BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Korosi dapat didefinisikan sebagai penurunan mutu suatu logam akibat reaksi elektrokimia dengan lingkungannya, yang melibatkan pergerakan ion logam ke dalam larutan pada anoda dan pertukaran elektron dari logam ke katoda (Evans, 1976). Korosi juga sering disebut sebagai proses perkaratan suatu logam, yang mengakibatkan berat logam berkurang, yang lama-kelamaan logam tersebut terurai dari paduannya. Perlu diketahui secara bertahap karakteristik dari korosi dari bahan bahan yang digunakan dalam industri untuk menentukan kemungkinan terbesar dari kontrol korosi dan strategi pencegahannya (Oluwole,et al, 2013). Korosi merupakan bahaya nasional yang nyata yang tingkat kerugiannya lebih besar dari segala bencana alam yang pernah dialami (Widharto,2004). Penyebab korosi secara umum ada 2 macam yaitu korosi kimia dan korosi elektrolit. Berkaratnya besi dan baja disebabkan kedua hal di atas yaitu terjadinya proses reaksi antara besi atau baja dengan oksigen yang terdapat dalam atmosfer membentuk lapisan oksida pada permukaan logam (Amanto, 2006). Stainless Steelyang digunakan di berbagai bidang adalah untuk pertahanan korosi yang paling kuat. Uap air yang ada pada atmosfer mungkin berkondensasi dan dari tetesan atau penipisan lapisan elektrolit yang mengandung ion-ion klorida ketika temperatur menurun dan relative humidity(rh) / kelembaban rata-rata meningkat. Jadi, faktor lingkungan seperti temperatur, relative humidity(rh) / kelembaban rata-rata, air hujan dan penguapan garam laut merupakan faktor yang sangat penting untuk kejadian dari korosi sumuran (pitting corrosion) pada Stainless Steel(SS). Baja stainless steel dengan type 316 merupakan bagian dari baja tahan karat atau yang disebut sebagai baja tahan karat austenitik yang memiliki komposisi logam Cr 12%, logam Ni 8%, logam Fe 61%. Logam Mn 2%, Carbon 0.08%, Posfor 0,03%, Sulfur 0,03%, Nitrogen 0,1% dan slikon 0,045% (Nurfiyanda,2011).
2 Inhibitor korosi adalah suatu bahan kimia yang apabila ditambahkan dalam konsentrasi yang kecil/sedikit ke suatu lingkungan korosif akan sangat efektif menurunkan laju korosi (Ilim, 2008). Inhibitor korosi umumnya berasal dari senyawa-senyawa organik dan anorganik. Senyawa anorganik yang digunakan seperti nitrit, kromat, fosfat, dan urea. Senyawa tersebut merupakan bahan kimia yang berbahaya, mahal, tidak ramah lingkungan, karena sifat racunnya dapat menyebabkan kerusakan sementara atau permanen pada sistem organ tubuh makhluk hidup seperti gangguan pada ginjal, hati dan juga sistem enzim. Sedangkan senyawa organik yang digunakan adalah senyawa yang mengandung atom N, O, P, S dan atom atom lain yang memiliki pasangan atom bebas sehingga mampu membentuk senyawa kompleks dengan logam. Syarat-syarat inhibitor korosi yang baik harus murah, tidak beracun, aman bagi lingkungan dan tersedia di alam (Hamzah, 2006). Salah satu penggunaan inhibitor yang digunakan untuk mengatasi masalah korosi yang terjadi pada logam adalah mengekstrak daun kopi sebagai salah satu bahan organik yang berpotensi sebagai inhibitor korosi. Daun kopi ini memiliki kandungan Kafeinberkisar antara 0,29-0,5 %, Fenolik yaitu 10,0120 % dan 11,5305 %, flavonoid, lignan dan tanin yang baik sehingga memiliki rasa yang agak pahit dan tidak jauh berbeda dengan teh yang berasal dari daun teh. Pemanfaatan daun kopi sebagai teh seduhan yang menghasilkan uji organoleptik terbaik dengan interaksi lama fermentasi 90 menit dan suhu pengeringan 95 C(Siringo-ringo, 2012). Ludiana (2012) telah melakukan penelitian tentang Pengaruh Konsentrasi Inhibitor Ekstrak Daun Teh (Camelia Sinensis) Terhadap Laju Korosi Baja Karbon Schedule 40 Grade B ERW. Hasilnya menunjukkan bahwa ekstrak daun teh dapat digunakan sebagai inhibitor korosi Baja Karbon Schedule 40 Grade B ERW dengan nilai efisiensi inhibisi korosi terhadap laju korosi baja yang paling besar terjadi pada konsentrasi inhibitor 4 % baik untuk perendaman 3 hari maupun 6 hari sebesar 74,32 % dan 73,41 %.
3 Karlina (2015) telah melakukan penelitian tentang pengaruh konsentrasi inhibitor ekstrak metanol daun lamtoro (Leucaena Leucocephala L) terhadap laju korosi Baja Karbon Schedule 40 Grade B serta jumlah Fe dan C yang terkorosi dalam natrium klorida (NaCl) 3 % telah dilakukan. Hasilnya memperlihatkan bahwa laju korosi terendah diperoleh pada perendaman baja didalam inhibitor dengan konsentrasi 600 ppm selama 24 jam lalu NaCl 3 % selama 7 hari yaitu sebesar 149,4648 mpy. Jumlah Fe terendah diperoleh sebesar 135 ppm pada perendaman baja dalam campuran NaCl 3 % dan inhibitor dengan konsentrasi 800 ppm yang diuji dengan alat Spektrofotometer Serapan Atom, sedangkan jumlah C terendah diperoleh sebesar 0,1%. Soltani (2012) telah melakukan penelitian tentang Ekstrak daun Salvia officinalis (S. officinalis) telah dievaluasi sebagai inhibitor korosi untukstainless steel 304pada 1M HCl dengan cara pengukuran kehilangan berat, polarisasi potensiodinamik,elektrokimia impedansi spektroskopi (EIS). Pillai (1982) telah melakukan penelitian tentang Korosi mild steel pada konsentrasi HC1 3M, 1M dan 0,01 M.Urutan reaksi anodik terhadap OH - ion adalah 0,5 ± 0,2. Mekanisme reaksi dengan perantara mengikuti adsorpsi isoterm Temkin untuk menjelaskan parameter kinetik, melalui konsentrasi HCl tersebut sangat baik menjadi media korosi. Firmansyah (2011) telah melakukan penelitian tentang Studi Inhibisi Korosi Baja Karbon dalam larutan asam HCl 1M oleh ekstrak daun sirsak (Annona Mucirata) yang memiliki efisiensi inhibitor paling efektif mencapai 93,68 % dengan konsentrasi 6000 ppm selama 120 jam pada temperatur kamar. Untuk menambah bidang aplikatif dari daun kopi,berdasarkan kandungan senyawa-senyawa seperti tannin, alkaloid, protein dan flavonoid yang terkandung di dalamdaun kopi dan dapat dimanfaatkan sebagai alternatif inhibitor korosi, terutama dalam pemanfaatannya HCl 3M. Dari hasil penelitian ini dapat diketahui bagaimana pengaruh penambahan inhibitor terhadap laju korosi yang terjadi pada Baja Stainless steel 316, efektifitas daun kopi sebagai inhibitor korosi Baja Stainless steel 316 serta pengaruh inhibitor daun kopi terhadap jumlah Fe, Ni dancr
4 yang terlarut dalam larutan bekas perendaman Baja SS 316. Melalui penelitian ini diharapkan bahwa masyarakat lebih memahami pemanfaatan daun kopi secara luas dan sangat penting bagi berbagai bidang. Secara umum tanaman kopi sangat banyak kegunaannya melalui zat antioksidan dan zat antibakteri yang telah diteliti dalam akar,batang, daun dan biji. Namun pemakaian daun kopi sebagai sumber senyawa kimia yang dapat menghambat laju korosi belum banyak dilakukan. Padahal senyawa tannin dan kandungan nitrogen bebas yang tinggi dalam daun kopi sangat efektif untuk menghambat laju korosi pada bahan bahan yang mudah teroksidasi dan mengalami korosi (perkaratan). Sehingga diharapkan melalui penelitian ini, pemanfaatan daun kopi lebih dikembangkan dan dimaksimalkan untuk perkembangan ilmu pengetahuan kedepannya. 1.2 Perumusan Masalah 1. Logam apakah paling cepat terkorosi dalam media HCl 3M antara Fe dan Cr yang diamati dalam larutan bekas perendaman baja SS 316. 2. Bagaimana pengaruh waktu terhadap kecepatan korosi logam pada larutan baja tersebut 3. Bagaimana efektifitas inhibitor ekstrak metanol daun kopi terhadap laju korosi baja SS 316. 1.3 Pembatasan Masalah 1. Logam yang dijadikan sampel dalam penelitian ini adalah Baja SS 316 yang diperoleh dari toko bangunan yang berada di Jl.Mahkamah, SM.Raja, Medan. 2. Yang akan diamati pada sampel baja SS 316 yaitu logam Fe dan Cr. 3. Media yang dijadikan lingkungan uji adalah larutan HCl 3M. 4. Waktu perendaman selama 10, 20 dan 30 hari. 5. Inhibitor yang digunakan adalah ekstrak metanol dari daun kopi yang diambil di Desa Sipituhuta, Dolok Sanggul.
5 6. Alat yang digunakan adalah Spektrofotometri Serapan Atom untuk mengetahui jumlah Fe dan Cr. 7. Alat yang digunakan untuk melihat morfologi permukaan baja SS 316 adalah Mikroskop Stereo. 1.4 Tujuan Penelitian 1. Untuk mengetahui logam yang paling cepat terkorosi dalam media HCl 3 M antara Fe dan Cr dalam larutan bekas perendaman baja SS 316. 2. Untuk mengetahui pengaruh waktu terhadap kecepatan korosi logam pada baja dalam HCl 3M dan perendaman inhibitor 24 jam lalu HCl 3M 3. Untuk mengetahui efektifitas inhibitor ekstrak metanol daun kopi terhadap laju korosi baja SS 316. 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah memperoleh informasi mengenai kecepatan korosi logam yang terkandung pada Baja SS 316 dalam media HCl 3M kepada publik serta alternatif inhibitor korosi daun kopi sehingga penggunaan baja tersebut dapat lebih maksimal dan bertahan lama kualitasnya. 1.6 Lokasi Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Dasar LIDA Universitas Sumatera Utara, Uji Kandungan Nitrogen dengan Metode Kjeldahl dilakukan di Laboratorium Kimia Bahan Makanan FMIPA USU, Uji Flavonoid secara Kualitatif dilakukan di Laboratorium Kimia Organik Bahan Alam FMIPA USU, Analisis Morfologi permukaan dengan Mikroskop Stereo di Laboratorium Biologi Dasar FMIPA USU dan Analisis Spektrofotometer Serapan Atom dilakukan di Balai Riset dan Standarisasi Industri Kementrian Perindustrian Medan.
6 1.7 Metodologi Penelitian Penelitian ini merupakan suatu eksperimen laboratorium. Metode yang digunakan untuk penetuan laju korosi tersebut adalah metode uji kehilangan berat (weight loss test). Baja tipe SS 316 yang diperoleh dari pasaran dipotong berbentuk lempengan direndam dalam media HCl 3M untuk pengurangan berat logam (proses korosi). Baja terlebih dahulu digosok dengan kertas pasir kemudian dicuci dengan aseton dan dibilas dengan aquabides, selanjutnya dilakukan perendaman dalam HCl 3M dengan variasi waktu 10, 20 dan 30 hari. Selanjutnya daun kopi yang sudah dikeringanginkan, dihaluskan dan diayak dengan ayakan berukuran 100 mesh hingga diperoleh serbuk daun kopi. Serbuk daun kopi ditimbang sebanyak 250 gram. Kemudian direndam dengan menggunakan pelarut metanol sebanyak 1 liter selama 24 jam pada suhu kamar. Hasil ekstraksi kemudian disaring. Residu yang berupa ampas kembali direndam dengan pelarut metanol yang baru selama 24 jam pada suhu kamar dan dilakukan hal yang sama hingga lima kali perendaman. Filtrat yang masih larut kemudian dipisahkan dengan cara evaporasi dan dilanjutkan dengan penguapan sehingga didapat senyawa hasil ekstraksi berupa pasta. Pasta hasil ekstraksi kemudian ditimbang. Dilakukan Uji Kjeldahl dan Uji FeCl 3 5 % pada pasta.dilakukan perendaman pada Baja SS 316 dengan inhibitor lalu perendaman dengan HCl 3M selama 10, 20 dan 30 hari dilakukan analisis dengan SSA (Spektrofotometri Serapan Atom) untuk mengetahui jumlah logam yang terkorosi sebelum penambahan inhibitor dan jumlah logam sesudah penambahan inhibitor dan pengukuran kehilangan berat (weight loss). Dilakukan analisis morfologi permukaan pada Baja SS 316 dengan Mikroskop Stereo. Adapun variabel-variabel yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Variabel bebas : waktu perendaman Logam yaitu 10, 20 dan 30 hari didalam media korosi. 2. Variabel terikat : Pengukuran Weight Loss, Analisis SSA dan mikroskop stereo 3. Variabel tetap : Suhu,HCl 3 M dan konsentrasi ekstrak metanol daun kopi