Korosi adalah hasil yang sangat umum dari reaksi elektrokimia antara bahan dan zat di lingkungan mereka. Kemampuan proses elektrokimia untuk memecah senyawa menjadi unsur-unsur atau untuk membuat senyawa baru dapat merusak dan juga produktif.
Sering kali, Anda mungkin menemukan logam di rumah atau di mana pun, yang cenderung kehilangan kilau atau ditutupi dengan lapisan berwarna coklat kehitaman. Pernah merenungkan lapisan apa yang menutupi logam Anda?
Lapisan coklat kehitaman yang menutupi permukaan logam ini dikenal sebagai Korosi. Ini bukan definisi teknis Korosi, tetapi makna awam tentang itu. Jadi, apa arti Korosi dan apa metode pencegahannya? Mari kita lihat.
Pengertian Korosi
Korosi adalah masalah berbahaya dan sangat mahal. Karena itu, bangunan dan jembatan bisa runtuh, saluran pipa minyak putus, kebocoran pabrik kimia, dan banjir kamar mandi. Kontak listrik yang terkorosi dapat menyebabkan kebakaran dan masalah lainnya, implan medis yang terkorosi dapat menyebabkan keracunan darah, dan polusi udara telah menyebabkan kerusakan korosi pada karya seni di seluruh dunia. Korosi mengancam pembuangan limbah radioaktif yang aman yang harus disimpan dalam wadah selama puluhan ribu tahun.
Beberapa logam yang kita gunakan dalam kehidupan kita sehari-hari mudah ditempa, kuat, dan ulet. Jadi, ketika kita menggunakan logam ini, mereka terkena lingkungan. Dengan berlalunya waktu, mereka kehilangan kilau dan ditutupi dengan lapisan berwarna pada mereka. Beberapa dari logam ini bahkan kehilangan kekuatannya dan menjadi rapuh atau lemah.
Ini terjadi karena interaksi kimia antara logam dan lingkungannya. Jadi, penghancuran logam secara spontan akibat interaksi dengan lingkungan disebut korosi. Ini biasanya terjadi pada permukaan yang terbuka. Jika lapisan atas logam terkorosi, permukaan bagian dalam logam juga akan terbuka. Sebagai akibatnya, ini cenderung berlanjut hingga bagian dalam logam. 3 jenis Korosi yang paling umum adalah General Attack, Localized, dan Galvanic Corrosion.
Jenis korosi yang paling umum dihasilkan dari reaksi elektrokimia. Korosi umum terjadi ketika sebagian besar atau semua atom pada permukaan logam yang sama teroksidasi, merusak seluruh permukaan. Sebagian besar logam mudah teroksidasi: mereka cenderung kehilangan elektron karena oksigen (dan zat lain) di udara atau di dalam air. Ketika oksigen berkurang (memperoleh elektron), ia membentuk oksida dengan logam.
Ketika reduksi dan oksidasi terjadi pada berbagai jenis logam yang saling bersentuhan, prosesnya disebut korosi galvanik. Dalam korosi elektrolitik, yang paling sering terjadi pada peralatan elektronik, air atau uap air lainnya terperangkap di antara dua kontak listrik yang memiliki tegangan listrik yang diterapkan di antara keduanya. Hasilnya adalah sel elektrolitik yang tidak diinginkan.
Ambil struktur logam seperti Patung Liberty. Itu terlihat kuat dan permanen. Namun, seperti hampir semua benda logam, ia dapat menjadi tidak stabil karena bereaksi dengan zat-zat di lingkungannya dan memburuk. Kadang-kadang korosi ini tidak berbahaya atau bahkan bermanfaat: patina kehijauan yang menutupi kulit tembaga patung melindungi logam di bawahnya dari kerusakan cuaca. Di dalam patung, bagaimanapun, korosi menyebabkan kerusakan serius selama bertahun-tahun. Rangka besi dan kulit tembaga bertindak seperti elektroda sel galvanik besar, sehingga hampir setengah dari kerangka telah berkarat pada tahun 1986, peringatan seratus tahun patung itu.
Contoh Korosi
Beberapa contoh korosi yang paling umum adalah:
- Menipiskan perak
- Besi ditutup dengan lapisan berwarna cokelat yang rapuh
- Kuningan dan tembaga ditutupi dengan deposit berwarna hijau
- Permukaan aluminium menjadi kusam dan kehilangan sinarnya
Cara Pencegahan Korosi
Ada beberapa cara untuk melindungi logam dari korosi. Di sini kita akan membahas beberapa metode yang paling umum digunakan.
Dengan lapisan permukaan
Anda dapat mencegah korosi logam dengan melapisi permukaannya menggunakan salah satu dari yang berikut:
Dengan mengoleskan minyak, oli, cat atau pernis pada permukaan. Dengan melapisi / menyimpan lapisan tipis dari logam lain yang tidak menimbulkan korosi. Misalnya, Anda dapat mencegah permukaan besi dari korosi dengan menempatkan lapisan tipis kromium, seng atau nikel di atasnya. Demikian pula, kuningan atau tembaga dapat dilindungi dengan melapisinya dengan lapisan timah tipis. Di negara kita, pengerasan kuningan adalah praktik yang sangat umum.
Dengan menghubungkan logam ke logam yang lebih elektropositif. Anda juga dapat mencegah dengan menghubungkan logam ke logam yang lebih elektropositif. Selama logam yang lebih elektropositif hadir, logam yang diberikan tidak akan terkorosi. Misalnya, Anda dapat melindungi besi dari korosi dengan menghubungkannya ke balok / plat seng atau magnesium. Metode perlindungan ini dikenal sebagai perlindungan katodik.
Dengan membentuk fosfat tidak larut atau lapisan kromat. Metode pencegahan ketiga adalah dengan merawat permukaan logam dengan asam fosfat. Ini membentuk lapisan fosfat tidak larut pada permukaan yang melindungi logam dari korosi. Anda juga dapat membentuk lapisan kromat tipis untuk mencegah logam dari korosi.
Perlindungan alami
Beberapa logam memperoleh kepasifan alami, atau ketahanan terhadap korosi. Ini terjadi ketika logam bereaksi dengan, atau merusak oksigen di udara. Hasilnya adalah film oksida tipis yang menghalangi kecenderungan logam untuk menjalani reaksi lebih lanjut. Patina yang terbentuk pada tembaga dan pelapukan bahan patung tertentu adalah contohnya. Perlindungan gagal jika film tipis rusak atau dihancurkan oleh tekanan struktural – di jembatan, misalnya – atau dengan goresan. Dalam kasus-kasus seperti itu, bahan dapat ditanggulangi, tetapi jika itu tidak mungkin, hanya bagian-bagian dari benda yang terkorosi. Maka kerusakannya seringkali lebih buruk karena terkonsentrasi di situs-situs ini.
Korosi yang berbahaya dapat dicegah dengan berbagai cara. Arus listrik dapat menghasilkan film pasif pada logam yang biasanya tidak memilikinya. Beberapa logam lebih stabil di lingkungan tertentu daripada yang lain, dan para ilmuwan telah menemukan paduan seperti stainless steel untuk meningkatkan kinerja dalam kondisi tertentu. Beberapa logam dapat dirawat dengan laser untuk memberi mereka struktur non-kristal, yang tahan korosi. Dalam galvanisasi, besi atau baja dilapisi dengan seng yang lebih aktif; ini membentuk sel galvanik di mana seng terkorosi daripada besi. Logam lain dilindungi oleh pelapisan logam dengan logam lembam atau pasif. Pelapis non-logam – plastik, cat, dan minyak – juga dapat mencegah korosi.
Mekanisme Korosi
Beberapa teori telah dikemukakan untuk menjelaskannya selama periode waktu tertentu. Namun, pandangan modern yang dikenal dengan teori elektrokimia tampaknya lebih praktis. Mari kita pahami teori ini dengan bantuan contoh karat besi.
Air yang mengandung oksigen dan karbon dioksida bertindak sebagai elektrolit dan membantu dalam aliran elektron. Pembentukan karat pada permukaan besi terjadi melalui langkah-langkah berikut.
(i) Di wilayah anodik
Besi yang bersentuhan dengan air membentuk anoda dan teroksidasi menjadi Fe2 +.
Wilayah anodik:
Fe(s) →Fe2+(aq) + 2e– E0 Fe2+ /Fe = –0.44 V
Elektron yang dilepaskan bergerak ke bagian lain dari lembaran besi. Bagian lembaran besi ini berfungsi sebagai katoda.
(ii) Di wilayah katodik
Pada bagian katodik ini dari permukaan, oksigen di hadapan ion H + (diproduksi karena ionisasi molekul air) akan berkurang dengan membentuk H2O.
Wilayah katodik: O2(g) + 4H+(aq) + 4e– →2H2O(l) EoO2/H+,H2O = +1.23 V
Reaksi keseluruhan sel lokal adalah jumlah dari reaksi katodik dan anodik.
Reaksi sel keseluruhan: 2Fe(s) + O2(g) + 4H+(aq) →2Fe2+(aq) + 2H2O(l) E0 cell = 1.67 V
Ion Fe2 + bergerak melalui air di permukaan lembaran besi. Adanya elektrolit (mis., Natrium klorida, SO2, CO2, dll.) Dalam air membantu dalam membawa lebih banyak arus melalui sel lokal pada permukaan besi. Meningkatnya aliran arus meningkatkan laju korosi. Ion-ion Fe2 + selanjutnya dioksidasi oleh oksigen atmosfer menjadi Fe3 +, dan membentuk besi terhidrasi (III) oksida, dinyatakan sebagai Fe2O3.xH2O. Besi oksida terhidrasi disebut karat.
4Fe2+ (aq) + O2(g) + 4H2O(l) → 2Fe2O3(s) + 8H+
Fe2O3(s) + xH2O (l) → Fe2O3.xH2O karat
Ion H + yang dihasilkan dalam reaksi di atas membantu lebih lanjut dalam karat besi. Kotoran hadir dalam zat besi juga meningkatkan karat dengan menetapkan sejumlah sel terlokalisasi. Besi murni tidak berkarat.