PENGGUNAAN VITAMIN C SEBAGAI INHIBITOR KOROSI PADA LINGKUNGAN ASAM Irvan Kaisar Renaldi 1 1 Departemen Teknik Material, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111, Indonesia kaisar14@mhs.mat-eng.its.ac.id ABSTRAK Penggunaan material logam yang semakin meningkat, diikuti dengan masalah korosi, korosi sendiri adalah reaksi redoks antara suatu logam dengan lingkungan untuk menuju ke kesetimbangannya. Korosi dapat dikurangi dengan bebagai macam cara, diantaranya ada proses proteksi katodik, coating, ataupun dengan inhibitor. Namun cara yang paling mudah dan paling murah untuk dilakukan adalah dengan menambahkan inhibitor ke dalam media. Inhibitor adalah suatu zat kimia yang apabila ditambahkan atau dimasukkan dalam jumlah sedikit kedalam suatu zat karoden, dapat secara efektif mengurangi laju korosi. Pada penelitian ini dilakukan pengaruh konsentrasi inhibitor organik vitamin C untuk mengurangi laju korosi, di dapat konsentrasi 300 ppm vitamin C yang paling efektif menahan laju korosi serta efisiensi inhibitor yang paling tinggi. Mekanisme perlindungan dari inhibitor vitamin C adalah dengan membentuk senyawa kelat yang terbentuk dengan mengadsorpsi pada permukaan logam. Kata Kunci : Korosi, Inhibitor Organik, Vitamin C, Asam Askorbat 1. Latar Belakang Penggunaan material logam di industri semakin meningkat, sehingga dengan sendirinya akan diikuti dengan meningkatnya permasalahan korosi. Korosi adalah reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang dapat menghasilkan senyawa - senyawa
yang tak dikehendaki. Dalam bahasa sehari-hari, korosi disebut perkaratan. Contoh korosi yang paling lazim adalah perkaratan besi. Pada peristiwa korosi, logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen (udara) mengalami reduksi. Pada saat ini korosi dapat dikurangi dengan beberapa macam cara, diantaranya ada proteksi katodik (cathodic protection), pelapisan (coating), ataupun dengan inhibitor. Namun cara yang paling mudah dan paling murah untuk dilakukan adalah dengan menambahkan inhibitor ke dalam suatu media. Inhibitor adalah suatu zat kimia yang apabila ditambahkan atau dimasukkan dalam jumlah sedikit kedalam suatu zat karoden (lingkungan yang korosif), dapat secara efektif menjadi katalisator memperlambat atau mengurangi laju korosi yang ada (retarding catalyst). Inhibitor sendiri diklasifikasikan menjadi dua macam, organik inhibitor merupakan Inhibitor yang diperoleh dari hewan dan tumbuhan yang mengandung unsur karbon dalam senyawanya. Material dasar dari organik inhibitor antara lain turunan asam lemak alifatik, yaitu: monoamine, diamine, amida, asetat, oleat, senyawasenyawa amfoter : Imdazolines dan turunannya, serta jenis inhibitor yang kedua, inorganik inhibitor merupakan inhibitor yang diperoleh dari mineral-mineral yang tidak mengandung unsur karbon dalam senyawanya. Material dasar dari inorganik inhibitor antara lain kromat, nitrit, silikat, dan pospat. Hingga saat ini inhibitor masih menjadi solusi terbaik untuk melindungi korosi internal pada logam, dan dijadikan sebagai pertahanan utama industri proses dan ekstraksi minyak. Inhibitor merupakan metoda perlindungan yang fleksibel, yaitu mampu memberikan perlindungan dari lingkungan yang kurang agresif sampai pada lingkungan yang tingkat korosifitasnya sangat tinggi, mudah diaplikasikan, dan tingkat keefektifan biayanya paling tinggi karena lapisan yang terbentuk sangat tipis sehingga walaupun dalam jumlah sedikit mampu memberikan perlindungan yang luas [2]. Jenis inhibitor organik yang digunakan adalah vitamin C yang mengandung
asam askorbat. Oleh karena itu dalam penelitian ini akan diteliti pengaruh penambahan organik inhibitor vitamin C ke dalam larutan asam terhadap laju korosi yang terjadi dan weight loss nya serta meneliti prinsip perlindungan inhibitor vitamin C terhadap korosi. Tabel 1 Komposisi Kimia Baja AISI 1045 [3] Unsur Persentase Besi Balance Karbon 0,42 0,50 Mangan 0,50 0,80 Silikon Maks 0,40 Belerang 0,02 0,04 2. Metode Penelitian Penelitian ini dilakukan untuk menjawab penggunaan inhibitor organik sebagai penahan korosi yang murah, mudah di dapatkan dan mudah diterapkan, penelitian dibuat sedemikian rupa mirip dengan kondisi riil lapangan sehingga hasil penelitian ini nantinya juga diharapkan dapat berguna untuk industri/instansi terkait dalam menanggulangi masalah korosi. A. Preparasi spesimen Spesimen merupakan baja karbon sedang dengan kadar 0,45% karbon berbentuk coupon dengan dimensi 3,5 cm X 5 cm B. Preparasi Larutan Larutan yang digunakan berupa larutan air dengan penambahan asam asetat (CH 3 COOH). Larutan dibuat sebanyak lima macam yaitu larutan air 980 ml dengan penambahan asam asetat 20mL, lalu empat macam larutan lain berupa air 980 ml dan asam asetat 20 ml yang ditambahkan vitamin C masing masing sebanyak 100 ppm, 150 ppm, 300 ppm dan 600 ppm. Vitamin C yang ditambahkan dibuat dengan cara menumbuk dan menghaluskan vitacimin C (500 mg vitamin C) di dalam mortar yang disesuaikan dengan konsentrasi ppm nya dengan menggunakan
perbandingan berat pada digital balancer. C. Perhitungan Laju Korosi Pada penelitian ini laju korosi dihitung dengan menggunakan metode kehilangan massa. Selama 21 hari spesimen akan direndam didalam larutan yang sudah dipersiapkan seperti poin B, yang sebelumnya massa spesimen baja sudah ditimbang dan sesudah 21 hari dilakukan penimbangan kembali untuk mengetahui kehilangan massanya. Dimana, Cr = Laju Korosi (mils/year) k = konstanta 534 W = selisih massa (miligram) D = densitas baja (gram/cm 3 ) A = luas permukaan (inch 2 ) t = waktu (hours) D. Efisiensi Inhibitor Efisiensi inhibitor digunakan untuk menghitung efektifitas dari inhibitor senyawa yang ditambahkan dengan membandingkan laju korosi logam yang ditambahkan inhibitor dengan laju korosi tanpa penambahan inhibitor E = Cr inhibitor = laju korosi dengan penambahan inhibitor Cr nor = laju korosi tanpa penambahan inhibitor 3. Hasil dan Pembahasan Dari hasil penelitian didapat bahwa perbedaan konsentrasi vitamin C menghasilkan kehilangan massa yang berbeda serta laju korosi yang berbeda juga. Setelah 21 hari didapat spesimen dengan produk korosinya berupa padatan rapuh coklat di permukaan serta larutan yang berubah menjadi warna kuning kecoklatan, hal ini menandakan bahwa sebagian spesimen terlarut (terkorosi) di dalam larutan asam, dan hasilnya dibuktikan dengan penurunan massa pada spesimen saat dilakukan penimbangan ulang.
Untuk mengetahui laju korosi digunakan persamaan pada poin C. didapat hasil Laju Korosi (mpy) Gambar 1 Sebelum 21 Hari Perendaman [8] 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 100 150 300 600 Laju Korosi (mpy) Gambar 3 Laju Korosi penambahan inhibitor Gambar 2 Setelah 21 Hari Perendaman [8] Tabel 2 Weight Loss selama 21 Hari Konsentrasi (ppm) Weight Loss (gram) 0 1,3126 100 1,1204 150 0,5729 300 0,4315 600 0,4896 Penambahan vitamin C di dalam larutan asam berhasil menurunkan laju korosi selain itu dengan penambahan vitamin C semakin banyak ke dalam larutan asam juga semakin menurunkan laju korosi. Hal ini dikarenakan vitamin C secara umum mengandung senyawa asam askorbat, asam askorbat merupakan jenis senyawa organik dengan rumus kimia C 6 H 8 O 6 berbentuk murni berupa kristal putih, tidak berwarna, tidak berbau dan mencair pada temperatur 190 192 C, asam askorbat merupakan jenis inhibitor anodik atau yang teradsorpsi pada
logam dan membentuk lapisan tipis dengan ketebalan beberapa molekul inhibitor. Lapisan pasif ini terbentuk dari dehydro-ascorbic acid yang bereaksi dengan air lalu dengan logam [3]. Penelitian sebelumnya juga mengatakan bahwa asam askorbat memang memiliki mekanisme terbentuknya lapisan pelindung tipis pada permukaan logam [4]. Pembentukan dehidro asam askorbat ini melalui senyawa transisi yaitu mono-amino asam askorbat. Asam ini akan terabsorpsi ke permukaan baja. Anion ini kemudian akan merintangi laju kelarutan katodik dan sebagai gantinya akan membentuk oksida yang akan memperkuat selaput yang ada. Selaput oksida pelindung biasanya akan terbentuk pada permukaan logam yang kontak dengan udara pada suhu kamar, jika terjadi penyerangan kimia pada logam melalui media larutan (elektrolit) asam askorbat akan teradsopsi ke permukaan logam sehingga akan menutup selaput oksida yang rusak [5]. Lapisan pelindung yang terbentuk adalah Fe 2 C 6 H 11 O [6] 6. Senyawa ini terbentuk dari dehydro-ascorbic acid yang bereaksi dengan air lalu dengan logam. Penelitian lain juga menguatkan bahwa asam askorbat merupakan salah satu jenis dari inhibitor anodik [7]. 60 40 20 0 Efisiensi Inhibitor (%) 0 100 150 300 600 Gambar 4 Efisiensi inhibitor Efisiensi Inhibitor (%) Pada penambahan inhibitor permukaan logam yang bereaksi dengan inhibitor AA ini akan terlindungi oleh lapisan pelindung tipis pada permukaannya. Terbentuknya Lapisan Pelindung pada Permukaan Logam Ketika konsentrasi lebih dari 200 ppm, akan terbentuk suatu senyawa kompleks yang disebut kelat (chelate). Ionion logam, seperti ion besi, ion tembaga dalam larutan akan mengikat gugusgugus AA yang bersifat negatif, kemudian membentuk senyawa kelat tersebut. Sesuai dengan penelitian yang dilakukan pada penambahan
inhibitor yang semakin banyak terjadinya pembentukan senyawa kelat ini akan mengurangi efisiensi inhibisinya [9]. Vitamin C ini sangat mudah teroksidasi dalam larutan dan berdekomposisi menjadi Dehydro Ascorbic Acid (DAA). DAA ini nantinya akan berdekomposisi lanjut menjadi beberapa asam. Kehadiran DAA akan semakin banyak sesuai dengan bertambahnya konsentrasi Asam Askorbat dan selanjutnya akan berdekomposisi lanjut menjadi asamasam lain sehingga tidak terjadi adsorpsi yang maksimum di permukaan logam. Hal inilah yang menyebabkan Asam Askorbat hanya bisa berfungsi sebagai inhibitor yang bagus pada kondisi tertentu [8]. 4. Kesimpulan Perlindungan korosi dengan menggunakan vitamin C terbukti dapat menurunkan laju korosi dengan cara membentuk senyawa kelat yang terbentuk akibat adsorpsi di permukaan logam, diketahui pula jumlah konsentrasi yang optimal adalah 300 ppm, dikarenakan laju korosi serta efisiensi inhibitor yang paling tinggi terjadi pada penambahan 300 ppm vitamin C. Dari hasil penelitian ini didapat pada konsentrasi tertentu vitamin C dapat diterapkan untuk menurunkan laju korosi dengan harga yang murah, mudah diterapkan serta hasil yang lumayan baik. 5. Referensi [1] Anggono, Juliana. 1999. Pengaruh Lingkungan Terhadap Efisiensi Inhibisi Asam Askorbat (Vitamin C) pada Laju Korosi Tembaga. Jurnal Teknik Mesin Vol. 1, No. 2 [2] Dalimunthe., dan Indra Surya. 2004. Kimia Dari Inhibitor Korosi. Universitas Sumatera Utara; Jurnal Teknik Kimia. [3] Darmawan, Budi. 2010. Studi Eksperimen Umur Lelah Baja Poros AISI 1045 Hasil Quenching Tempering Variasi Temperatur dan Waktu Temper Pada Uji Rotating Bending. Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Surabaya [4] Darmawan, Sholeh. 2007. Pengaruh Konsentrasi Inhibitor Asam Askorbat (Vitamin C) Dalam Larutan Natrium Klorida (NaCl)
Terhadap Laju Korosi Baja HQ 7210 Pasca Pelapisan Chrom". FKIP UNS. Surakarta [5] Muhammad Miftahul Aziz., Budi Agung Kurniawan. 2013. Pengaruh Konsentrasi Inhibitor Suplemen Vitamin C (Asam Askorbat) terhadap Laju Korosi Baja Api 5l Grade B pada Lingkungan 3,5% NaCl yang Mengandung Gas CO2. JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1 [6] Rozak, A.2013.Pemanfaatan Suplemen Vitamin C Sebagai nhibitor Korosi Pada Baja API 5L Grade B dalam Media 3.5% NaCl dan 0.1 M HCl.Departemen Teknik Material dan Metalurgi, Institut Teknologi Sepuluh Nopember [7] Sekine, I.1994. Corrosion Inhibition of Steels by Organic Inhibities. Japan : Industrial Technology Development Institute Department of Science and Technology. [8] Robiati, Siti. 2011. "Pengaruh Konsentrasi Asam Askorbat (Vitamin C) Sebagai Inhibitor Korosi Pada Baja Karbon Dalam Lingkungan yang Mengandung Klorida Menggunakan Metode Immersi. UIN Syarif Kasim Riau, Pekanbaru. [9] Prasetya, Ervan Harry. 2014. Pengaruh Konsentrasi Inhibitor Asam Askorbat dan Konsentrasi Larutan Natrium Klorida Terhadap Laju Korosi Baja Karbon Rendah Pasca Pelapisan Cat Epoxy. Jurnal FKIP UNS Vol 2 No 13.