PBK Kuliah I
description
Transcript of PBK Kuliah I
![Page 1: PBK Kuliah I](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/55cf8de9550346703b8c98c2/html5/thumbnails/1.jpg)
Dosen Ir. Pocut Nurul Alam, MT
![Page 2: PBK Kuliah I](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/55cf8de9550346703b8c98c2/html5/thumbnails/2.jpg)
Materi :1. Pendahuluan2. Prinsip – prinsip Korosi3. Pengukuran Laju orosi4. Pengendalian Korosi
Referensi :1. DA Jones, “Principles and Prevention of
Corrosion”, 2. Mars G. Fontana, “Corossion Engineering”
![Page 3: PBK Kuliah I](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/55cf8de9550346703b8c98c2/html5/thumbnails/3.jpg)
KOROSI
KEHIDUPAN MANUSIA
PERALATAN RUMAH TANGGA
AUTOMOTIVE
PESAWAT
PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK
PABRIK KIMIA
STRUKTUR BETON
DLL
![Page 4: PBK Kuliah I](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/55cf8de9550346703b8c98c2/html5/thumbnails/4.jpg)
Proses degradasi Material akibat berinteraksi dengan Lingkungan
![Page 5: PBK Kuliah I](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/55cf8de9550346703b8c98c2/html5/thumbnails/5.jpg)
PHYSICALCHEMICAL
ELECTROCHEMICAL
CORROSION RESISTANCE
THERMODYNAMIC
METALLURGICAL
![Page 6: PBK Kuliah I](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/55cf8de9550346703b8c98c2/html5/thumbnails/6.jpg)
Iklim/cuaca Chemical
Rural : Pegunungan, Pedesaan Urban : Perkotaan Industri Laut
Bahan - bahan Kimia
![Page 7: PBK Kuliah I](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/55cf8de9550346703b8c98c2/html5/thumbnails/7.jpg)
Terjadi Perubahan Sifat Logam yaitu :- Sifat Mekanik turun : Kekuatan, Kekerasan , ductile (keuletan) dll.- Sifat Fisika berubah : Konduktivitas elektrik, sifat magnetik, melting point, dll
![Page 8: PBK Kuliah I](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/55cf8de9550346703b8c98c2/html5/thumbnails/8.jpg)
Proses apa yang terjadi : ?????
Berarti ada suatu reaksi Reaksi yang terjadi adalah : reaksi
antara material (logam/paduan) dengan Lingkungan
Reaksi pada Korosi :- Reaksi Kimia- Reaksi Elektrokimia
![Page 9: PBK Kuliah I](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/55cf8de9550346703b8c98c2/html5/thumbnails/9.jpg)
Korosi tidak terjadi hanya pada logam saja, tetapi bisa juga terjadi pada material lainnya.
Umumnya korosi yang dipelajari hanya pada material yang terbuat dari logam beserta paduannya.
Korosi pada Logam dapat di bagi 2 (dua) yaitu:
1. Korosi Aqueous/Korosi Aquatik2. Korosi Temperatur Tinggi
![Page 10: PBK Kuliah I](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/55cf8de9550346703b8c98c2/html5/thumbnails/10.jpg)
Interaksi dengan lingkungan melalui reaksi elektrokimia.
Terjadi pada suhu kamar.
Berarti pada reaksi ini terjadi reaksi yang melibatkan ?????- elektron- perpindahan - katoda- anoda- elektrolit
![Page 11: PBK Kuliah I](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/55cf8de9550346703b8c98c2/html5/thumbnails/11.jpg)
Prinsip Korosi berdasarkan proses elektrokimia melibatkan katoda dan anoda yang dikontakkan dengan suatu elektrolit
Larutan Aqueous dapat berperan sebagai elektrolit dan merupakan lingkungan yang sering menimbulkan problem korosi.
![Page 12: PBK Kuliah I](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/55cf8de9550346703b8c98c2/html5/thumbnails/12.jpg)
![Page 13: PBK Kuliah I](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/55cf8de9550346703b8c98c2/html5/thumbnails/13.jpg)
Reaksi Oksidasi logam menjadi kation : M Mn+ + ne
Reaksi Reduksi Lingkungan :2 H+ + 2e- H2 Hidrogen
Evolusi O2 + 2H2O + 4e- 4OH-
Netral /BasaO2 + 4H+ + 4e- 2H2O Asam
![Page 14: PBK Kuliah I](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/55cf8de9550346703b8c98c2/html5/thumbnails/14.jpg)
Contoh : Korosi yang terjadi antara Zn & HClZn + 2HCl ZnCl2 + H2 (1)
Seng bereaksi dengan larutan asam membentuk Seng Klorida dan melepaskan gelembung (bubble) hidrogen pada permukaan.
Reaksi pembentukan ion adalah :Zn + 2H+ + 2Cl- Zn2+ + 2Cl- + H2 Penghilangan Cl- reaksinya menjadi :Zn + 2H+ Zn2+ + H2 (2)
![Page 15: PBK Kuliah I](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/55cf8de9550346703b8c98c2/html5/thumbnails/15.jpg)
Reaksi (2) dapat ditulis menjadi :Zn Zn2+ + 2e Reaksi anodik
(3) 2H+ + 2e H2 Reaksi katodik
(4)
Reaksi (3) disebut dengan oksidasi dimana bilangan oksidasi Zn meningkat 0 +2 (melepaskan elektron)
Reaksi (4) disebut dengan reduksi dimana bilangan oksidasi Hidrogen berkurang dari +1 0 (menerima elektron)
![Page 16: PBK Kuliah I](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/55cf8de9550346703b8c98c2/html5/thumbnails/16.jpg)
![Page 17: PBK Kuliah I](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/55cf8de9550346703b8c98c2/html5/thumbnails/17.jpg)
Dari Gambar 1.1 menjelaskan bahwa :- Pelarutan logam (3) melepaskan elektron dari bulk logam berpindah ke permukaan
dimana bereaksi dengan ion H+ dalam larutan membentuk H2 (4) - Air diperlukan sebagai elektrolit pembawa ion.- Reaksi korosi di dalam air di nyatakan dengan reaksi pelepasan elektron oleh logam (reaksi anodik), dapat dikurangi dengan menurunkan potensial dengan elektron berlebih, seperti proteksi katodik pada pipeline, offshore oil drilling structure, steel hot water tanks.
![Page 18: PBK Kuliah I](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/55cf8de9550346703b8c98c2/html5/thumbnails/18.jpg)
Reaksi Anodik :M Mn+ + ne-
Contoh : Fe Fe2+ + 2e-
Ni Ni2+ + 2e-
Al Al3+ + 3e-
Reaksi Katodik : Reduksi ion hidrogen dalam larutan asamReaksi reduksi ion yang teroksidasi dalam larutan reaksi redoks Ion ferri ion ferro Fe3+ + e- Fe2+ atau Sn4+ + 2e- Sn2+ Reduksi Oksigen terlarut dalam suasana netral dan asam :
O2 + 2H2O + 4e- 4OH-
O2 + 4H+ + 4e- 2H2O
Reduksi Air : 2H2O + 2e- H2 + 2OH-
![Page 19: PBK Kuliah I](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/55cf8de9550346703b8c98c2/html5/thumbnails/19.jpg)
Reaksi Oksidasi : Meningkatkan bilangan oksidasiSpesi yang teroksidasi disebut dengan reduktorReaksi reduksi menurunkan bilangan oksidasiSpesi yang tereduksi disebut oksidatorTempat reaksi oksidasi Anoda (-)Tempat reaksi reduksi Katoda (+)Contoh :
1. Fe Fe2+ + 2e- Eº = -0.44 volt 2H+ + 2e 2H+ Eº = 0 volt
2. Cu Cu2+ + 2e- Eº = + 0.34 volt2H+ + 2e 2H+ Eº = 0 volt
Fe akan terkorosi, sedangkan Cu tidak, untuk terjadi korosi Eº anoda harus lebih kecil dari Eº (reaksi oksidasi < reaksi reduksi)
![Page 20: PBK Kuliah I](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/55cf8de9550346703b8c98c2/html5/thumbnails/20.jpg)
![Page 21: PBK Kuliah I](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/55cf8de9550346703b8c98c2/html5/thumbnails/21.jpg)
Korosi pada larutan aqueous terjadi karena pada antarmuka ada beda potensial listrik sehingga terjadi reaksi perpindahan muatan atau elektron yang melibatkan kerja elektrik
Terjadi perubahan energi bebas yaitu energi bebas elektrokimia
Reaksi elektrokimia (redoks) yang melibatkan elektron (e-) aliran listrik
Hubungan antara energi kimia energi Listrik
∆G = - nFE energi kimia = energi listrik
![Page 22: PBK Kuliah I](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/55cf8de9550346703b8c98c2/html5/thumbnails/22.jpg)
Terjadi pada temperatur (suhu) Tinggi T ≥ 400oC
Reaksi yang terjadi antar material dengan gas dan dapat disertai dengan difusi dalam fasa padat seperti proses karborisasi, metal dusting dll.
Reaksi yang terjadi adalah reaksi kimia Contoh : M + H2O MO + H2
Reaksi tetap reaksi redoks tetapi tidak ada terjadi perpindahan elektron
![Page 23: PBK Kuliah I](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/55cf8de9550346703b8c98c2/html5/thumbnails/23.jpg)
Pada korosi suhu tinggi (suhu dimana H2O sudah bersifat seperti gas)Interaksi : Reaksi antar logam (termasuk paduan) dengan :- komponen-komponen gas- komponen dalam lelehan garam yang bereaksi adalah kerak oksida yang
kita harapkan protektif dengan lelehan garam.
- dengan lelehan logam lainmisalnya : membentuk ikatan
intermetallic
![Page 24: PBK Kuliah I](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/55cf8de9550346703b8c98c2/html5/thumbnails/24.jpg)
Pada korosi suhu tinggi terjadi : Logam menipis Sifat mekanik berubah Misal akibat : - karburisasi/dekarburisasi
- nitridasi Terbentuk kerak hasil interaksi dengan
lingkungan yang :
- bersifat protektif
- bersifat tidak protektif
![Page 25: PBK Kuliah I](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/55cf8de9550346703b8c98c2/html5/thumbnails/25.jpg)
Laju degradasi cepat Membentuk produk reaksi yang titik
lelehnya lebih rendah Membentuk produk yang volatile Produknya porous dan retak.
![Page 26: PBK Kuliah I](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/55cf8de9550346703b8c98c2/html5/thumbnails/26.jpg)
Turbin gas Industri Heat treatment Proses Pengolahan Mineral & Metallurgi Industri Kimia Pengilangan Minyak Ceramic Pembakaran Batubara dsb
![Page 27: PBK Kuliah I](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/55cf8de9550346703b8c98c2/html5/thumbnails/27.jpg)
Oksidasi logam Sulfidasi Nitridasi Karburisasi/dekarburisasi Korosi akibat logam berinterkasi dengan
halogen Korosi dalam lelehan garam Garam
Na2SO4
Ash/Salt Deposit Corrosion Akibat interaksi dengan lelehan logam lain
![Page 28: PBK Kuliah I](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/55cf8de9550346703b8c98c2/html5/thumbnails/28.jpg)
Metal dusting : korosi yang disebabkan karburisasi yang sangat cepat
Penambahan paduan Menaikkan temperatur dan menambahkan H2O Penambahan H2S Pengaturan komposisi lingkungan untuk
mengendalikan korosi logam secara termodimika
![Page 29: PBK Kuliah I](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061509/55cf8de9550346703b8c98c2/html5/thumbnails/29.jpg)