PENGARUH WAKTU PERENDAMAN DAN KONSENTRASI EKSTRAK DAUN JAMBU BIJI

PENGARUH WAKTU PERENDAMAN DAN KONSENTRASI EKSTRAK DAUN JAMBU BIJI (Psidium guajava, Linn) SEBAGAI INHIBITOR TERHADAP LAJU KOROSI BAJA SS 304 DALAM LARUTAN GARAM DAN ASAM Farida Ali*, Desy Saputri, Raka Fajar Nugroho *Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya Jln. Raya Palembang Prabumulih Km. 32 Inderalaya Ogan Ilir (OI) 30662

Abstrak Tanin adalah senyawa organik non toksik yang tergolong polifenol yang bisa diperoleh dari ekstrak tumbuh-tumbuhan seperti gambir, kacang-kacangan, teh, anggur dan lain-lain. Tanin dapat berfungsi sebagai zat anti korosi yang dapat menggantikan fungsi kromat dan timbale merah dalam zat dasar . Untuk itulah penelitian ini dilakukan, yaitu untuk mengetahui pengaruh zat tanin terhadap laju korosi pada baja yang direndam dalam larutan garam dan asam. Zat tanin pada penelitian ini didapatkan dengan mengekstraksi daun jambu biji. Ekstraksi merupakan suatu metode pemisahan yang digunakan untuk mengeluarkan satu atau beberapa komponen dari suatu padatan atau cairan dengan bantuan pelarut. Variabel yang diteliti adalah waktu perendaman, media pengkorosi dan konsentrasi ekstrak.Parameter yang diteliti adalah laju korosi baja dan persen proteksi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa persen proteksi paling baik menggunakan larutan asam dengan konsentrasi inhibitor 1000ppm yang direndam selama 4 hari dengan persen proteksi sebesar 56,29%. Kata kunci: Tanin, laju korosi, %proteksi, variabel

Abstract Tannins are non- toxic organic compound belonging to the polyphenols which can be obtained from plant extracts such as gambier, beans, tea, grapes and others. Tannins can function as an anti- corrosion agent that can replace the function of the trade- chromate and red lead in the basic substance. For this reason the study undertaken to determine the effect of tannin substances on the rate of corrosion of steel immersed in a solution of salt and acid. Substance tannins in this study is obtained by extracting guava leaves. Extraction is a separation method that is used to remove one or several components of a solid or liquid with a solvent. Variables studied were soaking time, the corrosion media and extract concentration. The parameters studied were the rate of corrosion of steel and the percent protection. Results showed that the percent best protection using an acid solution with a concentration of 1000ppm inhibitors were soaked for 4 days with the protection of 56.29 %. Keywords: Tannin, rate of corrosion, % protection, variable

1.

PENDAHULUAN Korosi merupakan masalah yang sangat penting yang ada di dunia. Karena korosi adalah sesuatu peristiwa yang pasti akan terjadi, dan tidak dapat dihindari, tetapi bisa di tunda proses terjadinya, sebab hampir semua logam dan baja

Teknik Kimia No. 1, Vol. 20, Januari 2014

yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari mulai dari struktur jembatan, rangka mobil, peralatan rumah tangga, alat-alat kesehatan, peralatan di lingkungan pabrik petrokimia dan kapal-kapal laut mengalami serangan korosi.

Page | 28

Pada umumnya serangan korosi berbeda-beda dan dalam kasus-kasus tertentu sangat membahayakan bagi kehidupan manusia. Air laut merupakan media yang korosif. Penyebab korosi yang terjadi di air laut antara lain adalah kandungan klorida (Cl-) yang cukup tinggi dan mikrobakteri yang hidup di laut. Namun, mengingat ketersediaan air yang sangat besar serta kemudahan dalam pemakaian dan pengambilannya, banyak industri-industri yang menggunakannya sebagai penyokong kinerja produksi. Beberapa cara yang dapat dilakukan untuk memperlambat laju korosi antara lain dengan cara pelapisan permukaan logam, proteksi katodik, penambahan zat tertentu yang berfungsi sebagai inhibitor reaksi korosi. Penggunaan inhibitor korosi merupakan cara yang paling efektif dalam mencegah korosi karena cara ini relatif murah dan prosesnya sederhana. Inhibitor korosi merupakan suatu zat yang ditambahkan dalam jumlah sedikit ke dalam lingkungan sehingga menurunkan laju korosi terhadap logam. Umumnya inhibitor korosi berasal dari senyawa-senyawa organik dan anorganik yang mengandung gugus-gugus yang memiliki pasangan elektron bebas, seperti nitrit, kromat, fospat, urea, fenilalanin, imidazolin, dan senyawa-senyawa amina. Namun demikian, pada kenyataannya bahwa bahan kimia sintesis ini merupakan bahan kimia yang berbahaya, harganya lumayan mahal, dan tidak ramah lingkungan, maka sering industriindustri kecil dan menengah jarang menggunakan inhibitor pada sistem pendingin, sistem pemipaan, dan sistem pengolahan air produksi mereka, untuk melindungi besi/baja dari serangan korosi. Untuk itu penggunaan inhibitor yang aman, mudah didapatkan, bersifat biodegradable, biaya murah, dan ramah lingkungan sangatlah diperlukan. Beberapa ekstrak tanaman mengandung sejumlah senyawa organik seperti tannins, alkaloids, saponins, asam amino pigment, dan protein yang memiliki kemampuan mengurangi laju korosi (Martinez dan Stern, 2001; Martinez, 2002; Kosar et al., 2005; Oguzie et al, 2006). Tannin dapat diperoleh dari hampir semua jenis tumbuhan hijau di seluruh dunia baik tumbuhan tingkat tinggi maupun tingkat rendah dengan kadar dan kualitas yang berbeda-beda. Salah satu tanaman yang mengandung tannin adalah daun jambu biji (Psidium guajava, Linn.). Adanya kandungan tannin di dalam daun jambu biji ini menjadikan tanaman ini kemungkinan dapat dipakai untuk menghambat laju reaksi korosi dari baja.Selain itu harganya jauh lebih murah dibandingkan dengan inhibitor sintetik seperti tanin murni. Oleh karena itu, pada


penelitian ini telah dilakukan uji terhadap pengaruh dan efektifitas dari ekstrak daun jambu biji (Psidium guajava, Linn.) yang mengandung senyawa tannin sebagai inhibitor korosi baja SS 304. Medium korosif yang digunakan adalah larutan NaCl 3% dan larutan HCl 3%. Korosi Korosi adalah penurunan mutu logam akibat reaksi elektrokimia dengan lingkungannya (Priest,D., 1992) atau secara awam lebih dikenal dengan istilah pengkaratan merupakan fenomena kimia pada bahan-bahan logam di berbagai macam kondisi lingkungan. Namun, jika dilihat dari sudut pandang ilmu kimia, korosi merupakan reaksi logam menjadi ion pada permukaan logam yang kontak langsung dengan lingkungan berair dan oksigen. Contoh yang paling umum, yaitu kerusakan logam besi dengan terbentuknya karat oksida. Korosi berasal dari bahasa latin “Corrodere” yang artinya perusakan material atau berkarat. Korosi dapat didefinisikan sebagai proses degradasi/deterionisasi/perusakan material yang disebabkan oleh pengaruh lingkungan sekelilingnya. Yang dimaksud dengan lingkungan sekelilingnya dapat berupa udara, air tawar, air laut, larutan dan tanah yang bersifat elektrolit. Semua material akan mengalami korosi, khususnya logam besi yang bebas dari kotoran di dalam materialnya yang disebut impurities, yang berupa oksida dari logam besi tersebut akibat bereaksi degan zat asam diudara, perbedaan struktur molekuler dari logam itu sendiri, serta perbedaan tegangan didalam bagian-bagian logam besi tersebut. Secara alami hal-hal tersebut menimbulkan perbedaan potensial antara bagian-bagian, perbedaan potensial ini menyebabkan sebagian dari logam bersifat katodik, yakni kotoran, oksida dan struktur molekuler yang katodik serta bagian anodik, yakni bagian logam besi yang murni. Elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik akibat adanya ionion yang terurai di dalam larutan. Dalam peristiwa korosi terdapat anoda, katoda, elektrolit dan konduktor, yang pada dasarnya sama dengan sel elektrokimia. Proses korosi adalah proses oksidasi, pada logam yang terkorosi akan terjadi proses pelepasan elektron. Salah satu contoh penggambaran proses korosi seperti definisi diatas adalah pencelupan logam ke dalam air. Logam jika berada dalam lingkungan aqueousakan menjadi tidak stabil dan secara spontan akan teroksidasi, reaksi yang terjadi disebut reaksi oksidasi atau reaksi

Page | 29

anodik. Didalam media aqueous yang mengandung H2O dan oksigen terlarut di dalam larutan menghilangkan akumulasi elektron yang dihasilkan oleh reaksi anodik. Disebabkan kecenderungan H2O untuk menerima elektron dari logam, reaksi yang terjadi adalah reduksi atau reaksi katodik. Baja Baja Karbon adalah paduan antara Fe dan C dengan kadar C sampai 2,14%. Sifat-sifat mekanik baja karbon tergantung dari kadar C yang dikandungnya. Setiap baja termasuk baja karbon sebenarnya adalah paduan multi komponen yang disamping Fe selalu mengandung unsur lain seperti Mn, Si, P, N, H yang dapat mempengaruhi sifat-sifatnya. Baja merupakan logam yang paling banyak digunakan dalam bidang teknik. Baja dalam pencetakannya biasanya berbentuk plat, lembaran, batangan, pipa dan sebagainya. Baja Karbon dapat diklasifikasikan berdasarkan kandungan karbonnya. Baja karbon terdiri atas tiga macam yaitu, baja karbon rendah, sedang, dan tinggi. Jambu Biji (Psidium guajava L.) Jambu Biji (Psidium guajava) tersebar meluas sampai ke Asia Tenggara termasuk Indonesia, sampai Asia Selatan, India dan Srilangka. Jambu biji termasuk tanaman perdu dan memiliki banyak cabang dan ranting; batang pohonnya keras. Permukaan kulit luar pohon jambu biji berwarna coklat dan licin. Apabila kulit kayu jambu biji tersebut dikelupas, akan terlihat permukaan batang kayunya basah. Bentuk daunnya umumnya bercorak bulat telur dengan ukuran yang agak besar.Kandungan kimia yang terdapat dalam buah, daun dan kulit batang pohon jambu biji adalah mengandung tanin, sedang pada bunganya tidak banyak mengandung tanin. Daun jambu biji juga mengandung zat lain seperti minyak atsiri, asam ursolat, asam psidiolat, asam kratogolat, asam oleanolat, asam guajaverin dan vitamin. Tanin Tanin adalah campuran polifenol yang terdapat dalam tumbuhan dalam bentuk glikosida yang jika terhidrolisis akan menghasilkan glikon dan aglikon. Sebagai glikosida, tannin larut dalam pelarut dan dalam air dalam bentuk sedikit asam. Dalam keadaan bebas, tannin bersifat asam karena adanya gugus fenol. Tannin terdapat luas dalam tanaman pembuluh.Karena tannin memiliki rasa yang


sepat, maka umumnya tannin dihindari oleh hewan pemakan tumbuhan.Oleh sebab itu, tannin digunakan sebagai penolak hewan pemakan tumbuhan. Tanin adalah adalah senyawa organik non toksik yang tergolong polifenol yang bisa diperoleh dari ekstrak tumbuh-tumbuhan seperti gambir, kacang-kacangan, teh, anggur dan lainlain.Tanin dapat berfungsi sebagai zat anti korosi yang dapat menggantikan fungsi kromat dan timbale merah dalam zat dasar.Dalam senyawa tannin, terdapat gugus fungsi hidroksi yang melekat pada cincin aromatis sehingga tannin dapat membentuk kompleks khelat dengan kation besi dan logam lainnya. Proses Pemisahan Tanin Tanin dapat diekstrak dengan menggunakan campuran pelarut campuran (bertingkat) atau pelarut tunggal. Ekstraktif biasanya diekstrak dari kayu, kulit, daun pada jenis-jenis pohon tertentu, untuk tujuan penelitian dalam menentukan struktur kimia, kualitas dan kuantitas ekstraktif serta kemungkinan pemanfaatannya. Umumnya tanin diekstrak dengan menggunakan pelarut air, karena lebih murah dengan hasil yang relatif cukup tinggi, tetapi tidak menjamin jumlah senyawaan polifenol yang ada dalam bahan tanin tersebut (Hathway, 1962). Browning (1966) menjelaskan bahwa untuk memperoleh ekstrak dengan kualitas dan kuantitas yang tinggi, maka umumnya digunakan etanol atau aseton dengan perbandingan volume air yang sebanding. Adapun tahapan persiapan dan ekstraksi yang perlu dilakukan adalah sebagai berikut: a. Tahap persiapan bahan dan pelarut b. Tahap pembuatan serbuk bahan dengan ukuran yang tepat sesuai keperluan ekstraksi c. Tahap ekstraksi d. Tahap pemekatan larutan ekstrak Proses ekstraksi dapat dilakukan secara tunggal atau bertahap sesuai kepentingan dan tujuan ekstraksi yang ingin dicapai. Salah satu proses ekstraksi yang biasa dilakukan adalah dengan menggunakan beberapa unit otoklaf yang terbuat dari stainless stell atau tembaga (karena tanin dapat mengkompleks ion logam berat/ion Fe3+), dimana masing-masing otoklaf secara berkelompok dengan menggunakan aliran counter current. Interaksi Tanin Dengan Besi Besi merupakan salah satu unsur transisi deret pertama yang dalam bentuk aliansinya mempunyai banyak manfaat bagi kehidupan manusia. Dengan semakin berkembangnya

Page | 30

teknologi dan industri kebutuhan akan besi dan baja semakin meningkat. Besi banyak digunakan untuk industri otomotif, kimia, perminyakan, perabotan rumah tangga, elektronik, dan kontruksi bangunan.Agar mempunyai ketahanan yang lebih baik biasanya besi sering dicampur dengan bahan-bahan lain seperti karbon dan unsur transisi lain sesuai dengan kebutuhan. Senyawa tanin dapat membentuk kompleks dengan besi (II) dan besi (III). Kompleks besi (II)-tanin tidak berwarna dan sangat mudah larut dan teroksidasi. Dengan adanya oksigen, kompleks ini berubah menjadi kompleks besi(III)-tanin yang disebut tanat. Kompleks inilah yang akanmelekat pada permukaan besi yang akan menghalangi terjadinya proses korosi lebih lanjut karena kompleks tersebut akan terserap pada permukaan besi dan melindungi permukaan besi.

2. METODOLOGI PENELITIAN Persiapan Larutan a. Medium Korosif Media uji yang digunakan adalah larutan NaCl dan HCl karena larutan yang mengandung klorida dapat memberikan efek korosif yang sangat agresif pada logam.Konsentrasi larutan NaCl dan HCl yang digunakan adalah 3%. Larutan medium korosif yang digunakan dibuat dengan cara melarutkan 37,5 gram NaCl dalam labu ukur 250 ml sampai tanda tera hingga didapatkan larutan NaCl dengan konsentrasi 15 %. Kemudian larutan tersebut diencerkan sejumlah volume tertentu dalam labu ukur 50ml hingga didapatkan konsentrasi sebesar 3%. Untuk larutan HCl 3% dibuat dengan mengencerkan HCl p.a dengan konsentrasi 37%. Pertama dipipet sebanyak 101.37 ml ke dalam labu ukur 250ml. Selanjutnya dihimpitkan sampai tanda batas dengan air demin. Kemudian dari larutan HCl 15% tersebut dipipet masing masing 10ml ke dalam labu ukur 50ml, maka akan didapatkan HCl dengan konsentrasi 3% b.

Larutan Inhibitor ekstrak daun jambu biji Daun jambu yang didapat dikeringkan dengan cara dianginanginkan tanpa terkena sinar matahari langsung. Dilanjutkan pengeringan


dengan menggunakan oven pada suhu 40°C. 1. Daun jambu yang kering diblender hingga halus kemudian ditimbang sebanyak 20 gram. 2. Serbuk dilarutkan dengan alcohol 70% sebanyak 1000 ml. Kemudian dimaserasi selama 2 x 24 jam. 3. Setelah itu larutan disaring. Filtrate yang didapat ditampung dalam wadah yang berbeda dan residu yang diperoleh dimaserasi kembali hingga didapatkan hasil filtrate yang terakhir: tannin negatif. 4. Filtrat yang telah ditampung kemudian dievaporasi pada suhu 70°C, untuk memisahkan ekstrak dari pelarutnya. 5. Ekstrak kasar yang diperoleh ditimbang sebanyak 2500 mg dan dilarutkan dengan 250 ml alcohol 70%. Dan didapatkan larutan inhibitor dengan konsentrasi 10000ppm. c.

Larutan Campuran media korosif dan larutan inhibitor 1. Disiapkan labu takar 50 ml sebanyak 5 buah. 2. Dipipet sebanyak 10 ml larutan NaCl 15% dan dimasukkan kedalam masing-masing labu takar 50ml 3. Ditambahkan larutan inhibitor 10000 ppm sebanyak 0ml; 2,5 ml; 5 ml; 7,5 ml; dan 10 ml ke dalam labu takar yang berisi larutan NaCl kemudian diencerkan dengan akuadest hingga tanda tera. 4. Dan didapatkan larutan campuran larutan NaCl 3% dengan masing-masing konsentrasi inhibitor yaitu 0 ppm, 500 ppm, 1000 ppm, 1500 ppm, 2000 ppm. 5. Lakukan hal yang sama diatas terhadap larutan HCl 15%.

Identifikasi dan Analisa Kadar Tannin a. Identifikasi Tannin 1. Filtrat hasil ekstraksi ditambahkan beberapa tetes larutan gelatin 10%. Perhatikan endapan yang terjadi. Jika

Page | 31

terbentuk endapan berwarna putih berarti tanin positif. 2. Filtrat hasil ekstraksi ditambahkan beberapa tetes larutan FeCl3 10%. Perhatikan warna larutan yang terjadi. Jika berwarna hitam kehijauan berarti tanin positif b. Penetapan kadar tanin 1. Pipet 10,0 ml larutan ekstrak kedalam erlemeyer dan ditambahkan 20 ml H2SO4 0,2 N dan indikator indigo sulfonat, kemudian diencerkan dengan air sebanyak 15 ml. 2. Larutan dititrasi dengan KmnO4 0,1 N hingga didapatkan titik akhir larutan berwarna kuning emas. 3. Dihitung kadar tanin total. (1 ml KmnO4 ~ 4, 157 x 10-3 gram tanin.) Lampiran B Pengujian Sampel a. Preparasi Benda Uji 1. Benda uji berupa plat dengan ketebalan 1 mm dipotong dengan ukuran 10 mm x 20 mm. 2. Benda uji tersebut dibersihkan dari kotoran (lemak dan debu) dan karat-karat dipermukaan logam dengan metode pickling sesuai ASTM G1-99. 3. Baja dibersihkan dengan 500 ml asam klorida yang dilarutkan didalam akuadest hingga 1000ml. 4. Semua spesimen yang masuk ke larutan pembersih kemudian dibersihkan dengan akuadest dan alkohol kemudian dikeringkan. 5. Setelah itu ditimbang berat awal masing-masing spesimen sebelum diuji. b. Pengujian Korosi 1. Sampel besi yang telah disiapkan masing-masing dicelupkan kedalam larutan campuran NaCl 3% dan larutan inhibitor. 2. Variasi konsentrasi larutan inhibitor adalah 0ppm, 500 ppm, 1000 ppm, 1500 ppm, 2000 ppm. Sedangkan waktu perendaman dilakukan selama 1 hari, 2 hari, 4 hari dan 6 hari.


3.

Setelah direndam, sampel baja diangkat dan kemudian dicuci dengan hati-hati dengan 500 ml asam klorida yang dilarutkan dengan 1000ml akuadest. Semua spesimen yang ada di bilas dengan aceton dan akuades dan dibilas kembali dengan alkohol kemudian dikeringkan. Ulangi langkah-langkah percobaan diatas menggunakan larutan HCl 3%. Setelah itu spesimen ditimbang kembali sebagai bobot akhir. Laju korosi baja dihitung dengan menggunakan persamaan 2.9

4.

5. 6. 7.

3.

HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis Kadar Tanin Tabel 1. Hasil Kadar Tanin. Volume sampel (ml)

Volume Kmno4 (ml)

Kadar (%)

1

10.00

2.50

13.60

2

10.00

2.54

13.62

No

Penentuan Laju Korosi 1. Larutan NaCl Tabel 2. Data Laju Korosi besi direndam dalam larutan NaCl tanpa penambahan inhibitor (inhibitor 0ppm) Waktu perendam an 1

Berat awal

Berat akhir

Kehilangan berat (mg)

Laju Korosi

3352.5

3341.5

11.00

5.50

2

3643.1

3629.1

14.00

3.50

4

3707.1

3678.1

29.00

3.63

6

3222.9

3182.9

40.00

3.33

Tabel 3. Data Laju Korosi besi direndam dalam larutan NaCl yang mengandung inhibitor 500ppm Berat awal

Berat akhir

3341.5 3629.1

4 6

Waktu perendam an 1 2


Laju Korosi

3333.5 3620.1

8.00 9.00

4.00 2.25

3678.1

3658.1

20.00

2.50

3182.9

3152.9

30.00

2.50

Page | 32

9.00

4.50

3610.1 3640.1

10.00 18.00

2.50 2.25

6

3152.9

3124.9

28.00

2.33

Tabel 5. Data Laju Korosi besi direndam dalam larutan NaCl yang mengandung inhibitor 1500ppm Berat awal

Berat akhir

3324.5

2 4 6

Waktu perendam an 1


Laju Korosi

3315.5

9.00

4.50

3610.1

3600.1

10.00

2.50

3640.1

3617.1

23.00

2.88

3124.9

3094.9

30.00

2.50

Tabel 6. Data Laju Korosi besi direndam dalam larutan NaCl yang mengandung inhibitor 2000ppm Waktu perendam an 1

Berat awal

Berat akhir


Laju Korosi

3315.5

3306.5

9.00

4.50

2

3600.1

3587.1

13.00

3.25

4

3617.1

3594.1

23.00

2.88

6

3094.9

3064.9

30.00

2.50

Tabel 7. Data kemampuan laju korosi baja dalam larutan NaCl dengan berbagai variasi konsentrasi dan waktu perendaman Konsentrasi Inhibitor (ppm)

1 hari

2 hari

4 hari

6 hari

0 500 1000

5.50 4.00 4.50

3.50 2.25 2.50

3.63 2.50 2.25

3.33 2.50 2.33

1500 2000

4.50 4.50

2.50 3.25

2.88 2.88

2.50 2.50

LajuKorosi

0

hari ke-6

2000

3324.5

hari ke-4

1500

4

3620.1 3658.1

hari ke-2

2

1000

3333.5

hari ke-1

4

500

Laju Korosi

0


Laju Korosi(mg/cm2 hari)

Berat akhir

6

Konsentrasi Inhibitor (ppm)

Gambar 1. Grafik Hubungan Konsentrasi Inhibitor Ekstrak Daun Jambu Biji terhadap Laju Korosi

Laju Korosi (mg/cm2 hari)

Berat awal


6 4

Tanpa Inhibitor

2

Inhibitor 500ppm

0

Inhibitor 1000ppm

1

2

4

6

Inhibitor 1500ppm

Lama Perendaman (Hari)

Gambar 2. Grafik Hubungan Waktu Perendaman dalam Larutan Media terhadap Laju Korosi Besi Kehilangan Berat (mg)

Tabel 4. Data Laju Korosi besi direndam dalam larutan NaCl yang mengandung inhibitor 1000ppm

60 40

Tanpa inhibitor

20

Inhibitor 500ppm

0

Inhibitor 1000ppm

1

2

4

6

Inhibitor 1500ppm


Tabel 8. Persen Proteksi Inhibitor Pada Media Korosi Larutan NaCl 3% Konsentrasi Inhibitor (ppm)

1 hari

2 hari

4 hari

6 hari

500

27.27

35.71

31.03

25.00

1000

18.18

28.57

37.93

1500

18.18

28.57

2000

18.18

7.14

% Proteksi

Gambar 3. Grafik Hubungan Waktu Perendaman dalam Larutan Media terhadap Kehilangan Berat 2.

Larutan HCl

Tabel 9. Data Laju Korosi besi direndam dalam larutan HCl tanpa penambahan inhibitor (inhibitor 0ppm) Waktu perendam an 1

Berat awal

Berat akhir

Kehilangan berat

Laju Korosi

2184.5

2173.0

11.50

5.75

2

2347.3

2331.8

15.50

3.88

30.00

4

2079.7

2042.2

37.50

4.69

20.69

32.50

6

2410.9

2364.2

46.70

3.89

20.69

25.00


Page | 33

Tabel 10. Data Laju Korosi besi direndam dalam larutan HClyang mengandung inhibitor 500ppm

6

Berat akhir

2440.2 2318.1 2325.5 2347.3


Laju Korosi

2431.7

8.50

4.25

2309.8 2306.6

8.30 18.90

2.07 2.36

2218.3

25.00

Berat awal

Berat akhir

2380.0

2 4 6


Laju Korosi

2373.6

6.40

3.20

2231.5

2219.1

12.40

3.10

2386.1

2369.7

16.40

2.05

2079.7

2058.7

21.00

1.75

Tabel 12. Data Laju Korosi besi direndam dalam larutan HCl yang mengandung inhibitor 1500ppm Waktu perendam an 1

Berat awal

Berat akhir

2481.4

2 4 6

1 hari

2 hari

4 hari

6 hari

500

26.09

46.65

49.68

46.53

1000

44.35

48.45

56.29

55.01

1500

22.61

30.41

28.28

35.48

2000

27.83

43.81

37.95

37.53

2.08

Tabel 11. Data Laju Korosi besi direndam dalam larutan HCl yang mengandung inhibitor 1000ppm Waktu perendam an 1



Laju Korosi

2472.5

8.90

4.45

2174.5

2163.7

10.80

2.70

2510.9

2487.8

23.10

2.89

2361.5

2331.4

30.10

2.51

Laju Korosi (mg/cm2 hari)

4

Berat awal

8.00 6.00 4.00 2.00 0.00

Berat akhir


Laju Korosi

2396.6 2038.8

2388.3 2030.1

8.30 8.70

4.15 2.18

4 6

2300.2

2276.9

23.30

2.91

2422.8

2393.7

29.10

2.43

Tabel 14. Data laju korosi baja dalam larutan HCl dengan berbagai variasi konsentrasi dan waktu perendaman Konsentrasi Inhibitor (ppm)

1 hari

2 hari

4 hari

6 hari

0

5.75

3.88

4.69

3.89

Hari ke-2 Hari ke-4 Hari ke-6

8 6 4 2 0

Tanpa Inhibitor Inhibitor 500ppm

1

2

4

6


60

500

4.25

2.07

2.36

2.08

1000

3.20

2.00

2.05

1.75

1500 2000

4.45 4.15

2.70 2.18

2.89 2.91

2.51 2.43


Inhibitor 1500ppm

Tanpa inhibitor

40

Inhibitor 500ppm

20

Inhibitor 1000ppm

0 1

2

4

6


LajuKorosi

Inhibitor 1000ppm

Gambar 5. Grafik Hubungan Waktu Perendaman dalam Larutan Media Terhadap Laju Korosi Besi Kehilangan Berat (mg)

Berat awal

Hari ke-1

Gambar 4. Grafik Hubungan Konsentrasi Inhibitor Ekstrak Daun Jambu Biji terhadap laju Korosi

Tabel 13. Data Laju Korosi besi direndam dalam larutan HCl yang mengandung inhibitor 2000ppm Waktu perendam an 1 2

% Proteksi


Laju Korosi


Tabel 15. Persen Proteksi Inhibitor Pada Media Korosi Larutan HCl 3%

Inhibitor 1500ppm

Gambar 6. Grafik Hubungan Waktu Perendaman dalam Larutan Media terhadap Kehilangan Berat

Page | 34

Pengujian pH Tabel 16. Harga pH Pada Berbagai Konsentrasi Inhibitor (Larutan NaCl) No Konsentasi pH inhibitor (ppm) 1 0 6.4 2 500 6.5 3 1000 6.4 4 1500 6.5 5 2000 6.5 Tabel 17. Harga pH Pada Berbagai Konsentrasi Inhibitor (Larutan HCl) No Konsentasi pH inhibitor (ppm) 1 0 4.2 2 500 4.3 3 1000 4.3 4 1500 4.3 5 2000 4.4 Pembahasan Tahap awal dari penelitian ini adalah identifikasi dan penetapan kadar tanin yang terdapat dalam daun jambu biji, karena senyawa tannin ini yang akan berfungsi sebagai senyawa utama yang akan bereaksi dengan besi sehingga dapat melindungi permukaan besi dari peristiwa korosi lebih lanjut. Pertama-tama dilakukan ekstraksi terhadap sampel daun jambu biji dan hasil ekstraksinya digunakan untuk analisis kadar tanin dan dipakai sebagai inhibitor dalam penentuan laju korosi besi. Proses ekstraksi dilakukan dengan menggunakan air panas, dimaksudkan agar seluruh tanin yang ada dapat tertarik. Hal ini dikarenakan tanin merupakan campuran senyawa polifenol yang dalam keadaan alami pada tumbuhan berada dalam bentuk glikosidanya sehingga dapat larut dalam air. Sedangkan pemanasan bertujuan untuk mempercepat ekstraksi dengan meningkatkan energi kinetik molekul secara keseluruhan hingga molekul-molekul akan bergerak aktif dan melakukan kontak dengan molekul pelarut dan akan lebih cepat larut dalam air. Identifikasi dilakukan dengan penambahan FeCl3 yang akan memberikan warna hitam kehijauan. Warna yang terbentuk didasarkan pada reasksi pembentukan senyawa kompleks antara inti fenolitik tanin dengan ion Fe3+ memberikan senyawa kompleks yang berwarna. Sedangkan identifikasi dengan penambahan gelatin 10% akan terbentuk endapan yang berwarna putih. Pada proses ini terjadi reaksi antara tanin dengan gelatin membentuk senyawa kopolimer mantap (endapan) yang tidak larut dalam air.


Penetapan kadar tannin dilakukan dengan cara titrasi. Percobaan ini dilakukan titrasi redoks secara permanganatometri. Prinsip kerjanya adalah terjadinya reaksi redoks dengan teroksidasinya senyawa fenol yang terdapat dalam struktur tannin menjadi kinon karena adanya KMnO4 yang akan tereduksi menjadi Mn2+. Pada titrasi penetapan kadar tannin, digunakan indikator tambahan untuk memperjelas titik akhir titrasi yaitu indigo sulfonat. Titik akhir diperoleh saat perubahan warna dari biru menjadi kuning emas. Dari percobaan diperoleh kadar tannin sebesar 13.61%. Penentuan Laju Korosi Korosi merupakan salah satu penyebab kerusakan komponen yang dioperasikan pada lingkungan korosif. Proses korosi berlangsung spontan dan tidak dapat dicegah, tetapi hanya dapat dihambat agar proses korosi terjadi sekecil mungkin. Pada penelitian ini dilakukan penghambatan proses korosi besi dalam media NaCl dengan menggunakan inhibitor ekstrak daun jambu. Sedangkan lingkungan korosif menggunakan NaCl 3%. Pengujian laju korosi ini didasarkan pada reduksi berat yang terjadi pada material ketika dicelupkan dalam media. Penambahan larutan inhibitor dalam larutan NaCl 3% dan HCl 3% sebagai media korosinya, dilakukan dengan berbagai konsentrasi, yaitu 500ppm, 1000ppm, 1500ppm, dan 2000ppm. Setelah benda uji direndam, pengambilan dilakukan masing masing sebanyak 4 kali yaitu pada hari ke-1, 2, 4, dan 6. Reduksi berat ini kemudian dikonversikan menjadi laju korosi. Berdasarkan data tabel yang dipaparkan dalam tabel 2 – 8 dan grafik yang terdapat dalam gambar 1 – 3 dapat diketahui bahwa setiap inhibitor dengan konsentrasi yang berbeda mempunyai pengaruh yang berbeda terhadap laju korosi besi. Untuk data hasil percobaan dengan media korosi HCl dipaparkan dalam tabel 9 – 15 dan gambar 4 – 4.. Pada Gambar Grafik 1 terlihat penurunan yang cukup tajam terjadi antara specimen besi yang direndam dalam media tanpa penambahan inhibitor dengan specimen yang ditambahkan inhibitor 500ppm. Penurunan yang terjadi sampai sekitar 1.50 mg/cm2 hari. Hal ini mengindikasikan adanya perubahan yang terjadi pada perilaku korosi specimen dengan adanya penambahan inhibitor ekstrak daun jambu biji. Selanjutnya dengan penambahan inhibitor yang lebih besar akan didapatkan penurunan kembali dari nilai laju korosi. Dari grafik terlihat penurunan yang terjadi tidak terlalu jauh bahkan cenderung konstan.

Page | 35

Penurunan ini dikarenakan adanya senyawa tannin yang ada dalam ekstrak daun jambu biji. Dimana senyawa tannin tersebut dapat membentuk senyawa kompleks Fe-tannat dengan permukaan besi. Inhibitor ini membentuk lapisan tipis pada permukaan besi. Hal ini terjadi karena adanya adsorpsi jumlah dan wilayah dari inhibitor pada besi meningkat dengan adanya penambahan konsentrasi inhibitor. Adsorpsi ini akan menjadi semacam pembatas yang memisahkan permukaan besi dari media. Begitu juga pada gambar 3 seiring bertambahnya waktu perendaman membuat peningkatan weight loss pada besi, dan bila dibandingkan berkurangnya berat (weight loss) besi yang direndam dengan larutan NaCl dengan penambahan inhibitor masih dibawah garis kurva weight loss besi yang tanpa ditambahkan inhibitor. Hal ini menunjukan pada permukaan besi memang telah terlindungi oleh lapisan yang terbentuk. Dari gambar 4.3 kehilangan berat paling sedikit terjadi pada konsentrasi inhibitor 1000ppm. Berdasarkan tabel 7 dan 8, efektifitas inhibitor ekstrak daun jambu biji pada rentang konsentrasi 500-2000 ppm cenderung meningkat seiring dengan lamanya waktu perendaman. Hal ini terjadi karena semakin hari senyawa kompleks yang terbentuk antara senyawa tannin yang terdapat dalam daun jambu biji dan ion Fe3+ semakin banyak, sehingga lapisan pelindung yang terbentuk pada permukaan besi semakin banyak. Persen proteksi yang paling besar didapatkan pada konsentrasi 1000 ppm pada hari ke-4 yaitu sebesar 37.93% dengan laju korosi sebesar 2.25 mg/cm2 hari. Konsentrasi ini merupakan konsentrasi optimum, dimana pada konsentrasi ini senyawa kompleks yang terbentuk telah sempurna (banyak), sehingga lapisan kompleks yang melindungi logam dari proses oksidasi yang terbentuk juga meningkat. Sedangkan pada hari ke-6 terjadi penurunan persen proteksi sebesar 30% dan laju korosi meningkat sebesar 2.33 mg/cm2 hari. Hal ini terjadi karena pada konsentrasi optimum, inhibitor mengalami kejenuhan, sehingga pada konsentrasi ini tidak lagi meningkatkan efisiensi dari inhibitor. Pada gambar 2 terlihat penurunan laju korosi pada spesimen dimasing-masing media terhadap waktu perendaman spesimen. Keseluruhan specimen pada masing-masing media mengalami penurunan laju korosi jika semakin lama terendam. Gambar yang ditunjukan pada grafik menggambarkan grafik penurunan yang lama kelamaan cenderung


konstan. Hal ini kemungkinan disebabkan adanya adsorbsi inhibitor pada permukaan specimen. Spesimen dengan jumlah inhibitor yang ditambahkan sedikit akan teradsorpsi dalam jumlah sedikit pada permukaan specimen dalam rentang waktu yang relatif masih singkat. Hal ini menyebabkan laju korosi yang cukup tinggi. Dengan semakin lamanya waktu perendaman adsorpsi inhibitor semakin banyak. Hal ini akan menyebabkan terjadinya penurunan laju korosi hingga pada suatu titik tertentu dimana adsorpsi sudah mencapai titik jenuh, hingga laju korosi menjadi cenderung konstan. Berdasarkan gambar 4.1-4.3 dapat dilihat suatu sistem yang terinhibisi ataupun yang tidak terinhibisi akan cenderung menurun dengan adanya bertambahnya waktu. Penyebabnya hal ini bisa dari kontaminasi media yang digunakan. Pada tabel 4.13 dapat dilihat bahwa untuk media korosi HCl nilai proteksi terbaik didapatkan pada konsentrasi inhibitor 1000 ppm dengan laju korosi pada hari ke 4 2.05 mg/cm2 hari dengan persen proteksi 56.29%. Pada hari ke 6 persen proteksi mengalami penurunan menjadi 55.01%. Dari kedua percobaan diatas pada dua media korosi yang berbeda didapatkan bahwa proteksi optimum tanin pada besi terjadi pada konsentrasi inhibitor 1000ppm dengan lama perendaman 4 hari. Pengujian pH Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan kertas indicator pH universal. Pengujian dilakukan pada masing-masing media yang ditambahkan konsentrasi berbeda. Tabel 16 dan 17 menunjukan harga pH pada berbagai larutan. Tabel 16 menunjukkan tingkat keasaman dari larutan. Terlihat penambahan inhibitor pada media dan peningkatan konsentrasi inhibitor tidak menyebabkan penurunan tingkat keasaman. Tabel 16 menunjukkan hal yang sama dengan tabel 17 dimana penambahan inhibitor tidak berpengaruh secara signifikan pada larutan.

4.

KESIMPULAN DAN SARAN

Dari hasil penelitian yang dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Penambahan ekstrak daun jambu biji sebagai inhibitor pada besi yang dicelupkan dalam larutan NaCl 3% dapat menurunkan laju korosi besi. Nilai laju korosi terkecil dan persen proteksi paling besar didapatkan pada penambahan inhibitor ekstrak daun jambu dengan

Page | 36

2.

3.

4.

konsentrasi 1000 ppm yaitu sebesar 2.25 mg/cm2 hari dan 37,93%. Penambahan ekstrak daun jambu biji sebagai inhibitor pada besi yang dicelupkan dalam larutan HCl 3% dapat menurunkan laju korosi besi. Nilai laju korosi terkecil dan persen proteksi paling besar didapatkan pada penambahan inhibitor ekstrak daun jambu dengan konsentrasi 1000 ppm yaitu sebesar 2.05 mg/cm2 hari dan 56,29%. Perbedaan waktu perendaman yang ada memberikan pengaruh pada laju korosi besi, dimana pada penelitian ini waktu perendaman dari hari ke-4 hingga hari ke-6 laju korosi besi cenderung konstan. Penambahan inhibitor ekstrak daun jambu biji tidak mengakibatkan perubahan pH media korosi.

SARAN Untuk perkembangan penelitian lebih lanjut, penulis mengharapkan dilakukan penelitian mengenai ekstrak daun jambu biji sebagai inhibitor besi, sebagai berikut: 1. Menggunakan variabel yang lain seperti temperatur, pH untuk mengetahui kinerja inhibitor pada temperatur dan pH media korosinya. 2. Melakukan penentuan laju korosi dengan metode lain seperti dengan menggunakan metode polarisasi potensiodinamik untuk membandingkan antara kedua metode ini. 3. Pada penelitian selanjutnya perlu dilakukan analisis–analisis yang lebih mendukung lainnya sehingga dapat mengetahui jenis inhibitor ekstrak daun biji ini apakah termasuk inhibitor katodik atau anodik.

DAFTAR PUSTAKA Aﬁdah, A. Rahim, dkk. 2006. Mangrove tannins and their ﬂavanoid monomers as alternative steel corrosion inhibitorsin acidic medium. Sciencedirect. Corrosion Science 49 (2007) 402–417 Amstread, BH. 1995. Teknologi Mekanik edisi ketujuh oleh Ir. Sriati Djaprie, M.Met. Erlangga, Jakarta. Asdim. 2007. Penentuan Efisiensi Inhibisi Ekstrak Kulit Buah Manggis (Garcinia mangostana L) Pada Reaksi Korosi Baja Dalam Larutan Asam. Jurnal Gradien. Universitas Bengkulu.


Browning, B. L. 1966. Methods Of Wood Chemistry. Vol I, II. Interscience Publishers. New York. Daryanti dan Hari Amanto.2003. Ilmu Bahan, Cetakan Kedua, PT. Bumi Aksara, Jakarta. Hada, Yansen Nama. 2012. Tanin. Diakses pada tanggal 18 Agustus 2013. (http://arsenada.blogspot.com) Hagerman, Ann E. 2002. Tannin Chemistry. Tannin Handbook. Department of Chemistry and Biochemistry. Miami University, Oxford, USA Hathway, D. E. 1962. The Condensed Tannins. In Wood Extractives (Hillis W. E). Academic Press. New York. Hartati, S. 2003. Pengendalian Korosi Baja Dalam Air Dengan Inhibitor NitritMolibdat. Prosiding Seminar Nasional Elektrokimia. Puslitbang LIPI, Serpong, Tangerang Risnasari, Iwan. 2002. Pemanfaatan Tanin Sebagai Bahan Pengawet Kayu. Universitas Sumatera Utara. Medan. Priest, D., 1992, Measuring Corrosion Rates Fast, J. Chemical Engineering, 169172. Purnomo, Sigit, 2009. Pengukuran Laju Korosi Baja 1020 dan Baja Khrom 5156 dengan metode Spray Chamber. Universitas Muhammadiyah Surakarta. Surakarta Rahmayeni, dkk. 2001. Studi Interaksi Antara Besi (III) Dengan Tannin Secara Spektrofotometri dan Titrasi Asam Basa. Jurnal Kimia Andalas. Universitas Andalas. Sayni. 2013. Tanin. Diakses pada tanggal 18 Agustus 2013. (http://sayni-tanin-msy.blogspot.com) Trethewey dkk. 1991. Korosi ed.1, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, 25, 69-70. Utomo, Budi. 2009. Jenis-Jenis Korosi dan Penanggulangannya. Diakses pada tanggal 15 Agustus 2013. (http://ejournal.undip.ac.id)

Page | 37

PENGARUH WAKTU PERENDAMAN DAN KONSENTRASI EKSTRAK DAUN JAMBU BIJI

Recommend Documents