Soal Kimia tentang Korosi dan Pencegahannya Beserta Pembahasan

Soal 1             

Faktor factor yang berasal dari lingkungan berikut ini dapat mempengaruhi korosi kecuali . . . . .

A. Suhu

B. Udara

C. Keasaman

D. Kelembapan

E. Struktur Bahan

Pembahasan :

Ada beberapa factor yang dapat mempengaruhi korosi

Udara yang mengandung oksigen dan uap air

Korosi merupakan salah satu bentuk adanya reaksi redoks di alam. Biasanya logam yang paling mudah terkorosi adalah besi (Fe). Besi yang ada di pasaran, atau yang kita gunakan dalam kehidupan sehari hari tidaklah murni, tetapi ada sedikit campuran karbon didalamnya yang menyebar secara tidak merata. Hal ini mengakibatkan timbulnya beda potensial pada logam dimana karbon akan menjadi katode sedangkan besi menjadi anode. Oksigen dari udara yang terlarut didalam air akan mengalami reduksi sementara atom besi pada permuakan logam akan mengalami oksidasi. Semakin banyak O2 dan H2O yang berkontak langsung dengan permukaan logam/ besi maka proses korosi yang terjadi akan semakin cepat

Keasaman(pH)

Peristiwa korosi yang terjadi pada suasana asam yaitu pada pH < 7 akan meningkatkan laju korosi, karena pada suasana asam akan terjadi reaksi reduksi tambahan, yaitu H+ dari asam.

Reaksinya : 2H+ + 2e  H2(g)

Hal ini berdampak pada pada meningkatnya reaksi oksidasi yang terjadi pada besi akibatnya korosi pada besi akan berlangsung lebih cepat

Kontak dengan elektrolit

Pernahkan kamu membawa sepeda di sekitar pantai?? Kalau iya hati hati…karena besi pada sepeda kamu sudah terkontak dengan elektrolit yang ada pada air laut. Lalu memangnya kenapa kalau terkena air laut???

Air laut mengandung garam yang bersifat elektrolit.Kalian tau elektrolit adalah senyawa yang dapat mengahantarkan arus listrik (electron). Adanya elektrolit akan mempercepat aliran electron pada reaksi korosi besi. Akibatnya proses perkaratan pada besi juga akan semakin cepat. Oelh sebab itu hanya orang bodohlah yang mencuci sepeda, motor atau mobilnya dengan air laut….haha

Temperatur / Suhu

Coba sekarang perhatikan knalpot sepeda motor kalian. Bagi motornya yang digunakan sudah cukup lama, pasti knalponya sudah berkarat kan??? Nah sekarang coba perhatikan stang motor, ternyata masih mulus mulus saja. Kenapa bisa demikiannya?? Padahal keduanya juga sering kena hujan dan terkontak langsung dengan oksigen diudara???

Jawabannya adalah karena adanya perngaruh suhu. Ketika mesin motor hidup, maka knalpot yang jadi tempat pembuangan gas pembakarn motor menjadi panas. Adanya peningkatan suhu akan menyebabkan energy kinetic partikel yang akan mengalami rekasi korosi meningkat sehingga meningkatkan jumlah tumbukan efektif untuk terjadinya reaksi korosi. Hal ini berakibat pada semakin cepatnya terjadi korosi.

Tetapi perlu juga kalian ingat bahwa besi yang dicelupkan pada air yang sudah didihkan terlebih dahulu akan lebih lambat mengalami reaksi korosi walaupun suhu logamnya meningkat. Hal ini disebabkan karena pemanasan air akan menyebabkan oksigen terlarut dalam air menjadi berkurang sehingga zat yang tereduksi dianoda (O2) akan semakin sedikit akibatnya rekasi korosi akan melambat.

Efek metalurgi (pada proses pembuatan logam)

Permukaan logam 

Permukaan logam yang kasar akan menimbulkan beda potensial pada logam sehinnga pada bagian yang kasar ini memungkinkan terjadinya reaksi oksidasi di anode.

Adanya efek Galvani Coupling

Kemurnian logam yang rendah (adanya atom atom unsur lain yang terkandung pada logam) dapat menyebakan terjadinya beda potensial pada permukaan logam akibat adanya perbedaan E0 dari unsur unsur yang terdapat pada logam yang yang kemurniannya rendah tadi. Timbulnya perbedaan potensial ini disebut efek  Galvani Coupling  yang akan meningkatkan terjadinya reaksi okdisasi di permukaan logam

Kembali pada soal diatas, sebenarnya semua option diatas berpengaruh terhadap reaksi korosi pada logam, tetapi karena yang ditanyakan adalah factor lingkungan mungkin jawaban yang paling tepat adalah E yaitu factor bahan. 

Jawaban : E

Soal 2                

Salah satu cara mencegah terjadinya reaksi korosi pada menara adalah . . . .

A. Dilapisi timah

B. Direndam dengan air

C. Dibakar lalu ditempa

D. Dicelupkan pada larutan asam

E. Dihubungkan dengan lempeng magnesium

Pembahasan :

Coba perhatikan menara telkomsel berikut :

Warnanya dicat merah putih berselang seling gitu….biar nasionalisme hahah. . . apakah ini termasuk salah satu cara pencegahan korosi pada menara???

Jawabannya bukan (lagian gak ada juga option dicat pada soal diatas)

Lalu bagaimana caranya agar menara ini tahan terhadap korosi?? Agar menara tidak keropos kemudian rubuh dan menimpa orang orang??? Kan negri juga kalau gitu ya…..hahah

Inilah salah satunya manfaat mempelajari elektrokimia. Logam yang pada menara dilindungi dengan cara perlindungan katodik/ perlindungan elektrokimia dengan menghubungkan bagian bawah menara dengan lempeng mangnesium kemudian ditanam didalam tanah. 

Jika kalian hafal jembatan keledai deret volta, kalian akan lihat bahwa magnesium memiliki potensial reduksi yang jauh lebih kecil dibandingkan dengan besi (magnesium berada di sebelah kiri logam besi) sehingga ketika terjadi rekasi redoks, maka yang akan mengalai oksidasi di anoda adalah magnesium sedangkan besi menara mengalami reaksi reduksi. Hal ini akan menceah reaksi korosi (reaksi oksidasi) pada besi sehingga menara dapat berdiri dengan kokoh tanpa keropos. Lempeng magnesium yang dihunakan jika telah habis berekasi dapat diganti secara berkala.

Jawaban : E

Soal 3                

Mudah atau tidaknya logam berkarat tergantung pada . . . . .

A. Banyaknya air

B. Keaktifan logam

C. Suhu lingkungan

D. Tingkat kebasaan

E. Banyaknya oksigen

Pembahasan :

Proses korosi pada logam terutama besi disebabkan oleh permukaan logam mempunyai kerekatifan yang berbeda beda. Besi yang lebih reaktif akan mengalami reaksi oksidasi membentuk ion Fe2+ dan sejumlah electron dan bertindak sebagai anode. Elektron yang dihasilkan akan mengalir ke bagian logam yang kurang reaktif yaitu bagian katode. Sementara itu ion Fe2+ yang dihasilkan akan masuk ke dalam air yang mengalami oksidasi lanjut membentuk ion Fe3+ yang kemudian akan senyawa oksida terhidrasi berupa Fe2O3.xH2O (karat besi yang rapuh).

Anode (oksidasi) : Fe(s)  Fe2+(aq) + 2e

Katode (reduksi) : O2(g) + 4H+ + 4e  2H2O(l)

Dari reaksi siatas, jika kalian perhatikan yang mengalami oksidasi adalah besi sedangkan yang mengalami reduksi adalah oksigen. Jadi factor lain yang menyebabkan logam dapat berkarat adalah oksigen. Semakin banyak oksigen maka semakin cepat terjadinya korosi pada besi. 

Lalu fungsi air apa?? Air adalah medium tempat terjadinya korosi. Kalian tahu bahwa oksigen yang ada diudara itu wujudnya adalah gas. Zat yang berbentuk gas sukar bereaksi dengan zat padat, biasanya akan ditambahkan katalis agar reaksi dapat berlangsung. Fungsi air adalah sebagai medium tempat melarutnya oksigen. Kita ketahui bahwa oksigen dapat larut di dalam air, dan jika jumlahnya banyak maka akan semakin cepat reaksi korosi pada logam. 

Kita bisa buktikan dengan percobaan memasukkan paku ke dalam air yang sebelumnya didihkan terlebih dahulu. Air yang telah didihkan akan berkurang jumlah oksigen terlarutnya, sehingga proses korosi pada paku akan lebih lambat dibandingkan dengan air yang tidak didihkan.

Logam lain juga ada yang terkontak dengan oksigen atau air seperti alumunium yang bahkan digunakan sebagai tempat minuman bersoda. Sudahlah ada airnya, kemudian bekontak dengan udara, dan larutan soda itu kan bersifat asam lagi, tetapi tidak mengalami korosi. Hal ini disebabkan karena logam Al tidak reaktif seperti logam besi sehingga sukar mengalami rekasi oksidasi.  Jadi factor utama mudah atau tidaknya suatu logam mengalami korosi adalah kereakstifan logam.

Jawaban : B

(ini berdasarkan penalaran saya dan melihat beberapa literature juga, jika ada pendapat yang berbeda mohon disampaikan juga di kolom komentar agar konsepnya jadi benar dan tidak menyesatkan…hehehe)

Soal 4               

Seng dipilih sebagai pelapis besi untuk mencegah terjadinya korosi karena . . . . 

A. Besi menjadi anode

B. Seng menjadi katode

C. Harga E0 besi lebih besar

D. Harga E0 besi dan seng sama

E. Besi menjadi mudah teroksidasi

Pembahasan :

Pada penecegahan korosi besi, yang sebenarnya kita lakukan adalah agar besi tidak mengalami reaksi oksidasi membentuk ionnya. Reaksi oksidasi terjadi dianode. Untuk mewujudkan hal ini, maka kita harus melapisi logam besi dengan logam lain yang potensial reduksinya (E0) lebih kecil dibandingkan dengan besi sehingga besi tidak teroksidasi. Proses ini dinamakan Galvanisasi. 

Salah satunya adalah dilapisi dengan seng (Zn). Misalkan ketika permukaan besi yang telah dilapisi oleh seng tergores dan berkontak dengan uap air, gas CO2 dan zat lain yang ada diudara akan mengakibatkan terbentuknya sel volta kecil. Karena potensial reduksi Zn lebih kecil dibandingkan Fe, maka yang akan mengalami oksidasi adalah Zn sedangkan besi akan mengalami reduksi dan betindak sebagai katode. Hal ini menyebabkan korosi elektrolitik pada besi tidak terjadi.

Jawaban : C

Soal 5              

Diketahui hasil percobaan tentang korosi besi sebagai berikut.

Berdasarkan data tersebut urutan terbentuknya korosi paling cepat adalah .. . .

A. 1 – 2 – 4 – 3

B. 2 – 1 – 4 – 3 

C. 3 – 1 – 2 – 4

D. 3 – 4 – 1 – 2 

E. 4 – 2 – 1 – 3 

Pembahasan :

Korosi pada paku akan paling cepat terjadi pada tabung yang mengandung :

1. Larutan H2SO4 karena bersifat asam. Kita tahu pH < 7 akan mempercepat terjadinya reaksi korosi karena adanya rekasi reduksi tambahan dari ion H+ yang berasal dari asam.
2. Air. Karena air mengandun banyak oksigen terlarut yang mempercepat terjadinya korosi.
3. Air yang didihkan. Karena jumlah oksigen terlarut dalam air manjadi sedikit.
4. CaCl2 dan udara kering. Kristas CaCl2 anhidrat berfungsi sebagai media yang dapat menyerap uap air yang ada di udara sehingga memperkecil kontanya dengan paku.

Jawaban : B

Soal 6             

Diketahui : 

Fe2+(aq) + 2e  Fe(s)         E0 = - 0,44 Volt

Ni2+(aq)  + 2e  Ni(s)         E0 = - 0,25 Volt

Mg2+(aq)  + 2e  Mg(s) E0 = - 2,37 Volt

Cu2+(aq)  + 2e  Cu(s)         E0 = + 0,34 Volt

Ag+(aq)  + e  Ag(s)         E0 = + 0,80 Volt

Pb2+(aq)  + 2e  Pb(s)         E0 = - 0,13 Volt

Logam yang dapat melindungi besi dari perkaratan dengan perlindungan katodik adalah . . . . .

A. Ni

B. Mg

C. Cu

D. Ag

E. Pb

Pembahasan :

Prisip perlindungan katodik adalah dengan menghubungkan logam besi dengan logam lain yang potensila reduksinya lebih kecil dibandingkan denan besi sehingga besi mengalami reduksi dan betindak sebagai katoda sedangkan logam lain itu mengalami oksidasi dan bertindak sebagai anoda.

Diantara logam diatas yang paling baik dalam melindungi besi dari perkaratan adalah Mg

Jawaban : B