi celah :
-
Hindari
pemakaian sambungan paku keling atau baut, gunakan sambungan las.
-
Gunakan gasket
non absorbing.
-
Usahakan
menghindari daerah dengan aliran udara.
4. Intergranular
Corrosion (korosi batas butir)
Korosi batas butir adalah korosi
yang terjadi pada atau di sepanjang batas butir dan batas butir bersifat anodik
dan bagian tegah butir bersifat katodik. Korosi ini terjadi akibat presipitasi
dari pengotor seperti khromium di batas butir, yang menyebabkan batas
butir menjadi rentan terhadap serangan korosi. Dimana presipitat krom karbida
terbentuk karena karbon meningkat yang ada di sekitarnya, sehingga krom
disekitarnya akan berkurang dan terjadi korosi. Proses terbentuknya presipitat
karbon karbida disebut sentisiasi. Terjadi pada temperatur 500-800
sehingga kekurangan krom yang memudahkan terjadinya korosi.
Cara pengendalian korosi batas butir
adalah :
·
Turunkan
kadar Karbon dibawah 0,03%.
·
Tambahkan
paduan yang dapat mengikat Karbon.
·
Pendinginan cepat
dari temperatur tinggi.
·
Pelarutan
karbida melalui pemanasan.
·
Hindari
Pengelasan.
5. Stress Corossion
(korosi tegangan)
Korosi tegangan adalah korosi yang
di sebabkan adanya tegangan tarik yang mengakibatkan terjadinya retak. Tegangan
ini di sebabkan pada temperatur dan deformasi yang berbeda.
Cara pengendalian korosi tegangan
adalah :
-
Turunkan
besarnya tegangan
-
Turunkan
tegangan sisa termal
-
Kurangi
beban luar atau perbesar area potongan
6. Errosion
Corrosion (korosi erosi)
Korosi erosi adalah korosi yang di
sebabkan oleh erosi yang mengikis
lapisan pelindung material , zat erosi itu dapat berupa fluida yang mengandung
material abrasive. Korosi tipe ini sering di temui pada pipa-pipa
minyak.
Faktor-faktor yang mempengaruhi korosi
ini antara lain :
·
Persentase
ketidaksamaan, material yang lebih anodik
·
Area
permukaan Anodik dan Katodik
·
Temperatur
·
Persentase
larutan elektrolit
·
Kesediaan
oksigen
Cara pengendalian korosi erosi :
·
Menghindari
partikel abrasive pada fluida
·
Mengurangi
kecepatan aliran fluida
7. Selectif
Corrosion
Selectif corrosion adalah korosi
yang menyerang unsur di dalam logam akibat perbedaan potensial unsur utamanya.
Korosi ini di sebabkan karena komposisi yang tidak merata pada material. Korosi
ini biasa terjadi pada pipa-pipa besi cor
Cara pengendalian selective korosi
:
·
Menghindari
komposisi yang berbeda dari material penyusun.
8. Korosi Galvanik
Korosi galvanik adalah korosi yang
terjadi pada dua logam yang berbeda jenis jika di hubungkan. Korosi ini juga
terjadi karena pasangan elektrikal pada dua logam atau paduan logam yang
memiliki perbedaan komposisi. Logam yang lebih anodik akan terkorosi sementara
logam lainnya yang lebih katodik akan terlindungi. Posisi logam pada deret
volta akan menentukan apakan suatu logam lebih anodik atau katodik.
Pengendalian korosi
galvanic adalah :
-
Hindari
pemakaian 2 jenis logam yang berbeda
-
pergunakan
logam yang lebih anodik dengan rasio yang lebih besar dibanding
logam katodik
-
Lapisi pada
pertemuan dua logam yang berbeda jenis
-
Gunakan
logam ketiga yang lebih anodic
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
celah atau menutup celah
-
Mengadakan
proteksi katodik,dengan menempelkan anoda umpan.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar