SEMINAR MATA KULIAH KIMIA
FKIP UNRI PRODI PENDIDIKAN KIMIA
OLEH
ZAKIYAH JAMIL/0505113498
BAB I
PENDAHULUAN
Korosi adalah peristiwa rusaknya bahan, terutama bahan logam. Orang awam menyebutnya sebagai karatan. Korosi biasa menyerang bahan-bahan logam yang terpasang dalam suatu struktur bangunan, instalasi pabrik, pipa penyalur minyak, pipa penyalur air, tangki bahan upaya bakar, badan mobil, pagar, dan sebagainya. Jika proses pengrusakan bahan logam terpasang ini tidak mendapatkan antisipasi atau tidak dikendalikan niscaya akan mengakibatkan kerugian yang sangat besar. (Sudrajat dan Ilim. 2006)
Di negara-negara maju seperti Amerika, Eropa, dan Jepang perhatian terhadap bahaya korosi sudah terbilang sangat baik. Perusahaan perusahaan di negara-negara ini sudah menganggarkan lebih dari 10% investasinya untuk menanggulangi korosi. Hal ini mereka lakukan karena mereka telah melakukan perhitungan secara cermat untung dan ruginya jika masalah korosi ini diperhatikan atau tidak. Di Indonesia, badan-badan usaha milik negara seperti Pertamina sudah cukup baik perhatiannya dalam mengantisipasi korosi ini. Tetapi badan-badan atau perusahaan-perusahaan lain, masih menunjukkan kurang peduli terhadap masalah ini. Hal ini dapat dilihat dari sering terjadinya peristiwa yang menyebabkan hilangnya nyawa seperti kecelakaan pesawat terbang, kecelakaan kereta api, termasuk ambruknya atap kereta, kecelakaan kapal laut, ambruknya jembatan, dan masih banyak contoh peristiwa mengerikan lainnya.
Korosi terjadi oleh karena banyak sebab yang saling terkait. Secara kimia korosi terjadi karena adanya kontak antara bahan dengan lingkungan. Teknologi bahan saat ini telah banyak mengembangkan perhatiannya kepada masalah korosi. Artinya sekarang sudah tersedia jenis-jenis bahan yang lebih tahan terhadap korosi pada lingkungan tertentu. Tetapi ini baru merupakan salah satu cara antisipasi terhadap korosi. Antisipasi terhadap korosi atau lebih dikenal dengan istilah proteksi adalah segala upaya untuk membuat bahan lebih awet. Perusahaan yang sudah faham terhadap bahaya korosi tidak akan hanya melakukan proteksi tunggal atau single protection dalam upayanya mengantisipasi korosi.
Pengendalian korosi biasanya merupakan serangkaian pekerjaan yang terpadu, antara lain:
Perancangan geometris alat atau benda kerja
Pemilihan bahan yang sesuai dengan lingkungan
Pelapisan dengan bahan lain lain untuk mengisolasi bahan dari lingkungan, atau coating
Pemberian bahan kimia pada media mengalir yang dapat menghambat korosi, atau inhibisi
Proteksi katodik yaitu memasok arus negatif ke badan benda kerja agar terhindar dari reaksi oksidasi oleh lingkungan
Inspeksi rutin terhadap kinerja semua upaya proteksi yang dilakukan Pemeliharaan kebersihan. (Sudrajat dan Ilim. 2006)
Proses pencegahan korosi dapat dilakukan, diantaranya dengan pelapisan pada permukaan logam, perlindungan katodik, penambahan viagra cialis online pharmacy pharmacy korosi dan lain-lain. Sejauh ini, penggunaan inhibitor merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk mencegah korosi, karena biayanya yang relatif murah dan prosesnya yang sederhana.
Karena pentingnya masalah tentang pengendalian korosi ini, maka penulis akan membahas tentang “Nikotin sebagai Alternatif Inhibitor Korosi” pada makalah ini.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Korosi
Korosi atau secara awam dikenal sebagai pengkaratan merupakan suatu peristiwa kerusakan atau penurunan kualitas suatu bahan logam yang disebabkan oleh terjadi reaksi dengan lingkungan. Biasanya proses korosi logam berlangsung secara elektrokimia yang terjadi secara simultan pada daerah anoda dan katoda yang membentuk rangkaian arus listrik tertutup. Korosi merupakan pembebasan oksidatif yang terjadi pada suatu luas permukaan logam. (Atkins. 1999)
Korosi jauh lebih ekstensif berlansung jika besi kontak dengan oksigen dan air (Oxtoby, dkk. 1988). Kemudian dalam K.R Trethewey & Jchamberlain (1991) korosi adaah degradasi atau penurunan mutu logam akibat reaksi elektrokimia dengan lingkungannya.
Gambar.1 perkaratan pada besi/logam
Korosi secara kimia adalah reaksi oksidasi logam, terutama besi, oleh oksigen di udara. Reaksi yang terjadi adalah : 2H+ + 2H2O + O2 + 3Fe ® 3Fe2+ + 4OH- + H2
Ion Fe+2 yang dihasilkan kemudian dioksidasi lebih lanjut menjadi Fe3+ dan akhirnya membentuk karat, yakni F2O3 xH2O. (Sudrajat dan Ilim. 2006)
Korosi merupakan masalah teknis dan ilmiah yang serius. Di negara-negara maju sekalipun, masalah ini secara ilmiah belum tuntas terjawab hingga saat ini. Selain merupakan masalah ilmu permukaan yang merupakan kajian dan perlu ditangani secara fisika, korosi juga menyangkut kinetika reaksi yang menjadi wilayah kajian para ahli kimia.
2.1.1 Prinsip
Proses Elektrokimia
a. Anoda: Fe(s) ® Fe2+ + 2e
Katoda: 2 H+ + 2 e- ® H2
2 H2O + O2 + 4e- ® 4OH-
b. 2Fe2+(aq) + O2(g) + (6+X)H2O(l) ® Fe2O3 . xH2O + 4H3O+(aq) ion Fe2+ yang terbentuk di anoda berpindah ke katoda, yang selanjutnya dioksidasi oleh O2 menjadi derajat oksidasi +3 yang kemudian membentuk karat Fe2O3 . xH2O.
Proses Oksidasi Logam
2.1.2 Faktor yang berpengaruh1. Kelembaban udara2. Elektrolit3. Zat terlarut pembentuk asam (CO2, SO2)4. Adanya O25. Lapisan pada permukaan logam6. Letak logam dalam deret potensial reduksi
2.1.3 Mencegah Korosi
1.Dicat2. Dilapisi logam yang lebih mulia3. Dilapisi logam yang lebih mudah teroksidasi4. Dicampur dengan logam lain
2.2 Inhibitor
Inhibitor korosi sendiri didefinisikan sebagai suatu zat yang apabila ditambahkan dalam jumlah sedikit ke dalam lingkungan akan menurunkan serangan korosi lingkungan terhadap logam. (Trethewey,KR & Chamberlain, J. 1991).
Umumnya inhibitor korosi berasal dari senyawa-senyawa organik dan anorganik yang mengandung gugus-gugus yang memiliki pasangan elektron bebas, seperti nitrit, kromat, fospat, urea, fenilalanin, imidazolin, dan senyawa-senyawa amina. Namun demikian, pada kenyataannya bahwa bahan kimia sintesis ini merupakan bahan kimia yang berbahaya, harganya lumayan mahal, dan tidak ramah lingkungan, maka sering industri-industri kecil dan menengah jarang menggunakan inhibitor pada sistem pendingin, sistem pemipaan, dan sistem pengolahan air produksi mereka, untuk melindungi besi/baja dari serangan korosi. Untuk itu penggunaan inhibitor yang aman, mudah didapatkan, bersifat biodegradable, biaya murah, dan ramah lingkungan sangatlah diperlukan.
Proses pencegahan korosi dapat dilakukan, diantaranya dengan pelapisan pada permukaan logam, perlindungan katodik, penambahan inhibitor korosi dan lain-lain. Sejauh ini, penggunaan inhibitor merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk mencegah korosi, karena biayanya yang relatif murah dan prosesnya yang sederhana. (Sudrajat dan Ilim. 2006)
2.3 Nikotin
Nikotin adalah sebuah senyawa kimia organik, sebuah alkaloid yang ditemukan secara alami di berbagai macam tumbuhan seperti tembakau. (Fessenden & Fessenden. 1982)
Nikotin merupakan komponen psikoaktif di dalam daun tembakau dan bersifat adiktif. Struktur senyawa nikotin dapat dilihat sebagai berikut :
Gambar.2 Struktur Nikotina (Fessenden & Fessenden. 1982)
"Back to Nature (kembali ke alam)" merupakan istilah yang digunakan oleh banyak orang, agar masyarakat kembali memanfaatkan bahan-bahan kimia yang telah disediakan oleh alam dan bukan bahan sintetis. Trend back to nature ini didasarkan oleh berbagai kekurangan, keamanan, dan bahaya kesehatan dari penggunaan yang terus menerus dari bahan kimia sintetis. Contoh sederhananya adalah dalam bidang pertanian, dimana banyak petani dan konsumen lebih memilih hasil pertanian yang dipupuk dengan mengunakan pupuk alami (kompos/kotoran ternak) dibandingkan dengan pupuk sintetis.
Salah satu alternatifnya adalah ekstrak bahan alam khususnya senyawa yang mengandung atom N, O, P, S, dan atom-atom yang memiliki pasangan elektron bebas. Unsur-unsur yang mengandung pasangan elektron bebas ini nantinya dapat berfungsi sebagai ligan yang akan membentuk senyawa kompleks dengan logam. Dari beberapa hasil penelitian seperti Fraunhofer (1996), diketahui bahwa ekstrak daun tembakau, teh dan kopi dapat efektif sebagai inhibitor pada sampel logam besi, tembaga, dan alumunium dalam medium larutan garam. Keefektifan ini diduga karena ekstrak daun tembakau, teh, dan kopi memiliki unsur nitrogen yang berfungsi sebagai pendonor elektron terhadap logam Fe2+ untuk membentuk senyawa kompleks. Oleh karena itu dalam makalah ini dibahas tentang nikotin sebagai inhibitor yang diperoleh dari ekstrak daun tembakau.
Pada senyawa nikotin di atas terdapat amin tersier, sehingga unsur nitrogen tersebut yang berfungsi sebagai pendonor elektron terhadap logam Fe2+ untuk membentuk senyawa kompleks, yang akibatnya bisa menghambat laju korosi.
Sehingga ilustrasi reaksi dalam menghambat terjadinya korosi oleh senyawa amin tersier yang terdapat dalam nikotina adalah :
Gambar.3 Reaksi senyawa kompleks
Terlihat diatas, bahwa reaksi yang terjadi antara Fe2+ dengan senyawa amin tersier tersebut membentuk senyawa kompleks yaitu ion heksaamin besi (ll).
Dengan penjelasan, pada saat logam Fe teroksidasi oleh udara atau lingkungan atau juga oleh faktor lainnya yang dapat menyebabkan terjadinya pembentukan karat (dibaca : korosi) akan membentuk Fe2+, kemudian bereaksi dengan NH3 yang akan berperan mengisi orbital kosong yang tersedia pada logam. Karena adanya pemakaian elektron bersama tersebut, terbentuklah senyawa kompleks. Sehingga logam Fe menjadi stabil.
BAB III
Pembahasan
Nikotin sebagai Alternatif Inhibitor Korosi
3.1 Nikotin Sebagai Alternatif Inhibitor Korosi
Nikotin merupakan komponen psikoaktif di dalam daum tembakau dan bersifat adiktif. Struktur senyawa nikotin dapat dilihat sebagai berikut :
Gambar. 4 Nikotin bereaksi dengan Fe2+
Efektivitas nikotina sebagai inhibitor korosi tidak terlepas dari kandungan nitrogen yang terdapat dalam senyawaan kimia nikotin. Unsur nitrogen yang dikandung berfungsi sebagai pendonor elektron terhadap logam Fe2+ untuk membentuk senyawa kompleks.
Dari gambar diatas dapat kita lihat bahwa, nitrogen yang bereaksi dengan Fe2+ adalah nitrogen yang berada pada ikatan rangkap, karena pada ikatan rangkap terdapat ikatan pi dan ikatan sigma. Sehingga ikatan pi yang akan lebih dulu terpengaruhi oleh efek yang ditimbulkan dari Fe+2. Hal ini dikarenakan bahwa elektron dalam nitrogen pada ikatan pi lebih bersifat bebas daripada elektron dalam nitrogen yang berada pada ikatan sigma. Sebagaimana yang kita ketahui bahwa ikatan pi lebih mudah diserang oleh atom atau molekul lain daripada ikatan sigma, karena ikatan pi adalah ikatan yang lemah. (Fessenden & Fessenden. 1982)
3.2 Mekanisme Proteksi
Mekanisme proteksi ekstrak bahan alam terhadap besi/baja dari serangan korosi diperkirakan hampir sama dengan mekanisme proteksi oleh inhibitor organik. Reaksi yang terjadi antara logam Fe2+ dengan medium korosif seperti CO2 diperkirakan menghasilkan FeCO3, oksidasi lanjutan menghasilkan Fe2(CO3)3 dan reaksi antara Fe2+ dengan inhibitor nikotin menghasilkan senyawa kompleks. Inhibitor nikotina yang mengandung nitrogen mendonorkan sepasang elektronnya pada permukaan logam mild steel ketika ion Fe2+ terdifusi ke dalam larutan elektrolit, reaksinya adalah :
Fe → Fe2+ + 2e- (melepaskan elektron) dan bereaksi dengan elektron bebas dari nitrogen. Reaksi nya dapat dilihat sebagai berikut :
Gambar.5 orbital Fe
Gambar. 6 pendonoran e-
Gambar.7 Reaksi pembentukan senyawa kompeks
Nikotina + Fe2+ → Ion heksan nikotin besi (II)
Pada nikotin terdapat nitrogen yang akan mendonorkan pasangan elektron bebas yang akan dipakai bersama sehingga berikatan kovalen koordinasi, dan akan membentuk senyawa kompleks.
Logam Fe + medium korosif seperti CO2Diagram alir mekanisme proteksi dapat dilihat sebagai berikut :
Akan menghasilkan FeCO3, kemudian oksidasi lanjutan yang kemudian membentuk
Fe2(CO3)3
Ion heksan nikotin besi (II) Kemudian ditambahkan inhibitor nikotin, yang akan bereaksi dengan Fe2+ menghasilkan senyawa kompleks.
Produk yang terbentuk di atas mempunyai kestabilan yang tinggi dibanding dengan Fe saja, sehingga sampel besi/baja yang diberikan inhibitor ekstrak nikotin akan lebih tahan (ter-proteksi) terhadap korosi, dimana nikotin yang mengandung gugus atom nitrogen akan menyumbangkan pasangan elektron bebasnya untuk mendonorkan elektron pada logam Fe2+ sehingga terbentuk senyawa kompleks dengan mekanisme yang sama seperti diatas.
BAB IV
Penutup
4.1 Kesimpulan
Korosi atau secara awam dikenal sebagai pengkaratan merupakan suatu peristiwa kerusakan atau penurunan kualitas suatu bahan logam yang disebabkan oleh terjadi reaksi dengan lingkungan. Biasanya proses korosi logam berlangsung secara elektrokimia yang terjadi secara simultan pada daerah anoda dan katoda yang membentuk rangkaian arus listrik tertutup. Proses pencegahan korosi dapat dilakukan, diantaranya dengan pelapisan pada permukaan logam, perlindungan katodik, penambahan inhibitor korosi dan lain-lain. Sejauh ini, penggunaan inhibitor merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk mencegah korosi, karena biayanya yang relatif murah dan prosesnya yang sederhana.
Salah satu alternatifnya adalah ekstrak bahan alam khususnya senyawa yang mengandung atom N, O, P, S, dan atom-atom yang memiliki pasangan elektron bebas, yaitu nikotin merupakan sebuah senyawa kimia organik, sebuah alkaloid yang ditemukan secara alami di berbagai macam tumbuhan seperti tembakau. Elektron-elektron bebas yang terdapat pada nitrogen dalam senyawa nikotin inilah yang akan bereaksi dengan Fe2+ sehingga membentuk senyawa kompleks yang akhirnya bisa menghambat terjadinya perkaratan.
PENDAHULUAN
Korosi adalah peristiwa rusaknya bahan, terutama bahan logam. Orang awam menyebutnya sebagai karatan. Korosi biasa menyerang bahan-bahan logam yang terpasang dalam suatu struktur bangunan, instalasi pabrik, pipa penyalur minyak, pipa penyalur air, tangki bahan upaya bakar, badan mobil, pagar, dan sebagainya. Jika proses pengrusakan bahan logam terpasang ini tidak mendapatkan antisipasi atau tidak dikendalikan niscaya akan mengakibatkan kerugian yang sangat besar. (Sudrajat dan Ilim. 2006)
Di negara-negara maju seperti Amerika, Eropa, dan Jepang perhatian terhadap bahaya korosi sudah terbilang sangat baik. Perusahaan perusahaan di negara-negara ini sudah menganggarkan lebih dari 10% investasinya untuk menanggulangi korosi. Hal ini mereka lakukan karena mereka telah melakukan perhitungan secara cermat untung dan ruginya jika masalah korosi ini diperhatikan atau tidak. Di Indonesia, badan-badan usaha milik negara seperti Pertamina sudah cukup baik perhatiannya dalam mengantisipasi korosi ini. Tetapi badan-badan atau perusahaan-perusahaan lain, masih menunjukkan kurang peduli terhadap masalah ini. Hal ini dapat dilihat dari sering terjadinya peristiwa yang menyebabkan hilangnya nyawa seperti kecelakaan pesawat terbang, kecelakaan kereta api, termasuk ambruknya atap kereta, kecelakaan kapal laut, ambruknya jembatan, dan masih banyak contoh peristiwa mengerikan lainnya.
Korosi terjadi oleh karena banyak sebab yang saling terkait. Secara kimia korosi terjadi karena adanya kontak antara bahan dengan lingkungan. Teknologi bahan saat ini telah banyak mengembangkan perhatiannya kepada masalah korosi. Artinya sekarang sudah tersedia jenis-jenis bahan yang lebih tahan terhadap korosi pada lingkungan tertentu. Tetapi ini baru merupakan salah satu cara antisipasi terhadap korosi. Antisipasi terhadap korosi atau lebih dikenal dengan istilah proteksi adalah segala upaya untuk membuat bahan lebih awet. Perusahaan yang sudah faham terhadap bahaya korosi tidak akan hanya melakukan proteksi tunggal atau single protection dalam upayanya mengantisipasi korosi.
Pengendalian korosi biasanya merupakan serangkaian pekerjaan yang terpadu, antara lain:
Perancangan geometris alat atau benda kerja
Pemilihan bahan yang sesuai dengan lingkungan
Pelapisan dengan bahan lain lain untuk mengisolasi bahan dari lingkungan, atau coating
Pemberian bahan kimia pada media mengalir yang dapat menghambat korosi, atau inhibisi
Proteksi katodik yaitu memasok arus negatif ke badan benda kerja agar terhindar dari reaksi oksidasi oleh lingkungan
Inspeksi rutin terhadap kinerja semua upaya proteksi yang dilakukan Pemeliharaan kebersihan. (Sudrajat dan Ilim. 2006)
Proses pencegahan korosi dapat dilakukan, diantaranya dengan pelapisan pada permukaan logam, perlindungan katodik, penambahan viagra cialis online pharmacy pharmacy korosi dan lain-lain. Sejauh ini, penggunaan inhibitor merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk mencegah korosi, karena biayanya yang relatif murah dan prosesnya yang sederhana.
Karena pentingnya masalah tentang pengendalian korosi ini, maka penulis akan membahas tentang “Nikotin sebagai Alternatif Inhibitor Korosi” pada makalah ini.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Korosi
Korosi atau secara awam dikenal sebagai pengkaratan merupakan suatu peristiwa kerusakan atau penurunan kualitas suatu bahan logam yang disebabkan oleh terjadi reaksi dengan lingkungan. Biasanya proses korosi logam berlangsung secara elektrokimia yang terjadi secara simultan pada daerah anoda dan katoda yang membentuk rangkaian arus listrik tertutup. Korosi merupakan pembebasan oksidatif yang terjadi pada suatu luas permukaan logam. (Atkins. 1999)
Korosi jauh lebih ekstensif berlansung jika besi kontak dengan oksigen dan air (Oxtoby, dkk. 1988). Kemudian dalam K.R Trethewey & Jchamberlain (1991) korosi adaah degradasi atau penurunan mutu logam akibat reaksi elektrokimia dengan lingkungannya.
Gambar.1 perkaratan pada besi/logam
Korosi secara kimia adalah reaksi oksidasi logam, terutama besi, oleh oksigen di udara. Reaksi yang terjadi adalah : 2H+ + 2H2O + O2 + 3Fe ® 3Fe2+ + 4OH- + H2
Ion Fe+2 yang dihasilkan kemudian dioksidasi lebih lanjut menjadi Fe3+ dan akhirnya membentuk karat, yakni F2O3 xH2O. (Sudrajat dan Ilim. 2006)
Korosi merupakan masalah teknis dan ilmiah yang serius. Di negara-negara maju sekalipun, masalah ini secara ilmiah belum tuntas terjawab hingga saat ini. Selain merupakan masalah ilmu permukaan yang merupakan kajian dan perlu ditangani secara fisika, korosi juga menyangkut kinetika reaksi yang menjadi wilayah kajian para ahli kimia.
2.1.1 Prinsip
Proses Elektrokimia
a. Anoda: Fe(s) ® Fe2+ + 2e
Katoda: 2 H+ + 2 e- ® H2
2 H2O + O2 + 4e- ® 4OH-
b. 2Fe2+(aq) + O2(g) + (6+X)H2O(l) ® Fe2O3 . xH2O + 4H3O+(aq) ion Fe2+ yang terbentuk di anoda berpindah ke katoda, yang selanjutnya dioksidasi oleh O2 menjadi derajat oksidasi +3 yang kemudian membentuk karat Fe2O3 . xH2O.
Proses Oksidasi Logam
2.1.2 Faktor yang berpengaruh1. Kelembaban udara2. Elektrolit3. Zat terlarut pembentuk asam (CO2, SO2)4. Adanya O25. Lapisan pada permukaan logam6. Letak logam dalam deret potensial reduksi
2.1.3 Mencegah Korosi
1.Dicat2. Dilapisi logam yang lebih mulia3. Dilapisi logam yang lebih mudah teroksidasi4. Dicampur dengan logam lain
2.2 Inhibitor
Inhibitor korosi sendiri didefinisikan sebagai suatu zat yang apabila ditambahkan dalam jumlah sedikit ke dalam lingkungan akan menurunkan serangan korosi lingkungan terhadap logam. (Trethewey,KR & Chamberlain, J. 1991).
Umumnya inhibitor korosi berasal dari senyawa-senyawa organik dan anorganik yang mengandung gugus-gugus yang memiliki pasangan elektron bebas, seperti nitrit, kromat, fospat, urea, fenilalanin, imidazolin, dan senyawa-senyawa amina. Namun demikian, pada kenyataannya bahwa bahan kimia sintesis ini merupakan bahan kimia yang berbahaya, harganya lumayan mahal, dan tidak ramah lingkungan, maka sering industri-industri kecil dan menengah jarang menggunakan inhibitor pada sistem pendingin, sistem pemipaan, dan sistem pengolahan air produksi mereka, untuk melindungi besi/baja dari serangan korosi. Untuk itu penggunaan inhibitor yang aman, mudah didapatkan, bersifat biodegradable, biaya murah, dan ramah lingkungan sangatlah diperlukan.
Proses pencegahan korosi dapat dilakukan, diantaranya dengan pelapisan pada permukaan logam, perlindungan katodik, penambahan inhibitor korosi dan lain-lain. Sejauh ini, penggunaan inhibitor merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk mencegah korosi, karena biayanya yang relatif murah dan prosesnya yang sederhana. (Sudrajat dan Ilim. 2006)
2.3 Nikotin
Nikotin adalah sebuah senyawa kimia organik, sebuah alkaloid yang ditemukan secara alami di berbagai macam tumbuhan seperti tembakau. (Fessenden & Fessenden. 1982)
Nikotin merupakan komponen psikoaktif di dalam daun tembakau dan bersifat adiktif. Struktur senyawa nikotin dapat dilihat sebagai berikut :
Gambar.2 Struktur Nikotina (Fessenden & Fessenden. 1982)
"Back to Nature (kembali ke alam)" merupakan istilah yang digunakan oleh banyak orang, agar masyarakat kembali memanfaatkan bahan-bahan kimia yang telah disediakan oleh alam dan bukan bahan sintetis. Trend back to nature ini didasarkan oleh berbagai kekurangan, keamanan, dan bahaya kesehatan dari penggunaan yang terus menerus dari bahan kimia sintetis. Contoh sederhananya adalah dalam bidang pertanian, dimana banyak petani dan konsumen lebih memilih hasil pertanian yang dipupuk dengan mengunakan pupuk alami (kompos/kotoran ternak) dibandingkan dengan pupuk sintetis.
Salah satu alternatifnya adalah ekstrak bahan alam khususnya senyawa yang mengandung atom N, O, P, S, dan atom-atom yang memiliki pasangan elektron bebas. Unsur-unsur yang mengandung pasangan elektron bebas ini nantinya dapat berfungsi sebagai ligan yang akan membentuk senyawa kompleks dengan logam. Dari beberapa hasil penelitian seperti Fraunhofer (1996), diketahui bahwa ekstrak daun tembakau, teh dan kopi dapat efektif sebagai inhibitor pada sampel logam besi, tembaga, dan alumunium dalam medium larutan garam. Keefektifan ini diduga karena ekstrak daun tembakau, teh, dan kopi memiliki unsur nitrogen yang berfungsi sebagai pendonor elektron terhadap logam Fe2+ untuk membentuk senyawa kompleks. Oleh karena itu dalam makalah ini dibahas tentang nikotin sebagai inhibitor yang diperoleh dari ekstrak daun tembakau.
Pada senyawa nikotin di atas terdapat amin tersier, sehingga unsur nitrogen tersebut yang berfungsi sebagai pendonor elektron terhadap logam Fe2+ untuk membentuk senyawa kompleks, yang akibatnya bisa menghambat laju korosi.
Sehingga ilustrasi reaksi dalam menghambat terjadinya korosi oleh senyawa amin tersier yang terdapat dalam nikotina adalah :
Gambar.3 Reaksi senyawa kompleks
Terlihat diatas, bahwa reaksi yang terjadi antara Fe2+ dengan senyawa amin tersier tersebut membentuk senyawa kompleks yaitu ion heksaamin besi (ll).
Dengan penjelasan, pada saat logam Fe teroksidasi oleh udara atau lingkungan atau juga oleh faktor lainnya yang dapat menyebabkan terjadinya pembentukan karat (dibaca : korosi) akan membentuk Fe2+, kemudian bereaksi dengan NH3 yang akan berperan mengisi orbital kosong yang tersedia pada logam. Karena adanya pemakaian elektron bersama tersebut, terbentuklah senyawa kompleks. Sehingga logam Fe menjadi stabil.
BAB III
Pembahasan
Nikotin sebagai Alternatif Inhibitor Korosi
3.1 Nikotin Sebagai Alternatif Inhibitor Korosi
Nikotin merupakan komponen psikoaktif di dalam daum tembakau dan bersifat adiktif. Struktur senyawa nikotin dapat dilihat sebagai berikut :
Gambar. 4 Nikotin bereaksi dengan Fe2+
Efektivitas nikotina sebagai inhibitor korosi tidak terlepas dari kandungan nitrogen yang terdapat dalam senyawaan kimia nikotin. Unsur nitrogen yang dikandung berfungsi sebagai pendonor elektron terhadap logam Fe2+ untuk membentuk senyawa kompleks.
Dari gambar diatas dapat kita lihat bahwa, nitrogen yang bereaksi dengan Fe2+ adalah nitrogen yang berada pada ikatan rangkap, karena pada ikatan rangkap terdapat ikatan pi dan ikatan sigma. Sehingga ikatan pi yang akan lebih dulu terpengaruhi oleh efek yang ditimbulkan dari Fe+2. Hal ini dikarenakan bahwa elektron dalam nitrogen pada ikatan pi lebih bersifat bebas daripada elektron dalam nitrogen yang berada pada ikatan sigma. Sebagaimana yang kita ketahui bahwa ikatan pi lebih mudah diserang oleh atom atau molekul lain daripada ikatan sigma, karena ikatan pi adalah ikatan yang lemah. (Fessenden & Fessenden. 1982)
3.2 Mekanisme Proteksi
Mekanisme proteksi ekstrak bahan alam terhadap besi/baja dari serangan korosi diperkirakan hampir sama dengan mekanisme proteksi oleh inhibitor organik. Reaksi yang terjadi antara logam Fe2+ dengan medium korosif seperti CO2 diperkirakan menghasilkan FeCO3, oksidasi lanjutan menghasilkan Fe2(CO3)3 dan reaksi antara Fe2+ dengan inhibitor nikotin menghasilkan senyawa kompleks. Inhibitor nikotina yang mengandung nitrogen mendonorkan sepasang elektronnya pada permukaan logam mild steel ketika ion Fe2+ terdifusi ke dalam larutan elektrolit, reaksinya adalah :
Fe → Fe2+ + 2e- (melepaskan elektron) dan bereaksi dengan elektron bebas dari nitrogen. Reaksi nya dapat dilihat sebagai berikut :
Gambar.5 orbital Fe
Gambar. 6 pendonoran e-
Gambar.7 Reaksi pembentukan senyawa kompeks
Nikotina + Fe2+ → Ion heksan nikotin besi (II)
Pada nikotin terdapat nitrogen yang akan mendonorkan pasangan elektron bebas yang akan dipakai bersama sehingga berikatan kovalen koordinasi, dan akan membentuk senyawa kompleks.
Logam Fe + medium korosif seperti CO2Diagram alir mekanisme proteksi dapat dilihat sebagai berikut :
Akan menghasilkan FeCO3, kemudian oksidasi lanjutan yang kemudian membentuk
Fe2(CO3)3
Ion heksan nikotin besi (II) Kemudian ditambahkan inhibitor nikotin, yang akan bereaksi dengan Fe2+ menghasilkan senyawa kompleks.
Produk yang terbentuk di atas mempunyai kestabilan yang tinggi dibanding dengan Fe saja, sehingga sampel besi/baja yang diberikan inhibitor ekstrak nikotin akan lebih tahan (ter-proteksi) terhadap korosi, dimana nikotin yang mengandung gugus atom nitrogen akan menyumbangkan pasangan elektron bebasnya untuk mendonorkan elektron pada logam Fe2+ sehingga terbentuk senyawa kompleks dengan mekanisme yang sama seperti diatas.
BAB IV
Penutup
4.1 Kesimpulan
Korosi atau secara awam dikenal sebagai pengkaratan merupakan suatu peristiwa kerusakan atau penurunan kualitas suatu bahan logam yang disebabkan oleh terjadi reaksi dengan lingkungan. Biasanya proses korosi logam berlangsung secara elektrokimia yang terjadi secara simultan pada daerah anoda dan katoda yang membentuk rangkaian arus listrik tertutup. Proses pencegahan korosi dapat dilakukan, diantaranya dengan pelapisan pada permukaan logam, perlindungan katodik, penambahan inhibitor korosi dan lain-lain. Sejauh ini, penggunaan inhibitor merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk mencegah korosi, karena biayanya yang relatif murah dan prosesnya yang sederhana.
Salah satu alternatifnya adalah ekstrak bahan alam khususnya senyawa yang mengandung atom N, O, P, S, dan atom-atom yang memiliki pasangan elektron bebas, yaitu nikotin merupakan sebuah senyawa kimia organik, sebuah alkaloid yang ditemukan secara alami di berbagai macam tumbuhan seperti tembakau. Elektron-elektron bebas yang terdapat pada nitrogen dalam senyawa nikotin inilah yang akan bereaksi dengan Fe2+ sehingga membentuk senyawa kompleks yang akhirnya bisa menghambat terjadinya perkaratan.
Комментариев нет:
Отправить комментарий