inhibitor korosi

Inhibitor

Secara umum inhibitor adalah suatu zat kimia yang dapat menghambat atau memperlambat suatu reaksi kimia. Sedangkan inhibitor korosi adalah suatu zat kimia yang bila ditambahkan kedalam suatu lingkungan, dapat menurunkan laju penyerangan korosi lingkungan itu terhadap suatu logam. Mekanisma penghambatannya terkadang lebih dari satu jenis.

Sejumlah inhibitor menghambat korosi melalui cara adsorpsi untuk membentuk suatu lapisan tipis yang tidak nampak dengan ketebalan beberapa molekul saja, ada pula yang karena pengaruh lingkungan membentuk endapan yang nampak dan melindungi logam dari serangan yang mengkorosi logamnya dan menghasilkan produk yang membentuk lapisan pasif, dan ada pula yang menghilangkan konstituen yang agresif.

Dewasa ini terdapat 6 jenis inhibitor, yaitu inhibitor yang memberikan pasivasi anodik, pasivasi katodik, inhibitor ohmik, inhibitor organik, inhibitor pengendapan, dan inhibitor fasa uap.

Pembahasan mengenai kimia dari inhibitor korosi dapat menyangkut sifat dari inhibitor, interaksi inhibitor dengan berbagai lingkungan yang agresif serta pengaruhnya terhadap proses korosi.

Secara umum korosi dapat digolongkan berdasarkan rupanya, keseragaman atau keserbanekaannya, baik secara mikroskopis maupun makroskopis.

Dua jenis mekanisma utama dari korosi adalah berdasarkan reaksi kimia secara langsung, dan reaksi elektrokimia. Korosoi dapat terjadi didalam medium kering dan juga medium basah. Sebagai contoh korosi yang berlangsung didalam medium kering adalah penyerangan logam besi oleh gas oksigen (O₂) atau oleh gas belerang dioksida (S0₂).

Didalam medium basah, korosi dapat terjadi secara seragam maupun secara terlokalisasi. Contoh korosi seragam didalam medium basah adalah apabila besi terendam didalam larutan asam klorida (HCl). Korosi didalam medium basah yang terjadi secara terlokalisasi ada yang memberikan rupa makroskopis, misalnya peristiwa korosi galvani sistim besi - seng, korosi erosi, korosi retakan, korosi lubang, korosi pengelupasan, serta korosi pelumeran, sedangkan rupa yang mikroskopis dihasilkan misalnya oleh korosi tegangan, korosi patahan, dan korosi antar butir.

Dengan demikian, apabila didalam usaha pencegahan korosi dilakukan melalui penggunaan inhibitor korosi, maka mekanisma dari jenis-jenis korosi diatas sangatlah penting artinya.

Walaupun demikian sebagian korosi logam khususnya besi, terkorosi di alam melalui cara elektrokimia yang banyak menyangkut fenomena antar muka. Hal inilah yang banyak dijadikan dasar utama pembahasan mengenai peran inhibitor korosi.

MEKANISE KERJA INHIBITOR KOROSI

Suatu inhibitor kimia adalah suatu zat kimia yang dapat menghambat atau memperlambat suatu reaksi kimia. Secara khusus, inhibitor korosi merupakan suatu zat kimia yang bila ditambahkan kedalam suatu lingkungan tertentu, dapat menurunkan laju penyerangan lingkungan itu terhadap suatu logam.

Pada prakteknya, jumlah yang di tambahkan adalah sedikit, baik secara kontinu maupun periodik menurut suatu selang waktu tertentu.

Adapun mekanisme kerjanya dapat dibedakan sebagai berikut :

(1) Inhibitor teradsorpsi pada permukaan logam, dan membentuk suatu lapisan tipis dengan ketebalan beberapa molekul inhibitor. Lapisan ini tidak dapat dilihat oleh mata biasa, namun dapat menghambat penyerangan lingkungan terhadap logamnya.

(2) Melalui pengaruh lingkungan (misal pH) menyebabkan inhibitor dapat mengendap dan selanjutnya teradsopsi pada permukaan logam serta melidunginya terhadap korosi. Endapan yang terjadi cukup banyak, sehingga lapisan yang terjadi dapat teramati oleh mata.

(3) Inhibitor lebih dulu mengkorosi logamnya, dan menghasilkan suatu zat kimia yang kemudian melalui peristiwa adsorpsi dari produk korosi tersebut membentuk suatu lapisan pasif pada permukaan logam.

(4) Inhibitor menghilangkan kontituen yang agresif dari lingkungannya.

Berdasarkan sifat korosi logam secara elektrokimia, inhibitor dapat mempengaruhi polarisasi anodik dan katodik. Bila suatu sel korosi dapat dianggap terdiri dari empat komponen yaitu: anoda, katoda, elektrolit dan penghantar elektronik, maka inhibitor korosi memberikan kemungkinan Omenaikkan polarisasi anodik, atau menaikkan polasisasi katodik atau menaikkan tahanan listrik dari rangkaian melalui pembentukan endapan tipis pada permukaan logam. Mekanisme ini dapat diamati melalui suatu kurva polarisasi yang diperoleh secara eksperimentil.

JENIS INHIBITOR DAN MEKANISME KERJANYA

. Inhibitor memasifkan anoda.

Salah satu contoh inhibitor yang memasifkan anoda adalah senyawa-senyawa kromat, misalnya Na₂C₂O₄ ⁼. Salah satu reaksi redoks yang terjadi dengan logam besi adalah:

Oksidasi : 2 Fe + 2 H₂O ----------- Fe₂O₃ + 6 H⁺ + 6e

Reduksi : 2 CrO₄ ⁼ + 10 H⁺ + 6e -------- Cr₂O₃ + 5 H₂O

red-oks : 1 Fe + 2 CrO₄⁼ + 2 H⁺ ------- Fe₂O₃ + Cr₂O₃ + 3 H2O

Padatan atau endapan Fe₂O₃ dan Cr₂0₃ inilah yang kemudian bertindak sebagai pelindung bagi logamnya. Lapisan endapan tipis saja, namun cukup efektif untuk melindungi permukaan logam yang lemah dari serangan zat-zat agresif. Untuk ini diperlukan kontinuitas pembentukan lapisan endapan mengingat lapisan tersebut bisa lepas yang disebabkan oleh adanya arus larutan. Berbagai data penelitian dengan berbagai kondisi percobaan menganggap bahwa Cr(III) nampak dominan pada spesimen yang didukung oleh pembentukan lapisan udara, sementara itu Cr(IV) teramati di daerah luar dari spesimen pengamatan yang didukung oleh suatu lapisan pelindung yang mengandung Cr(III). Ini menunjukkan bahwa terjadinya reduksi Cr(IV) menjadi Cr(III) pada permukaan spesimen. Secara keseluruhan tebal lapisan yang terdiri dari spesimen kromium dan aluminium memperlihatkan lapisan dalam bentuk Cr(IV) memiliki ketebalan sekitar satu per-enam dari tebal lapisan keseluruhan.

Hasil penelitian dengan menggunakan teknik pendar fluor dari adsorpsi sinar x memperlihatkan disagregasi lapisan yang mengandung Cr(IV) sebanding dengan pertumbuhan Cr₂0₃ yang mengisi celah-celah lapisan anodik (dalam hal ini Al₂0₃) diatas permukaan logam Al.

Cara yang sudah lazim tentang studi pembentukan lqpisan pasif pada permukaan logam akibat reaksi antar muka logam dengan inhibitor dapat menggunakan diagram potensial - pH dan secara kinetik dengan menggunakan kurva polarisasi.

Inhibitor jenis Cr0₄ = dan N0₂^- cukup banyak digunakan untuk perlindungan logam besi dam aluminium terhadap berbagai medium korosif. Namun dari studi teoritis maupun eksperimentil, kedua jenis inhibitir tersebut kurang baik digunakan dalam medium yang mengandung H2S dan Cl^-.

Dengan adanya H2S, sebagian dari Cr0₄= bereaksi dengan H₂S yang menghasilkan belerang. Nampaknya Cr₂0₃ yang terbentuk tidak dapat terikat kuat pada logamnya. Sedangkan pada medium Cl^-, terjadi kompetisi reaksi dengan logamnya.

Misalnya ion klorida dapat membentuk kompleks terlarut dengan senyawa Fe (III) yang ada pada permukaan logam besi, sehingga lapisan pelindung Cr₂O₃ -Fe₂0₃ sukar dipertahankan keberadaannya.

Tabel 1 berikut ini merupakan rangkuman tentang penggunaan inhibitor kromat untuk melindungi beberapa jenis logam dalam berbagai lingkungan korosif.

Tabel 1. (dari berbagai Iiteratur).

Konsentrasi efektif dari inhibitir kromat. LOGAM	LINGKUNGAN	INHIBITOR
Al	HNO3 10% H3PO4 H2PO 20% H3PO4 pekat Etanol panas NaCl 3-5% Na-trikloroasetat 50% Tetrahidrofuran,	alkali, kromat 0,1% alkali, kromat 0,1% Na2CrO4 0,5% Na2CrO4 5% K2Cr2O7 Na2CrO4 1% Na2Cr2O7 0,5% Na2CrO4 0,3%
Cu	Tetrahidrofuran,	Na2CrO4 0,3%
Baja	Na – trikloroasetat 50% Tetrahidrofuran	Na2Cr2O7 0,5% Na2CrO4 0,3%

Inhibitor Korosi 

       Inhibitor korosi merupakan suatu zat yang apabila ditambahkan kedalam suatu lingkungan, dapat menurunkan laju penyerangan korosi lingkungan itu terhadap suatu logam.          Inhibitor adalah zat kimia yang bila ditambahkan dalam jumlah yang kecil dalam lingkungan, mampu menghambat reaksi logam dengan lingkungannya. Didalam lingkungan elektrolit netral seperti air umpan boiler dan air pendingin, inhibisi korosi logam dapat dilakukan dengan cara menghambat reaksi anodik dari proses korosi. Reaksi korosi logam dapat dihambat dengan inhibitor jika inhibitor mampu menaikkan potensial korosi logam sampai mendekati potensial kesetimbangannya.

       Dalam lingkungan sistem pendingin penggunaan inhibitor sodium kromat pada logam baja sebanyak 0,1 %, sodium nitrit sebanyak 0,5%, sodium phosphat 1%, sedangkan dalam lingkungan laut penggunaan sodium nitrit dengan konsentrasi 0,5%, dan sodium phosphat 10 ppm (Roberge, 2000). Beberapa pengarang telah mengklasifikasikan inhibitor atas fungsinya, yaitu inhibitor anodik (pasivator), katodik, organik, presipitasi, dan inhibitor fasa uap (Roberge, 2000)

Inhibitor  Pasivator

       Penambahan inhibitor pasivator akan menghambat korosi dengan cara menghambat reaksi anodik melalui pembentukan selaput pasif, namun apabila ditambahkan dalam jumlah yang kurang mencukupi dapat menghasilkan serangan korosi lokal dengan laju penetrasi lebih besar daripada laju korosi tanpa inhibitor, sehingga inhibitor ini  sering disebut inhibitor berbahaya. Inhibitor pasivator dibedakan atas inhibitor oksidator, non oksidator dan pembentukan senyawa tak larut.

       Penambahan inhibitor oksidator kedalam larutan elektrolit akan menggeserkan potensial logam kearah positif dan semakin lama pergeseran tersebut akan semakin tinggi, hal ini menunjukkan bahwa adsorpsi inhibitor mula-mulaterjadi secara fisik tapi kemudian terbentuk ikatan kimia antara inhibitor dan logam yang semakin lama semakin kuat. Dengan naiknya potensial logam akibat penambahan inhibitor  sampai kedaerah potensial  pasivasinya, maka laju pelarutan logam menjadi sangat rendah hal ini disebabkan oleh berkurangnya laju reaksi anodik atau meningkatnya laju reaksi katodik.

       Dalam hal ini pasivasi logam oleh inhibitor oksidator, pengurangan laju korosi logam diakibatkan oleh berkurangnya laju reaksi anodik. Kemampuan anion untuk mempasifkan logam juga dipengaruhi oleh kehadiran ion-ion agresif didalam larutan dan perbandingan konsentrasi antara ion pasivator dan ion agresif. Jika kemampuan adsorpsi ion agresif seperti (Cl^-SO₄^2-, dan NO₃^- untuk baja) lebih besar daripada ion pasivator, maka pasivasi akan terhambat karena adsorpsi ion pasivator tersaingi ion agresif.

Inhibitor Katodik

Inhibitor katodik bekerja dengan memperlambat reaksi katodik atau mengendapkan senyawa-senyawa tak dapat larut kepermukaan katoda yang menyelimuti katoda dari elektrolit dengan mencegah masuknya oksigen. Penambahan inhibitor katodik akan berpengaruh pada reaksi katodik dimana reaksi :

      2H₂O + O₂ + 4e                       4OH^-                                                  

Ion hidroksida kemudian bereaksi dengan ion ferro pada anoda membentuk ferro hidroksida.

            Fe²⁺ + 2OH^-                              Fe(OH)₂                                            

Ferro hidroksida ini dapat bereaksi dengan oksigen dan air membentuk ferri hidroksida dan terdehidrasi membentuk Fe₂O_3.H₂O

            4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O                       4Fe(OH)₃                                 

            2Fe(OH)₃                                             Fe₂O₃.H₂O + 2H₂O                    

2.7.1                                                             Inhibitor Organik    

       Inhibitor organik adalah molekul-molekul organik panjang dengan rantai-rantai samping yang teradsorpsi dan terdesorpsi dari permukaan logam. Molekul-molekul yang besar ini dapat membatasi difusi oksigen kepermukaan atau memerangkap ion-ion logam dipermukaan, memantapkan lapisan ganda, dam mereduksi laju pelarut. Suatu inhibitor organik dapat diklasifikasikan menjadi inhibitor anodik, dan campuran (anodik  dan katodik). Klasifikasi ini berdasarkan pada reaksinya dipermukaan logam dan pengaruhnya terhadap potensial logam. Struktur kimia molekul inhibitor organik memainkan peranan dan sering menentukan kemampuan suatu senyawa untuk menginhibisi korosi suatu logam secara efektif. Efektifitas inhibitor organik telah ditentukan oleh beberapa hal yaitu:

1.        Ukuran molekul organik

2.        Ikatan aromatik atau ikatan kojugasi

3.        Panjang rantai lurus

4.        Kekuatan ikatan ke logam

5.        Jenis dan jumlah atom atau gugus yang terikat dalam molekul

6.        Kemampuan pelapis menjadi padat atau cair, rantai cabang atau rantai lurus

7.        Kemampuan membentuk senyawa dengan atom logam sebagai suatu padatan dengan kisi kristal yang sama dengan logam  tersebut.

       Agar suatu inhibitor bekerja efektif, maka inhibitor harus mudah larut, sehingga inhibitor korosi dapat bekerja secara efektif pada konsentrasi yang sangat rendah dan penjenuhan permukaan minimum. Biasanya inhibitor organik digunakan untuk menginhibisi atau menghambat korosi dengan cara adsorpsi pada permukaan logam. Adsorpsi tergantung pada :

1.        Struktur kimia molekul inhibitor

2.        Komposisi kimia larutan media

3.        Sifat permukaan logam

4.        Potensial elektrokimia pada antar muka logam – larutan

2.7.2                                                              

2.7.3                                                              

2.7.4                                                             Inhibitor Presipitasi

       Inhibitor presipitasi membentuk kompleks tak larut dengan logam atau lingkungan sehingga menutup permukaan logam dan menghambat reaksi anodik dan katodik. Inhibitor yang paling  umum adalah silikat dan phosphat. Sebagai contoh natrium digunakan pada pelunakan air minum untuk mencegah keberadaan korosi air. Dalam sistem air panas yang teraerasi, natrium silikat melindungi logam-logam besi, kuningan dan perunggu. Namun perlindungan tidak selalu memberi hasil yang baik, hal ini tergantung pula pada komposisi air dan temperatur.

2.7.5                                                             Inhibitor Fasa Uap

       Inhibitor fasa uap adalah senyawa yang dipindahkandari suatu ruangan tertutup ketempat berlangsungnya korosi dengan cara menguapkannya. Misalnya untuk boiler, etilendiamin yang dimasukkan kedalam air umpan boiler, dialirkan bersama steam untuk mencegah korosi pada tube kondenser dengan cara menetralkan CO₂ yang asam. Dalam hal ini bagian organik dari molekul inhibitor berfungsi untuk meningkatkan volalitas.

       Inhibitor fasa uap merupakan inhibitor jenis organik yang memiliki tekanan uap sangat tinggi, oleh karena itu bahan-bahan ini dapat digunakan untuk menghambat korosi, karena udara pada metal tanpa menempatkannya secara langsung dengan permukaan logam. Dalam pemakaian inhibitor biasanya ditempatkan disekitar metal yang dilindungi, kemudian secara kondensasi berpindah kepermukaan logam. Inhibitor fasa uap ini biasanya hanya efektif digunakan dalam ruangan tertutup.

2.8 Pemilihan Inhibitor Korosi

       Penelitian tentang inhibitor yang ramah lingkungan telah menjadi perhatian utama dari para peneliti dewasa ini, walaupun masih belum memberikan hasil yang menggembirakan. Pemilihan inhibitor korosi didasarkan atas kondisi lingkungan yang akan dikendalikan, berbeda lingkungan yang ditangani maka berbeda pula inhibitor yang digunakan. Dalam penelitian ini peneliti mengambil alternatif pemanfaatan inhibitor organik sebagai inhibitor korosi. Inhibitor ini bersumber dari ekstrak kulit pohon akasia. Pemilihan ini berdasarkan atas berbagai teori yang menyatakan bahwa ekstrak kulit pohon akasia mengandung senyawa-senyawa organik rantai panjang dapat digunakan sebagai inhibitor.

dalam beberapa kondisi ligkungan. Komposisi kimia dari beberapa ekstrak dedaunan, biji-bijian, buah-buahan mengandung senyawa organik, protein, karbohidrat, fosfor, asam askorbat, tanin, gula, kalsium oksalat, yang ternyata mampu menghambat laju korosi dengan konsentrasi yang kecil. Berikut ini beberapa contoh pengendalian korosif yang disajikan dalam tabel

beberapa sistem yang korosif dan inhibitor yang digunakan.

Sistem (1)	Inhibitor (2)	Logam-logam (3)	Konsentrasi (4)
HCL	Ethylaniline	Fe	0,5%
	Mercaptobenzotriazole	Fe	1%
	Pyridine + Phenyhydrazine	Fe	0,5% + 0,5%
	Rosin amine + Ethylen oxide	Fe	0,2%
Sulfuric	Phenylacridine	Fe	0,5%
Phosporic	Sodium iodine	Fe	200ppm
Asam lain	Thiourea	Fe	0,1%
	Sulfonated castrol oil	Fe	0,5 – 1,0%
	Arsenic oxide	Fe	0,5%
	Sodium arsenate	Fe	0,5%
Air minum	Kalsium bikarbonat	Baja, cast iron	10ppm
	Polyphosphat	Fe, Zn, Cu, Al	5-10ppm
	Kalsium hidroksida	Fe, Zn, Cu	10ppm
	Natrium silikat	Fe, Zn, Cu	10-20ppm
Pendingin	Kalsium bikarbonat	Baja, cast iron	10ppm
	Natrium kromat	Fe, Zn, Cu	0,1%
	Natrium nitrit	Fe	1%
	Natrium phosphat monobasic	Fe	1%
Air laut	Natrium silikat	Zn	10 ppm
	Natrium nitrit	Fe	0,5%
	Kalsium karbonat	Semua	Tergantung pH

Share this post