Laporan Percobaan Korosi Pada Paku

A.    Tujuan

1.      Mengetahui reaksi redoks yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari

2.      Mengetahui korosi pada paku setelah dimasukkan ke zat cair selama satu minggu.

B.     Dasar Teori

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.

Reaksi reduksi oksidasi merupakan reaksi yang disertai pertukaran elektron antara pereaksi, yang menyebabkan keadaan oksidasi berubah. Dari sejarahnya, istilah oksidasi diterapkan untuk proses-proses dimana oksigen diambil oleh suatu zat. Maka reduksi dianggap sebagai proses dimana oksigen diambil dari dalam suatu zat. Kemudian pengangkapan hidrogen juga disebut reduksi, sehingga kehilangan hidrogen harus disebut dengan oksidasi.

Korosi dapat digambarkan sebagai sel galvanik yang mempunyai hubungan pendek dimana beberapa daerah permukaan logam bertindak sebagai katoda dan lainnya sebagai anoda, dan rangkaian listrik dilengkapi oleh aliran elektron menuju besi itu sendiri.

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 merupakan proses elektrokimia yaitu oksidasi besi oleh oksigen yang berasal dari udara dan reduksi oksigen. Pada korosi besi, bagian tertentu dari besi itu berlaku sebagai anode, di mana besi mengalami oksidasi.

Fe(s)<--> Fe₂+(aq) + 2e

Elektron yang dibebaskan di anode mengalir ke bagian lain dari besi itu yang bertindak sebagai katode, di mana oksigen tereduksi.

O₂(g) + 4H+(aq) + 4e <--> 2H₂O(l)

Atau

O₂(g) + 2H₂O(l) + 4e <--> 4OH-(aq)

Ion besi(II) yang terbentuk pada anode selanjutnya teroksidasi membentuk ion besi(III) yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi, yaitu karat besi. Mengenai bagian mana dari besi itu yang bertindak sebagai anode dan bagian mana yang bertindak sebagai katode, bergantung pada berbagai faktor, misalnya zat pengotor, atau perbedaan rapatan logam itu.

Faktor-faktor yang mempengaruhi korosi :

1.       Oksigen

Oksigen berperan dalam proses korosi karena oksigen mengalami reduksi pada bagian besi yang bertindak sebagai katode. Berdasarkan hal ini, maka semakin banyak oksigen di suatu tempat maka akan semakin cepat korosi besi (logam) di dalamnya terjadi.

2.       Air dan kelembaban udara

Seperti halnya oksigen, air juga berperan dalam proses korosi. Semakin sering logam (besi) terkena air, maka akan semakin cepat logam tersebut mengalami korosi. Selain itu, keberadaan uap air di udara yang dinyatakan dengan kelembaban juga mempengaruhi korosi besi. Dalam hal ini, udara yang banyak mengandung uap air (udara yang lembab) akan mempercepat korosi.

3.        Zat elektrolit

Zat-zat elektrolit, terutama asam dan garam merupakan zat yang dapat mempercepat korosi logam. Sebagai contoh, hujan asam dapat memicu proses korosi pada beberapa peralatan yang terbuat dari logam, begitu juga dengan air laut yang mengandung garam dapat memicu terjadinya korosi pada badan kapal yang terbuat dari logam.

C.     Alat dan Bahan

1.      Alat

a.       Gelas plastik kecil

b.      7 buah paku kecil

c.       Kapas

2.      Bahan

a.       H₂O (Aquades)

b.      Air biasa

c.       Minyak goreng

d.      Air mendidih

e.       Cuka

f.       Air garam

g.      Gamping

D.    Cara Kerja

1.      Sediakan 7 gelas plastik kecil

2.      Masukkan sebuah paku ke dalam gelas plastik ke-1.

3.      Masukkan sebuah paku ke dalam gelas plastik ke -2. Ditengah dimasukkan kapas, kemudian di atas kapas letakkan gamping. Tutup mulut gelas plastik dengan kapas.

4.      Masukkan sebuah paku ke dalam gelas plastik ke-3, kemudian tambahkan air hingga seluruh paku terendam.

5.      Masukkkan air ke dalam tabung ke-4 setinggi 5 cm. Panaskan air hingga mendidih selama kira-kira 3 menit untuk menghilangkan udara yang larut didalamnya. Tambahkan minyak kelapa di atas air hingga lapisan setebal ½ cm, untuk mencegah udara masuk.

6.      Masukkan sebuah paku ke dalam gelas plastik ke-5,6,7 masing-masing. Kemudian tuangkan aquades ke dalam gelas platik ke-5,  air garam  ke dalam gelas plastik ke-6 dan air cuka ke dalam gelas plastik ke-7.

7.      Tunggu selama satu minggu.

E.     Hasil Pengamatan

No	Gelas  plastik yang berisi paku dan	Berkarat	Kondisi  Zat Air Setelah satu minggu	Keterangan
1.	Tanpa Air (Paku Saja)	Ya, sedikit	Tidak ada zat cait	Korosi
2.	Air Biasa	Ya	Kuning kecoklatan	Korosi
3.	Kapas+ Gamping	Tidak	Tidak ada zat cair	Tidak Korosi
4.	Air mendidih + minyak	Ya	Kuning kecoklatan di dasarnya	Korosi
5.	Aquades	Ya	Kuning kecoklatan	Korosi
6.	Air garam	Ya	Kuning karat di dasarnya	Korosi
7.	Air cuka	Ya, sedikit	Coklat bening	Korosi

F.      Pembahasan

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. 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.n H₂O, suatu zat padat yang berwarna coklat-merah.

1.      Gelas Plastik yang berisi air biasa dan paku

Setelah paku dimasukkan ke dalam gelas platik berisi air biasa dan paku selama satu minggu paku menjadi berkarat dan  karatnya ada yang mengelupas sehingga airnya menjadi kuning kecoklatan. Dengan demikian paku tersebut  mengalami korosi.

2.      Gelas platik yang  berisi paku

Setelah paku dimasukkan ke dalam gelas platik berisi paku selama satu minggu terjadi perkaratan tetapi hanya sedikit. Dengan demikian paku tersebut mengalami korosi.

3.      Gelas plastik yang berisi air mendidih + minyak dan paku

Setelah paku dimasukkan ke dalam gelas platik berisi air mendidih + minyak dan paku selama satu minggu paku menjadi berkarat dan airnya bewarna kuning kecoklatan di dasarnya. Dengan demikian paku tersebut mengalami korosi.

4.      Gelas platik yang  berisi kapas + gamping dan paku

Setelah paku dimasukkan ke dalam gelas platik berisi kapas + gamping dan paku selama satu minggu tidak terjadi perkaratan. Dengan demikian paku tersebut tidak mengalami korosi.

5.       Gelas platik yang berisi aquades dan paku

Setelah paku dimasukkan ke dalam gelas platik berisi aquades dan paku selama satu minggu paku menjadi berkarat dan karatnya ada yang mengelupas sehingga aquades menjadi bewarna kuning kecoklatan. Dengan demikian paku tersebut mengalami korosi.

6.      Gelas platik yang berisi air garam dan paku

Setelah paku dimasukkan ke dalam gelas platik berisi air garam dan paku

selama satu minggu paku menjadi berkarat dan karatnya ada yang mengelupas sehingga airnya bewarna kuning karat di dasarnya. Dengan demikian paku tersebut mengalami korosi.

7.      Gelas platik yang berisi air cuka dan paku

Setelah paku dimasukkan ke dalam gelas platik berisi air cuka selama dua hari paku berkarat kemudian lama-kelamaan paku bewarna hitam dan mengelupas sehingga air cuka bewarna coklat bening. Pada hari ke 7 paku sedikit ada warna hitam dan air cuka bewarna coklat bening. Dengan demikian paku tersebut mengalami korosi.

G.    Pertanyaan

1.      Dari hasil pengamatan tabung 1 sd 4, sebutkan faktor-faktor yang menyebabkan paku berkarat!

2.      Dengan mengingat bahwa larutan ammonium klorida bersifat asam dan larutan dinatrium hidrogen fosfat bersifat basa, dalam suasana apakah paku akan lebih mudah berkarat?

3.      Sebutkan tiga buah cara untuk mencegah besi berkarat?

H.    Jawaban

1.      Faktor penyebab paku berkarat :

a.       Paku yang dimasukkalan kedalam gelas platik

Paku menjadi berkarat tetapi hanya sedikit. Ini disebabkan karena tidak adanya air atau dalam keadaalam kering tidak lembab. Faktor inilah yang paku lebih lambat berkarat.

b.      Paku yang dimasukkalan kedalam gelas platik yang berisi air biasa

Paku menjadi berkarat, ini disebabkan karena adanya air (lembab) dan oksigen di dalam gelas plastik. Faktor inilah yang menyebabkan paku mudah berkarat.

c.       Paku yang dimasukkalan kedalam gelas platik yang berisi kapas + gamping

Paku tidak  berkarat, ini disebakan karena tidak adanya air (tidak lembat lembab) dan oksigen di dalam gelas plastik. Faktor inilah yang menyebabkan paku tidak mudah berkarat.

d.      Paku yang dimasukkalan kedalam gelas platik yang berisi air mendidih + minyak kelapa

Paku menjadi berkarat, walaupun secara teori tidak berkarat karena air mendidih untuk menghilangkan udara yang larut didalamnya dan minyak kelapa untuk mencegah udara masuk. Tetapi berdasarkan percobaan, paku menjadi berkarat. Kemungkinan ada beberapa kesalahan dalam percobaan sehngga gelas plastik tersebut terdapat uap air (lembab) dan oksigen yang menyebabkan paku berkarat.

e.       Paku yang dimasukkalan kedalam gelas platik yang berisi aquades

Paku menjadi berkarat, ini disebabkan karena adanya air (lembab) dan oksigen di dalam gelas plastik. Faktor inilah yang menyebabkan paku mudah berkarat.

f.       Paku yang dimasukkalan kedalam gelas platik yang berisi air garam

Paku menjadi berkarat, ini disebabkan karena adanya air (lembab) dan oksigen di dalam gelas plastik serta garam merupakan larutan elektolit. Faktor inilah yang menyebabkan paku mudah berkarat.

g.      Paku yang dimasukkalan kedalam gelas platik yang berisi air cuka

Paku menjadi berkarat, ini disebabkan karena adanya air (lembab) dan oksigen di dalam gelas plastik serta cuka bersifat. Faktor inilah yang menyebabkan paku berkarat.

1.       Oksigen

Oksigen berperan dalam proses korosi karena oksigen mengalami reduksi pada bagian besi yang bertindak sebagai katode. Berdasarkan hal ini, maka semakin banyak oksigen di suatu tempat maka akan semakin cepat korosi besi (logam) di dalamnya terjadi. Pada gelas plastik  yang berisi paku kemudian diatasnya diberi kapas + gamping tidak terjadi perkartan karena tidak ada oksigen didalam gelas platik.

2.       Air dan kelembaban udara

Seperti halnya oksigen, air juga berperan dalam proses korosi. Semakin sering logam (besi) terkena air, maka akan semakin cepat logam tersebut mengalami korosi. Selain itu, keberadaan uap air di udara yang dinyatakan dengan kelembaban juga mempengaruhi korosi besi. Dalam hal ini, udara yang banyak mengandung uap air (udara yang lembab) akan mempercepat korosi. Contohnya pada gelas platik yang berisi paku dan air biasa, aquades, air cuka, dan air garam. Sedangkan gelas platik   yang berisi paku kemudian diatasnya diberi kapas + gamping tidak terjadi perkartan karena tidak ada cairan dan tidak lembab.

3.        Zat elektrolit

Zat-zat elektrolit, terutama asam dan garam merupakan zat yang dapat mempercepat korosi logam. Contohnya paku yang dmasukkan ke dalam air garam dan cuka.

2.      Paku akan lebih mudah berkarat dalam suasana larutan ammonium klorida bersifat asam karena larutan asam dapat mempercepat korosi. Ini berdasarkan teori yang menyatakan bahwa asam merupakan larutan elektrolit yang dapat mempercepat korosi.

3.      Cara mencegah besi berkarat

a.     Dicat
Cat menghindarkan kontak besi dengan udara dan air. Sehingga apabila kontak besi dan udara dapt dihindari, maka reaksi perkaratan tidak mungkin terjadi. 

b.     Melumuri dengan oli atau minyak
Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin oli atau minyak mencegah kontak besi dengan air. Penghindaran kontak besi dengan air sama saja artinya dengan menghindarkan dari kontak dengan oksigen pada air, sehingga korosi tidak terjadi. Selain itu, menghindari kontak dengan air juga sama halnya dengan menghindari salah satu faktor penyebab korosi, yaitu kelembapan.

c.      Dibalut dengan plastic
Berbagai macam barang, misalnya rak piring dan kerancang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik mencegah kontak besi udara dan air. Penghindaran kontak besi dengan air sama saja artinya dengan menghindarkan dari kontak dengan oksigen pada air, sehingga korosi tidak terjadi. Selain itu, menghindari kontak dengan air juga sama halnya dengan menghindari salah satu faktor penyebab korosi, yaitu kelembapan.

d.    Tin plating (pelapisan dengan timah)
Biasanya kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi dilapisi dengan timah. Pelapisan dilakukan secara elektrolisis, yang disebut electro plating. Timah tergolong logam yang tahan karat. Besi yang dilapisi timah tidak mengalami korosi karena tidak adanya kontak dengan oksigen (udara) dan air. Akan tetapi, lapisan timah hanya melindungi besi selama lapisan utuh (tanpa cacat). Apabila lapisan timah ada yang cacat, misalnya tergores, maka timah justru mendorong/mempercepat korosi besi. Hal itu terjadi karena potensial reduksi besi lebih negatif daripada timah. Oleh karena itu, besi yang dilapisi timah akan membentuk suatu sel elektrokimia dengan besi sebagai anode. Dengan demikian timah mendorong korosi besi.

e.     Galvanisasi (pelapisan dengan zink)
Pipa besi, tiang telepon, badan mobil, dan berbagai barang lain dilapisi dengan zink. Berbeda dengan timah, zink dapat melindungi besi dari korosi sekalipun lapisannya tidak utuh. Hal itu terjadi karena suatu mekanisme yang disebut perlindungan katode. Oleh karena potensial reduksi besi lebih positif daripada zink, maka besi yang kontak dengan zink akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katode. Dengan demikian, besi terlindungi dan zink yang mengalami oksidasi.

I.       Kesimpulan

Paku yang mengalami perkaratan setelah didiamkan selama satu minggu, maka terjadi korosi. Paku yang mengalami korosi adalah paku yang dimasukkan kedalam  gelas plastik kosong, air biasa, aquades, air garam, air cuka, dan paku yang dimasukkan kedalam air mendidih ditambah minyak kelapa.

Sedangkan paku yang tidak mengalami perkaratan setelah didiamkan selama satu minggu, maka tidak terjadi  korosi. Paku yang tidak mengalami korosi adalah paku yang dimasukkan kedalam gelas plastik yang berisi kapas dan gamping.

Faktor-faktor yang mempengaruhi korosi adalah oksigen, air dan kelembaban udara serta zat elektrolit.

J.       Daftar Pustaka

1.      Buku paket kimia kelas X kurikulum 2013

2.      https://www.coursehero.com/file/44298634/KOROSIdocx/