Slide 1
Proses Difusi dan Lapisan GandaDalam mengukur laju korosi, ada
beberapa tahapan yang harus dianalisis, contohnya pengangkutan
muatan melalui larutan.Bahwa arus dalam larutan diangkut oleh
ion-ionIon mempunyai massa, sehingga gerak ion dapat diukur
(kelajuannya)Kecepatan gerak ion juga menentukan laju reaksi dalam
larutanJika salah satu komponen reaksi berlangsung secara lambat,
maka keseluruhan reaksi berlangsung lambatSehingga cepat/tidaknya
laju reaksi ditentukan oleh reaksi yang paling lambat
Dalam reaksi korosi, tahapan reaksi sampai terbentuk produk
disebut dengan rate determining step (tahapan penentu laju) Dalam
sel korosi, ketika arus kecil. Pengangkutan ion-ion melalui larutan
relatif mudah, proses aktivasi adalah tahapan penentu lajuJika arus
besar, sel membutuhkan muatan lebih besar untuk mengangkut ion (ion
dalam elektrolit tidak mampu membawa ion sendirian)Gerak ion
menjadi lambat, sehingga menjadi tahapan penentu laju. Proses
dikendalikan oleh difusi.
Pada keadaan tanpa arus (anoda dan katoda tidak terhubung),
konsentrasi anion di permukaan adalah c0Ketika anoda dan katoda
dihubungkan, proses korosi terjadi, konsentrasi anion turun menjadi
c di permukaan katodaHal ini disebabkan 2 hal, (i) ada gaya tolak
dari katoda terhadap anion; (ii) anion diangkut oleh elektrolit
menuju anodaPOTENSIAL CAMPURANBatere adalah salah satu sel korosi
yang sempurna, karena bisa menghasilkan arus listrik yang stabil
pada saat dihubungkanAsal batere adalah dari Sel Daniel, yang
terdiri dari tempaga (Cu) dan seng (Zn) yang direndam dalam larutan
garam masing-masingZn Zn2+ + 2e-Cu2+ + 2e- Cu
Menurut persamaan Nernst
= (+0.76 V) + (+0.34 V) = 1.1 voltJika konsentrasi ion = 1 M,
maka
Jika masing-masing logam digambarkan plot E vs log I,
diperoleh
Karena reaksi yang berlangsungZn Zn2+ + 2e-Cu2+ + 2e- CuMaka
potensial campurannya menjadi
Diagram di atas disebut dengan Diagram EvansDiagram ini juga
bisa membuat plot untuk korosi logam tunggal, dengan katoda tentu
saja hidrogen
Diagram Evans banyak berguna untuk analisa galvanic corrosion
dengan mengamati Tafel dari masing-masing logam dan kemudian
menggabungkannya untukm memperoleh mixed potential reaksi
korosinyaMenghitung Laju KorosiDari hasil diagram Tafel, diperoleh
kerapatan arus korosi (icorr) yang berasal dari pertemuan dua garis
singgung reaksi anoda dan katoda, dan garis potensial semu.Secara
teoritis, nilai icorr diperoleh dari
Rp adalah tahanan polarisasi permukaan benda kerja, dinyatakan
dalam kemiringan kurva E/I
B adalah konstanta Tafel, yang besarnya
Sehingga laju korosi diperoleh dari persamaan
Atau bisa dinyatakan dalam Mass loss rate
Nilai EW (equivalent weight) ditabelkan pada ASTM standard
G102
Diagram E/pH (Pourbaix)Ekor yang muncul pada Diagram Evans atau
Tafel plot sebelumnya selalu dihasilkan dari percobaan
laboratorium, baik menggunakan reference hdrogen maupun cell
DaniellTetapi Ekor secara teoritis juga bisa diperkirakan dengan
melihat reaksi-reaksi yang timbul dari logam tersebut.Marcell
Pourbaix membedakan logam dapat terkorosi dan tidak terkorosi
sebagai berikut:Logam dalam keadaan terkorosi bila konsentrasi
ion-ionnya 10-6 MJika dibawah harga tersebut, logam berada dalam
keadaan kebalKemungkinan reaksi korosiReaksi berlangsung cepat/
lambatProduk korosi berbeda-beda tergantung pHProduk korosi larut
dalam elektrolit atau mengendap di permukaan logam sehingga laju
reaksi turunKonsentrasi logam yang sangat kecilPourbaix
mengkorelasikan pH dengan potensial elektroda.Hasilnya berupa bagan
untuk logam dengan kondisi terkorosi, tidak terkorosi atau
mengalami passivasi dalam lingkungan airBagan itu disebut dengan
diagram E/pH atau diagram PourbaixContoh reaksi seng dalam
airKetika seng terkorosi dalam air murni, terdapat 5 reaksi yang
menggambarkan proses korosi dalam air(a) reaksi anoda biasaZn =
Zn2+ + 2e-(b) pembentukan seng hidroksida yang tidak dapat larutZn
+ H2O = Zn(OH)2 + 2H+ + 2e-(c) pembentukan ion Zincate yang dapat
larutZn + H2O = ZnO22- + 4H+ + 2e-Zn(OH)2 + 2H+ = Zn2+ + 2H2O(d)
Pembentukan ion zincate dari seng hidroksidaZn(OH)2 = ZnO22- +
2H+Reaksi-reaksi di atas dipengaruhi oleh perubahan potensial
elektroda (a, b, c) dan dipengaruhi pH (b, c, d, e)Reaksi aReaksi
ini dipengaruhi E sesuai persamaan NernstE = - 0.76 + (0.059/2) log
(10-6)E = - 0.76 0.177 = - 0.937 volt vs SHEPada diagram Pourbaix
dinyatakan dalam garis horisontal pada 0.937 volt.Persamaan di atas
berlaku untuk pH kecilJika pH meningkat, kecenderungan pembentukan
ion hidroksil (OH-) juga semakin besar.Persamaan Nernst
menjadi:
Hasilnya adalah garis b dengan titik perpotongan di garis a
untuk E = - 0.937 V
Titik potong ini juga merupakan awal pembentukan garis d
(vertikal ke atas) yang merupakan batas mulai terbentuk Zn(OH)2Ke
empat wilayah pada diagram Pourbaix tersebut menunjukkan
kemungkinan-kemungkinan produk korosi pada potensial dan pH
tertentuJuga menunjukkan domain-domain adanya reaksi korosi,
passivasi, atau daerah kebalDiagram ini akan sangat membantu
memperkirakan apakah suatu logam akan terkorosi atau tidak di
lingkungan air pada pH tertentu.