My Playlist



Selasa, 06 November 2012

ELEKTROLISIS DAN KOROSI


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
gambar_9_11
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.
gambar_9_12
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 :
http://wiwinwibowo.files.wordpress.com/2012/03/koros1-1.png?w=460                                                                                                 Gambar Proses Korosi
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:

Poskan Komentar