chapter ii

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Minyak Jarak

Minyak jarak yang sering disebut sebagai minyak ricinus adalah cairan kental

berwarna kuning pucat yang diperoleh dari biji tanaman jarak. Tanaman jarak

(Ricinus communis Linn) termasuk dalam famili Euphorbiaceae, merupakan tanaman

yang hidup di daerah tropik, dan dapat tumbuh pada ketinggian 0-800 m di atas

permukaan laut. Tanaman jarak telah lama dikenal di Indonesia.

Minyak jarak yang sering disebut castor oil merupakan suatu senyawa

trigliserida yang dapat dibedakan dengan gliserida lainya dari komposisi asam

lemaknya, viskositas, bilangan asetil dan kelarutanya dalam alkohol yang sangat

tinggi. Biji mengandung 54% minyak yang disusun oleh beberapa jenis asam lemak

sebagai trigliserida diantaranya asam risinoleat, oleat, linoleat, asam palmitat, asam

stearat, dan asam linolenat.

Sebelum digunakan untuk berbagai macam keperluan, minyak jarak perlu

diolah terlebih dahulu. Pengolahan ini meliputi dehidarasi, oksidasi hidrogenasi,

sulfitasi, penyabuanan dan sebagainya. Pengolahan itu menyebabkan perubahan sifat

fisika kimia minyak jarak (Ketaren, 2008). Sifat fisika dan kimia minyak jarak dapat

dilihat pada Tabel 2.1.

Minyak jarak dan turunannya digunakan dalam industri cat, varnish, lacquer,

pelumas, tinta, linoleum, oil cloth, dan sebagai bahan baku dalam industri-industri

Universitas Sumatera Utara

plastik dan nilon. Dalam jumlah kecil minyak jarak dan turunannya juga digunakan

sebagai kosmetik, semir dan lilin.

Beberapa sifat fisika dan kimia minyak jarak adalah sebagai berikut :

Tabel 2.1. Sifat Fisik dan Kimia Minyak Jarak ( Bailey, 1950 )

Karakteristik Nilai

Viskositas u-v (6,3-8,8 st)

Bobot jenis 20/20oC 0,957-0,963

Bilangan asam 0,4-4,0

Bilangan tak tersabun 0,7

Bilangan penyabunan 176-181

Bilangan Iod (Wijs) 82-88

Warna (appearance) Bening

Warna Gardner (max) Tidak lebih gelap dari 3'

Indebias n2D5 1,477-1,478

Kelarutan dalam alcohol Jernih (tidak keruh)

Bilangan asetil 145-154

Titik nyala (take close cup) 230oC

Titik nyala (cleveland oven cup 285oC

Antoignition temperature 449oC

Titik api 322oC

Koefisien muai per oC 0,00066

Pour point -33 oC

Tegangan permukaanpda 20 oC 39,9 dyne/cm

Minyak jarak berwarna kuning pucat, tetapi setelah dilakukan proses refining

dan bleaching warna tersebut hilang sehingga menjadi hampir tidak berwarna.

Minyak jarak ini dapat disimpan dan tidak mudah menjadi tengik. Kelarutanya dalam

alkohol relatif tinggi, begitu juga di dalam eter, kloroform, dan asam asetat glasial.

Minyak jarak tidak larut dalam minyak mineral kecuali kalau dicampur dengan

minyak tumbuhan lain. Minyak jarak hampir keseluruhan berada dalam bentuk


trigliserida, terutama resinolein dengan asam risinoleat sebagai komponen asam

lemaknya. Kandungan tokoferol yang relatif kecil (0,05%) serta kandungan asam

lemak esensial yang sangat rendah menyebabkan minyak jarak ini berbeda dengan

minyak nabati lainya (Weiss, 1983).

Minyak jarak mengandung asam lemak dengan komposisi dapat dilihat pada Tabel

2.2 dibawah ini:

Tabel 2.2 Komposisi Asam Lemak Minyak Jarak (Bailey, 1950)

Asam risinoleat merupakan komposisi utama dari trigliserida minyak jarak

yaitu asam lemak yang memiliki struktur yang unik dibandingkan dengan asam lemak

lemak lainnya yaitu turunan asam oleat (C18:1) yang pada posisi -7 memiliki gugus

hidroksil serta mengandung ikatan pada posisi -9 (Miller, 1984).

Asam risinoleat (Asam 12-hidroksi-9-oktadekanoat) memiliki 18 atom karbon

dengan 1 gugus hidroksi pada atom karbon ke 12 dan ikatan rangkap Cis antara atom

karbon 9 dan 10. Berat molekul asam risinoleat 298,46. Adanya asam lemak risinoleat

pada castor oil memiliki sifat yang khusus. Castor oil memiliki bilangan hidroksi dan

asetil yang tinggi dan bilangan iodin yang sebanding dengan minyak lain serta

viskositas dan berat jenis yang tinggi (Naughton, 1973 ).

H3C (CH2)5HC

OH

H2C C

HCH

(CH2)7 C

O

OH

Gambar 2.1. Struktur kimia asam risinoleat

Asam Lemak Jumlah (%)

Asam Risinoleat 86

Asam Oleat 8,5

Asam Linoleat 3,5

Asam Stearat 0,5 2,0

Asam Dihidroksi Stearat 1 2


Adanya gugus hidroksil ini menyebabkan asam risinoleat bersifat lebih polar

dibandingkan dengan asam lemak lainnya. Minyak yang mengandung asam lemak

hidroksil merupakan bahan yang sangat penting. Pada penggunaannya gugus hidroksil

tidak jenuh ini sering diubah menjadi gugus fungsi reaktif lainnya.

Minyak jarak bersifat sedikit toksik yang ditunjukkan oleh aktivitas pencahar

yang ditimbulkannya bila dikonsumsi. Selain itu mengandung asam lemak

esensialnya sangat rendah. Hal ini menyebabkan minyak jarak tidak dapat digunakan

sebagai minyak makan dan bahan pangan ( Ketaren, 2008 ).

2.2.Aldehida

Aldehida mempunyai paling sedikit satu atom hidrogen pada gugus karbonilnya.

Sedangkan gugus lainnya boleh berupa atom hidrogen, gugus alkil ataupun gugus aril.

R C

O

H Aldehida

Senyawa aldehida secara umum diberi nama dengan mengganti akhiran -na

pada alkana dengan al. Rantai utamanya harus mengandung gugus CHO dan atom

karbon pada CHO diberi prioritas dengan nomor terendah (Riswiyanto, 2010).

Aldehida yang paling sederhana adalah formaldehida yang dikenal dengan

nama formalin. Formaldehida biasanya diperdagangkan dalam bentuk larutan 37 %

yang digunakan sebagai disinfektan dan bahan pengawet serta sebagai bahan utama

pembuatan plastik (Siregar, 1988).

Karena oksigen lebih bersifat elektronegatif daripada karbon pada struktur

aldehida, elektron dari ikatan karbonil ditarik ke arah atom oksigen, dan gugus

karbonil bersifat polar. Kepolaran dari gugus karbonil ditunjukkan melalui arah tanda


panah yang menuju muatan negatif dari dipol. Aldehida tidak bisa mengalami reaksi

substitusi karena tidak memiliki gugus pergi.

Aldehida bereaksi dengan beberapa zat pengoksidasi yaitu pereaksi Tollens

(Ag+ dalam larutan NH3), pereaksi Benedict (Cu2+ dalam larutan natrium sitrat) dan

pereaksi Fehling (Cu2+ dalam larutan natrium tartat). Pereaksi ini mengoksidasi

aldehida menjadi asam karboksilat dan ditandai dengan perubahan warna. Aldehida

akan mereduksi pereaksi Fehling dan Benedict sedangkan ia sendiri akan teroksidasi

dan ditandai dengan terbentuknya endapan merah bata Cu2O (Gambar 2.2) (Sarker

and Lutfun, 2007).

CuSO4(aq) + NaOH(aq) Cu(OH)2(s) + Na2SO4(aq)

C OK

O

H

H

C

OH

OH

O

ONa

+ Cu(OH)2(s)

C OK

O

H

H

C

O

O

O

ONa

Cu + 2H2O(l)

Na-K-tartat Cu-Na-K-tartat

C OK

O

H

HC

O

O

O

ONa

Cu

Cu-Na-K-tartat

R C

O

H+ + H2O(l) R C

O

OH+

C OK

O

HH

C

OHOH

O

ONa

Na-K-tartat

+ Cu2O(s)

merah bata

2 22

Gambar 2.2. Reaksi Pembentukkan Endapan Merah Bata pada Uji Fehling

terhadap Aldehida

Pereaksi Tollens adalah amonia perak yang kompleks. Ketika pereaksi Tollens

ditambahkan ke dalam tabung reaksi yang berisi aldehida, maka aldehida tersebut

akan teroksidasi dan logam perak akan membentuk seperti cermin perak pada dinding

tabung reaksi (Gambar 2.3). Pereaksi Tollens tidak mengoksidasi keton karena tidak


memiliki atom H pada karbonilnya. Oleh karena itu pereaksi-pereaksi ini adalah uji

kualitatif yang sederhana yang istimewa untuk membedakan aldehida dari keton

(Ouellette, 1994 ).

AgNO3(aq) + AgOH(s) + NaNO3(aq)

2 AgOH(s) Ag2O(s) + H2O(l)

Ag2O(s) + 4NH3(aq)

NaOH(aq)

2Ag(NH3)2OH(aq)

cokelat

bening

putih

+ H2O(l)

R C

O

H 2Ag(NH3)2OH(aq)+ R C

O

OH + 2Ag(s) + 4NH3 + H2O

cermin perak Gambar 2.3. Reaksi Pembentukkan Cermin Perak pada Uji Tollens terhadap

Aldehida

Beberapa reaksi aldehida :

1. Reaksi dengan air

Air dapat mengadisi suatu karbonil, untuk membentuk suatu 1, 1- iol, yang disebut

gem-diol atau hidrat. Reaksi itu reversibel dan biasanya kesetimbangan terletak pada

sisi karbonil.

R C

O

H + H2OH+

R C

OH

OH

H

suatu hidrat(dua OH pada C)

senyawa aldehida

2. Reaksi dengan alkohol

Produk adisi suatu molekul alkohol pada suatu aldehida disebut suatu hemiasetal.


R C

O

H

R'-OHH+

R C

OR'

OH

H

senyawa aldehida suatu hemiasetal

(OH dan OR pada C)

R'-OH

H+R C

OR'

OR'

H + H2O

suatu asetal

( dua OR pada C)

3. Reaksi dengan hidrogen sianida

Hidrogen sianida dapat mengadisi ke gugus karbonil suatu aldehida menghasilkan

sianohidrin.

R C

O

H + R C

H

CN

H

sianohidrinaldehida

HCNCN-

4. Reaksi dengan amonia dan amina primer

Amina adalah suatu nukleofilik yang dapat menyerang gugus karbonil dari suatu

aldehida dalam reaksi (Fessenden, 1999).

R C

O

H +

aldehida

H NH2H+

R C

OH

NH2

H

imina

H2ORCH NH

(suatu basa Schiff)


Dalam analisa spektroskopi infra merah kebanyakan aldehida menampakkan

serapan C-H aldehida pada daerah bilangan gelombang 2830-2695 cm-1

(3,53-3,71 m). Dua buah pita yang sedang kuatnya seringkali teramati di daerah itu.

Adanya kedua buah pita itu merupakan hasil talunan Fermi antara getaran ulur dasar

C-H aldehida dan nada lipat pertama getaran tekuk C-H-nya tergeser cukup jauh dari

1390 cm-1 (7,20 m). Bagi aldehida-aldehida yang pita tekukkan C-H-nya tergeser

cukup jauh dari 1390 cm-1 (7,20 m), hanya akan teramati pita uluran C-H sebuah

saja. Serapan yang menengah kuatnya di dekat 2720 cm-1 (3,68 m) yang disertai

sebuah pita serapan karbonil merupakan bukti kuat perihal adanya gugus aldehida

( Silverstain et al, 1981).

Salah satu jalan untuk membuat aldehida adalah dengan jalan ozonolisis

alkena. Atom karbon yang terlibat dengan ikatan rangkap yang mempunyai atom

hidrogen akan membentuk aldehida (Siregar, 1988).

2.3. Ozonolisis

Di dalam lapisan atmosfir yang rendah (troposfer), ozon dibentuk dengan adanya

intraksi antara asap fotokimia (disusun dengan hidrokarbon, nitrogen, sulfur, dan

karbondioksida) dan radiasi sinar UV (Kley et al, 1999).

Suatu molekul ozon terdiri dari tiga atom oksigen yang terikat dalam suatu

rantai. Kedua ikatan O-O sama panjang (1,29) dengan sudut ikatan 116. Struktur

paling tepat digambarkan sebagai suatu hibrida resonansi (Fieser and Mary, 1961)

OO

O

OO

O

O

O

O

+

Gambar 2.4. Struktur Resonansi Ozon


Ozon sangat luas penggunaannya untuk memutus ikatan rangkap karbon-

karbon untuk menghasilkan senyawa karbonil atau alkohol dengan kondisi tertentu.

Reaksi ini biasanya dengan melewatkan aliran ozon dalam udara atau oksigen dalam

larutan substrat dengan pelarut yang bersifat inert pada temperatur yang rendah.

Pelarut yang dapat digunakan adalah pentana, heksana, etil eter, karbon tetraklorida,

kloroform, diklorometana, etil asetat, DMF (Dimetilfomamida), metanol, etanol, H2O,

atau asam asetat. Pelarut yang paling sering digunakan adalah dikloromeana dan

metanol atau campuran keduanya (Burke and Danheiser, 1999).

Ozonolisis (pemaksapisahan oleh ozon) telah digunakan untuk menetapkan

struktur senyawa tak jenuh karena reaksi ini menyebabkan degredasi molekul besar

menjadi molekul yang lebih kecil, yang dapat diidentifikasi.

Alkena memberi reaksi yang sangat cepat dengan ozon (O3). Ozonolisis terdiri

dari dua reaksi yang terpisah: (1) oksidasi alkena oleh ozon menjadi suatu ozonida,

dan (2) oksidasi atau reduksi ozonida itu menjadi produk-produk final.Oksidasi awal

biasanya dilakukan dengan mengalirkan ozon kedalam larutan alkena dalam suatu

pelarut lamban (inert) seperti karbon tetraklorida. Ozon menyerang ikatan pi untuk

menghasilkan suatu zat antara tak stabil yang disebut 1,2,3-triosolana. Zat antara ini

kemudian mengalami sederetan transformasi (Fessenden, 1999). Produknya adalah

suatu ozonida (1,2,4-trioksolana) (Gambar 2.5) yang jarang diisolasi karena mudah

meledak sehingga diteruskan ke tahap kedua ( Siregar, 1988).

Reaksi kedua dalam ozonolisis adalah oksidasi atau reduksi dari ozonida itu

(Gambar 2.6). Jika ozonida itu diselesaikan secara reduktif, maka karbon

monosubstitusi dari alkena asli akan menghasilkan suatu aldehida. Jika diikuti

penyelesaian oksidatif, maka karbon monosubstitusi akan menghasilkan asam

karboksilat. Dalam kedua kasus itu, karbon disubstitusi alkena akan menghasilkan

keton (Fessenden, 1999).

Reduksi dari ozonida dilakukan dengan hidrogenasi dengan menggunakan

katalis palladium atau nikel, atau dengan menambahkan seng dengan asam asetat,

trimetil posfit atau dengan dimetil sulfida ( Hudlicky, 1990).


C C

H3C

H

CH3

CH3

O3 C C

H

CH3H3C

O OO

CH3

2-metil-2-butena suatu 1,2,3-trioksolanaozon

banyak tahap C C

H

CH3H3CO O

CH3O

suatu ozonida

(suatu 1,2,4-trioksolana) Gambar 2.5. Reaksi Oksidasi Alkena oleh Ozon

Zn

H+, H2OH3C C

O

H

asetaldehida

C C

H

CH3H3C O O

CH3O

suatu ozonida Gambar 2.6. Reaksi Reduksi Ozonida menjadi Aldehida

Reaksi ozonolis minyak kedelai menghasilkan aldehida minyak kedelai yang

dilakukan Gravier et al (2012) dapat dilihat pada Gambar 2.7.

Meskipun kurang umum digunakan, ozonolisis juga dapat memecah ikatan

alkuna. Asam karboksilat dihasilkan dari alkuna internal. Alkuna membentuk satu

molar ekivalen CO2 (Gambar 2.8) (Ouellette, 1994).


OO

O

C

C

C

O

O

O

O

O

O

C

C

C

O

O

O

O

O

O

OO O

+

+ +

Minyak kedelai

Pelargonaldehida

Malonaldehida Kaproaldehida

Aldehida turunan minyak kedelai

Zn, CH3COOH

O3

Gambar 2.7. Reaksi Ozonolisis Minyak Kedelai

R C C R'1. O3

2. Zn / H3O+RCO2H + R'CO2H

R C C H1. O3

2. Zn / H3O+RCO2H + CO2

Gambar 2.8. Reaksi Ozonolisis Alkena


2.4.Etilendiamina

Etilendiamina (1,2- diamino etana) dibuat dari etilen diklorida dan amonia, sifatnya

adalah tidak berwarna, jernih, mempunyai bau amonia, densitasnya 0,898 g/cm-3, titik

didihnya 116-117C, titik lebur 8,5, sedikit larut dalam eter, tidak larut dalam

benzena, bersifat sangat basa sehingga mudah mengadsorbsi CO2 dari udara

membentuk karbonat yang tak mudah menguap. Etilendiamina digunakan sebagai

pelarut untuk kasein, albumin dan sulfur, juga digunakan sebagai emulsifier, penstabil

lateks serta sebagai penghambat atau inhibitor dalam larutan anti beku

(Anonimous, 1976).

H2N C C NH2

H

H

H

H

Gambar 2.9. Struktur Kimia Etilendiamina

Etilendiamina merupakan poliamina primer yang larut dalam air dan sangat

higroskopis. Etilendiamina harus dilindungi dari kelembaban atmosfer dan CO2

selama pemurnian dan pemakaianya karena akan menyebabkan banyak kesalahan

dalam hasil yang diperoleh.

Etilendiamina anhidrat dapat dimurnikan untuk menghilangkan air dan CO2

dengan pengadukan amin tersebut dengan NaOH ataupun KOH pelet selama beberapa

jam, kemudian airnya didestilasi. Jumlah air dapat dikurangi dengan menambahkan

suatu bahan pengering berupa molekular sieves maupun alumina.

Air yang diperoleh dapat dipindahkan dengan destilasi azeotrop. Etilendiamina

dan air membentuk azeotrop yang negatif yang mempunyai titik didih 2C diatas

amina. Etilendiamina sebagai salah satu golongan kimia, merupakan antihistamin

tertua yang bermanfaat dengan efek samping depresan sistem saraf pusat dan

gastrointestinal yang kejadiannya relatif tinggi (Roberts, 1982).


2.5. Basa Schiff

Imina atau basa Schiff adalah senyawa yang dapat diperoleh dengan mereaksikan

amina dengan keton atau aldehida. Senyawa ini menunjukkan gugus fungsi dari C=N

(Streitwieser et al, 1992). Basa Schiff telah dikenal sejak tahun 1964 oleh Hugo

Schiff yang mengenalkan reaksi kondensasi antara amina primer dengan senyawa

karbonil (Cimerman, 2000).

RCHO + R'NH2 RCH NR' + H2O

Basa SchiffAldehida Amina primer Gambar 2.10. Reaksi Pembentukkan Basa Schiff

Ammonia adalah nukleofil yang dapat menyerang gugus karbonil dari suatu

aldehida atau keton dalam suatu reaksi adisi-eliminasi. Reaksi ini reversible dan

biasanya dikatalis oleh runutan asam. Produknya adalah imina tak tersubstitusi yang

relatif tidak stabil dan berpolimerisasi bila didiamkan (Fessenden, 1999). Dalam

larutan asam, imina dapat terhidrolisis menjadi aldehida kembali (Sarker and Lutfun,

2005).

Turunan amonia sederhana seperti amonia (NH3) dan amina primer (R-NH2)

bila ditambahkan aldehida akan menghasilkan basa Schiff atau imina (Wingrove et al,

1981).

Sebagai contoh:

H3C C

O

H + H3C NH2 H3C C

N CH3

H

etanal aminometana asetaldehin

H+eter

(asetaldehida) (metilamina)

CaCl2

Benzaldeanilina adalah salah satu contoh basa Schiff yang diperoleh dengan

reaksi kondensasi anilin dengan bezaldehida (Gambar 2.11) (Bahl, 2004).


NH2 + CO

anilina benzildehida

H

N C

H+ H2O

N-benzylidenebenzenamine Gambar 2.11. Reaksi Anilina dengan Benzaldehida

Beberapa peneliti yang telah mensintesis basa Schiff adalah sebagai berikut :

1) Ummathur et al (2009) mereaksikan senyawa diamina alifatik (1,2-diaminoetana,

1,3-diaminopropana and 1,6-diaminoheksana) dengan 3-[2-(1,3-benzothiazol-2-

yl) hydrazinylidene] pentane-2,4-dione dalam kondisi yang spesifik (Gambar

2.12).

N

R1

H H

HR2 R2 H

O N

R1

MeOH KOH,

CH3COOH

+

Gambar 2.12. Reaksi cefixime dengan aldehida

2) Essa et al (2012) telah mensintesis beberapa basa Schiff melalui kondensasi

antara 4-(4-aminobenzyl) benzanamine dengan 2-hydroxybenzaldehide, 4-(4-

aminophenylthio) benzanamine dengan 2-hydroxybenzaldehide serta kondensasi

antara terephtalohydrazide dengan 2-hydoxy-3-methoxybenzaldehyde (Gambar

2.13).

3) Aslam et al (2012) mereaksikan cefixime dengan aldehydes menghasilkan basa

Schiff dengan gambaran reaksi sebagai berikut (Gambar 2.14).


H2C

H2N NH2

H2C

N NCHO

OH+

CH

OH HO

HC

4-(4-aminobenzyl)benzenamine 2-hydroxybenzaldehyde

2 + 2H2O

basa Schiff I

H2N NH2

S+ 2

CHO

OH

N N

S

CH

OH HO

HC

4-(4-aminophenylthio)benzenamine 2-hydroxybenzaldehyde

+ 2H2O

basa Schiff II

C C

OO

HN NH

NH2 NH2

+ 2

H3CO

HO

CH

2-hydroxy-3-methoxybenzaldehydeterephthalohydrazide

C C

OO

HN NH

N N

OH

OCH3

HC

H3COHO

OHC

+ 2H2O

basa Schiff III Gambar 2.13. Beberapa Reaksi Kondensasi Pembentukan Basa Schiff

N

SN

H

H3CO

CH3+ H2N (CH2)n NH2

-2 H2O

N

SN

N

H

H3CO

CH3N

N

SN

NCH3

2

(CH2)n

H3CO

NH

N

O

3-[2-(1,3-benzothiazol-2-yl) hydrazinylidene] pentane-2,4-dione

Gambar 2.14. Reaksi diamina alifatik dengan 3-[2-(1,3-benzothiazol-2-yl)

hydrazinylidene]pentane-2,4-dione


4) Gravier et al (2012) melakukan reaksi kondensasi antara aldehida turunan minyak kedelai dengan benzilamina membentuk basa Schiff, dimana reaksinya dapat

dilihat pada Gambar 2.15.

H2NH2C

N C

OO

O

C

C

O

O

NH2C

NH2C

NH2C

+

+

+

benzilamina

H2C

Basa Schiff

O

O

O

C

C

C

O

O

O

O

O

O

OO O

+

+ +

Pelargonaldehida

Malonaldehida Kaproaldehida

campuran aldehida turunan minyak kedelai

Gambar.2.15. Reaksi Campuran Aldehida Turunan Minyak Kedelai dengan

Benzilamina

Dalam analisa spektroskopi infra merah senyawa basa Schiff (RCH=NR)

memperlihatkan serapan C=N basa Schiff pada daerah bilangan gelombang 1689-

1471 cm-1 (5,92-6,80m). Walaupun intensitas dari uluran C=N bervariasi, biasanya

lebih kuat daripada uluran C=C (Silverstein, 1981).


2.6. Korosi

Korosi atau yang sering disebut karat adalah suatu proses pembusukkan suatu bahan

atau perubahan sifat suatu bahan akibat pengaruh atau reaksinya dengan lingkungan

sekitarnya. Hampir tidak ada benda padat yang tidak dapat berkarat atau kebal

terhadap serangan karat, masing-masing bahan memiliki kelebihan dan kelemahan

terhadap jenis-jenis karat tertentu (Widharto, 2004).

Fontana (1986) mendefenisikan korosi sebagai fenomena kerusakan material

yang diakibatkan oleh adanya reaksi kimia antara material tersebut dengan lingkungan

yang tidak mendukung. Reaksi elektrokimia korosi dapat dilihat pada kerusakan zinc

(seng) akibat asam klorida (HCl). Ketika zinc ditaruh dalam larutan HCl, maka akan

terjadi reaksi dimana gas hidrogen akan terbentuk dan zinc akan terlarut, membentuk

zinc klorida.

Persamaannya adalah :

Zn(s) ZnCl2(aq) H2(g)++ 2HCl(aq)

Ion klorida bukan merupakan unsur yang ikut bereaksi maka persamaannya dapat

dituliskan :

Zn(s) + 2H+(aq) Zn2+(aq) + H2(g)

Dengan melihat persamaan reaksi kimia di atas maka dapat disimpulkan bahwa zinc

dioksidasi menjadi menjadi ion zinc dan ion hidrogen. Oleh sebab itu maka reaksi

kimia di atas dapat dibagi menjadi 2 kelompok :

Zn(s) Zn2+

(aq)+ 2e (Reaksi Anoda)

2H+(aq)+ 2e H2(g) (Reaksi Katoda)


Reaksi anoda diindikasikan dengan naiknya bilangan valensi dan terjadinya

produksi elektron. Reaksi katoda diindikasikan dengan terjadinya konsumsi elektron

sehingga menyebabkan penurunan jumlah elektron. Hal ini merupakan prinsip utama

korosi yang dapat dituliskan Ketika dalam suatu logam terjadi korosi maka laju

oksidasi akan sama dengan laju reduksi (Fontana, 1986).

2.6.1 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Proses Korosi

Beberapa faktor lingkungan yang dapat mempengaruhi proses korosi, yaitu :

1. Suhu

Kenaikan suhu akan menyebabkan bertambahnya laju korosi. Hal ini terjadi karena

makin tinggi suhu maka energi kinetik dari partikel-partikel yang bereaksi akan

meningkat sehingga melampaui besarnya harga energi aktivasi dan akibatnya laju

korosi juga akan makin cepat, begitu juga sebaliknya (Fogler, 1992).

2. Kecepatan alir fluida

Laju korosi cenderung bertambah jika laju atau kecepatan aliran fluida bertambah

besar. Hal ini karena kontak antara zat pereaksi dan logam akan semakin besar

sehingga ion-ion logam akan makin banyak yang lepas sehingga logam akan

mengalami kerapuhan.

3. pH Larutan

pH rendah (kondisi asam) merupakan penyebab utama terjadinya korosi. Hal ini

berhubungan dengan keasaman atau kebasaan suatu larutan.

4. Gas dan Padatan terlarut

Adanya gas yang terdapat di dalam media korosif dapat bereaksi dengan permukaan

logam sehingga meyebabkan terjadinya korosi. Demikian juga pada padatan terlarut

yang berpotensi untuk menyerang lapisan logam dan membentuk kerak.


5. Waktu kontak

Besarnya laju korosi tergantung pada lamanya waktu kontak antara logam dengan

media korosif. Semakin lama waktu kontak antara logam dengan media korosif, maka

laju korosi pun semakin kecil, begitu juga sebaliknya (Setiadi, 2007).

2.6.2. Pencegahan Korosi

Korosi tidak dapat dicegah tetapi lajunya dapat dikurangi (Hermawan, 2007). Cara

terbaik untuk mencegah terjadinya serangan karat adalah dengan menciptakan suatu

situasi atau suasana lingkungan yang menetralisir terjadinya proses pengkaratan,

mempergunakan bahan pelapis permukaan yang anti terhadap suatu jenis karat

tertentu, atau menggunakan bahan yang tahan terhadap jenis karat tertentu (Widharto,

2004). Pencegahan korosi dapat dijelaskan sebagai berikut.

1. Pelapisan / Coating

Proses pelapisan dilakukan dengan memberikan suatu lapisan yang dapat mengurangi

kontak antara logam dengan lingkungannya. Lapisan pelindung yang sering dipakai

adalah bahan metalik, anoganik ataupun organik yang relatif tipis.

2. Aliasi logam

Aliasi logam dibuat dengan cara mencampurkan suatu logam dengan logam yang lain.

Unsur yang biasa ditambahkan dalam pencampuran logam adalah krom (Cr). Aliasi

logam ini bertujuan agar mutu suatu logam akan meningkat (Djaprie, 1995).

3. Proteksi katodik

Proteksi katodik dilakukan dengan membuat suatu sel elektrokimia yang bersifat

katodik dengan cara menghubungkan logam yang mempunyai potensial tinggi sebagai

katoda (logam yang ingin diproteksi) ke struktur logam yang berpotensial rendah

sebagai anoda (terkorosi) (Fahrurrozie, 2009).


4. Penambahan inhibitor

Inhibitor adalah senyawa tertentu yang ditambahkan pada larutan elektrolit untuk

mengurangi korosi logam. Inhibitor terdiri dari anion atom-ganda yang dapat masuk

ke permukaan logam, dengan demikian dapat menghasilkan selaput lapisan tunggal

yang kaya oksigen (Djaprie, 1995).

2.6.3. Inhibitor Korosi

Inhibitor korosi adalah zat kimia, baik senyawa anorganik maupun organik, yang

bereaksi dengan permukaan logam, atau dengan lingkungan tempat permukaan logam

berinteraksi, dan kemudian memberikan perlindungan yang cukup pada permukaan

logam terhadap proses korosi (Bentiss et al, 2004; Lopez et al, 2004). Apabila

inhibitor ditambahkan kedalam lingkungan korosif, maka laju serangan zat agresif

akan berlangsung sampai tingkat tertentu (Trethewey, 1991). Prinsip intraksi antara

inhibitor dengan permukaan logam adalah adsorpsi kimia (Ashraf et al, 2011).

Inhibitor akan membentuk lapisan pelindung yang terbentuk akibat reaksi dari larutan

dengan permukaan yang mengalami korosi (Jones, 1996).

Secara kualitatif inhibitor terdiri dari :

1. Inhibitor Anodik

Inhibitor anodik adalah inhibitor yang menurunkan laju reaksi di anodik dengan

cara meningkatkan polarisasi anoda melalui reaksi dengan ion-ion logam untuk

menghasilkan selaput-selaput pasif tipis berupa lapisan-lapisan garam yang

kemudian menyelimuti permukaan logam

2. Inhibitor katodik

Inhibitor katodik adalah inhibitor yang berpengaruh terhadap reaksi di katoda.

Pembentukan hidrogen di katoda akan dikendalikan melalui peningkatan

polarisasi sistem. Garam-garam logam seperti arsen, bismut, dan antimon

ditambahkan dalam kebutuhan ini, untuk membentuk selaput tipis hidrogen

yang teradsorpsi pada permukaan katoda.


3. Inhibitor Adsorpsi

Inhibitor adsorbsi adalah molekul-molekul organik rantai panjang dengan rantai

samping teradsorpsi dan terdesorpsi dari permukaan logam. Molekul-molekul

berukuran besar ini dapat membatasi difusi O2 kepermukaan logam atau

memerangkap ion-ion logam dipermukaan, memantapakan lapisan ganda dan

mereduksi laju pelarutan.

4. Inhibitor Amina

Inhibitor amina adalah suatu senyawa organik yang mengandung nitrogen

trivalen, yang terikat pada satuatom karbon atau lebih, seperti : RNH2, R2NH,

dan R3N. Amina dapat dikelompokan dalam tiga jenis yaitu amina primer,

sekunder, dan tersier. Pengelompokan ini berdasarkan banyaknya substituen

alkil atau aril yang terikat pada nitrogen. Produksi senyawa amino alipatik di

dunia adalah 100.000 ton per tahun yang merupakan senyawa organik perantara

yang terpenting dalam industri kimia. Penggunaan senyawa ini cukup luas,

seperti : obat-obatan, bahan celup, surfaktan, danplastik. Selain itu senyawa

amino alipatik ini juga dikenal sebagai zat anti korosi (Ulmann, 1985).

Adapun mekanisme kerja inhibitor 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 (misalnya pH) menyebabkan inhibitor dapat

mengendap dan selanjutnya teradsorpsi pada permukaan logam serta

melindunginya terhadap korosi. Endapan yang terjadi cukup banyak, sehingga

lapisan yang terjadi dapat terlihat oleh mata.

3. Inhibitor terlebih dahulu 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 konstituen yang agresif dari lingkungannya

( Dalimunthe, 2004).


2.6.4. Teknik Penentuan Efisiensi Inhibitor

Ada beberapa cara untuk menguji atau mengevaluasi efisiensi suatu inhibitor dapat

dilakukan dengan beberapa teknik, yaitu teknik kehilangan berat, teknik gasometrik,

teknik elektrokimia, spektroskopi impedansi elektrokimia, dan pengukuran polarisasi.

1. Teknik Kehilangan Berat

Penentuan dengan teknik kehilangan berat, persentasi efisiensi inhibitor dapat

dihitung dengan variasi konsentrasi inhibitor menggunakan rumus berikut ini:

EI (%) =W0 - W1

W0x 100 %

dimana:

EI : Efisiensi Inhibitor

W0 : Berat kehilangan tanpa inhibitor

W1 : Berat kehilangan dengan inhibitor

2. Teknik Gasometri

Penentuan efisiensi inhibitor dengan teknik gasometri didasarkan pada volume gas

hidrogen yang dibebaskan dengan variasi konsentrasi larutan inhibitor dalam kondisi

yang sama. Rumus efisiensi inhibitor dengan teknik ini adalah sebagai berikut :

EI (%) =VB - VI

VBx 100

Dimana,

VB : Volume gas hidrogen yang bertambah tanpa inhibitor

VI : Volume gas hidrogen yang bertambah dengan inhibitor

3. Teknik Elektrokimia


Pengukuran efisiensi inhibitor dengan teknik ini menggunakan suatu anoda dan

katoda pada permukaan suatu logam, dimana pengaruh inhibitor akan mereduksi

arus.

4. Spektroskopi impedansi elektrokimia

Pada teknik ini dilakukan dengan bantuan komputer dengan mengukur perpindahan

muatan resistansi pada logam.

EI (%) =Rt(inh) - Rt(blank)

Rt(inh)x 100

Dimana,

Rt(inh) : Perpindahan muatan resistansi dengan adanya inhibitor

Rt(blank) : Perpindahan muatan resistansi tanpa adanya inhibitor (Chitra et al,

2010).

Dalam penelitian ini peneliti memlilih menggunakan teknik kehilangan berat untuk

menentukan efisiensi inhibitor korosi, dimana lempengan seng ditimbang sebelum

dan sesudah dilakukan perendaman dalam larutan inhibitor untuk menentukan

kehilangan beratnya sehingga dapat ditentukan efisiensi inhibitor korosinya.


chapter ii

Documents