Mengapa korosi dapat terjadi pada logam

Korosi ini dapat terjadi pada 2 kategori logam yaitu single metallurgy atau 1 jenis logam misalkan besi, aluminium atau tembaga kemudian paduan 2 atau lebih logam yang biasa disebut dengan alloy. Mari kita bahas jenis korosi pada logam yang dapat terjadi pada kedua kategori logam tersebut.

Jenis Korosi Pada Single Metallurgy (1 Jenis Logam)

Korosi umum

Korosi ini terjadi pada permukaan logam yang sering kita jumpai yang menyebabkan logam berubah warna menjadi kecoklatan. Biasanya peralatan yang ada sudah didesain sedemikian rupa untuk mengantisipasi terjadinya korosi ini dengan cara menambah ekstra ketebalan yang dibuat oleh design engineer untuk mengatasi kondisi tersebut atau disebut sebagai corrosion allowance.

Korosi lokal (pitting)

Korosi yang terjadi pada suatu titik atau area kecil permukaan logam. Biasanya bentuknya seperti bopeng-bopeng pada logam yang akhirnya dapat menyebabkan logam menjadi berlubang. Korosi ini bisa lebih berbahaya daripada korosi umum, karena dapat menyebabkan suatu peralatan atau instrumen mengalami kegagalan fungsi.

Korosi akibat abrasi fluida yang mengalir (erosion corrosion)

Korosi ini biasanya terjadi pada pipa-pipa yang dialiri oleh fluida, baik berupa gas maupun cairan yang terjadi secara terus-menerus, dimana kemungkinan fluida tersebut mengandung zat kimia yang bersifat korosif seperti asam dan basa yang dapat menyebabkan terjadinya korosi pada permukaan logam atau yang disebut erosion corrosion.

Korosi di celah-celah sempit (crevice corrosion).

Korosi ini biasanya terjadi pada celah-celah sempit suatu logam misalkan pada ulir baut yang dapat menyebabkan baut menjadi patah ketika diputar.

Jenis Korosi Pada Logam Alloy (Paduan Beberapa Logam)

Korosi putih

Korosi ini disebut korosi putih atau white rust, karena secara visual terlihat berwarna putih. White rust biasanya terjadi pada perpaduan logam yang mengandung seng (zinc) yang terkena zat bersifat alkali atau basa seperti hidrogen dan oksigen sehingga membentuk seng hidroksida yang terlihat seperti jamur-jamur putih.

Korosi galvanik

Korosi galvanik timbul pada dua logam yang dipadukan, dimana dua logam tersebut memiliki deret galvanik yang berbeda. Deret galvanik adalah tingkat kemudahan suatu logam mengalami terjadinya korosi.

Berikut adalah tabel deret galvanik dimana semakin ke bawah artinya logam tersebut semakin mulia dan semakin sulit mengalami terjadinya korosi.

Contohnya adalah baja galvanik yang merupakan perpaduan antara seng (zinc) dan besi (iron). Jika melihat tabel deret galvanik maka logam seng lebih mudah korosi dibandingkan dengan besi karena posisinya lebih ke atas sehingga korosi yang terjadi lebih dahulu pada seng inilah yang disebut dengan korosi galvanik.

Inilah jenis korosi yang dapat terjadi pada logam. Nantikan artikel terbaru berikutnya dari Chemindo Interbuana.

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.

Korosi dapat juga diartikan sebagai serangan yang merusak logam karena logam bereaksi secara kimiaatau elektrokimia dengan lingkungan. Ada definisi lain yang mengatakan bahwa korosi adalah kebalikan dari proses ekstraksi logam dari bijih mineralnya. Contohnya, bijih mineral logam besi di alam bebas ada dalam bentuk senyawa besi oksida atau besi sulfida, setelah diekstraksi dan diolah, akan dihasilkan besi yang digunakan untuk pembuatan baja atau baja paduan.

Selama pemakaian, baja tersebut akan bereaksi dengan lingkungan yang menyebabkan korosi (kembali menjadi senyawa besi oksida). Kecepatan korosi sangat tergantung pada banyak faktor, seperti ada atau tidaknya lapisan oksida, karena lapisan oksida dapat menghalangi beda potensial terhadap elektroda lainnya yang akan sangat berbeda bila masih bersih dari oksida.

Proses Terjadinya Korosi

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:

Ion Fe2+ tersebut kemudian mengalami oksidasi lebih lanjut dengan reaksi:

4Fe+ (aq) + O2 (g) + (4+2n)H2O (l) → 2Fe2O3.nH2O + 8H+ (aq)

Berdasarkan nilai potensial reaksinya, besi merupakan logam yang mudah mengalami korosi. Logam logam lain yang mempunyai nilai potensial elektrode lebih besar dari 0,4 V akan sulit mengalami korosi, sebab dengan potensial tersebut akan menghasilkan Eo reaksi < 0 (negatif) ketika kontak dengan oksigen di udara. Logam logam perak, platina, dan emas mempunyai potensial elektrode lebih besar dari 0,4 V sehingga sulit mengalami korosi.

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.

Jika proses korosi terjadi dalam lingkungan basa, maka reaksi katodik yang terjadi, yaitu :

O2 (g) + 2H2O (l)+ 4e → 4OH- (aq)

Oksidasi lanjut ion Fe2+ tidak berlangsung karena lambatnya gerak ion ini sehingga sulit berhubungan dengan oksigen udara luar, tambahan pula ion ini segera ditangkap oleh garam kompleks hexasianoferat (II) membentuk senyawa kompleks stabil biru. Lingkungan basa tersedia karena kompleks kalium heksasianoferat (III).

Korosi besi realatif cepat terjadi dan berlangsung terus, sebab lapisan senyawa besi (III) oksida yang terjadi bersifat porous sehingga mudah ditembus oleh udara maupun air. Tetapi meskipun alumunium mempunyai potensial reduksi jauh lebih negatif ketimbang besi, namun proses korosi lanjut menjadi terhambat karena hasil oksidasi Al2O3, yang melapisinya tidak bersifat porous sehingga melindungi logam yang dilapisi dari kontak dengan udara luar.

Faktor penyebab korosi

1. Air dan kelembaban udara

Dilihat dari reaksi yang terjadi pada proses korosi, air merupakan salah satu faktor penting untuk berlangsungnya korosi. Udara lembab yang banyak mengandung uap air akan mempercepat berlangsungnya proses korosi.

2. Elektrolit

Elektrolit (asam atau garam) merupakan media yang baik untuk terjadinya transfer muatan. Hal ini mengakibatkan elektron lebih mudah untuk diikat oleh oksigen di udara. Air hujan banyak mengandung asam, sedangkan air laut banyak mengandung garam. Oleh karena itu air hujan dan air laut merupakan penyebab korosi yang utama.

Permukaan logam yang tidak rata

Permukaan logam yang tidak rata memudahkan terjadinya kutub-kutub muatan, yang akhirnya akan berperan sebagai anode dan katode. Permukaan logam yang licin dan bersih akan menyebabkan korosi sulit terjadi, sebab kutub-kutub yang akan bertindak sebagai anode dan katode sulit terbentuk.

3. Terbentuknya sel elektrokimia

Jika dua logam yang berbeda potensial bersinggungan pada lingkungan berair atau lembab, dapat terbentuk sel elektrokimia secara langsung. Logam yang potensialnya lebih rendah akan segera melepaskan elektron ketika bersentuhan dengan logam yang potensialnya lebih tinggi, serta akan mengalami oksidasi oleh oksigen dari udara. Hal tersebut mengakibatkan korosi lebih cepat terjadi pada logam yang potensialnya rendah, sedangkan logam yang potensialnya tinggi justru lebih awet. Sebagai contoh, paku keling yang terbuat dari tembaga untuk menyambung besi akan menyebabkan besi di sekitar paku keling tersebut berkarat lebih cepat.

4. Jenis-jenis bakteri yang berkembang

Fenomena korosi yang terjadi dapat disebabkan adanya keberadaan dari bakteri. Jenis-jenis bakteri yang berkembang yaitu:

1. 1. Bakteri reduksi sulfat. Bakteri ini merupakan bakteri jenis anaerob membutuhkan lingkungan bebas oksigen atau lingkungan reduksi, bakteri ini bersirkulasi di dalam air aerasi termasuk larutan klorin dan oksidiser lainnya, hingga mencapai kondisi ideal untuk mendukung metabolisme. Bakteri ini tumbuh pada oksigen rendah. Bakteri ini tumbuh pada daerah-daerah kanal, pelabuhan, daerah air tenang tergantung pada lingkungannya. Bakteri ini mereduksi sulfat menjadi sulfit, biasanya terlihat dari meningkatnya kadar H2S atau Besi sulfida.Tidak adanya sulfat, beberapa turunan dapat berfungsi sebagai fermenter menggunakan campuran organik seperti pyruvnate untuk memproduksi asetat, hidrogen dan CO2, banyak bakteri jenis ini berisi enzim hidrogenase yang mengkonsumsi hidrogen.
   2. Bakteri oksidasi sulfur-sulfida. Bakteri jenis ini merupakan bakteri aerob yang mendapatkan energi dari oksidasi sulfit atau sulfur. Bebarapa tipe bakteri aerob dapat teroksidasi sulfur menjadi asam sulfurik dan nilai pH menjadi 1. bakteriThiobaccilus umumnya ditemukan di deposit mineral dan menyebabkan drainase tambang menjadi asam.
   3. Bakteri besi mangan oksida. Bakteri memperoleh energi dari osidasi Fe2+ Fe3+ dimana deposit berhubungan dengan bakteri korosi. Bakteri ini hampir selalu ditemukan di Tubercle (gundukan Hemispherikal berlainan) di atas lubang pit pada permukaan baja. Umumnya oksidaser besi ditemukan di lingkungan dengan filamen yang panjang.

Pencegahan Korosi

Prinsip Pencegahan

1. Mencegah kontak dengan oksigen dan/atau air. Korosi 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.

1. 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.

Cara pencegahan korosi

Karat juga bisa terjadi apabila ada dua logam berbeda potensial yang saling bersentuhan dalam lingkungan lembab (berair) karena akan terbentuk sel elektrokimia. Logam yang memiliki potensial rendah akan melepaskan elektron ketika menyentuh logam yang memiliki potensial tinggi dan akan dioksidasi oleh oksigen (udara). Hal ini membuat karat lebih sering terjadi pada logam dengan potensial rendah. Ada beberapa cara mencegah korosi yang dapat dlakukan yaitu: