STUDI INHIBISI KOROSI BAJA AUSTENITIK 304 DALAM MEDIA NaCl 3% DENGAN MENGGUNAKAN INHIBITOR ASAM-ASAM LEMAK HASIL HIDROLISIS MINYAK BIJI KAPUK

Transkripsi

1 Prosiding Tugas Akhir Semester Ganjil 29/21 SK 9 STUDI INHIBISI KRSI BAJA AUSTENITIK 34 DALAM MEDIA Nal 3% DENGAN MENGGUNAKAN INHIBITR ASAMASAM LEMAK HASIL HIDRLISIS MINYAK BIJI KAPUK Rosita Dwi *, Dra. Harmami, MS Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya ABSTRAK Telah dilakukan penelitian tentang efisiensi penggunaan inhibitor asamasam lemak hasil hidrolisis minyak biji kapuk pada korosi baja austenitik 34 dalam media Nal 3 % dengan variasi konsentrasi inhibitor ml/l hingga,5 ml/l. Metode pengurangan berat dan polarisasi potensiodinamik digunakan untuk menguji inhibisi korosi dari inhibitor yang digunakan. Potensial dan densitas arus korosi ditentukan dengan cara ekstrapolasi Tafel dari kurva polarisasi potensiodinamik 2 V hingga 1,5 V. Hasil penelitian menyatakan bahwa inhibitor asamasam lemak hasil hidrolisis minyak biji kapuk dengan konsentrasi,5 ml/l memiliki kemampuan paling tinggi dalam menghambat korosi baja austenitik 34 dalam media Nal 3 % untuk kedua metode tersebut. Efisiensi tertinggi yang didapatkan pada metode pengurangan berat sebesar 68,75 % sedangkan pada metode polarisasi potensiodinamik sebesar 4,1 %. Penambahan inhibitor asamasam lemak hasil hidrolisis minyak biji kapuk secara umum menurunkan densitas arus korosi baja austenitik 34 dalam media Nal 3 %. Kata kunci : baja austenitik 34, inhibitor, asamasam lemak, hidrolisis, Nal ABSTRAT The efficiency of fatty acids hydrolysed from kapok seed oil as inhibitor in the corrosion of austenitic steel type 34 in Nal 3 % solution at various consentration from ml/l up to,5 ml/l has been investigated. Weight loss measurement and potentiodynamics polarization method were used to examine the corrosion inhibition of the inhibitor. orrosion potential and corrosion current density were given by Tafel plots from potentiodynamics curve ranging from 2 V up to 1,5 V. The results showed that the fatty acids from hydrolysed kapok seed oil in the consentration,5 ml/l had the highest ability in inhibiting corrosion of austenitic steel type 34 in Nal 3 % solution for both weight loss measurement and potentiodynamics polarization method. The highest efficiency for weight loss measurement method was 68,75 % whereas for potentiodynamics polarization method was 4,1 %. Addition of fatty acids from hydrolysed kapok seed oil generally decreased the corrosion current density for austenitic steel type 34 in Nal 3 % solution. Keywords : austenitic steel type 34, inhibitor, fatty acids, hydrolysis, Nal I. PENDAHULUAN Baja merupakan material teknik perpaduan antara besi dan karbon dengan adanya sedikit unsur lain seperti krom, nikel, tembaga, molybdenum, fosfor dan vanadium (Fontana, 1986). Baja stainless atau baja tahan karat merupakan baja paduan yang mengandung sedikitnya 11,5 % r (Baszkiewicz dkk, 1992). Pemakaian baja tahan karat (stainless steel) telah banyak sekali diaplikasikan dalam kehidupan seharihari mulai dari kaleng pengemas makanan, peralatan rumah tangga hingga automotif *orresponding author. Phone: ochie_cik@yahoo.co.id 1 Alamat sekarang: Jurusan Kimia, FMIPA ITS Surabaya dan gedunggedung bertingkat (Fellows dan Axtell, 22). Hal itu disebabkan karena baja tahan karat memiliki sifat mekanik yang sangat kuat dan juga tahan terhadap korosi (Beddoes, 1999). Namun ada kelemahan utama dari baja jenis ini, yaitu korosi lokal akan terbentuk bila baja berada pada larutan klorida atau berada pada lingkungan yang mengandung ion klorida (Baszkiewicz dkk, 1992). Korosi dapat didefinisikan sebagai reaksi dari suatu material dengan lingkungannya dimana konsekuensinya adalah menyebabkan kerusakan pada material penyusunnya (L.L Shreir, 1994). Proses yang terjadi saat korosi logam adalah terlepasnya atom logam kedalam larutan elektrolit menjadi ion logam dengan melepaskan sejumlah 1

2 elektron (Abd ElMaksoud, 28). Korosi dapat dicegah antara lain dengan pelapisan (coating), proteksi katodik maupun katodik, dan dapat pula dicegah dengan menggunakan inhibitor (Widharto, 21). Inhibitor merupakan senyawa yang jika ditambahkan dalam jumlah kecil pada suatu sistem korosi dapat meminimalkan laju korosi pada konsentrasi tertentu (Escalante, 199 dan Uhlig, 24). Inhibitor pada korosi logam jenisnya ada dua, yaitu anorganik dan organik. Fosfat, kromat, dikromat, silikat, borat, tungstat, molibdat dan arsenat adalah beberapa senyawa anorganik yang digunakan sebagai inhibitor pada korosi logam (Wiston, 2). Inhibitor organik adalah senyawa heterosiklik yang mengandung atom nitrogen, sulfur atau oksigen yang mempunyai pasangan elektron bebas (StupnisekLisac dkk, 22). Inhibitor korosi logam yang paling efektif adalah senyawa senyawa organik. Hal ini disebabkan karena senyawa organik memiliki pasangan elektron bebas pada rantai karbonnya atau pada sistem rantai aromatiknya yang dapat berikatan dengan muatan positif logam, sehingga terjadi adsorpsi antara permukaan logam dengan inhibitor. Adsorpsi ini akan membentuk lapisan pelindung pada logam akibat adanya fisisorpsi atau akan membentuk khelat pembatas yang tak larut akibat adanya kemisorpsi, yang menghindarkan logam kontak langsung dengan media korosif (Free, 24 dan Zhang dkk, 24). Inhibitor organik diklasifikasikan dalam dua jenis, yaitu sintetik dan alami. Inhibitor sintetik seringkali digunakan dalam menghambat laju korosi logam, namun inhibitor ini selain mahal juga ternyata berbahaya bagi manusia dan lingkungan karena bersifat toksik. leh karena itu saat ini sedang dikembangkan green inhibitor (inhibitor yang ramah lingkungan) yang bersifat nontoksik, murah, sudah tersedia di alam, mudah diperbaharui dan tidak merusak lingkungan (ElEtre, 2 ; El Etre dan Abdallah, 2). Beberapa penelitian tentang penggunaan green inhibitor dalam studi inhibisi korosi telah dilakukan, contohnya penelitian yang dilakukan oleh Von Fraunhofer dkk (21) dengan menggunakan ekstrak tembakau sebagai inhibitor pada logam aluminium dan baja yang dilapisi dengan tembaga (galvanis) dalam media Nal 3,5 %. Ekstrak tembakau dengan konsentrasi 1 ppm mampu menghambat korosi sebesar 9 % pada baja yang dilapisi tembaga, sedangkan untuk Aluminium yang berlapis tembaga efisiensi yang dihasilkan sebesar 79 %. Ekstrak Azadirachta indica digunakan sebagai inhibitor korosi pada baja lunak dalam media Nal 3 %, dan memberikan hasil yang efektif yaitu efisiensinya sebesar 98 % (Quraishi dkk, 1999). Ekstrak Lawsonia, yang digunakan sebagai inhibitor pada baja karbon dalam media Nal 3,5 % memberikan efisiensi sebesar 91,1 % pada konsentrasi 8 ppm (ElEtre dkk, 25). Pemakaian asamasam lemak yang terkandung di dalam kacang kedelai, seperti asam stearat, asam palmitat, asam oleat, asam linoleat, dan asam linoleulat, dalam menghambat laju korosi baja paduan rendah menghasilkan efisiensi sebesar 98 % dalam media yang mengandung klorida pada konsentrasi yang digunakan sebesar 1 2 mmol dm 3 (sman dan Shalaby, 22). Minyak kelapa juga pernah digunakan sebagai inhibitor korosi untuk baja lunak dalam media asam. Minyak kelapa mengandung sejumlah asam lemak jenuh dan tak jenuh. Asam lemak tak jenuh yang terkandung didalamnya adalah asam oleat dan asam linoleat. Efisiensi yang diberikan oleh inhibitor ini mencapai 1 % pada konsentrasi yang digunakan sebesar 5 % volume (Jai dan Wan Ali, 28). Berdasarkan hasil penelitianpenelitian di atas maka pada penelitian ini akan dilakukan studi tentang inhibisi korosi minyak biji kapuk (kapok seed oil) sebagai inhibitor korosi pada baja tahan karat dalam media Nal. Minyak biji kapuk mengandung trigliserida, fosfolipid, FFA, sterol, asam lemak seperti asam oleat; asam linoleat; asam palmitat dan asam stearat (Sudarmaji, 1997). Komposisi minyak biji kapuk yang terdiri dari beberapa macam senyawa, seperti trigliserida, FFA dan asam lemak menjadikannya sebagai salah satu alternatif inhibitor untuk menghambat laju korosi. leh karena itu untuk mengetahui efisiensi inhibisi minyak biji kapuk tersebut maka dilakukan pengkajian oleh tim dengan menggunakan jenis baja yang sama yaitu 34, tetapi pada media korosi yang berbeda yakni Hl 2M dan Nal 3 %. Penggunaan minyak biji kapuk sebagai inhibitor juga dikaji dengan berbagai perlakuan oleh masingmasing anggota tim. Pada penelitian ini dilakukan hidrolisis terhadap minyak biji kapuk. Hidrolisis ini dilakukan untuk mendapatkan asamasam lemak yang terdapat pada minyak biji kapuk. Kumpulan asamasam lemak hasil hidrolisis minyak biji kapuk ini kemudian digunakan sebagai inhibitor pada studi korosi baja austenitik 34 di dalam media Nal 3 %. Metodologi Penelitian Hidrolisis Minyak Biji Kapuk Peralatan refluks dirangkai terlebih dahulu. Kemudian diambil minyak biji kapuk sebanyak 1 ml (hasil hidrolisis yang dibutuhkan sebagai inhibitor sebanyak,5 ml) dan dimasukkan ke dalam labu refluks. Kemudian ditambahkan etanol 2% sebanyak 2 ml dan NaH 1% sebanyak 5 ml, serta ditambahkan pula beberapa batu didih dalam labu refluks. ampuran direfluks selama 36 menit, kemudian didinginkan. Setelah dingin, campuran tersebut ditambahkan dengan Hl 1% sebanyak 2 ml kemudian diaduk. ampuran tersebut lalu dipisahkan dengan cara ekstraksi dengan menambahkan aquades 3 x 1 ml. Lapisan 2

3 yang diambil adalah lapisan bawah yaitu campuran asam lemak. Identifikasi Hasil Hidrolisis Minyak Biji Kapuk Menggunakan Kromatografi Gas (KG) Identifikasi hasil hidrolisis minyak biji kapuk dilakukan di Balai Pengawasan bat dan Makanan (BPM). Hasil hidrolisis minyak biji kapuk yang terbentuk, pertamatama ditambahkan dengan pelarut nheksan. Kemudian campuran tersebut dimetilasi menggunakan KHmetanolat 2N. Selanjutnya disentrifus selama 5 menit dan supernatannya diambil sebanyak,1 µl untuk diidentifikasi menggunakan kromatografi gas Agilent Technology seri 789 A. Suhu detektor yang digunakan sebesar 3 º, aliran H 2 3 ml/menit, aliran udara 4 ml/menit, suhu injector 25 º, tekanan 1 psi dan split rasio 6:1. Standard pembanding yang digunakan asam linoleat. Persiapan Elektroda Kerja Baja stainles tipe 34 yang berbentuk lembaran dengan ketebalan 1 mm dipotong bulatbulat dengan ukuran diameter 14 mm. Kemudian permukaannya diampelas menggunakan kertas ampelas grit 5 dan 1. Lalu dibilas dengan aquades dan aseton lalu dikeringkan. Setelah itu potongan baja siap digunakan sebagai elektroda kerja. Pembuatan Media Korosi Larutan Nal 3 % Padatan Nal ditimbang sebanyak 3,16 gram, lalu dimasukkan kedalam labu ukur 1 ml. Kemudian diencerkan menggunakan aquabides hingga tanda batas Larutan Uji Nal 3 % + Inhibitor Asam asam Lemak Hasil Hidrolisis Minyak Biji Kapuk Inhibitor asamasam lemak hasil hidrolisis minyak biji kapuk diambil sebanyak,5 ml lalu dimasukkan kedalam labu ukur 1 ml. Kemudian diencerkan menggunakan larutan Nal 3 % hingga tanda batas. Pembuatan media korosi dengan konsentrasi inhibitor,5 ml/l;,1 ml/l;,15 ml/l;,2 ml/l;,25 ml/l;,3 ml/l;,35 ml/l;,4 ml/l dan,45 ml/l dilakukan dengan cara mengencerkan larutan,5 ml/l menggunakan larutan Nal 3%. Metode Pengurangan Berat Spesimen baja austenitik 34 (Fe 66 %; r 182 %; Ni 81,5 %, Mn 2 %, P,45 %;,8 %) dengan ukuran 3 x 3 x,1 cm diampelas dengan kertas ampelas grit 5 dan 1. Kemudian baja tersebut dicuci dengan aseton dan aquades lalu dikeringkan. Setelah itu ditimbang untuk mengetahui berat mulamula. Kemudian direndam dalam larutan uji selama 3 hari dalam keadaan terbuka pada suhu ruang. Setelah 3 hari, baja diambil lalu dibersihkan dengan aseton dan aquades, dikeringkan dan ditimbang lagi untuk mengetahui berat akhir. Laju korosi dihitung dalam miligram per cm kuadrat per jam (mg/(cm 2 h)). Efisiensi inhibisi dihitung berdasarkan hasil dari pengukuran pengurangan berat pada akhir keseluruhan proses. Percobaan dengan metode pengurangan berat dilakukan secara truplo untuk setiap konsentrasi inhibitor ml/l;,5 ml/l;,1 ml/l;,15 ml/l;,2 ml/l;,25 ml/l;,3 ml/l;,35 ml/l;,4 ml/l;,45 ml/l dan,5 ml/l. Prosentase dari efisiensi inhibisi dihitung menggunakan persamaan: % IE = W Wi 1 W % (2.1) (ElEtre, 26) dimana W dan Wi adalah berat baja saat sebelum ditambah inhibitor dan sesudah ditambahkan inhibitor asamasam lemak hasil hidrolisis minyak biji kapuk. Polarisasi dan Penentuan Densitas Arus Korosi Polarisasi dilakukan di BATAN (Badan Tenaga Atom dan Nuklir) dengan menggunakan alat potensiostat tipe PGS 21 T. Pertamatama elektroda pembanding SE (Ag/Agl), elektroda bantu platina dan elektroda kerja baja 34 dicuci dengan menggunakan larutan Nal 3% dan dibilas dengan aquades. Setelah itu elektroda kerja, elektroda pembanding dan elektroda bantu di rangkai pada suatu sel korosi yang disebut sebagai sel tiga elektroda dengan larutan Nal 3 % sebagai elektrolitnya. Lalu elektroda elektroda tersebut dihubungkan dengan alat potensiostat dan komputer. Elektroda kerja dibiarkan selama 1 menit di dalam elektrolit. Setelah itu dilakukan polarisasi dengan menggunakan metode potensiodinamik. Potensial diatur dengan rentang pengukuran 2 V sampai 1,5 V terhadap potensial pembanding (E pembanding ) dengan kecepatan scan 2 mv/s. Perubahan arus yang terjadi, diukur dengan potensiostat. Kemudian data yang didapatkan diolah untuk menentukan grafik potensiodinamik (E terhadap log I). Berdasarkan grafik yang dihasilkan maka dapat dibuat ekstrapolasi Tafel, sehingga dapat diperoleh data densitas arus korosi (i korosi ) dan potensial korosi (E korosi ). Untuk media korosi dengan penambahan inhibitor asamasam lemak hasil hidrolisis minyak biji kapuk dengan konsentrasi ml/l;,5 ml/l;,1 ml/l;,15 ml/l;,2 ml/l;,25 ml/l;,3 ml/l;,35 ml/l;,4 ml/l dan,45 ml/l dilakukan dengan dengan metode yang sama. Suhu ruang dicatat pada setiap rangkaian penelitian yang dilakukan. Nilai efisiensi inhibitor dapat dihitung menggunakan persamaan i i i EI 1 % (2.2) i dimana i adalah densitas arus tanpa penambahan inhibitor dan i i adalah densitas arus dengan penambahan inhibitor (Stupnisek, 1998). 3

4 Identifikasi Hasil Hidrolisis Menggunakan Spektrofotometri Inframerah Identifikasi hasil hidrolisis minyak biji kapuk dilakukan di jurusan kimia UNESA. Dibuat dua lempengan pelet dari KBr, kemudian sampel hasil hidrolisis minyak biji kapuk diletakkan diantara kedua lempengan pelet tersebut lalu dianalisa dengan menggunakan spektrofotometer inframerah Schimadzu. Hasil dan Pembahasan Hidrolisis Minyak Biji Kapuk Hidrolisis minyak biji kapuk dilakukan untuk mendapatkan asamasam lemak yang terkandung dalam minyak biji kapuk. Reaksi hidrolisis dapat dipercepat oleh asam ataupun basa (Winarno, 1982). Penggunaan asam sebagai katalis mengakibatkan reaksi berlangsung dua arah dan reversibel sedangkan penggunaan basa sebagai katalis mengakibatkan reaksi berlangsung satu arah dan tidak reversibel sehingga menghasilkan rendemen yang lebih baik (arrapiso dan Garcia, 27). leh karena itu hidrolisis yang dilakukan menggunakan larutan basa kuat NaH di dalam etanol 2%. Setelah itu hasilnya diekstrak menggunakan Hl 1% agar asamasam lemak dapat terekstrak lebih banyak. Di dalam reaksi hidrolisis menggunakan katalis NaH terjadi pembentukan gliserol dan sodium karboksilat H 2 H H 2 R 1 R 2 R trigliserida 3R 3 H 2 H + 3Na H H kalor H + 3R H 2 H Na gliserol sodium karboksilat Na + 3 Hl 3RH + 3Nal asam karboksilat Gambar 3.1 Reaksi hidrolisis minyak biji kapuk dengan katalis NaH Gambar 3.2 Kromatogram hasil hidrolisis minyak biji kapuk dengan katalis NaH Kromatogram hasil hidrolisis minyak biji kapuk dapat dilihat pada gambar 3.2. Dari kromatogram diketahui bahwa salah satu jenis asam lemak yang ikut terhidrolisis dari minyak biji kapuk adalah asam linoleat. Puncak asam linoleat muncul pada waktu retensi = 3,45 menit. Pada waktu retensi antara 2,69 3,17 menit muncul puncakpuncak lain dengan luasan area puncak bervariasi. Hal ini menunjukkan adanya asamasam lemak jenis lain dari minyak biji kapuk yang terhidrolisis. Namun asamasam lemak ini tidak teridentifikasi mengingat standard pembanding yang digunakan hanyalah asam linoleat. Gambar 3.3 spektra IR hasil hidrolisis minyak biji kapuk Hasil hidrolisis minyak biji kapuk juga dianalisa dengan menggunakan spektrofotometer inframerah. Spektra inframerah yang dihasilkan menunjukkan adanya gugus karbonil = pada bilangan gelombang 1745 cm 1, adanya gugus H alifatik pada bilangan gelombang 2927 dan 2858 cm 1 serta adanya gugus H pada bilangan gelombang 3465 cm 1. Metode Pengurangan Berat Pengaruh penambahan inhibitor asamasam lemak hasil hidrolisis minyak biji kapuk terhadap laju korosi baja austenitik 34 dalam larutan Nal 3 % dapat ditentukan melalui metode pengurangan berat, yaitu dengan menghitung selisih berat baja sebelum dan sesudah direndam dalam larutan Nal 3% tanpa dan dengan penambahan inhibitor. Setiap penambahan inhibitor dengan konsentrasi yang berbeda akan memberikan nilai efisiensi yang berbeda pula. Prosentase efisiensi inhibitor dalam larutan Nal 3 % dihitung menggunakan persamaan (2.1) (ElEtre, 26). Nilai efisiensi inhibitor ditunjukkan dalam tabel 3.1 berikut 4

5 Tabel 3.1 Nilai Efisiensi Inhibisi (% EI) dan Fraksi Pelingkupan Permukaan Baja Austenitik 34 oleh inhibitor (θ) dalam Larutan Nal 3 % pada Metode Pengurangan Berat Konsentrasi inhibitor %EI θ (ml/l),5,1,15,2,25,3,35,4,45,5 68,75 43,75 62,5 5, 5, 56,25 25, 37,5 31,25 37,5,68,43,62,5,5,56,25,37,31,37 Bila datadata diatas tersebut diinterpretasikan ke dalam bentuk grafik antara konsentrasi () inhibitor versus prosentase efisiensi inhibitor (%EI) maka akan menghasilkan grafik sebagai berikut % EI ,5,1,15,2,25,3,35,4,45,5 (ml/l) Gambar 3.4 Grafik hubungan konsentrasi inhibitor () terhadap nilai efisiensi inhibisinya (% EI) pada baja austenitik 34 dalam larutan Nal 3 % pada metode pengurangan berat Berdasarkan grafik dapat diketahui bahwa tidak tercipta suatu keadaan optimum dari inhibitor dalam menghambat laju korosi baja austenitik 34 dalam larutan Nal 3 %. Hal ini ditunjukkan dengan tidak terbentuknya suatu grafik parabola, melainkan hasil yang naik turun pada grafik tersebut dan ini menunjukkan bahwa kemampuan inhibisi asamasam lemak hasil hidrolisis minyak biji kapuk pada korosi baja 34 dalam larutan Nal 3% tidak memberikan hasil yang bagus. Hal ini juga terbukti dari nilai persen efisiensinya yang naik turun. Hasil penelitian menggunakan inhibitor asamasam lemak hasil hidrolisis minyak biji kapuk ini tidak sesuai dengan penelitian sebelumnya yang pernah dikemukakan oleh ElSherbini dkk (25) yang menggunakan asam lemak etoksilat sebagai inhibitor, dimana nilai persen efisiensi inhibisi akan meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi inhibitor yang ditambahkan. Keadaan seperti ini dapat terjadi karena tidak semua permukaan baja yang terendam dalam larutan Nal 3 % terlapisi oleh inhibitor secara merata. Hal ini dapat dilihat berdasarkan nilai θ, yaitu fraksi dari permukaan baja yang terlindungi oleh inhibitor dimana nilainya berbanding lurus dengan efisiensi inhibisi (Subramanyarn, 1985). Kecepatan pencelupan baja dalam larutan Nal 3 % dan kelarutan asamasam lemak hasil hidrolisis minyak biji kapuk di dalam larutan Nal 3 % merupakan faktorfaktor yang kemungkinan dapat mempengaruhi perbedaan nilai θ. Nal ketika dilarutkan di dalam air akan terionisasi menjadi ion Na + dan l dan dikelilingi oleh molekulmolekul air. Ketika asamasam lemak hasil hidrolisis minyak biji kapuk dilarutkan di dalam larutan Nal tersebut, kemungkinan terjadi reaksi sebagai berikut R.. H + Na + l R l Na + l + H+Na + R.. H R.. R l +Na + H H l + Na + Gambar 3.5 Mekanisme reaksi campuran asam lemak hasil hidrolisis minyak biji kapuk dengan Nal ion l akan menyerang atom pada gugus karboksilat dan menyebabkan terlepasnya H. H yang terlepas ke dalam larutan menjadi ion H. Ion H di dalam larutan bersifat kurang stabil bila dibandingkan dengan ion l, sehingga ion H menyerang kembali atom pada gugus karboksilat dan menyebabkan l terlepas dari gugus yang diikuti dengan pembentukan asam karboksilat kembali. Berdasarkan kemungkinan reaksi tersebut, dapat diasumsikan bahwa asamasam lemak hasil hidrolisis minyak biji kapuk tidak larut di dalam larutan Nal 3%. Asamasam karboksilat yang berbobot molekul rendah atau yang berantai pendek dapat larut dalam air maupun dalam pelarut organik, namun asamasam lemak merupakan asam karboksilat yang berantai panjang dan berbobot molekul besar sehingga kelarutannya sangat kecil atau bahkan tidak larut di dalam air (Fessenden, 1986). Minyak biji kapuk mengandung asamasam lemak seperti asam linoleat, asam oleat, asam stearat dan asam palmitat (Kaimal, 197) yang berantai panjang dan bermolekul besar, sehingga kemungkinan asamasam lemak yang didapatkan dari hidrolisis minyak biji kapuk tidak larut di dalam larutan Nal 3%. Dan hal ini mengakibatkan berapapun jumlah penambahan konsentrasi inhibitor 5

6 ke dalam larutan Nal 3 % tidak akan menyebabkan perubahan yang berarti. Hal inilah yang menyebabkan nilai efisiensi inhibisi asamasam lemak hasil hidrolisis minyak biji kapuk pada baja austenitik 34 naik turun. Hasil Penentuan Densitas Arus Korosi (i kor ) Baja Austenitik 34 dalam Larutan Nal 3 % Tanpa dan dengan Penambahan Inhibitor Penentuan densitas arus korosi (i kor ) pada baja austenitik 34 dalam larutan Nal 3 % dilakukan dengan menggunakan metode elektrokimia yaitu melalui polarisasi potensiodinamik. Nilai densitas arus korosi (i kor ) pada baja austenitik 34 dalam larutan Nal 3 % tanpa dan dengan penambahan inhibitor ditunjukkan dalam Tabel 3.2 berikut Tabel 3.2 Densitas Arus Korosi (i kor ), Potensial Korosi (E kor ), Konstanta Tafel Anodik (βa) dan Katodik (βc) Baja Austenitik 34 dalam Larutan Nal 3% pada Metode Polarisasi Potensiodinamik Konsen trasi inhibitor (ml/l),5,1,15,2,25,3,35,4,45,5 i kor (µa/cm 2 ) 196,91 118,11 138,18 12,38 137,71 136,96 132,31 164,4 155,35 15,88 151,23 βa (mv) 466,4 339,8 39,5 29,2 317,3 318,7 27,3 415,6 35,3 351,9 429,9 βc (mv) ,1 158,3 144,5 142,6 145,3 138, 143, 148,7 127,4 133,6 E (mv) 124,7 1222,8 12, 128,5 1198,4 1187,1 1177,6 1188,9 1194, 1195,7 1197,6 Data tabel diatas bila diinterpretasikan ke dalam grafik hubungan antara densitas arus korosi (i kor) versus konsentrasi () inhibitor maka akan menghasilkan grafik sebagai berikut i (µa/cm2) y =,3283x + 143,67 R 2 =,24,5,1,15,2,25,3,35,4,45,5 (ml/l) Gambar 3.6 Grafik hubungan konsentrasi inhibitor () terhadap nilai densitas arus korosi ( i kor ) baja austenitik 34 dalam larutan Nal 3 % pada metode polarisasi potensiodinamik berdasarkan grafik diketahui bahwa konsentrasi inhibitor mempengaruhi besarnya densitas arus yang terjadi. Namun besarnya densitas arus tidak menunjukkan hubungan yang linier dengan konsentrasi, dimana hasil yang didapatkan untuk densitas arus adalah naik turun. Hal ini juga didukung oleh besarnya nilai R 2 yang hanya sebesar,24. Bila nilai R 2 kurang dari,99 maka grafik tersebut kelinierannya kecil atau tidak linier (Underwood, 1995). Korosi baja austenitik 34 dalam larutan Nal 3 % diawali dengan reaksi pelarutan besi dan reduksi dari oksigen terlarut Fe Fe e Dan 2 + 2H 2 + 4e 4H Setelah itu Fe 2+ bereaksi dengan H membentuk besi hidroksida di dekat permukaan baja Fe H Fe(H) 2 hidroksida tersebut mengendap pada permukaan baja karena merupakan produk yang kelarutannya rendah. Kemudian besi hidroksida tersebut akan berubah menjadi besi oksida yang ditandai dengan pembentukan pasif film (D Alkaine dan Boucherit, 1997) Fe(H) 2 Fe + H 2 dari beberapa reaksi yang terjadi, produk korosi yang kemungkinan dapat terbentuk pada permukaan baja adalah hidroksi besi Fe(H) 2 dan oksida besi Fe. Karena baja austenitik 34 merupakan campuran dari beberapa logam, maka ada kemungkinan produkproduk korosi lain terbentuk seperti oksida r, Ni, dan Mn dalam jumlah yang relatif kecil mengingat komposisinya pada baja yang berjumlah sedikit. Log densitas arus (i) E (mv) Gambar 3.7 Diagram tafel polarisasi baja 34 dalam larutan Nal 3% dengan konsentrasi inhibitor sebesar,,5;,1 dan,15 ml/l Gambar 3.7 menunjukkan diagram ekstrapolasi tafel dari polarisasi potensiodinamik baja 34 dalam larutan Nal 3 % tanpa penambahan 6

7 Log densitas arus (i) inhibitor dan dengan penambahan inhibitor sebesar,5,,1 dan,15 ml/l. Pada penambahan inhibitor dengan konsentrasi,5 ml/l, terjadi pergeseran potensial ke arah yang lebih negatif diikuti dengan penurunan densitas arus korosi yang cukup tajam dan signifikan yaitu 118,11 µa/cm 2. Pada konsentrasi,1 ml/l dan,15 ml/l potensial bergeser ke arah yang lebih positif dan densitas arusnya meningkat. Dari gambar 4.4 tersebut dapat diketahui bahwa pada konsentrasi inhibitor,5 ml/l, baja mengalami gejala pasifasi paling lama dibandingkan pada konsentrasi lainnya, dan hal inilah yang menyebabkan densitas arus korosinya paling kecil daripada yang lainnya dikarenakan pelarutan Fe pada baja dalam Nal 3% yang lambat. Log densitas arus (i) E (mv) Gambar 3.8 Diagram tafel polarisasi baja 34 dalam larutan Nal 3% dengan konsentrasi inhibitor sebesar,2;,25;,3 dan,35 ml/l E(mV) Gambar 3.9 Diagram tafel polarisasi baja 34 dalam larutan Nal 3% dengan konsentrasi inhibitor sebesar,4;,45 dan,5 ml/l Gambar 3.8 menunjukkan diagram ekstrapolasi tafel baja 34 dalam larutan Nal 3 % dengan penambahan inhibitor sebesar,2;,25;,3 dan,35 ml/l. Terjadi pergeseran potensial kearah yang lebih positif untuk semua konsentrasi inhibitor, sehingga densitas arusnya juga ikut meningkat. Densitas arus korosi paling besar terjadi pada polarisasi baja dengan penambahan inhibitor sebesar,35 ml/l, dimana mengalami gejala pasifasi paling cepat dari yang lainnya. Kemudian dari gambar 3.9 dapat dilihat bahwa potensial kembali bergeser ke arah yang lebih negatif untuk konsentrasi inhibitor,4,,45 dan,5 ml/l, dengan begitu densitas arus korosinya mengalami penurunan walaupun tidak terlalu signifikan oleh sebab rangenya yang sempit dan tidak merata. Penentuan Efisiensi Inhibitor Nilai efisiensi inhibitor asamasam lemak hasil hidrolisis minyak biji kapuk pada penelitian yang dilakukan terhadap baja austenitik 34 dalam larutan Nal 3% dapat dihitung menggunakan persamaan (2.2) (Stupnisek, 1998) dan hasilnya ditunjukkan dalam tabel 3.3 berikut Tabel 3.3 Nilai Efisiensi Inhibisi (% EI) pada Baja Austenitik 34 dalam Larutan Nal 3 % pada Metode Polarisasi Potensiodinamik Konsentrasi inhibitor %EI (ml/l),5,1,15,2,25,3,35,4,45,5 i kor (µa/cm 2 ) 196,91 118,11 138,18 12,38 137,71 136,96 132,31 164,4 155,35 15,88 151,23 4,1 29,82 38,86 3,6 3,44 32,8 16,92 21,1 23,37 23,19 Berikut adalah grafik antara konsentrasi () inhibitor versus prosentase efisiensi inhibitor (%EI) maka akan menghasilkan grafik seperti berikut % EI ,5,1,15,2,25,3,35,4,45,5 (ml/l) Gambar 3.1 Grafik hubungan konsentrasi inhibitor () terhadap efisiensi inhibisinya (% EI) pada baja austenitik 34 dalam larutan Nal 3 % pada metode polarisasi potensiodinamik Efisiensi inhibitor paling tinggi diperoleh pada konsentrasi,5 ml/l yaitu sebesar 4,1 % dengan nilai densitas arus korosi (i kor ) sebesar 118,11µA/cm 2.Tetapi konsentrasi inhibitor tertinggi 7

8 ini tidak dapat dianggap sebagai konsentrasi optimum, karena grafik yang dihasilkan tidak menunjukkan kenaikan efisiensi seiring dengan kenaikan konsentrasi inhibitor melainkan efisiensi yang naik turun. Dan hasil ini juga berbeda dari hasil penelitian yang dilakukan oleh ElSherbini dkk (25) dimana semakin besar konsentrasi inhibitor asam lemak etoksilat yang ditambahkan pada elektrolit maka efisiensi inhibisinya juga akan semakin besar. Hasil metode polarisasi ini ternyata memiliki tren yang sama dengan metode pengurangan berat, yaitu bahwa penambahan konsentrasi asamasam lemak hasil hidrolisis minyak biji kapuk tidak berpengaruh secara linier dengan efisiensi inhibisi. Nilai persen efisiensi yang naik turun ini kemungkinan disebabkan oleh proses hidrolisis minyak biji kapuk yang kurang sempurna, sehingga hasil hidrolisis tidak sepenuhnya murni campuran asam lemak dan juga kelarutan asamasam lemak hasil hidrolisis minyak biji kapuk di dalam larutan Nal 3 % yang dapat mempengaruhi pelapisan baja. Diketahui bahwa minyak bersifat nonpolar sedangkan Nal bersifat polar. Bila baja dicelupkan ke dalam larutan Nal yang ditambahkan dengan asamasam lemak hasil hidrolisis minyak biji kapuk maka diharapkan akan ada minyak yang menempel pada permukaan baja dan dapat melapisi baja, sehingga memperlambat proses korosi. Asamasam lemak ini menghambat laju korosi dengan cara mekanisme adsorpsi yang terjadi pada lapisan antarmuka logamlarutan. Pada umumnya adsorpsi inhibitor pada permukaan logam bergantung pada sifat dan muatan di permukaan logam, struktur molekul inhibitor dan jenis elektrolit yang digunakan (Riggs Jr., 1973). Empat tipe adsorpsi molekul organik yang kemungkinan terjadi pada permukaan logam / larutan secara interfasa adalah : (1) interaksi elektrostatik antara muatan logam dengan muatan molekul, (2) interaksi pasangan elektron bebas pada molekul inhibitor dengan logam, (3) interaksi antara elektron π dengan logam dan (4) kombinasi dari (1) dan (3) (Sinsherg dkk, 1988). Berdasarkan nilai efisiensi yang didapatkan, dapat diasumsikan bahwa kemungkinan tidak terjadi interaksi antara inhibitor dengan baja. Baja yang mengandung Fe akan mengalami oksidasi menjadi Fe 2+ setelah direndam dalam larutan Nal 3% dan permukaan baja akan bermuatan negatif karena terjadi pelepasan elektron. Sedangkan inhibitor asamasam lemak hasil hidrolisis yang mengandung atom oksigen, mempunyai dipol yang bermuatan negatif juga, sehingga interaksi tidak akan terjadi bila dipol pada baja dan dipol pada inhibitor samasama bermuatan negatif. Jadi adsorpsi yang melibatkan interaksi elektrostatik tidak terjadi. Interaksi (2) dan (3) juga tidak terjadi, karena pasangan elektron bebas pada inhibitor tidak mungkin masuk ke dalam orbital kosong yang ada pada logam karena inhibitor asamasam lemak hasil hidrolisis mempunyai rantai karbon yang panjang (Hammouti, 26). Kemungkinan yang dapat terjadi adalah rantai karbon pada inhibitor hanya akan menempel ke permukaan logam, namun hal ini tidak berjalan lama dan dengan mudah akan terlepas karena inhibitor asamasam lemak hasil hidrolisis mempunyai rantai karbon yang panjang dan juga disebabkan logam baja dan inhibitor samasama bersifat nonpolar. leh karena adanya fenomena ini, maka nilai efisiensi inhibisi dari asamasam lemak hasil hidrolisis pada baja 34 dalam larutan Nal 3% naik turun. Kesimpulan Kesimpulan yang dapat diambil berdasarkan penelitian ini adalah bahwa minyak biji kapuk mengandung beberapa asam lemak yang salah satu diantaranya adalah asam linoleat. Asamasam lemak hasil hidrolisis minyak biji kapuk dapat digunakan sebagai inhibitor pada studi korosi baja austenitik 34 di dalam larutan Nal 3%. Hal ini dapat diketahui berdasarkan hasil penelitian, bahwa asamasam lemak ini dapat memperkecil laju korosi baja austenitik 34 dalam larutan Nal 3% dengan nilai efisiensi inhibisi paling besar pada konsentrasi,5 ml/l baik pada metode pengurangan berat maupun metode polarisasi potensiodinamik. Untuk metode pengurangan berat nilai efisiensi terbesar adalah 68,75 % sedangkan untuk metode polarisasi potensiodinamik nilai efisiensi terbesar adalah 4,1 %. Berdasarkan hasil nilai efisiensi kedua metode tersebut diketahui bahwa asamasam lemak hasil hidrolisis minyak biji kapuk kurang efisien jika digunakan sebagai inhibitor pada korosi baja austenitik 34 di dalam media Nal 3 %, karena efisiensinya kurang dari 9 %. Ucapan Terima Kasih 1. Allah SWT, the Almighty. Alhamdulilllah atas segala Rahmat, Ridho dan NikmatMu. 2. Dra. Harmami, MS dan Suprapto, M.Si, Ph.D selaku dosen pembimbing atas segala nasehat, bimbingan dan ilmu yang disampaikan. Semoga bermanfaat. 3. Kedua orang tua tercinta atas segala doa dan semangat yang selalu diberikan dan menyertaiku selama 23 tahun. 4. Temanteman sejawat dan seperjuangan baik angkatan 24 maupun 25 di laboratorium kimia fisika 5. Serta pihakpihak lain yang belum sempat disebutkan satu persatu Daftar Pustaka Abd El Maksoud, S.A., (28), The Effect of rganic ompounds on the Electrochemical Behaviour of Steel in 8

9 Acidic Media: A Review, Int. J. Electrochem. Sci., Vol 3, p Baszkiewicz, J., M. Kaminski, A. Podgrsky, J. Jagielki, G. Gawlik, (1992), orros. Sci., Vol 33, p. 815 Beddoes, J., (1999), Introduction to Stainless Steel; ASM International, hio arrapiso, A.I.,. Garcia, (27), Development in Lipid Analysis: Some New Extraction Techniques and In Situ Transesterification, J. Lipid, 35 (11), p D Alkaine,.V., M.N Boucherit, (1997), J. Electrochem. Soc., 144, p El Etre, A.Y., M. Abdallah, (2), Natural Honey as orrosion Inhibitor for Metals and Alloys II. steel in High Saline Water, orros.sci., Vol 42, p El Etre, A.Y., M. Abdallah, Z.E. El Tantawy, (25),orrosion Inhibition of Some Metals Using Lawsonia Extract, orros. Sci., Vol 47, p El Etre, A.Y., (26), Appl. Surf. Sci., 252, 8521 El Sherbini, E.E.F., S.M. Abdel Wahaab, M. Deyab, (25), Ethoxylated Fatty Acids as Inhibitor for the orrosion of Zinc in Acid Media, Material hem. and Physics, 89, pp Escalante, E., (199), Measuring the Rate of orrosion of Steel in oncrete, Journal of orrosion Studies, 11(2), p Fellows P., Axtell B., (22), Appropriate Food Packaging; Material and Methods for Small Business, Essex, U.K : ITDG Publishing, p Fontana, M.G., (1986), orrosion Engineering, 3 rd Edition, Mc GrawHill Book ompany, New York Free, M., (24), orros. Sci., Vol 46, p. 311 Hammouti, B., (26), Pennyroyal il from Menthapulegium as orrosion Inhibitor for Steel, Material Letters, 6, p Jai, J. dan Wan Shabuddin Wan Ali, (28), Palm lein as an EcoFriendly orrosion Inhibitor, International onference on Environmental Research and Technology (IERT) sman, M.M. dan M.N. Shalaby, (22), Some Ethoxylated Fatty Acids as orrosion Inhibitor for Low arbon Steel in Formation Water, Materials hemistry and Physics, Vol 77, pp Quraishi, I.H Farouqi, Saini P.A, (1999), Investigation of Some Green ompound as orrosion and Scale Inhibitor for ooling System, Journal of orrosion, Vol. 55, No. 5, pp Riggs Jr.,.L., (1973), orrosion Inhibitor, Second edition,.. Nathan, Houston Sinsherg, D., G. George, A. Nanayakhara, D. Steinert, (1988), orrosion Science, Vol 28, p. 33 StupnisekLisac dkk., (1998), Low Toxicity opper orrosion Inhibitor, orrosion Science Stupnisek Lisac, E., A. Gazioda, M. Madzarac, (22), Electrochim. Acta, Vol 47, p Subramanyarn, N.., Maryana S.M., (1985), orrosion Sci., Vol 25, 3, p. 163 Sudarmadji, S., B. Haryono, Suhardi, (1997), Prosedur Analisa untuk Bahan Makanan dan Pertanian, Liberty, Yogyakarta Uhlig, H., (24), orrosion and ontrol, Second Edition, George Harrap and o.ltd, London Underwood, (1995), Analisa Kimia Kuantitatif Kimia Analitik, Edisi Keempat, Erlangga, Jakarta Von Fraunhofer, J.A., G.D. Davis, L.A. Krebs,.M. Dacres, (21), The Use of Tobacco Extract as orrosion Inhibitor, orrosion Paper, No Widharto, S., (21), Karat dan Pencegahannya, etakan Kedua, Pradnya Paramita, Jakarta Winarno, F.G., (1982), Kimia Pangan dan Gizi, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta Wiston, R., (2), Uhlig s orrosion Handbook, 2 nd Edition, John Willey and Sons Inc., New York, p. 191 Zhang, D., L. Gao, G. Zhou, (24), Appl. Surf. Sci., Vol 225, p. 287 BIGRAFI PENULIS RSITA DWI dilahirkan di Situbondo 18 Mei 1986 dan merupakan putri kedua dari pasangan Bambang Sukardono dan Sumarmi dari tiga bersaudara. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD Negeri Patokan IV Situbondo ( ), SD Negeri Dr. Sutomo V Surabaya ( ), SLTP Negeri 1 Surabaya (199821), SMU Negeri 2 Surabaya (2124). Penulis selanjutnya melanjutkan jenjang pendidikan S1 dan diterima di Jurusan Kimia FMIPAITS melalui jalur SPMB pada tahun 24. Penulis pernah menjadi asisten mata kuliah praktikum Termodinamika pada tahun 29 dan pernah mengikuti kerja praktek di PT. Unilever Indonesia, Tbk Surabaya selama 1 bulan. Penulis mengambil Tugas Akhir di bidang Kimia Fisik dalam menyelesaikan jenjang pendidikan S1 nya di Jurusan Kimia FMIPAITS. 9

10 1