I.
Tujuan
· Mengamati perubahan/perkaratan besi
· Mengamati proses oksidasi dan reduksi yang terjadi pada besi
II. Dasar Teori
Besi
merupakan logam yang menempati urutan kedua dari logam-logam yang umum terdapat
pada kerak bumi. Besi cukup reaktif, besi bila dibiarkan di udara terbuka untuk
beberapa lama mengalami perubahan warna yang lazim disebut perkaratan besi. Proses perubahan besi menjadi besi berkarat merupakan
reaksi redoks yang melibatkan oksigen :
Korosi atau perkaratan logam merupakan proses oksidasi sebuah logam dengan
udara atau elektrolit lainnya, dimana udara atau elektrolit akan mengami
reduksi, sehingga proses korosi merupakan proses elektrokimia. Korosi dapat
terjadi oleh air yang mengandung garam, karena logam akan bereaksi secara
elektrokimia dalam larutan garam (elektrolit). Pada proses elektrokimianya akan
terbentuk anoda dan katoda pada sebatang logam.Contoh korosi yang paling lazim
adalah perkaratan besi. Korosi dapat juga diartikan sebagai serangan yang
merusak logam karena logam bereaksi secara kimia atau 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).
Faktor yang berpengaruh terhadap korosi dapat dibedakan
menjadi dua, yaitu yang berasal dari bahan itu sendiri dan dari lingkungan.
Faktor dari bahan meliputi kemurnian bahan, struktur bahan, bentuk kristal,
unsur-unsur kelumit yang ada dalam bahan, teknik pencampuran bahan dan
sebagainya. Faktor dari lingkungan meliputi tingkat pencemaran udara, suhu,
kelembaban, keberadaan zat-zat kimia yang bersifat korosif dan sebagainya.
Bahan-bahan korosif (yang dapat menyebabkan korosi) terdiri atas asam, basa
serta garam, baik dalam bentuk senyawa an-organik maupun organik. Penguapan dan
pelepasan bahan-bahan korosif ke udara dapat mempercepat proses korosi. Udara
dalam ruangan yang terlalu asam atau basa dapat mempercepat proses korosi
peralatan elektronik yang ada dalam ruangan tersebut.
Deret Volta dan hukum Nernst akan membantu untuk dapat mengetahui kemungkinan terjadinya korosi.
Kecepatan korosi sangat tergantung pada banyak faktor, seperti ada atau
tidaknya lapisan oksida, karena lapisan oksida dapat menghalangi beda potensial terhadap elektrodalainnya yang akan sangat
berbeda bila masih bersih dari oksida.
III.
Alat dan Bahan
Alat :
- Gelas piala 250 mL
- Cawan petri
- Paku beton ukuran sama besar
- Stopwatch
Bahan:
- Larutan NaCl 0,5 M
- Agar-agar berwarna putih
- Fenolftalein
- K3(Fe(CN)6) 0,5 M
- NaOH 0,5 M
- HCl 0,5 M
- Alumunium
· Aquadest
IV.
Cara Kerja
V. Hasil Pengamatan
Tabel
Perlakuan Terhadap Paku Beton Berukuran Sama
Waktu
|
Agar-agar
(kontrol)
|
Kontrol
+Fenolftalein
(PP)
|
Kontrol +
K3(Fe(CN)6)
0,5 M
|
Kontrol+
NaCl 0,5M
|
Kontrol +
NaOH 0,5 M
|
Kontrol + HCl
0,5 M
|
30 menit
|
§Paku
belum korosi
§Warna
agar-agar tetap sama dan telah mengeras
|
§Paku
belum korosi
§Beberapa bagian agar-agar berubah berwarna pink dan telah mengeras
|
§Paku
sedikit korosi
§Beberapa bagian
agar-agar berubah berwarna biru kehijauan
dan telah mengeras
|
§Paku
belum korosi
§Warna
agar-agar tetap sama dan telah mengeras
|
§Paku
belum korosi
§Warna
agar-agar tetap sama dan belum mengeras
|
§Paku
sangat sedikit korosi
§Warna
agar-agar tetap sama dan telah mengeras
|
1 jam
|
§Paku
belum korosi
§Warna
agar-agar tetap sama dan telah mengeras
|
§Paku
belum korosi
§Beberapa bagian agar-agar berubah berwarna pink dan telah mengeras
|
§Permukaan
paku sudah korosi
§Agar-agar berubah berwarna biru kehijauan
dan telah mengeras
|
§Paku
belum korosi
§Warna
agar-agar tetap sama dan telah mengeras
|
§Paku
belum korosi
§Warna
agar-agar tetap sama dan belum mengeras
|
§Permukaan
paku sedikit korosi
§Warna
agar-agar tetap sama dan telah mengeras
|
2 jam
|
§Paku
belum korosi
§Warna
agar-agar tetap sama dan telah mengeras
|
§Paku
sangat sedikit korosi
§Beberapa bagian agar-agar berubah berwarna pink dan telah mengeras
|
§Paku
sudah korosi seluruhnya
§Agar-agar berubah berwarna biru kehijauan
dan telah mengeras
|
§Paku
sedikit korosi
§Warna
agar-agar tetap sama dan telah mengeras
|
§Paku
sedikit korosi
§Warna
agar-agar tetap sama dan telah mengeras
|
§Paku
sudah korosi sebagian
§Warna
agar-agar tetap sama dan telah mengeras
|
24 jam
|
§Paku
sangat sedikit korosi
§Warna
agar-agar tetap sama dan telah mengeras
|
§Paku
sedikit korosi
§Beberapa bagian agar-agar berubah warna putih dan telah mengeras
|
§Paku
sangat korosi seluruhnya
§Agar-agar berubah berwarna biru kehijauan
dan telah mengeras
|
§Paku
sudah korosi
§Warna
agar-agar tetap sama dan telah mengeras
|
§Paku
korosi sebagian
§Warna
agar-agar tetap sama dan telah mengeras
|
§Paku
sudah korosi seluruhnya
§Warna
agar-agar tetap sama dan telah mengeras
|
Urutan terjadinya tingkat korosi pada paku beton dengan berbagai perlakuan
:
Kontrol+K3(Fe(CN)6)>Kontrol+HCl>Kontrol+NaCl>Kontrol+NaOH>Kontrol+PP>Kontrol
VI. Pembahasan
Pada praktikum kali ini,
praktikan melakukan proses korosi besi dengan menggunakan paku beton dengan
ukuran sama besar yang diberikan berbagai perlakuan dengan tujuan mengamati
perubahan atau perkaratan besi serta mengamati proses oksidasi dan reduksi yang
terjadi pada besi. Perlakuan yang diberikan terhadap paku beton ini diantaranya
dicelupkan kedalam agar-agar sebagai kontrol, dicelupkan kedalam Fenolftalein,
NaOH 0,5, NaCl 0,5 M, K3(Fe(CN)6) 0,5 M, dan HCl 0,5 M
dengan pengamatan selama 30 menit, 1jam, 2 jam, dan 24 jam.
Terlebih dahulu,
dipanaskan 210 mL aquadest dalam gelas piala 250 mL sampai mendidih. Lalu
ditambahkan satu bungkus agar-agar putih ke dalamnya sambil diaduk hingga
larut. Hal ini dikarenakan agar-agar tidak larut dalam air dingin. Agar-agar
yang digunakan pada percobaan ini berfungsi sebagai medium indikator, selain
itu juga digunakan untuk mengetahui tempat-tempat reaksi anoda dan katoda
terjadi.
Setelah mendidih
dituangkan agar-agar tersebut kedalam cawan petri yang telah diisi paku beton
ukuran sama besar sebanyak 35 mL dimasing-masing cawan petri sampai paku
tercelup seluruh permukaannya dengan 3,6 mL Fenolftalein, NaOH 0,5, NaCl 0,5 M,
K3(Fe(CN)6) 0,5 M, dan HCl 0,5 dimasing-masing cawan
petri. Pada cawan pertama yang berisi agar-agar digunakan sebagai kontrol dalam
percobaan ini. Cawan kedua berisi kontrol yang ditambahkan fenolftalein. Cawan
ketiga berisi kontrol yang ditambahkan K3(Fe(CN)6). Cawan keempat berisi kontrol yang ditambahkan
NaCl. Cawan kelima berisi kontrol yang ditambahkan NaOH. Cawan keenam berisi
kontrol yang ditambahkan HCl.
Dalam kurun waktu
pengamatan selama 30 menit, 1jam, 2 jam dan 24 jam pada cawan pertama yang
hanya berisi agar-agar reaksi pengaratan besi berlangsung sangat lama. Korosi
yang terjadi sangat sedikit dan warna agar-agar tetap sama dan telah
mengeras. Pada cawan kedua yang berisi
Kontrol +Fenolftalein (PP) paku
sedikit korosi. Beberapa bagian agar-agar berubah warna merah muda.
Warna merah muda pada agar-agar disebabkan adanya PP (fenolftalein) pada adonan
agar-agar. Warna ini merupakan suatu indikator yang menunjukkan tempat
terjadinya reaksi reduksi dari H2O. H2O tereduksi
menghasilkan ion OH- yang dapat berinteraksi dengan penofthalein
membentuk warna merah muda. Warna merah tersebut menunjukkan
terjadinya reduksi pada karat dan menyebabkan sedikit
terjadinya korosi. Pada cawan ketiga yang berisi Kontrol + K3(Fe(CN)6)
0,5 M mengalami korosi tercepat dibanding cawan yang lain. Pada agar-agar
terbentuk warna biru kehijauan yang dominan dibagian diseluruh permukaan paku.
Warna biru ini merupakan kompleks berwarna dari reaksi besi dengan [Fe(CN)6]4+.
Reaksi ini menandakan bahwa diseluruh permukaan paku terjadi reaksi oksidasi
dari Fe menjadi Fe3+. Ion Fe3+ membentuk kompleks
pewarnaan biru prusia saat bereaksi dengan [Fe(CN)6]4+.
Pada cawan keempat yang kontrol + NaCl. NaCl merupakan larutan elektrolit.
Kontak dengan elektrolit dapat mempercepat korosi karena elektrolit memberikan
pengaruh, seperti jembatan garam sehingga mobilitas elektron akan makin tinggi
dan korosi akan berjalan lebih cepat. Pengaratan
yang terbentuk disekitar paku berwarna kuning muda. Warna kuning muda ini
menandakan bahwa besi yang terkandung dalam paku dioksidasi menjadi Fe3+. Dalam
larutan, ion Fe3+ berwarna kuning muda. Pada cawan kelima
berisi kontrol + NaOH mengalami korosi yang sedikit dan hanya terjadi di
sebagian permukaan paku saja. Hal ini karena potensial korosi dalam suasana
asam lebih besar dari suasana basa.
Pada saat pengamatan dalam selang waktu 30
menit hingga 2 jam agar-agar yg berisi NaOH paling lama mengalami pengerasan.
Hal ini dikarenakan konsentrasi NaOH yang digunakan tinggi yaitu 15%.
Pada
cawan keenam yang berisi kontrol+HCl paku sudah mengalami korosi seluruhnya.
Hal ini karena potensial korosi dalam suasana asam lebih besar dari suasana
basa sehingga reaksi korosi akan lebih cepat berlangsung dalam lingkungan asam.
Selain itu, pada reaksi suasana asam diperoleh hasil karat besi dan ion H+
yang mempercepat korosi selanjutnya.
VII. Kesimpulan
·
Urutan terjadinya tingkat korosi pada paku beton dengan berbagai perlakuan
:
Kontrol+K3(Fe(CN)6) > Kontrol+HCl >
Kontrol+NaCl > Kontrol+NaOH > Kontrol+PP > Kontrol.
·
Faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya korosi diantaranya : tingkat
keasaman, kontak dengan elektrolit, keadaan logam besi itu sendiri, keaktifan
logam, dan kontak dengan logam lain.
·
Fungsi NaCl berfungsi sebagai jembatan garam.
VIII. Daftar Pustaka
Chalid,Sri Yadial.2007.Penuntun Praktikum Kimia Anorganik.Jakarta
: Fakultas Sains dan
Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
Svehla, G., 1990, Buku Teks
Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro. Jakarta : PT.
Kalman Media Pustaka .
Trethewey, K. R., dan Camberlain, J., 1991, Korosi. Jakarta :
PT. Gramedia Pustaka Utama.
http://id.wikipedia.org diakses pada 23 Oktober 2011
pukul 20.56 WIB.
http://www.chem-is-try.org diakses pada 23 Oktober 2011 pukul
21.20 WIB.
http://www.scribd.com diakses
pada 23 Oktober 2011 pukul 22.00 WIB.
IX. Lampiran
PERTANYAAN
1. Apa
tanda-tanda telah terjadi proses redoks pada percobaan ini?
2. Tuliskan reaksi
redoks yang terjadi!
3. Sebutkan
reagen-reagen apa saja yang dapat meleburkan logam Fe?
4. Senyawa apa saja
yang terdapat pada besi komersial?
Jawaban
1. Besi berubah menjadi
besi (III) oksida yaitu merupakan karat besi
2. Fe(s) → Fe2+(aq) +
2e (x2)
O2(g) +
4H+(aq) + 4e → 2H2O(l)
4
Fe2+(aq)+ O2 (g) + (4 + 2x) H2O(l) → 2 Fe2O3x
H2O + 8 H+(aq)
3. Reagen yang dapat
meleburkan logam Fe adalah K3Fe(CN)6, HCl dan NaCl
4. Besi komersial merupakan
campuran besi dan karbon. tambahan unsur Karbon ( C ) sampai dengan 1.67%
(maksimal). Dimana kandungan karbon ( C ) mempengaruhi kekerasan baja,
Disamping itu, baja mengandung unsure campuran lain yang disebut paduan,
misalnya Mangan ( Mn ), Tembaga (Cu), Silikon ( Si ), Belerang ( S ), dan Posfor
( P )