Mengapa air hujan mempercepat korosi?

KENAPA AIR HUJAN MEMPERCEPAT BESI BERKARAT / KOROSI ??

Contoh korosi pada logam besi

Pertama saya akan mencoba menjelaskan pengertian karat.

Karat merupakan hasil korosi, yaitu oksidasi suatu logam. Besi yang mengalami korosi membentuk karat dengan rumus Fe₂O₃.xH₂O. Korosi merupakan proses elektro kimia. Pada proses pengaratan, besi (Fe) bertindak sebagai pereduksi dan oksigen (O₂) yang terlarut dalam air bertindak sebagai pengoksidasi.

Sebelum kita membahas hubungan air hujan dan korosi besi, berikut adalah reaksi yang terjadi saat besi (Fe) berkarat, kalau kita ingin mengetahui proses pengaratan kita harus tau dulu elemen-elemen terkait. Kalau bingung, tidak usah diambil pusing. Pada paragraph selanjutnya akan dijelaskan.

Reaksi anode :Fe(s) → Fe₂₊(aq) ) 2e_-

Reaksi katoda :O₂(g) + 4H₊(aq) + 4e_- → 2H₂O(l)

Kedua mari kita deskripsikan proses pembentukan korosi/karat.

Karat disebut juga dengan autokatalis (dari namanya auto dan katalis, berarti perubahan dengan sendirinya). Mekanisme terjadinya korosi adalah logam besi yang letaknya jauh dari permukaan kontak dengan udara akan dioksidasi oleh ion Fe²⁺. Ion ini larut dalam tetesan air. Tempat terjadinya reaksi oksidasi di salah satu ujung tetesan air ini disebut anode. Elektron yang terbentuk bergerak dari anode ke katode melalui logam. Elektron ini selanjutnya mereduksi oksigen dari udara dan menghasilkan air. Nah, Ujung tetesan air tempat terjadinya reaksi reduksi ini disebut katode. Sebagian oksigen dari udara larut dalam tetesan air dan mengoksidasi Fe²⁺ menjadi Fe³⁺ yang membentuk karat besi (Fe₂O₃.H₂O). Proses terjadinya pengaratan pada besi.

Kenapa Air Hujan Mempercepat pengaratan?.

Dari penjelasan diatas, tentang proses korosi yang membutuhkan beberapa elemen untuk berlangsungnya proses korosi. Factor yang paling penting adalah oksigen dan air. Nah, air hujan yang jatuh dari atmosfer mengandung banyak unsur oksigen, artinya air yang jatuh dan mengenai besi akan langsung terjadi reaksi korosi. Reaksi ini tanpa melalui proses oksidasi oleh oksigen yang kemudian menghasilkan tetesan air. Namun air yang jatuh sudah mengandung oksigen yang bersifat korosif. Itulah kenapa air hujan mempercepat proses korosi/ pengaratan. Sedikit informasi, air hujan yang di tamping beberapa lama akan menghilangkan kemampuan mempercepat proses korosi, karena oksigen yang terkandung semakin menghilang dan akhirnya menjadi air seperti biasa.

Ada beberapa cara yang dapat digunakan untuk mencegah terjadinya karat. Masih ingat dengan unsur-unsur seperti oksigen, air dan besi. Ketiga elemen itulah factor utama terjadinya pengaratan. Oleh karena itu, ada beberapa cara yang digunakan sebagai upaya pencegahan. Berikut adalah beberapa cara yang dapat digunakan untuk menanggulangi proses korosi/ pengaratan.

1. Cara modifikasi lingkungan.

Oksigen (O₂) dan kelembaban udara merupakan faktor penting dalam proses pengaratan, mengurangi kadar oksigen atau menurunkan kelembaban udara dapat memperlambat proses pengantaraan. Cara nyata untuk mengurangi kelembaban adalah menggunakan AC di suatu ruangan.

2. Cara modifikasi besi.

Ketika besi membentuk aloi  (logam campuran) dengan unsur-unsur tertentu, besi akan lebih tahan terhadap pengaratan. Baja (aloi dari besi) mengandung sebelas persen hingga dua belas persen kromium dan sedikit mengandung karbon, yang sering kita sebut stenlis, berwarna perak mengkilat. Baja ini tahan karat dan sering digunakan dalam industri, untuk bahan kimia, dan alat-alat rumah tangga.

3. Cara proteksi katodik.

Jika logam besi dihubungkan dengan seng (Zn), besi tersebut akan sukar mengalami korosi. Hal ini disebabkan seng lebih mudah teroksidasi dibandingkan dengan besi.. Seng akan beraksi dengan oksigen dan air dalam lingkungan yang mengandung karbon dioksida. Seng karbonat yang terbentuk berfungsi melindungi seng itu sendiri dari korosi. Cara perlindungan logam seperti ini disebut cara proteksi katodik (Katode Pelindung). Selain seng (Zn), logam magnesium (Mg) yang termasuk alkali tanah bersifat basa, banyak digunakan untuk keperluan ini.

4. Cara pelapisan.

Jika logam besi dilapisi tembaga atau timah, besi akan terlindung dari korosi. Sebab logam Cu (E°_Cu²⁺_|Cu = +0.34V) dan Sn ( E°_Sn²⁺_|Sn =-0.14V) memiliki potensi reduksi yang lebih positif dari pada besi (E°Fe²⁺|Fe = -0.44V). Namun, bila lapisan ini bocor, sehingga lapisan tembaga atau timah terbuka, besi akan mengalami korosi yang lebih cepat. Selain dengan tembaga dan timah, besi juga dapat dilapisi dengan logam lain yang sulit teroksidasi. Logam yang dapat digunakan adalah yang memiliki potensial reduksi lebih positif dibandingkan besi, seperti perak, emas, nikel, timah, tembaga, dan platina. Selain senyawa logam, pelapisan dapat pula menggunakan senyawa nonlogam. Proses pelapisan logam besi ini dapat dengan cara membersihkan besi terlebih dahulu, kemudian melapis dengan suatu zat yang sukar ditembus oleh oksigen, misalnya cat, gelas, plastik, atau vaselin (gemuk). Perlu diperhatikan, seluruh permukaan besi harus terlapis sempurna untuk menghindarkan kontak dengan oksigen. Proses pelapisan yang tidak sempurna dapat lebih berbahaya dibandingkan besi tanpa pelapis. Pengaratan dapat terjadi pada bagian yang tertutup sehingga tidak terdeteksi.

Sekian, semoga bermanfaat :)

PERINSIP KESETIMBANGAN KIMIA

A. KESETIMBANGAN KIMIA

Keadaan reaksi bolak-balik dimana laju reaksi reaktan dan produk sama dan konsentrasi keduanya tetap. Kesetimbangan kimia hanya terjadi pada reaksi bolak-balik dimana laju terbentuknya reaktan sama dengan laju terbentuknya produk.

1. KESETIMBANGAN KIMIA BERSIFAT DINAMIS

Kesetimbangan dinamis adalah suatu reaksi bolak-balik pada saat keadaan konsentrasi tetap tapi sebenarnya tetap terjadi reaksi (terus-menerus). Kesetimbangan dinamis tidak terjadi secara makroskopis melainkan secara mikroskopis (partikel zat).

2. CIRI-CIRI KEADAAN SETIMBANG

Ciri-ciri keadaan suatu reaksi bolak-balik dikatan setimbang sebagai berikut. 

Terjadi dalam wadah tertutup, pada suhu dan tekanan tetap.
Reaksinya berlangsung terus-menerus (dinamis) dalam dua arah yang berlawanan.
Laju reaksi ke reaktan sama dengan laju reaksi ke produk.
Konsentrasi produk dan reaktan tetap.Terjadi secara mikroskopis pada tingkat partikel zat.
Pergeseran kesetimbangan kimia dipengaruhi
beberapa faktor :

a. KONSENTRASI ZAT
b. TEMPERATUR
c. TEKANAN ATAU VOLUME

3. PENGARUH KONSENTRASI ZAT TERHADAP KESETIMBANGAN KIMIA

Jika konsentrasi salah satu zat ditambah, maka reaksi kesetimbangan akan bergeser dari arah (menjauhi) zat yang ditambah konsentrasinya.

Jika konsentrasi salah satu zat dikurangi, maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke arah zat dikurangi konsentrasinya.

Contoh : Pada persamaan reaksi berikut.
N2(g)+ 3H2(g) <==> 2NH3(g) H = -92 Kj

4. PENGARUH TEMPERATUR TERHADAP KESETIMBANGAN KIMIA

Apabila temperatur sistem dinaikkan maka reaksi kesetimbangan bergeser ke arah reaksi yang membutuhkan kalor (endoterm).

—Apabila temperatur sistem dikurangi maka rekasi kesetimbangan akan bergeser ke arah zat yang

melepaskan kalor (eksoterm). 

Contoh : Pada persamaan reaksi

—[A] + [B] <==> [C] H = -X

[C] merupakan reaksi eksoterm (melepaskan kalor) dan [A] + [B] merupakan reaksi endoterm (membutuhkan kalor).

5. PENGARUH TEKANAN DAN VOLUME TERHADAP KESETIMBANGAN KIMIA

Apabila tekanan pada sistem ditambah/volume diperkecil maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah molekul yang lebih kecil. Apabila tekanan pada sistem

 diperkecil/volume ditambah maka reaksi kesetimbangan akan

bergeser ke arah jumlah molekul yang lebih besar.

"Tekana: Pada persamaan reaksi berikut

N2(g)+ 3H2(g) <==> 2NH3(g) H = -92 kJ

Jumlah mol reaktan = 1 + 3 = 4
Jumlah mol produk = 2

B. KATALISATOR

Untuk mempercepat proses kesetimbangan kimia,sering dipergunakan zat tambahan lain yaitu katalisator. Dalam sistem kesetimbangan, katalisator tidak mempengaruhi letak kesetimbangan, katalisator hanya berperan mempercepat reaksi yang berlangsung, mempercepat terjadinya keadaan setimbang, pada akhir reaksi katalisator akan terbentuk kembali. Katalis tidak dapat menggeser kesetimbangan kimia.

Contoh Katalis dalam Reaksi Kimia

Hidrogen peroksida akan terurai menjadi air dan gas oksigen. Dua molekul hidrogen peroksida akan menghasilkan dua molekul air dan satu molekul oksigen. Katalis kalium permanganat dapat digunakan untuk mempercepat proses ini. Menambahkan kalium permanganat dengan hidrogen peroksida akan menimbulkan reaksi yang menghasilkan panas, dan uap air akan keluar.

Konverter katalitik pada mobil mengandung platinum, yang berfungsi sebagai katalis untuk mengubah karbon monoksida, yang beracun, menjadi karbon dioksida.
Jika Anda menyalakan korek di sebuah ruangan yang mengandung gas hidrogen dan gas oksigen, akan ada ledakan dan sebagian besar hidrogen dan oksigen akan bergabung untuk menciptakan molekul air.

C. Kesetimbangan Kimia Dalam Industri

Konsep reaksi kesetimbangan banyak di terapkan dalam bidang industri. Beberapa industriyang menerapkan konsep reaksi kesetimbangan adalah industri amonia, asam sulfat, dan asamnitrat.

1.Industri amonia (NH3)

Amonia (NH3) merupakan gas yang tidak berwarna dengan bau menyengat dan sangatmudah larut dalam air. Amonia ini biasanya di gunakan dalam refrigerator dan dalam pembuatan pupuk, bahan peledak, dan plastik serta bahan kimia lainnya. Selainitu,amonia juga di gunakan sebagai pelarut.

2.Pembuatan H2SO4(aq)

(Asam sulfat)Proses kontak dilakukan untuk membuat H2SO4(aq) yang dapat digunakan sebagai bahan dasar pembuatan cat, pupuk, zat warna , detergen, dan larutan elektrolit dalam aki.

3.Pembuatan HNO3(Asam Nitrat)

Senyawa HNO3 merupakan bahan kimia penting yang digunakan sebagai bahan bakuuntuk peledak. Bahan peledak yang memakai bahan baku HNO3 dapat menimbulkan ledakan dahsyat. Contoh bahan peledak yang menggunakan HNO3, yaitu TNT.

Sekian, Semoga Bermanfaat :)

TERMOKIMIA

Termokimia ialah cabang kimia yang berhubungan dengan hubungan timbal balik panas dengan reaksi kimia atau dengan perubahan keadaan fisika. Secara umum, termokimia ialah penerapan termodinamika untuk kimia. Termokimia ialah sinonim dari termodinamika kimia.

Dalam arti lain Termokimia adalah Hubungan antar kalor dengan reaksi kimia atau proses-proses yang berhubungan dengan reaksi kimia.

A.    Istilah-istilah dan Satuan dalam Termokimia

1.      Istilah-istilah dalam Termokimia

·         Entalpi : energi yang terkandung dalam suatu zat dengan lambing H

·         Energi : kemampuan suatu materi untuk melakukan kerja.

·         Energi dalam : jumlah energi dari semua energi yang dimiliki oleh sistem molekul.

Energi dalam bernilai positif jika : sistem menyerap atau menerima panas atau sistem menerima kerja.

Energi dalam bernilai negatif jika : sistem melepaskan panas atau sistem  melakukankerja.

Energi dalam tidak dapat diukur, yang dapat diukur hanya perubahan energinya yang dinyatakan sebagai ∆E.

∆E = E_Produk – E_Reaktan

·         Kalor (q) : energi yang berpindah dari sistem ke lingkungan atau sebaliknya dikarenakan perbedaan suhu di antara keduanya.

Q = m.c.∆T atau Q = C.∆T

·         Kerja (w) : bentuk energi yang diperlukan dan dapat dinyatakan sebagai gaya yang bekerja melalui suatu jarak tertentu.

Kerja bernilai positif jika sistem menerima kerja.

Kerja bernilai negatif jika sistem melakukan kerja.

2.      Satuan dalam Termokimia

2.1.      1 kJ = 1000 J

2.2.      1 Kalori = 4,184 J

2.3.      1 kKal = 1000 Kal

2.4.      1 Liter atm = 10,12 Joule

B. Hukum Kekekalan Energi

Hukum kekekalan energi “Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Energi dapat diubah dari suatu bentuk energi menjadi bentuk lain”.

Contoh: batu baterai, dimana mengubah energi kimia menjadi energi listrik yang kemudian listrik dapat dirubah kebentuk lain seperti energi cahaya dalam senter.

Terjadinya perpindahan energi pada sistem dan lingkungan dapat digambarkan :

1.      Bahan bakar bereaksi dengan gas oksigen maka akan menimbulkan panas disekelilingnya. Pada proses ini terjadi perpindahan energi dari sistem ke lingkungan.

2.      Daun menyerap karbon dioksida yang kemudian bereaksi dengan air membentuk karbohidrat dan gas oksigen. Pada proses ini terjadi perpindahan energi dari lingkungan ke sistem.

Maka :

Sistem  : segala sesuatu yang menjadi pusat perhatian atau perubahan energinya. Dalam kimia, yaitu sejumlah zat yang bereaksi.

Lingkungan : segala sesuatu yang berada di sekeliling sistem. Dalam kimia, segala sesuatu di luar zat tersebut seperti tabung reaksi.

C.    Hubungan Energi Dalam, Kalor, dan Kerja dengan Hukum Termokimia

                           ∆E (J)  = q (J) + w (J)

Entalpi (H) adalah besarnya kalor reaksi yang diukur pada tekanan tetap

∆H = ∆H_P– ∆H_R

D.    Sistem & Lingkungan

Terbagi atas tiga yaitu :

1.      Sistem terbuka : sistem yang memungkinkan terjadinya pertukaran kalor dan materi antara sistem dan lingkungan.

2.      Sistem tertutup : sistem yang memungkinkan terjadinya pertukaran kalor antara sistem dan lingkungan tetapi tidak terjadi pertukaran materi.

3.      Sistem terisolasi : sistem yang tidak memungkinkan terjadinya pertukaran kalor dan materi antara sistem dan lingkungan.

E.     Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

·        

Reaksi Eksoterm : reaksi yang melepaskan kalor atau menghasilkan energi.

Hakhir < Hawal

Hakhir – Hawal < 0

H berharga negatif (-)

·         Reaksi Endoterm : reaksi yang menyerap kalor atau menerima energi

Hakhir > Hawal

Hakhir – Hawal > 0

H berharga positif (+)

F.     Persamaan Termokimia

Contoh:

·         Pada pembentukan 1 mol air dari gas hydrogen dan gas oksigen pada 25^oC (298 K), 1 atm,dilepaskan kalor sebesar 286 kJ.

H_2(g) + ½ O_2(g) → H₂O ∆H = -286 kJ

2H_2(g) + O_2(g) → 2H₂O ∆H = – 572 kJ

·         Reaksi karbon dan gas hydrogen membentuk 1 mol C₂H₂ pada temperature 25^oC dan tekanan 1 atm memerlukan kalor sebesar 226,7 kJ

2C_(s) + H_2(g) → C₂H₂ ∆H = +226,7 kJ

Apabila pengukuran ∆H dilakukan untuk 1 mol zat pada kondisi standar, maka ∆H sama dengan entalpi molar dengan satuan kJ/mol.

Massa Atom, Jumlah Partikel dan Mol

A. Massa Atom

Massa atom (Ma) dari suatu unsur kimia adalah massa suatu atom dalam keadaan diam, umumnya dinyatakan dalam satuan massa atom (sma).

1. Massa atom relatif (Ar) 

Massa atom relatif masing-masing unsur dapat dilihat dalam tabel periodik. Akan tetapi, massa atom relatif yang tercantum dalam tabel periodik tersebut merupakan nilai pembulatan dari massa atom relatif yang sebenarnya. Sebagai contoh, massa atom relatif alumunium 26,98 maka dibulakan menjadi 27. Apatkah yang dimaksud dengan massa atom relatif dan bagaimana cara penentuannya?

Atom merupakan bagian terkecil dari materi sehingga ukurannya sangat kecil. Ukuran yang sangat kecil itu membuat massa atom sukar untuk diukur dengan menggunakan alat ukur biasa. Cara yang digunakan untuk menentukan massa suatu atom adalah dengan membandingkannya dengan massa atom lain. Perbandingan massa suatu atom dengan massa atom lainnya inilah yang dinamakan dengan massa atom relatif.

Konsep massa atom relatif dikemukakan pertama kali pada tahun 1799 oleh Dalton. Massa atom relatif menurut dalton adalah perbandingan massa suatu atom dengan massa satu atom hidrogen. Konsep massa atom relatif ini berkembang, terutama dengan ditemukannya spektrometer massa yang dapat mengukur massa atom yang sebenarnya. Dengan menggunakan spektrometer massa diketahui bahwa massa satu atom 12C yakni 

1,99268x10-23  gram. Massa atom dalam satuan gram sangat kecil dan penggunaannya tidak praktis, sehingga para ahli sepakat untuk menggunakan satuan massa atom (sma). 

Harga satu sma sama dengan massa satu atom 12C.

1 sma = 1/12 x Massa 1 atom 12C = 1/12 x 1,99268x10-23  gram.

Pada Tahun 1961, IUPAC menetapkan cara penentuan massa atom relatif suatu unsur. Menurut IUPAC, massa atom relatif suatu unsur adalah perbandingan massa satu atom tersebut terhadap 1/12 massa satu atom 12C.

Contoh soal :

Hitunglah massa atom relatif oksigen jika diketahui massa atom oksigen 2,6505x1023 gram!

Pembahasan :

2. Massa molekul relatif (Mr)

Massa molekul unsur atau senyawa dinyatakan oleh massa molekul (Mr). Massa molekul relatif adalah perbandingan massa molekul unsur atau senyawa terhadap x massa atom C-12.

Massa molekul dapat dihitung dengan menjumlahkan Ar dari atom-atom pembentuk molekul tersebut.  Mr = ∑ Ar

Contoh Soal :
Diketahui massa atom relatif (Ar) beberapa unsur sebagai berikut :
....Ca = 40, .O = 16, .H = 1
Tentukan massa molekul relatif (Mr) senyawa Ca(OH)2

Penyelesaian :
Satu molekul Ca(OH)2 mengandung 1 atom Ca, 2 atom O, dan 2 atom H
....Mr Ca(OH)2 = Ar Ca + ( 2 Ar O ) + ( 2 Ar H )
.... .... .... ......= 40 + ( 2 x 16 ) + ( 2 x 1 )
.... .... .... ......= 40 + 32 + 2
.... .... .... ......= 74

B. Mol

Kamu tentu pernah mendengar satuan dosin, gros, rim, atau kodi untuk menyatakan jumlah benda. Banyaknya partikel dinyatakan dalam satuan mol. Satuan mol sekarang dinyatakan sebagai jumlah par-tikel (atom, molekul, atau ion) dalam suatu zat. Para ahli sepakat bahwa satu mol zat mengandung jumlah partikel yang sama dengan jumlah partikel dalam 12,0 gram isotop C-12 yakni 6,02 x 1023 partikel. Jumlah partikel ini disebut Bilangan Avogadro (NA = Number Avogadro) atau dalam bahasa Jerman Bilangan Loschmidt (L).

Jadi, definisi satu mol adalah sebagai berikut.

Satu mol zat menyatakan banyaknya zat yang mengan-dung  jumlah partikel yang sama dengan jumlah partikeldalam 12,0 gram isotop C-12.

Misalnya:

1. 1 mol unsur Na mengandung 6,02 x 1023 atom Na.

2. 1 mol senyawa air mengandung 6,02 x 1023 molekul air.

3. 1 mol senyawa ion NaCl mengandung 6,02 x 1023 ion Na+ dan 6,02 x 1023 ion Cl–.

C. Hubungan Mol dengan Jumlah Partikel

Hubungan mol dengan jumlah partikel dapat dirumuskan:

kuantitas (dalam mol) =  jumlah partikel / NA

                                                atau

                                    jumlah partikel = mol x NA

Contoh soal:

Suatu sampel mengandung 1,505 x 1023 molekul Cl2, berapa mol kandungan Cl2 tersebut?

Jawab:

Kuantitas (dalam mol) Cl2 =  jumlah partikel Cl2 / NA

                                           =  1,505 x 1023 / 6,02 x 1023        

                                           = 0,25 mol

Sekian, semoga bermanfaat :)