KOROSI ELEKTROKIMIAWI (KOR) · PDF fileKorosi di pabrik kimia dapat menyebabkan kerugian yang besar, ... adalah proteksi katodik, proteksi anodik dan penambahan inhibitor. Prinsip

MODUL PRAKTIKUM

LABORATORIUM INSTRUKSIONAL TEKNIK KIMIA

KOROSI ELEKTROKIMIAWI

(KOR)

Koordinator LabTK

Dr. Pramujo Widiatmoko

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2016

LABORATORIUM INSTRUKSIONAL PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FTI - ITB

MODUL KOROSI ELEKTROKIMIAWI (KOR)

KOR – 2016/PW 2

Kontributor:

Dr. Isdiriayani Nurdin, Dr. Hary Devianto, Dr. Ardiyan Harimawan, Robby Sukma

Dharmawan, Jeffrey Pradipta W


FTI - ITB


KOR – 2016/PW i

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI ............................................................................................................................... i

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................................. ii

DAFTAR TABEL .................................................................................................................... iii

BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................................... 1

BAB II TUJUAN DAN SASARAN PERCOBAAN................................................................. 2

2.1. Tujuan Percobaan............................................................................................................ 2

2.2. Sasaran Percobaan .......................................................................................................... 2

BAB III RANCANGAN PERCOBAAN .................................................................................. 3

3.1. Perangkat dan Alat Ukur ................................................................................................. 3

3.2. Bahan/Zat Kimia ............................................................................................................. 3

3.3. Kondisi Percobaan .......................................................................................................... 3

3.3.1. Variabel yang Dibuat Tetap ......................................................................................... 3

3.3.2. Variabel yang Divariasikan.......................................................................................... 4

3.3.3. Variabel Terikat ........................................................................................................... 4

3.4. Rangkaian Alat................................................................................................................ 4

BAB IV PROSEDUR KERJA ................................................................................................... 5

4.1. Persiapan ......................................................................................................................... 5

4.4. Percobaan Inti ................................................................................................................. 6

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................ 7

LAMPIRAN

LAMPIRAN A TABEL DATA MENTAH

LAMPIRAN B PROSEDUR PERHITUNGAN

LAMPIRAN C SPESIFIKASI LITERATUR


FTI - ITB


KOR – 2016/PW ii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Rangkaian Alat ....................................................................................................... 4

Gambar 2. Diagram Alir Percobaan ......................................................................................... 6

Gambar 3. Hasil percobaan (a) Fe-Zn (b) Fe-Cr .................................................................... 10


FTI - ITB


KOR – 2016/PW iii

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Tabel Data Pengamatan............................................................................................... 9

Tabel 2. Potensial Standar Beberapa Logam .......................................................................... 11


FTI - ITB


KOR – 2016/PW 1

BAB I

PENDAHULUAN

Korosi merupakan peristiwa kerusakan material akibat interaksi dengan lingkungannya.

Peristiwa korosi dapat terjadi pada peralatan industri yang terbuat dari logam dan terpapar

berbagai lingkungan agresif. Korosi di pabrik kimia dapat menyebabkan kerugian yang besar,

mulai dari kerusakan peralatan, proses produksi terhenti selama perbaikan peralatan yang

terkorosi, kebocoran bahan baku/produk antara/produk akhir yang berpotensi bahaya bagi

lingkungan maupun para pekerja pabrik yang bersangkutan. Oleh sebab itu, proses korosi

perlu dipelajari agar dapat ditentukan cara yang tepat untuk mengendalikannya.

Secara alami, logam di lingkungan oksidatif cenderung teroksidasi. Kecenderungan tersebut

dinyatakan sebagai potensial kesetimbangan standar reaksi reduksi/oksidasi kation-logam.

Perbandingan kemudahan/kecenderungan teroksidasi/terkorosi berbagai logam dinyatakan

dalam deret potensial standar (electromotive force, emf-series).

Ada beberapa metoda pengendalian korosi yang dapat diterapkan pada peralatan pabrik yang

terbuat dari logam. Metoda pengendalian korosi yang menggunakan dasar ilmu elektrokimia

adalah proteksi katodik, proteksi anodik dan penambahan inhibitor. Prinsip kerja proteksi

katodik dan proteksi anodik adalah perubahan potensial logam untuk mengurangi laju korosi

yang sebanding dengan arus listrik yang mengalir. Sedangkan penambahan inhibitor

bertujuan untuk mengurangi luas permukaan aktif anoda ataupun katoda.


FTI - ITB


KOR – 2016/PW 2

BAB II

TUJUAN DAN SASARAN PERCOBAAN

2.1. Tujuan Percobaan

Praktikum ini dilakukan dengan tujuan untuk memahami proses korosi elektrokimiawi logam

beserta metode pengendaliannya.

2.2. Sasaran Percobaan

Dari praktikum ini diharapkan dapat diidentifikasi:

1. Diagram potensial – arus (diagram Evans) dari pasangan elektroda tertentu dalam

larutan tertentu, serta penentuan fungsi masing-masing logam sebagai katoda atau

anoda

2. Proses pengendali korosi yang bersangkutan (kendali anodik, katodik, atau campuran)

3. Pengaruh variasi luas permukaan katoda atau anoda dan variasi konsentrasi elektrolit

terhadap laju korosi.


FTI - ITB


KOR – 2016/PW 3

BAB III

RANCANGAN PERCOBAAN

3.1. Perangkat dan Alat Ukur

Perangkat dan alat ukur yang digunakan untuk melaksanakan percobaan ini adalah:

a. Gelas kimia 500 mL

b. Elektroda pelat baja karbon, aluminium, tembaga, dan stainless steel masing-masing

dengan luas permukaan 0,25 (0,5 x 0,5) cm2 dan 25 (5 x 5) cm

2

c. Tahanan variabel 0 – 10 k

d. Amperemeter

e. Voltmeter

f. Kabel tembaga

g. Elektroda standar Cu/CuSO4 jenuh

h. Labu Takar 1000 mL

i. Pipet ukur 5-10 mL (sesuai kebutuhan)

j. Corong

3.2. Bahan/Zat Kimia

Berikut adalah bahan dan zat kimia yang diperlukan:

a. H2SO4 Pekat 98%

b. Padatan KOH/NaOH

c. Aqua dm

d. CuSO4

e. Isolator Tape

3.3. Kondisi Percobaan

Kondisi percobaan terdiri dari variabel percobaan yang dibuat tetap dan variabel percobaan

yang diubah.

3.3.1. Variabel yang Dibuat Tetap

a. Tekanan udara ruang (660 – 700 mmHg)

b. Temperatur ruang (23 – 28 oC)


FTI - ITB


KOR – 2016/PW 4

c. Volume elektrolit (250 mL)

d. Jarak antar elektroda (1 cm)

e. Jenis elektroda dan elektrolit

3.3.2. Variabel yang Divariasikan

a. Jenis dan konsentrasi elektrolit (larutan H2SO4 dan larutan NaOH dengan berbagai

macam variasi konsentrasi)

b. Pasangan jenis elektroda (baja karbon, aluminium, tembaga, stainless steel)

c. Perbandingan luas permukaan elektroda (luas anoda/luas katoda : 1/1, 1/25, 25/1)

3.3.3. Variabel Terikat

a. Arus

b. Beda potensial elektroda (katoda dan anoda)

3.4. Rangkaian Alat

Rangkaian alat yang digunakan dalam percobaan ini dapat dilihat pada Gambar 1. Rangkaian

tersebut berupa rangkaian intensiostatik dengan variasi tahanan.

Gambar 1. Rangkaian Alat


FTI - ITB


KOR – 2016/PW 5

BAB IV

PROSEDUR KERJA

Langkah kerja praktikum modul korosi elektrokimiawi terdiri dari dua langkah utama, yaitu :

1. Persiapan

a. Penyiapan Elektroda

b. Pembuatan Larutan Elektrolit

c. Perangkaian Alat

2. Percobaan Inti

Meliputi pembuatan diagram Evans dan analisis.

4.1. Persiapan

a. Penyiapan Elektroda

Dua buah elektroda (sesuai dengan penugasan) beserta elektroda standar Cu

dibersihkan dengan menggunakan kertas abrasif mulai dari grade terendah hingga

1200 CW di bawah alir mengalir. Kemudian elektroda tersebut dicuci dengan aqua

dm dan dikeringkan sebelum digunakan dalam percobaan.

b. Pembuatan Larutan Elektrolit

Langkah pembuatan elektrolit bergantung pada jenis elektrolit yang digunakan (sesuai

penugasan).

i. Larutan H2SO4

Larutan H2SO4 dibuat dengan mengambil sejumlah volume H2SO4 dengan

menggunakan pipet ukur dan filler. Larutan tersebut kemudian dimasukkan ke

dalam sejumlah air dalam gelas kimia 500 mL. Larutan H2SO4 dimasukkan ke

dalam aqua dm secara perlahan. Kemudian masukkan larutan ke dalam labu

takar dan tambahkan aqua dm hingga larutan mencapai tanda batas.

INGAT : Masukkan H2SO4 ke dalam air, bukan sebaliknya!

ii. Larutan KOH/NaOH

Padatan KOH/NaOH ditimbang sesuai dengan kebutuhan. Padatan tersebut

kemudian dimasukkan ke dalam gelas kimia berisi sejumlah air. Larutan KOH

dimasukkan ke dalam labu takar dan ditambah aquua dm hingga larutan

mencapai tanda batas.


FTI - ITB


KOR – 2016/PW 6

c. Perangkaian Alat

Alat dirangkai seperti rangkaian alat yang diperlihatkan dalam Gambar 1.

4.4. Percobaan Inti

Catat tegangan sel dan arus listrik ketika tahanan variabel diset sama dengan nol. Setelah itu,

arus dikecilkan dengan cara memperbesar tahanan variabel sedikit demi sedikit. Lakukan

perubahan tahanan sel beberapa kali hingga arus tidak lagi terbaca oleh amperemeter. Catat

arus dan tegangan sel setiap kali mengubah tahanan. Setelah itu, alurkan hasil percobaan

sebagai diagram Evans. Diagram alir percobaan diperlihatkan pada Gambar 2.

Mulai

Persiapan Alat

Gosok Elektroda dengan kertas abrasif secara bertahap

Gosok Elektroda standar dengan kertas abrasif secara

bertahapPipet Sejumlah H2SO4 96%

Bilas dengan aqua dmIsi tabung dengan larutan

CuSO4 jenuhTambahkan ke dalam sejumlah

aqua dm dalam gelas kimia

Tambahkan aqua dm hingga tanda batas labu takar

Rangkai Alat

Set tahanan = 0

Baca V & I awal

Variaskan Tahanan

Baca V & I

Selesai

Bacaan i ke-n?

Gambar 2. Diagram Alir Percobaan


FTI - ITB


KOR – 2016/PW 7

DAFTAR PUSTAKA

Jean Besson et Jacques Guitton, 1972, Manipulations d’electrochimie, introduction a la

theorie et a la pratique de la cinetique electrochimique, Paris: MASSON & CIE.

Jones, D.A., 1992, Principles and Prevention of CORROSION, Macmillan Publishing

Company.

Prentice, G., 1991, Electrochemical Engineering Principles, Prentice-Hall International, Inc.


FTI - ITB


KOR – 2016/PW 8

LAMPIRAN


FTI - ITB


KOR – 2016/PW 9

LAMPIRAN A

TABEL DATA MENTAH

Contoh dari tabel pengamatan yang digunakan selama percobaan adalah sebagai berikut.

CONTOH

Run ke :

Elektroda 1 (luas) :

Elektroda 2 (luas) :

Jenis & Konsentrasi Elektrolit :

Tabel 1. Tabel Data Pengamatan

I (mA) V1 (mV) V2 (mV)


FTI - ITB


KOR – 2016/PW 10

LAMPIRAN B

PROSEDUR PERHITUNGAN

Gambar 6 menunjukkan diagram Evans yang diperoleh dari percobaan. Dalam kedua kasus

dengan pasangan elektroda Fe-Zn dan Fe-Cr, korosi terkendali oleh reaksi katodik.

Perhatikan bahwa pada kasus Fe – Cr, arus maksimum 0,23 mA terpusat pada anoda Fe

seluas 0,03 cm2 sehingga menghasilkan korosi sumuran dalam yang mengkhawatirkan.

Sebaliknya, dengan pasangan Fe – Zn, arus sebesar 0,12 mA terbagi pada anoda Zn seluas 25

cm2. Korosi yang terjadi pada pasangan elektroda ini adalah korosi merata. Oleh karena itu,

pengurangan tebal elektroda akibat korosi berjalan sangat lambat.

Gambar 3. Hasil percobaan (a) Fe-Zn (b) Fe-Cr

Pada kondisi percobaan dengan penutupan 50% luas permukaan katodik ataupun anodik,

terjadi perubahan laju korosi yang ditandai dengan turunnya arus. Hasilnya dapat dilihat pada

Gambar 6 dengan garis putus-putus.

Dari diagram Evans hasil percobaan dapat diketahui:

a. Tipe reaksi korosi : kendali katodik / kendali anodik

b. Logam yang berfungsi sebagai katoda dan yang berfungsi sebagai anoda

c. Laju korosi maksimum, dihitung dari ianodik max (= Imax/luas anoda) menggunakan

rumus Faraday (

)


FTI - ITB


KOR – 2016/PW 11

LAMPIRAN C

SPESIFIKASI LITERATUR

C.1. Deret Potensial Standar

Tabel 2. Potensial Standar Beberapa Logam

Reaksi ½ sel Potensial standar (V)

Au3+

+ 3e- Au +1,420

O2 + 4H+ + 4e

- 2H2O +1,229

Pt2+

+ 2e- Pt +1,2

Ag+ + e

- Ag +0,800

Fe3+

+ e- Fe

2+ +0,771

O2 + 2H2O + 4e- 4(OH

-) +0,401

Cu2+

+ 2e- Cu +0,340

2H+ + 2e

- H2 0,000

Pb2+

+ 2e- Pb -0,126

Sn2+

+ 2e- Sn -0,136

Ni2+

+ 2e- Ni -0,250

Co2+

+ 2e- Co -0,277

Cd2+

+ 2e- Cd -0,403

Fe2+

+ 2e- Fe -0,440

Cr3+

+ 3e- Cr -0,744

Zn2+

+ 2e- Zn -0,763

2H2O + 2e- H2 + 2(OH

-) -0,828

Al3+

+ 3e- Al -1,662

Mg2+

+ 2e- Mg -2,363

Na+ + e

- Na -2,714

K+ + e

- K -2,924

C.2. Konduktivitas Elektrik Logam

Cari konduktivitas logam yang digunakan! (Sesuai dengan penugasan)


FTI - ITB


KOR – 2016/PW 12

LAMPIRAN D

LEMBAR KENDALI KESELAMATAN KERJA

No Bahan Sifat Bahan Tindakan Penanggulangan

1 Asam

sulfat

(H2SO4)

Sangat korosif

Berbahaya

apabila terhirup

Berbahaya

apabila kontak

dengan kulit

Apabila kontak

dengan kulit

akan

menyebabkan

luka bakar

Dapat

menyebabkan

iritasi

pernafasan

Sangat beracun

Berbahaya pada

lingkungan

akuatik

Titikdidih 270°C

Wujud cairan tak

berwarna

Berat molekul

98,08 g/mol

Bau : Berkarakter

sedikit

Kelarutan di

dalam air : Larut,

menimbulkan

panas ( reaksi

eksotermis )

Terhirup :

Segera berobat. Bilas dengan

air secepatnya. Apabila sulit

untuk bernafas segera beri

oksigen. Jangan

menggunakan pernafasan dari

mulut ke mulut.

Tertelan :

Tidak perlu dimuntahkan.

Apabila korban dalam

keadaan sadar berikan 2 – 4

gelas susu atau air. Segera

bawa ke dokter.

Terkena Kulit :

Apabila terkena kulit atau

rambut segera basuh dengan

sabun dan air selama 15

menit. Kemudian cari

pengobatan

Terkena mata :

Apabila terkena mata basuh

dengan air mengalir kurang

lebih selama 30 menit, jangan

biarkan korban mengusap

dan merapatkan mata.

Kerjakan di dalam lemari

asam

2 Tembaga

(II)

Sulfat

(CuSO4)

Tidak berbau

Menyebabkan

iritasi kulit,

mata, saluran

pernafasan dan

pencernaan,

serta kerusakan

organ-organ

dalam

Titikdidih 150°C

Wujud padatan

Berat molekul

249,69 g/mol

Jika terhirup, segera pergi ke

ruang terbuka

Terkena mata: Periksa dan

lepaskan jika ada lensa

kontak. Dalam kasus kontak,

segera basuh mata dengan

air mengalir sekurang-

kurangnya 15 menit. Air

dingin dapat digunakan.

Dapatkan perawatan medis.

Terkena Kulit: Dalam kasus

kontak, segera siram kulit

dengan banyak air. Tutup

kulit yang teriritasi dengan

suatu emolien.


FTI - ITB


KOR – 2016/PW 13

Bersihkan sepatu yang

terkena bahan sebelum

digunakan kembali.

Dapatkan perawatan medis.

3 Air Berat molekul

18,02 g/mol

Titik didih

100°C

Massa jenis 1

gr/cm3

Specific gravity

: 1

pH : 7

Titikdidih : 100 oC

Titikleleh : 0 oC

Tidak terbakar

Tidak berbau

Tidakberwarna

Segera lap dengan kain

kering jika bahan tumpah

Kecelakaan yang mungkin terjadi Penanggulangan

Praktikan tergelincir tumpahan bahan Tangani bahan-bahan dengan hati-hati khususnya

untuk Asam sulfat (H2SO4), dan panggil pengurus

laboratorium jika tidak mengerti untuk

membersihkannya.

Perlengkapan keselamatan kerja

Sarung tangan Jaslab Masker Goggle

Prosedur Keselamatan Kerja

1. Pengecekan Alat dan Bahan

Pastikan alat berada dalam kondisi baik dan tidak rusak

Pastikan bahan-bahan yang diambil benar dan tertutup rapat

2. Percobaan

Pastikan rangkaian yang disusun sudah sesuai dengan percobaan

Segera lap jika bahan tumpah

3. Pasca Percobaan

Pastikan semua peralatan telah dimatikan dan kabel listrik dicabut

Pastikan meja dan lantai bersih dari tumpahan bahan

Asisten Pembimbing Koordinator Lab TK

Documents

KOROSI ELEKTROKIMIAWI (KOR) · PDF fileKorosi di pabrik kimia dapat menyebabkan kerugian yang besar, ... adalah proteksi katodik, proteksi anodik dan penambahan inhibitor. Prinsip