Korosi

 Korosi

Logam yang digunakan dalam bahan bangunan, seperti besi, akhirnya teroksidasi, yang menyebabkan kerusakan logam. Proses oksidasi ini, dikenal sebagai korosi, menghasilkan karat pada mobil, jembatan, kapal, dan pipa bawah tanah.

4Fe (s) + 3O2 (g) → 2Fe2O3 (s)

Pembentukan karat membutuhkan oksigen dan air. Proses berkarat membutuhkan anoda dan katoda di berbagai tempat di permukaan sepotong besi. Di satu area permukaan besi, yang disebut wilayah anoda, setengah reaksi oksidasi adalah (lihat Gambar 15.2).

Anoda (oksidasi):

Fe(s) → Fe2+ (aq) + 2 e-

2Fe(s) → 2Fe2+ (aq) + 4 e-

Elektron bergerak melalui logam besi dari anoda ke daerah yang disebut wilayah katoda di mana oksigen terlarut dalam air direduksi menjadi air.

Katoda (reduksi): 

4e- + 4H+ (aq) + O2 (g) → 2H2O (l)

Dengan menggabungkan setengah reaksi yang terjadi di daerah anoda dan katoda, kita dapat menulis persamaan oksidasi-reduksi keseluruhan.

2Fe (s) + 4H+ (aq) + O2 (g) → 2Fe2+ (aq) + 2H2O (l)

Pembentukan karat terjadi ketika ion Fe2+ keluar dari daerah anoda dan bersentuhan dengan oksigen terlarut (O2). Fe2+ teroksidasi menjadi Fe3+, yang bereaksi dengan oksigen untuk membentuk karat.

4H2O(l) + 4Fe2+ (aq) + O2 (g) → 2Fe2O3 (s) + 8H+(aq)

Kita dapat menulis pembentukan karat dimulai dengan Fe padat bereaksi dengan O2 sebagai berikut. Tidak ada H+ dalam persamaan keseluruhan karena H+ digunakan dan diproduksi dalam jumlah yang sama. Reaksi Korosi besi

4Fe(s) + 3O2(g) → 2Fe2O3(s)

Logam lain seperti aluminium, tembaga, dan perak juga mengalami korosi, tetapi pada tingkat yang lebih lambat daripada besi. Oksidasi Al pada permukaan benda aluminium menghasilkan Al3+, yang bereaksi dengan oksigen di udara untuk membentuk lapisan pelindung Al2O3. Lapisan Al2O3 ini mencegah oksidasi lebih lanjut dari aluminium di bawahnya.

Al (s) → Al3+ (aq) + 3 e-

Ketika tembaga digunakan pada atap, kubah, atau menara, tembaga teroksidasi menjadi Cu2+, yang dikonversi menjadi patina hijau Cu2(OH)2CO3.

Cu (s) → Cu2+ (aq) + 2 e-

Ketika kita menggunakan piringan dan peralatan perak, ion Ag+ dari hasil oksidasi perak bereaksi dengan sulfida dalam makanan untuk membentuk Ag2S, yang kita sebut "menodai."

Ag(s) → Ag+(aq) + e-

Pencegahan Korosi 

Miliaran dolar dihabiskan setiap tahun untuk mencegah korosi dan memperbaiki bahan bangunan yang terbuat dari besi. Salah satu cara untuk mencegah korosi adalah mengecat jembatan, mobil, dan kapal dengan cat yang mengandung bahan yang menutup permukaan besi dari H2O dan O2. Tetapi pengecatan perlu sering diulang karena goresan cat memperlihatkan besi, yang kemudian mulai berkarat.

Cara yang lebih efektif untuk mencegah korosi adalah dengan menempatkan besi dalam kontak dengan logam yang menggantikan daerah anoda besi. Logam seperti Zn, Mg, atau Al akan kehilangan elektron lebih mudah daripada besi. Ketika salah satu logam ini bersentuhan dengan besi, logam bertindak sebagai anoda, bukan besi. Misalnya, dalam proses yang disebut galvanisasi, benda besi dilapisi dengan seng. Seng menjadi anoda karena seng lebih mudah teroksidasi daripada Fe. Selama Fe tidak bertindak sebagai anoda, karat tidak dapat terbentuk.

Dalam metode yang disebut perlindungan katodik, struktur seperti pipa besi dan wadah penyimpanan bawah tanah ditempatkan bersentuhan dengan sepotong logam seperti Mg, Al, atau Zn, yang disebut anoda korban. Sekali lagi, karena logam-logam ini kehilangan elektron lebih mudah daripada Fe, mereka menjadi anoda, sehingga mencegah karat pada besi. Pelat magnesium yang dilas atau dibaut ke lambung kapal kehilangan elektron lebih mudah daripada besi atau baja dan melindungi lambung dari karat. Kadang-kadang, plat magnesium baru ditambahkan untuk menggantikan magnesium saat digunakan. Pelat magnesium yang ditempatkan di tanah terhubung ke jaringan pipa bawah tanah untuk mencegah kerusakan karena korosi.

Sumber :Karen C Timberlake, Chemistry: An Introduction to General, Organic, and Biological Chemistry, 13th Edition