JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6
1
PEMANFAATAN OBAT SAKIT KEPALA SEBAGAI INHIBITOR KOROSI PADA BAJA API 5L GRADE B DALAM MEDIA 3,5 % NaCl DAN 0,1 M HCl Pandhit Adiguna Perdana dan Budi Agung Kurniawan Jurusan Teknik Material & Metalurgi, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail:
[email protected] Abstrak- Penelitian ini menggunakan inhibitor obat sakit kepala dengan variasi konsentrasi 100 ppm, 150 ppm, dan 200 ppm, Untuk mengetahui kandungan senyawa dalam obat sakit kepala tersebut dilakukan pengujian GC - MS. Laju korosi pada baja API 5L Gr.B diperoleh dengan metode tafel, untuk mendukung hasil uji tafel dilakukan uji visual. Dalam pengujian GC – MS diketahui bahwa pada obat sakit kepala mengandung senyawa aspirin. Pengujian tafel dengan penambahan obat sakit kepala sebanyak 200 ppm dapat menurunkan laju korosi di media 3,5 % NaCl hingga menjadi 0,011 mm/y sehingga efisiensi inhibitor meningkat menjadi 52,53%. Pada penambahan obat sakit kepala sebanyak 200 ppm dapat menurunkan laju korosi di media 0,1M HCl hingga menjadi 0,499 mm/y sehingga efisiensi inhibitor meningkat menjadi 31,30%. Inhibitor obat sakit kepala teradsorpsi pada permukaan baja API 5L Gr.B ini dibuktikan dengan hasil pengujian XRD. Kata Kunci— Korosi, Inhibitor, Obat Sakit Kepala, Tafel
I. PENDAHULUAN eristiwa korosi pada logam atau paduannya merupakan gejala yang sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari dan menjadi perhatian khususnya di bidang industri.[1] Terjadinya korosi pada logam sangat merugikan dunia perindustrian. Korosi adalah kerusakan material, biasanya logam, akibat reaksi dengan lingkungannya. [2] Korosi tidak dapat dihindari atau dihilangkan, namun dapat dikendalikan dengan melakukan proteksi korosi.[3] Desain proteksi korosi yang tepat serta pemeliharaan yang berkelanjutan merupakan faktor penting dalam pencegahan terjadinya korosi. Salah satu metode pengendalian korosi yang cukup efektif untuk dikembangkan adalah inhibitor. Inhibitor adalah
P
zat yang apabila ditambahkan ke dalam suatu lingkungan dalam jumlah kecil dapat menurunkan laju korosi logam.[4] Ada dua macam inhibitor korosi menurut bahan dasarnya, yaitu inhibitor anorganik dan organik.[5] Inhibitor anorganik memiliki inhibisi yang baik terhadap laju korosi namun menimbulkan masalah bagi lingkungan bila terakumulasi, sehingga penggunaan inhibitor organik menjadi pilihan alternatif karena lebih ramah lingkungan.[6] Salah satu bahan organik yang cara kerjanya mirip dengan inhibitor untuk mengendalikan korosi ternyata ditemukan pada kandungan obat sakit kepala, bahan organik tersebut yaitu aspirin. Aspirin atau asam asetil salisilat adalah obat analgetik, anti piretik dan anti inflamasi yang digolongkan dalam obat bebas. Aspirin sebagai analgesik bermanfaat untuk mengobati nyeri misalnya sakit kepala, sebagai anti piretik bermanfaat untuk mengurangi demam dan sebagai anti inflamasi obat – obatan.[7] Pada aspirin terdapat senyawa organik yang dapat berfungsi sebagai inhibitor korosi, aspirin mempunyai group hydrocarbon yang pada salah satu ujung rantai ikatannya terdapat gugus OH. Aspirin berdasarkan cara kerjanya merupakan inhibitor teradsorpsi.[8] II. METODE PENELITIAN A. Preparasi Spesimen Spesimen yang digunakan pada penelitian ini adalah API 5L Grade B. Spesimen yang diuji dibentuk menjadi elektroda untuk pengujian menggunakan potensiostat. Spesimen akan dibubut dan dipotong sampai ø 14 mm dan tebal 5 mm. Potongan material tersebut selanjutnya disambung dengan kabel tembaga pada salah satu sisinya
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6 (panjang ±20 cm). Kemudian dilakukan moulding pada benda uji dengan resin epoksi, sisi yang yang tidak tersambung kabel tembaga terekspos pada lingkungan, permukaaan benda uji tersebut dihaluskan dengan kertas gosok sampai dengan grade 800. B. Pembuatan Larutan Larutan media korosif 3,5% NaCl dan 0,1M HCl. Media 3,5% NaCl dibuat dengan cara melarutkan 35,24 gram natrium klorida dengan aquadest dalam gelas ukur 1000 ml sampai tanda batas. Media 0,1M HCl dibuat dengan cara melarutkan 9,87 ml HCl dengan aquadest dalam gelas ukur 1000 ml sampai tanda batas . C. Inhibitor Inhibitor yang digunakan pada pengujian ini yaitu obat sakit kepala Tabel 1. Variasi Konsentrasi Inhibitor Konse ntrasi Inhibitor (ppm)
Me dia
100 150
Aspirin Murni (gram)
0,12
0,10
0,18
0,15
200
0,24
0,20
100
0,11
0,09
0,17
0,14
0,23
0,19
150 200
3,5 % NaCl
O bat Sakit Ke pala (gram)
0,1 M HCl
D. Pengujian Gas Chromatography - Mass Spectroscopy Pengujian GC-MS menggunakan GC-MS Hewlett Packard Series II untuk menganalisa senyawa organik yang terdapat pada obat sakit kepala. Alat GC-MS telah disetting dengan temperatur awal 80oC waktu awal yaitu 1 menit dengan peak ratenya 10 oC/s, temperaturnya akhir sebesar 220 oC dengan akhir waktu sebesar 30 menit. E. Pengujian Laju Korosi Metode Tafel Metode tafel pada penelitian ini untuk menganalisa inhibitor obat sakit kepala terhadap laju korosi pada baja API 5L Grade B di media 3,5% NaCl dan 0,1M HCl. Pengujian metode tafel menggunakan alat versastat 4 dengan menggunakan 3 elektrode dalam labu silinder yang berisi 1000 ml elektrolit. Grafit digunakan sebagai counter electrode sedangkan pada reference electrode digunakan Saturated Colomel Electrode (SCE) dengan scan rate 10 mV/s, start potential -0,03 V dan finish potential 0,03 V.
2
F. Pengamatan Visual Pengamatan visual bertujuan untuk menganalisa seberapa lama inhibitor obat sakit kepala menunda korosi pada baja API 5L Grade B. Spesimen yang telah dipreparasi sebanyak 8 sampel , digantung dengan benang dan kemudian sampel direndam ke dalam 8 wadah plastik yang telah berisi larutan 3,5% NaCl dan 0,1 HCl ± 500ml yang telah diberikan penambahan variasi inhibitor dimana setiap satu sampel direndam pada 1 wadah selama 7 hari. G. XRD Pengujian XRD dilakukan untuk menganalisa ada atau tidaknya lapisan inhibitor obat sakit kepala yang teradsorpsi pada sampel. Baja API 5 L Grade B yang telah dipreparasi sebanyak 4 sampel kemudian sampel direndam ke dalam 4 wadah plastik yang masing - masing telah berisi larutan 3,5% NaCl tanpa inhibitor , larutan 3,5% NaCl dengan penambahan 100 ppm inhibitor obat sakit kepala, larutan 0,1M HCl dan larutan 0,1M HCl dengan penambahan 200 ppm inhibitor obat sakit kepala. Sampel di media 3,5% NaCl direndam selama 7 hari dan sampel di media 0,1M HCl direndam selama 3 hari. III. HASIL dan DISKUSI A. Pengujian Gas Chromatography – Mass Spectroscopy Untuk mengetahui senyawa organik yang terkandung dalam obat sakit kepala dilakukan pengujian GC-MS yang menghasilkan komponen utama yang terkandung dalam obat sakit kepala yaitu aspirin.
a
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6
3
Tabel 2. Laju korosi di 3,5% NaCl
b
Inhibitor
Obat Sakit Kepala
Aspirin Murni
B. Pengujian Laju Korosi Metode Tafel Nilai laju reaksi korosi dalam media 3,5% NaCl dengan obat sakit kepala dan aspirin murni tabel 2
a
Icorr CR (mA/cm2 ) (mm/year)
% IE
0
-0,62950
0,002118
0,024049
-
100
-0,63657
0,001515
0,017208
28,44
150
-0,63700
0,001276
0,014496
39,72
200
-0,65369
0,001005
0,011416
52,53
0
-0,62950
0,002118
0,024049
-
100
-0,62858
0,001523
0,017302
28,05
150
-0,62136
0,001285
0,014600
39.29
200
-0,62634
0,001115
0,013127
45,41
Laju korosi baja API 5 L grade B pada media 3,5 % NaCl tanpa penambahan inhibitor adalah 0,024 mm/year, berdasarkan tabel ketahanan korosi [4] nilai tersebut berada dalam kondisi excellent, Ketika ditambahkan inhibitor obat sakit kepala maupun aspirin murni sebanyak 100 – 150 ppm nilai laju korosi pada baja API 5 L grade B berada pada kondisi outstanding.. 60 50
Efisiensi Inhibitor (%)
Gambar 1. Hasil (a) GC, (b) MS Obat Sakit Kepala
Konsentrasi Ecorr Inhibitor (V/SCE) (ppm)
Obat Sakit Kepala
Aspirin Murni
40
30 20 10
0 100
150
200
Konsentrasi Inhibitor (ppm)
Gambar 3. Grafik perbandingan effisiensi inhibitor terhadap penambahan konsentrasi inhibitor obat sakit kepala dan aspirin murni di media 3,5 % NaCl
Nilai laju reaksi korosi dalam media 0,1M HCl dengan obat sakit kepala dan aspirin murni tabel 3.
b
Gambar 2. Grafik tafel (a) inhibitor obat sakit kepala dan (b) inhibitor aspirin murni di media 3,5% NaCl
a
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6
b
4
C. Pengamatan Visual Pengamatan visual pada sampel uji imersi baja API 5L Grade B dalam media 3,5 % NaCl dan 0,1M HCl dilakukan dengan 4 konsentrasi yaitu tanpa inhibitor, 100 ppm, 150 ppm, 200 ppm. Hari 1
Hari 5
Hari 2
Hari 3
Hari 6
Hari 7
Hari 4
Gambar 4. Grafik Tafel (a) inhibitor obat sakit kepala dan (b) inhibitor aspirin murni di media 0,1M HCl Gambar 6. Hasil uji imersi di media 3,5% NaCl tanpa inhibitor
Tabel 3. Laju korosi di media 01,M HCl Konsentrasi Icorr Ecorr CR Inhibitor Inhibitor (V/SCE) (mA/cm2 ) (mm/year) (ppm) Obat Sakit Kepala
Aspirin Murni
0
-0,55511
0,05467
0,620751
-
100
-0,55470
0,04395
0,499008
19,61
150
-0,54429
0,03968
0,450570
27,41
200
-0.54907
0,03755
0,426415
31,30
0
-0,55511
0,05467
0,620751
-
100
-0,55533
0,04499
0,510921
17,69
150
-0,55016
0,03982
0,452145
27,16
200
-0,54935
0,03892
0,434848
29,94
Efisiensi Inhibitor (%)
30
Obat Sakit Kepala
Hari 2
Hari 5
Hari 6
Hari 3
Hari 4
% IE
Laju korosi baja API 5 L grade B pada media 0,1 M HCl tanpa penambahan inhibitor adalah 0,620 mm/year, berdasarkan tabel ketahanan korosi [4] nilai tersebut berada dalam kondisi fair, Penambahan inhibitor obat sakit kepala dapat merubah kondisi nilai laju korosi pada baja API 5 L grade B menjadi kondisi good. Pada penambahan 100 ppm konsentrasi aspirin murni nilai laju korosi pada baja tersebut tetap berada dalam kondisi fair, sedangkan penambahan 150 ppm dan 200 ppm konsentrasi aspirin murni nilai laju korosi baja API 5 L grade B menjadi kondisi good. 35
Hari 1
Gambar 7. Hasil uji imersi di media 3,5% NaCl dengan penambahan 100 ppm inhibitor obat sakit kepala Hari 1
Hari 2
Hari 3
Hari 5
Hari 6
Hari 7
Hari 4
Gambar 8. Hasil uji imersi di media 3,5% NaCl dengan penambahan 150 ppm inhibitor obat sakit kepala
Aspirin Murni
Hari 2
Hari 1
25
Hari 7
Hari 3
Hari 4
20 15 10
Hari 5
5
Hari 6
Hari 7
0 100
150
200
Konsentrasi Inhibitor (ppm)
Gambar 5. Grafik perbandingan effisiensi inhibitor terhadap penambahan konsentrasi inhibitor obat sakit kepala dan aspirin murni di media 0,1M HCl
Gambar 9. Hasil uji imersi di media 3,5% NaCl dengan penambahan 200 ppm inhibitor obat sakit kepala
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6
5
Hasil uji imersi dapat terlihat bahwa baja API 5 L grade B di media 3,5 % NaCl dari hari pertama sudah berubah warna permukaan sampel menjadi hitam. Baja API 5 L grade B dengan penambahan 100 ppm inhibitor obat sakit kepala baru mengalami perubahan warna permukaan menjadi hitam dan kehijauan dihari ketiga. Penambahan 150 ppm inhibitor obat sakit kepala mulai mengalami warna secara signifikan di hari ke 7, hal ini ditunjukkan dengan munculnya bintik – bintik hitam dan ada warna kehijauan pada sekitar permukaan.
Hari 1
Hari 1
Hari 2
Hari 3
Hari 5
Hari 6
Hari 7
Hasil uji visual dapat terlihat bahwa baja API 5 L grade B di media 0,1 M HCl dari hari pertama sudah berubah warna di sekitar permukaan sampel menjadi lebih gelap dan kekuningan. Baja API 5 L grade B dengan penambahan 100 ppm inhibitor obat sakit kepala baru mengalami perubahan warna signifikan di sekitar permukaannya menjadi lebih gelap dan kecoklatan dihari kelima. Penambahan 150 ppm inhibitor obat sakit kepala, baja API 5 L grade B mengalami perubahan warna secara signifikan di hari ketujuh, hal ini ditunjukan dengan adanya warna kecoklatan pada sekitar permukaan. Sedangkan dengan penambahan 200 ppm inhibitor obat sakit kepala selama 7 hari mengalami perubahan warna permukaan menjadi lebih gelap.
Hari 4
Gambar 10. Hasil uji imersi di media 0,1M HCl tanpa inhibitor Hari 1
Hari 5
Hari 2
Hari 6
Hari 3
Hari 4
Hari 2
Hari 5
Hari 6
Hari 6
Hari 3
Hari 4
Hari 7
Gambar 13. Hasil uji imersi di media 0,1M HCl dengan penambahan 200 ppm inhibitor obat sakit kepala
Hari 7
Gambar 11. Hasil uji imersi di media 0,1M HCl dengan penambahan 100 ppm inhibitor obat sakit kepala Hari 1
Hari 5
Hari 2
Hari 3
D. Pengujian XRD Untuk menganalisa adanya lapisan inhibitor pada permukaan baja API 5L Gr.B, maka dilakukan pengujian X-Ray Difraction (XRD).
Hari 4
Hari 7
Gambar 12. Hasil uji imersi di media 0,1M HCl dengan penambahan 150 ppm inhibitor obat sakit kepala Gambar 14. Grafik Hasil XRD
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2013) 1-6 Sampel baja API 5L Gr.B yang sudah di rendam dalam larutan 3,5% NaCl tanpa inhibitor obat sakit kepala 7 hari didapatkan hasil kurva XRD pada gambar 11 terdapat 3 puncak tertinggi yaitu sudut 2θ = 44,67° merupakan Fe (JCPDS card no. 87-0721), FeO (JCPDS card no. 89-0690) teridentifikasi pada 2θ = 64,80° dan Fe2O3 (JCPDS card no. 88-2359) teridentifikasi pada 2θ = 82,13°. Sampel baja API 5L Gr.B yang sudah di rendam dalam larutan 3,5% NaCl dengan penambahan 100 ppm inhibitor obat sakit kepala 7 hari didapatkan hasil kurva XRD pada gambar 12 terdapat 6 puncak tertinggi yaitu pada sudut 2θ = 31,97° merupakan Fe3O4 (JCPDS card no. 76-0956), senyawa kompleks C21H15FeO9 (JCPDS card no. 01-0055) teridentifikasi pada sudut 2θ = 32,55° dan 45,28°, sudut 2θ = 44,67° merupakan Fe (JCPDS card no. 87-0721), FeO (JCPDS card no. 890690) teridentifikasi pada 2θ = 64,80° dan Fe2O3 (JCPDS card no. 88-2359) teridentifikasi pada 2θ = 82,13°. Sampel baja API 5L Gr.B yang sudah direndam selama 3 hari di dalam larutan 0,1M HCl tanpa inhibitor obat sakit kepala selama 7 hari didapatkan hasil kurva XRD pada gambar 13 terdapat 3 puncak tertinggi yaitu sudut 2θ = 44,67° merupakan Fe (JCPDS card no. 87-0721), FeCl3 (JCPDS card no. 741659) teridentifikasi pada 2θ = 64,82° dan Fe2O3 (JCPDS card no. 88-2359) teridentifikasi pada 2θ = 82,13°. Sampel baja API 5L Gr.B yang sudah direndam selama 3 hari di dalam larutan 0,1M HCl dengan penambahan 200 ppm inhibitor obat sakit kepala didapatkan hasil kurva XRD pada gambar 14 terdapat 4 puncak tertinggi yaitu senyawa kompleks C21H15FeO9 (JCPDS card no. 01-0055) teridentifikasi pada sudut 2θ = 27,95°, sudut 2θ = 44,67° merupakan Fe (JCPDS card no. 87-0721), FeCl3 (JCPDS card no. 74-1659) teridentifikasi pada 2θ = 64,82° dan Fe2O3 (JCPDS card no. 88-2359) teridentifikasi pada 2θ = 82,13°. Dari hasil analisa diketahui bahwa pada baja API 5L Gr.B yang direndam tanpa penambahan inhibitor, sinar yang didifraksikan oleh logam lebih banyak, sehingga intensitasnya tinggi . Sedangkan pada logam yang yang diberi penambahan inhibitor obat sakit kepala, sinar yang didifraksikan oleh logam lebih sedikit, sehingga intensitasnya lebih rendah. Adanya lapisan inhibitor obat sakit kepala yang teradsorpsi pada permukaan baja API 5L Gr.B menyebabkan turunnya intensitas sinar yang didifraksikan oleh
6
logam. Akan tetapi inhibitor tersebut tidak mempengaruhi komposisi logam yang bersangkutan. IV. KESIMPULAN dan SARAN Obat sakit kepala merupakan inhibitor yang dapat menghambat laju reaksi korosi dalam media 3,5% NaCl dan 0,1M HCl. Nilai efiesiensi inhibisi obat sakit kepala lebih baik daripada aspirin murni, nilai efisiensi inhibisi obat sakit kepala dalam media 3,5% NaCl mencapai nilai tertinggi di 52,53% pada 200 ppm, sedangkan efisiensi inhibisi obat sakit kepala dalam media 0,1M HCl mencapai nilai tertinggi di 31,30 % pada 200 ppm. Dalam penelitian selanjutnya perlu adanya variasi temperatur dan kecepatan aliran fluida, konsentrasi inhibitor yang lebih tinggi sehingga dapat mengetahui nilai konsentrasi optimum dari inhibitor obat sakit kepala dan perlu adanya penelitian lebih lanjut mengenai komposisi lain dari obat sakit kepala. DAFTAR PUSTAKA [1] [2] [3] [4] [5]
[6]
[7]
[8]
NACE RP 0102. 2002 . “NACE International Standard Recommended Practice In-Line Inspection of Pipelines”. Roberge, Piere R, 2000. “Hand Book of Corrosion Engineering”, New york : McGraw-Hill Book Company. Thretheway and Chamberlain. 1991. “Korosi Untuk Mahasiswa dan Rekayasawan”. Jakarta : PT. Gramedia Pustaka Utama. Fontana, G. 1986. “Corrossion Engineering”. New York: McGraw-Hill Book Company. Bentiss, F dkk, 2004, “2,5-Bis(4-dimethylaminophenyl)1,3,4-oxadiazole and2,5-bis(4-dimethylaminophenyl)-1,3,4thiadiazole as Corrosion Inhibitors for MildSteel in Acidic Media”. Corrosion Science. Lopez, D. A dkk. 2004. “The Influence of Inhibitors Molecular Structure and Steel Microstructure on Corrosion Layers in CO2 Corrosion: An XPS and SEM Characterization”. Appl. Surf. Sci. Julian, D G dkk. 1996. "A comparison of aspirin and anticoagulation following thrombolysis for myocardial infarction: a multicentre unblinded randomised clinical trial". British Medical Journal. Dr. Kahtan K.Al-Khazraji dkk. 2012 .” Effect of Some AntiInflammatory Drugs on The Corrosion Behavior of Implant Biomaterials in Human Body Fluid”. Eng. & Tech Journal.
