i
PENGARUH WAKTU TERHADAP LAJU KOROSI LOGAM FeDAN Cr PADA BAJA SS 316 DALAM MEDIUM HCl 3M DENGAN INHIBITOR EKSTRAK METANOL DAUN KOPI(Coffea Robusta L)
SKRIPSI
GLORIA D.Y SILABAN 120802078
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016
Universitas Sumatera Utara
ii
PENGARUH WAKTU TERHADAP LAJU KOROSI LOGAM Fe DAN Cr PADA BAJA SS 316 DALAM MEDIUM HCl 3M DENGAN INHIBITOR EKSTRAK METANOL DAUN KOPI (Coffea Robusta L)
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
GLORIA D.Y SILABAN 120802078
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016
Universitas Sumatera Utara
iii
PERSETUJUAN
Judul
Kategori Nama NomorIndukMahasiswa Program Studi Departemen Fakultas
: Pengaruh Waktu Terhadap Laju Korosi Logam Fe DanCr Pada Baja SS 316 Dalam Medium HCl 3M DenganInhibitor Ekstrak Metanol Daun Kopi (Coffea Robusta L) : Skripsi :Gloria D Y Silaban :120802078 :Sarjana (S1) Kimia :Kimia :Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Disetujui di Medan, Juli 2016
KomisiPembimbing: Pembimbing 2
Pembimbing 1
Dr.Darwin Yunus Nasution,MS NIP. 195510131986011001
Dede Ibrahim S.Si, M.Si NIP. 196602282001121001
Diketahui/Disetujuioleh : Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,
Dr. RumondangBulanNst,MS. NIP. 195408301985032001
Universitas Sumatera Utara
iv
PERNYATAAN
PENGARUH WAKTU TERHADAP LAJU KOROSI LOGAM Fe DAN Cr PADA BAJA SS 316 DALAM MEDIUM HCl 3M DENGAN INHIBITOR EKSTRAK METANOL DAUN KOPI (Coffea Robusta L)
SKRIPSI
Saya mengakui skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecualibeberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan,
Juli 2016
GLORIA D Y SILABAN 120802078
Universitas Sumatera Utara
v
PENGHARGAAN
Puji syukur penulis sampaikan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan karunia yang begitu luar biasa karena melalui penyertaanNya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dalam waktu yang indah yang telah ditetapkanNya. Ucapan terima kasih secara khusus penulis sampaikan dengan tulus kepada kedua orangtua penulis, Ayahanda tercintaPelita Silaban M.Pd dan Ibunda tersayang Sonti Hutasoit M.Pdatas doa, materi dan perhatian kepada penulis sampai saat ini. Kepada adik-adik yang terkasih, Harun Silaban, Vera Silaban, Putri Silaban dan Jenius Silabanatasdukungan kepada penulis. Penulis juga menyadari bahwa skripsi ini tidak akan selesai tanpa adanya bantuan dari berbagai pihak, maka penulis mengucapkan terima kasih yang luar biasa kepada: 1. Bapak Dede Ibrahim S.Si, M.Sidan BapakDr. Darwin Yunus Nst, M.Sselaku dosen pembimbing yang telah banyak membimbing,mengajari dan memotivasi penulis selama melakukan penelitian dan penulisan skripsi. 2. Ibu Dr. Rumondang Bulan Nst, M.S selaku Ketua Departemen Kimia FMIPA USU,Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku Sekretaris Departemen, Bapak Dr. Hamonangan Nainggolan, M.Sc selaku Dosen Pembimbing Akademikdan kepada semua staf pengajar di Kimia FMIPA USU. 3. Sahabat-sahabat terbaik Delodiero (Debby Eunike, Die Ave, Rohma Saragih dan kak Togi Nancy S.Si), serta seluruh teman-teman seperjuangan stambuk 2012 (Suha, Alfi, Monica, Annisa, Sonya dan Rizky H)beserta adik-adik stambuk 2013, 2014dan 2015 terima kasih buat dukungan, doa dan bantuannya. 4. Dan kepada semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu, terima kasih. Kiranya Tuhan selalu memberikan perlindungan dan kasih sayang kepada kita. Tuhan memberkati kita semua.
Penulis
Universitas Sumatera Utara
vi
PENGARUH WAKTU TERHADAP LAJU KOROSI LOGAM Fe DAN Cr PADA BAJA SS 316 DALAM MEDIUM HCl 3M DENGAN INHIBITOREKSTRAK METANOL DAUN KOPI ( Coffea Robusta L )
ABSTRAK
Pengaruh waktu terhadap laju korosi logam Fe dan Cr pada baja SS 316 dalam medium asam klorida (HCl) 3M telah diteliti dengan menggunakan metode uji pengurangan berat (Weight Loss Test) yaitu dengan perendaman Baja SS 316 dalam variasi waktu 10, 20, dan 30 hari dalam HCl 3M selanjutnya perendaman inhibitor daun kopi (Coffea Robusta L)dengan konsentrasi 6000 ppm selama 24 jam lalu HCl 3M dalam variasi waktu 10, 20 dan 30 hari. Hasil penelitian menunjukkan bahwa laju korosi tertinggididalam HCl 3Mpada logam Fe yaitu perendaman 30 hari sebesar 126,931 mpy serta padalogam Cr yaitu perendaman 30 hari sebesar 47,857 mpyselanjutnya perendaman didalam inhibitor 6000 ppm selama 24 jam lalu HCl 3M diperoleh laju korosi terendah logam Fe sebesar 5,733 mpy pada perendaman 30 haridengan efisiensi inhibitor maksimumyaitu 95,5%sedangkan laju korosi terendah logam Crsebesar 2,447 mpypada perendaman 10 hari dengan efisiensi inhibitor maksimum yaitu 90,62% yang diuji dengan alat Spektrofotometer Serapan Atom. Hasil morfologi permukaan masing – masing baja sebelum dan sesudah terkorosi juga memperlihatkan hasil yang sangat signifikan, dimana dapat dilihat bahwa Baja SS 316sangat mudah terkorosi dalam media HCl 3M. Kata kunci: Korosi, Laju Korosi Logam, Baja SS 316, Inhibitor
Universitas Sumatera Utara
vii
EFFECT TIME OF THECORROSION RATE OF METALS Fe AND Cr ON STEEL SS 316 IN MEDIUM HYDROCHLORIC ACID (HCl) 3M WITHMETHANOL EXTRACT OF LEAVES OF COFFEE INHIBITOR (Coffea Robusta L)
ABSTRACT
Effect time of the corrosion of metals Fe and Cr on steel SS 316 in medium hydrochloric acid (HCl) 3M has been investigated by using the method of weight reduction test, namely soaking Steel SS 316 in the time variation of 10, 20, and 30 days in immersion HCl 3M and inhibitor of coffee leaves (Coffea Robusta L)with concentration of 6000 ppm for 24 hours then HCl 3M in the time variation of 10, 20 and 30 days. The results showed that is the highest corrosion in HCl 3M rate Fe ofin soaking 30 days is 126.931 mpy as well as on the Cr immersion of 30 days isequal to 47.857 mpy further immersion in the inhibitor 6000 ppm for 24 hours and then HCl 3M obtained the corrosion rate of the lowest Fe is 5.733 mpy on the immersion in 30 days with maximum inhibition efficiency is 95.5%, while the corrosion rate of the lowest Cr is 2,447 mpyon immersion in 10 days with a maximum inhibition efficiency is 90.62% by using Atomic Absorption Spectroscopy instrument. Results of surface morphology of each - before and after the corroded steel also showed highly significant results, which can be seen that Steel SS 316 very easily corroded inHCl3M. Keywords: Corrosion, Corrosion Rate of Metal, Steel SS 316, Inhibitor
Universitas Sumatera Utara
viii
DAFTAR ISI
Halaman Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Lampiran
i ii iii iv v vi ix x xi
Bab 1 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang 1.2 Perumusan Masalah 1.3 Pembatasan Masalah 1.4 Tujuan Penelitian 1.5 Manfaat Penelitian 1.6 Lokasi Penelitian 1.7 Metodologi Penelitian
1 4 4 5 5 5 6
Bab 2 Tinjauan Pustaka 2.1 Teori Korosi 2.1.1 Energi dan hukum yang mendasarinya 2.1.2Pengertian korosi 2.2 Jenis Korosi 2.3 Prinsip dasar dan pengendalian korosi 2.3.1 Pengendalian korosi melalui perancangan 2.3.2 Pengendalian korosi melalui pengubahan lingkungan 2.3.3 Pengendalian korosi melalui lapisan pelindung 2.3.4 Pengendalian korosi melalui pemilihan bahan 2.3.5 Proteksi katodik dan anodik 2.4 Baja Stainless steel 2.5 Sifat – Sifat Logam Yang Terkandung Dalam Baja SS 316 2.5.1 Logam Besi (Fe) 2.5.2 Logam Kromium (Cr) 2.6 Asam Klorida 2.7 Daun Kopi 2.8Metode pengukuran laju korosi dan Efisiensi Inhibitor 2.8.1 Pengukuran laju korosi dengan metode weight loss coupons 2.8.2 Efisiensi Inhibitor
7 7 8 10 13 13 13 17 17 18 18 20 20 20 21 21 24 24 25
Universitas Sumatera Utara
ix
Bab 3 Metode Penelitian 3.1 Alat dan bahan 3.1.1 Alat 3.1.2 Bahan 3.2 Prosedur Penelitian 3.2.1 Persiapan Baja 3.2.2 Penentuan logam Baja SS 316 Fe yang terkorosi dalamlarutan HCl 3 M dalamwaktu yang bervariasi 3.2.3 Analisa Morfologi Logam Baja dengan Mikroskop Stereo 3.2.4 Persiapan Daun Kopi 3.2.5 Ekstraksi Daun Kopi 3.2.6Pembuatan Larutan Inhibitor 3.2.7Pengujian Perendaman Dengan Menggunakan Ekstrak Metanol Daun Kopi 3.2.8Pengolahan Data 3.3Bagan Penelitian 3.3.1 Perendaman Logam Baja SS 316 dalam larutan HCl 3M 3.3.2Persiapan Ekstrak Daun Kopi 3.3.3Penguapan Pelarut dari Hasil ekstraksi 3.3.4Perendaman Baja SS 316 dalam larutan Inhibitor selama 24 jam lalu HCL 3M selama 10 hari Bab 4 Hasil dan Pembahasan 4.1 Hasil Penelitian 4.1.1 Konsentrasi logam (Fe dan Cr) yang terkandung bekas perendaman baja dalam HCl 3M danperendamaninhibitor 24 jam lalu HCl 3M yang dianalisis denganSSA 4.1.2Penentuan Kadar Logam dalam Satuan Gram (g)bekas perendaman Baja dengan HCl 3M dan perendamaninhibitor 24 jam lalu HCl 3M 4.1.3Persentase berat logam ( Fe dan Cr ) yang hilang dari berat total masing – masing logam yang terkandung dalam baja SS 316 dalam HCl 3M dan perendaman inhibitor 24 jam lalu HCl 3 M 4.1.3.1 Persentase berat logam (Fe dan Cr) yang hilang dalam perendaman HCl 3M 4.1.3.2 Persentase berat logam (Fe dan Cr) yang hilang dengan penambahaninhibitor 24 jam lalu HCl 3M 4.1.4Penentuan Laju Korosi Logam besi (Fe) dan Logam Cromium (Cr) yang terkorosi dalam HCl 3M dan Perendaman Inhibitor 24 Jam lalu HCl 3M 4.1.4.1Laju Korosi logam ( Fe dan Cr) yang terkorosi dalam HCl 3 M 4.1.4.2Laju Korosi logam (Fe dan Cr) yang terkorosi padaperendaman inhibitor 24 jam lalu HCl 3 M 4.1.5. Efisiensi Inhibisi Dari Pasta Ekstrak Metanol Daun KopiTerhadap Laju Korosi Logam (Fe dan Cr)
26 26 26 27 27 27 27 27 27 28 28 28 30 30 31 32 33
34 34
35
36
36 37 38
38 39 40
Universitas Sumatera Utara
x
4.2 Pembahasan Hasil Penelitian 4.2.1. Foto Morfologi Permukaan Baja SS 316 4.2.1.1. Foto Morfologi Permukaan Baja SS 316 Sebelum Perendaman 4.2.1.2.Foto Morfologi Permukaan Baja SS 316dalam Media Korosi HCl 3M dengan Perendaman 10, 20 dan 30 Hari 4.2.2.Foto Morfologi Permukaan Baja SS 316 Dalam Larutan Inhibitor 24 Jam Lalu Perendaman Dengan Media HCl 3M Selama 10, 20 dan 30 Hari
41 45 45 46
48
Bab 5 Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan 5.2 Saran
51 52
Daftar Pustaka
53
Lampiran
56
Universitas Sumatera Utara
xi
DAFTAR TABEL
Nomor Tabel
Judul
Halaman
2.1 Komposisi Baja SS 316 2.2 Kandungan daun kopi robusta (Coffea robusta L) 4.1 Konsentrasi logam yang terkandung dalam larutan bekas perendaman baja SS 316 4.2Kadar logam yang terkandung dalam larutan bekas Perendaman baja SS 316 4.3 Persentase berat logam Fe dan Cr yang hilang dari berat total 4.4 Laju korosi logam Fe dan Cr dalam perendaman 10, 20 dan 30 hari dalam HCl 3M dan inhibitor 24 jam lalu HCl 3M 4.5 Efisiensi inhibitor ekstrak metanol daun kopi
19 24 34 36 37 39 40
Universitas Sumatera Utara
xii
DAFTAR GAMBAR
Nomor Gambar
Judul
Halaman
2.1Korosi merata 2.2Korosi celah 2.3Korosi batas butir 2.4Selective leaching corrosion 2.5Korosi tegangan 2.6Mekanisme inhibisi ekstrak bahan alam 2.7Tanaman kopi robusta (Coffea Robusta L) 4.1 Diagram laju korosi logam terhadap waktu perendaman 4.2 Diagram logam yang hilang setelah dilakukan perendaman 4.3Permukaan baja SS 316 sebelum Perendaman 4.4 Permukaan baja SS 316 dalam perendaman media HCl 3M selama 10 hari 4.5 Permukaan baja SS 316 dalam perendaman media HCl 3M selama 20 hari 4.6 Permukaan baja SS 316 dalam perendaman media HCl 3M selama 30 hari 4.7 Permukaan baja SS 316 dalam larutan inhibitor 24 jam lalu perendaman media HCl 3M selama 10 hari 4.8 Permukaan baja SS 316 dalam larutan inhibitor 24 jam lalu perendaman media HCl 3M selama 20 hari 4.9 Permukaan baja SS 316 dalam larutan inhibitor 24 jam lalu perendaman media HCl 3M selama 30 hari
10 10 11 12 12 16 23 42 45 45 46 47 48 49 49 50
Universitas Sumatera Utara
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Lampiran
Judul
Halaman
1. Tabel penentuan densitas baja SS 316 2. Kadar nitrogen bebas didalam pasta ekstrak metanol daun kopi (Coffea Robusta L) 3.Tabel pembuatan kurva kalibrasi logam Fe dan Cr 4. Komposisi logam dalam baja SS 316 5. Penentuan persentase logam Fe dan Cr 6. Penentuan berat total logam Fe dan Cr 7. Penentuan total berat logam Fe dan Cr 8a. Penentuan berat dan penentuan logam Fe dan Cr dalam waktu yangbervariasi dalam HCl 3M 8a. Penentuan berat dan penentuan logam Fe dan Cr dalam waktu yangbervariasi dalam inhibitor 24 jam lalu HCl 3M 9.Larutan bekas perendaman baja SS 316, larutan inhibitor dan sampel baja SS 316 pada HCl 3M
57 58 58 63 64 65 66 68 68 69
Universitas Sumatera Utara
