resiko

Penentuan Kadar Fe dalam sungai

MAKALAH KIMIA ANALITIK INSTRUMEN

“Penentuan kadar Fe dalam air sungai”

OLEH: KELOMPOK II dan VI 

Dina Dwilistiani (A1C108005) 

Ernawati (A1C108044) 

Fetriana (A1C108048) 

Haris Riswandi (A1C108057) 

Henni Nengsih (A1C108020) 

Hilda Amanda (A1C108035)

Melly Elvira (A1C108047) 

Putri Wahyuni (A1C108030) 

Rida Sarwiningsih (A1C108017) 

Rini Harmida (A1C108028) 

Roberto PKH (A1C108008) 

Yessi Kumalasari (A1C108040) 

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA JURUSAN PMIPA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS JAMBI 2010-2011 PENENTUAN KADAR BESI DALAM AIR SUNGAI DENGAN METODA SPEKTROFOTOMETRI SINAR TAMPAK

 Senyawa komplek berwarna merah-orange yang terbentuk dari reaksi antara 1,10-penantrolin (ortopenantrolin) dengan besi (II) sangat bermanfaat dalam penentuan kandungan besi dalam sampel air. Senyawa 1,10-peenantrolin membentuk kompleks yang stabil dengan Fe (II) dan beberapa ion logam lain. Senyawa ini memiliki sepasang atom nitrogen pada posisi tertentu sehingga masingh-masing atom N dapat memebentuk ikatan kovalen dengan ion (II). 1,10-penatrolin ini adalah basa lemah yang bereaksi membentuk ion penantrolinium (phenH) dalam kondisi asam. Reaksi pembentukan komleks dapat dituliskan sebagai berikut: Fe2+ + 3phenH+ Fe(phen)32+ + 3H+ Dari reaksi dapat dilihat bahwa tiga molekul 1,10 penantrolin membentuk ikatan kavolen dengan satu atom Fe dengan struktur kompleks sebagai berikut: 3 Senyawa non kompleks yang juga disebut ferroin ini memiliki tetapan pemb entukan kompleks (Kf) untuk bereaksi 1 diatas sebesar 2,5 x 10 pada 25c. Besi (II) secara kuan titatif membentuk kompleks dengan ferroin pada pH 3-9.biasanya direkomendasikan bekerja pada pH 3,5 untuk menjegah terjadinya pengendapan garam-garam besi seperti besi fosfat pada pH tinggi. Zat pereduksi seperti hydroxylamine atau hydroquinone ditambahkan berlebih ke sampel untuk menjag agar besi tetap dalam bentuk reduksi (fe). Tim Kimia Analitik. 2005. Penuntun Praktikum Kimia Analitik Instrumen (Analisis Instrumentasi). Jambi : Universitas Jambi Spektroskopi adalah ilmu yang mempelajari materi dan atributnya berdasarkan cahaya, suara atau partikel yang dipancarkan, diserap atau dipantulkan oleh materi tersebut. Spektroskopi juga dapat didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari interaksi antara cahaya dan materi. Dalam catatan sejarah, spektroskopi mengacu kepada cabang ilmu dimana "cahaya tampak" digunakan dalam teori-teori struktur materi serta analisa kualitatif dan kuantitatif. Dalam masa modern, definisi spektroskopi berkembang seiring teknik-teknik baru yang dikembangkan untuk memanfaatkan tidak hanya cahaya tampak, tetapi juga bentuk lain dari radiasielektromagnetik dan non-elektromagnetik seperti gelombang mikro, gelombang radio, elektron, fonon, gelombang suara, sinar x dan lain sebagainya. Spektroskopi umumnya digunakan dalam kimia fisik dan kimia analisis untuk mengidentifikasi suatu substansi melalui spektrum yang dipancarkan atau yang diserap. Alat untuk merekam spektrum disebut spektrometer. Spektroskopi juga digunakan secara intensif dalam astronomi dan penginderaan jarak jauh. Kebanyakan teleskop-teleskop besar mempunyai spektrograf yang digunakan untuk mengukur komposisi kimia dan atribut fisik lainnya dari suatu objek astronomi atau untuk mengukur kecepatan objek astronomi berdasarkan pergeseran Doppler garis-garis spektral. Salah satu jenis spektroskopi adalah spektroskopi infra merah (IR). spektroskopi ini didasarkan pada vibrasi suatu molekul. Jenis spektroskopi tergantung dari kuantitas fisik yang diukur. Kuantitas yang diukur adalah jumlah atau intensitas dari sesuatu.

• Intensitas radiasi elektromagnetik yang dipancarkan dan jumlah yang diserap dipelajari di spektroskopi elektromagnetik. 

• Amplitudo getaran-getaran makroskopik dipelajari di spektroskopi akustikdan spektroskopi mekanika dinamik. 

• Energi kinetik dari partikel dipelajari di spektroskopi energi elektron danspektroskopi elektron Auger.

• Rasio massa molekul dan atom dipelajari di spektrometri massa, kadang-kadang disebut juga dengan spektroskopi massa. 

http://www.scribd.com/doc/26250038/besi-dalam-air 

Metoda prosedur analisa yang sering digunakan dalam analisa suatu unsur secara kuantitatif, terutama dalam pengukuran cara spektrofotometri, umumnya menggunakan teknik kurva kalibrasi. Suatu metoda lain yang juga sudah lama dikenal adalah metoda adisi standar yang terdiri dari adisi standar tunggal dan adisi standar berganda. Khusus untuk analisa boron dalam pengukuran cara spektrofotometri serapan atom dengan menggunakan metoda adisi standar sampai saat ini belum pernah diselidiki. Tujuan dalam penelitian ini adalah menentukan ketelitian dan ketepatan yang dapat dipercaya antara teknik kurva kalibrasi, metoda adisi standar tunggal dan adisi standar berganda dalam analisa boron dengan pengukuran cara spektrofotometri serapan atom, dengan menggunakan teknik nyala reduksi nitrous oksid-asetilen. Kondisi-kondisi pengukuran yang optimal ditentukan serta limit deteksi boron. Dari hasil-hasil pengujian yang dilakukan untuk daera1 konsentrasi 100 - 200 ppm, diperoleh bahwa ke tiga prosedur analisa yang dilakukan (teknik kurva kalibrasi, metoda adisi standar tunggal dan adisi standar berganda) terhadap analisa boron masih dapat dipercaya (reliable), karena % kesalahan relatif (% RE) adalah relatif kecil. Apabila ditinjau ketelitian dan ketepatan dari ke tiga prosedur analisa di atas untuk pendapatan kembali konsentrasi boron dalam cuplikan, maka metoda adisi standar berganda pada konsentrasi 100 - 200 ppm ( 1.,;% RE 0,50 ) mempunyai ketelitian dan ketepatan lebih tinggi daripada adisi standar tunggal ( 3, 85. % RE kecil 1,02 ), sedang metoda adisi standar tunggal pada daerah konsentrasi tersebut mempunyai ketelitian dan ketepatan yang lebih tinggi daripada teknik kurva kalibrasi ( y , 0 % RE 2 ). 

http://digilib.itb.ac.id/gdl.php?mod=browse&op=read&id=jbptitbpp-gdl-abdwahidwa-29109 

Besi (Fe) hampir semua perairan alami mengandung besi. Unsur logam ini merupakan zat penting dalam pemeliharaan (nutrition) tubuh manusia, tetapi tidak dapat dipergunakan langsung dalam minuman atau makanan (dalam tablet multivitamin). Adanya besi dalam air minum dalam jumlah yang berlebihan akan menyebabkan rasa logam atau besi, selain itu warna air pun menjadi kuning atau cokelat. Air teh yang dibuat dengan air yang mengandung besi, walaupun kelihatan air itu jernih, air teh tersebut akan menjadi berwarna hitam. Selain itu apabila digunakan untuk mencuci pakaian atau kain maka akan meninggalkan warna kuning atau cokelat pada kain tersebut (Karmono, 1978). Besi adalah logam dalam kelompok makromineral di dalam kerak bumi, tetapi termasuk dalam kelompok mikro dalam sistem biologi. Logam ini mungkin logam yang pertama ditemukan dan digunakan oleh manusia sebagai alat pertanian. Pada sistem biologi seperti hewan, manusia dan tanaman, logam ini bersifat esensial, kurang stabil, dan secara pelahan berubah menjadi fero (FeII) atau Feri (FeIII). Kandungan Fe dalam tubuh hewan sangat bervariasi tergantung pada status kesehatan, nutrisi, umur, jenis kelamin dan spesies (Darmono, 2001). Rasa pada air sumur dapat disebabkan oleh derajat keasamanan (ph) yang rendah sehingga dapat melarutkan besi, sedangkan bau disebabkan oleh kadar sulfida yang tinggi. Bau dan warna pada air minum dapat mengurangi selera konsumen, sedangkan warna yang mungkin disebabkan oleh tingginya kadar besi dapat meninggalkan noda pada pakaian, wadah penampung air dan dinding kamar mandi (Sutapa, 2000). Berdasarkan persyaratan kualitas air minum yang dibuat oleh Permenkes No.416/MENKES/PER/IX/1990, kadar besi maksimum yang diperbolehkan sebesar 1.0 mg/l. Besi d apat larut pada pH rendah dan dapat menyebabkan air yang berwarna kekuningan, menimbulkan noda pada pakaian dan tempat berkembang biaknya bakteriCr eonothr inx , oleh sebab itu kadar besi tidak boleh melebihi 1 mg/l, karena dapat mempercepat pertumbuhan bakteri besi tersebut dan dapat menimbulkan rasa serta bau (Sutapa, 2000). Zat besi (Fe) adalah salah satu kandungan mineral yang terdapat dalam air, selain mangaan dan logam berat lainnya. Ada beberapa tehnik / cara untuk menghilangkan / menurunkan kandungan besi ini: 

1. Aerasi Merupakan suatu teknik memancarkan air ke udara agar air terkena kontak dengan udara / oksigen. Semakin banyak permukaan air yang terkena oksigen maka semakin baik. Selain dapat menurunkan zat besi, banyak lagi manfaat yang lain jika menggunakan system Aerasi ini. 

2. Menggunakan Pasir Mangaan (Manganese Green Sand) Pasir mangaan ini terbukti efektif untuk menurunkan kandungan zat besi (Fe) dalam air. Penggunaanya adalah dengan cara dimasukkan ke dalam tabung filter. 

3. Menggunakan bahan kimia. Banyak sekali jenis bahan kimia yang dapat dipergunakan untuk menurunkan zat besi ini. Tergantung dari metode yang digunakan dan takarannya berbeda beda tergantung dari seberapa tingginya Zat Besi Dalam Air tersebut (Yusuf, 2009). 

http://digilib.itb.ac.id/gdl.php?mod=browse&op=read&id=jbptitbpp-gdl-syatchahel-34070 

Penentuan kadar besi(II) biasanya dilakukan dengan metode spektrofotometri sinar tampak menggunakan reagen pengkompleks 1,10-Fenantrolin. Akan tetapi, metode analisis ini membutuhkan pereaksi dalam jumlah banyak, biaya cukup mahal dan buangan yang dihasilkan bersifat toksik bagi lingkungan. Metode cyclic flow injection analysis (cy-FIA) merupakan solusi penghematan pereaksi dan waktu analisis. Penentuan kadar besi(II) menggunakan metode cy-FIA dengan deteksi spektrofotometri (=510 nm) telah dikembangkan dan dievaluasi. Carrier yang digunakan merupakan campuran 1,10-fenantrolin dan EDTA dalam buffer pH 5. Evaluasi terhadap metode ini menunjukkan kinerja analitik yang baik, ditunjukkan dengan nilai kebolehulangan (%KV,n=6) sebesar 1,97% untuk konsentrasi 0,4 mgL-1 dan 0,86% untuk 0,8 mgL-1, serta limit deteksi sebesar 0,03 mgL-1. Kurva kalibrasi menunjukkan kelinieran yang baik pada rentang konsentrasi 0,4-1,5 mgL-1 dengan nilai R2 = 0,990, serta keajegan garis dasar dapat dipertahankan hingga 30 kali injeksi. Analisis besi(II) pada sampel air sungai Cidurian memberikan konsentrasi sebesar 0,52 mgL-1 dengan %recovery sebesar 95,45%. Berdasarkan hasil evaluasi kinerja analitik dari metode yang dikembangkan, dapat disimpulkan bahwa metode cy-FIA ini mampu menjadi metode analisis besi(II) yang cepat, akurat, hemat dan ramah lingkungan. 

http://www.scribd.com/doc/29414819/064-petunjuk-Praktikum-MPI 

Menentukan konsentrasi dengan kurva kalibrasi Dengan cara ini anda tidak perlu bertumpu pada nilai absorptivitas molar, reliabilitas hukum Beert-Lambert, bahkan dimensi sel larutan. Yang dilakukan adalah membuat seri larutan senyawa yang akan diamati – dengan konsentrasi yang akurat. Konsentrasi seri larutan ini harus berada pada kisaran konsentrasi yang akan ditentukan – lebih encer dan lebih pekat dari konsentrasi yang diperkirakan. Dengan larutan yang berwarna hal ini tidak sulit. Anda cukup membuat beberapa larutan dengan warna yang lebih terang dan lebih gelap. Untuk masing-masing larutan, tentukan absorbansinya pada panjang gelombang yang memberikan serapan paling kuat – gunakan wadah yang sama. Kemudian buat grafik antara absorbansi lawan konsentrasi. Ini merupakan kurva kalibrasi. Berdasarkan hukum Beet-Lambert, absorbansi sebanding dengan konsentrasi, dan diharapkan anda akan mendapatkan garis lurus. Hal ini berlaku pada larutan encer, dan kurang cocok pada larutan pekat, sehingga anda akan mendapatkan suatu kurva. Selama anda bekerja pada kisaran konsentarsi yang diamati, hal ini tidak terlalu dipermasalahkan. Untuk grafik yang paling baik, kurva kalibrasinya akan tampak seperti gambar berikut. (saya menggambarkannya sebagai garis lurus karena lebih mudah bagi saya untuk membuatnya, ini dapat anda peroleh jika anda bekerja pada larutan yang benar-benar encer. Tetapi jika berupa kurva, tidak masalah!) Ingat bahwa tidak perlu dibuat garis yang melewati titik nol. Jika hukum Beer-Lambert bekerja sempurna, garis tersebut akan melewati titik nol, tetapi anda tidak dapat menjamin hal ini untuk konsentrasi yang anda amati. Dihitung absorbansi larutan yang tidak diketahui konsentrasinya pada panjang gelombang yang sama. Jika, sebagai contoh, absorbansinya 0,600, anda dapat membaca hubungannya dengan konsentrasi seperti pada grafik berikut. 

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/instrumen_analisis/spektrum_serapan_ultraviolet-tampak__uv-vis_/menggunakan_spektra_serapan_uv_tampak/ (24-12-2010) 

Gambaran Kadar Besi Dalam Sumber Air Rumah Tangga Besi merupakan mineral yang sangat dibutuhkan manusia dan dapat diperoleh dari air yang kita minum. Namun, air minum yang mengandung kadar besi yang berlebihan berpengaruh terhadap nilai estetika (warna, endapan dan rasa) dan secara tidak langsung dapat mempengaruhi kesehatan manusia. Persyaratan kadar besi dalam air minum dianjurkan tidak lebih dari 0,3 mg/l. Oleh karena itu, masyarakat ingin mengetahui apakah salah satu parameter (besi) pada sumber air minum rumah tangga telah memenuhi syarat air minum. Sehingga untuk maksud tersebut di atas dilakukan pemeriksaan kadar besi (Fe) pada sumber air minum rumah tangga di Jakarta, Bogor, Depok, Tangerang dan Bekasi (Jabodetabek). Pemeriksaan kadar besi (Fe) terhadap sampel air yang diajukan oleh penduduk di wilayah Jabodetabek dilakukan dengan menggunakan metode kolorimetri menurut kriteria Permenkes RI No. 416/Men.Kes/IX/1990. Selama kurun waktu 1999-2001 telah diperiksa 1172 sampel air, dari jumlah tersebut 391 sampel (33,4%) tidak memenuhi syarat air minum, di antaranya 69 sampel (5,9%) disebabkan tidak memenuhi persyaratan kadar besi. Sampel air yang berasal dari wilayah Depok 17,6% paling banyak tidak memenuhi persyaratan kadar besi, atau tertinggi dari wilayah lain. Dari berbagai jenis sumber air yang diperiksa, sampel dari air kolam (23,1%) paling banyak mengandung besi sehingga tidak memenuhi persyaratan air minum. 

http://www.litbang.depkes.go.id/media/index.php?option=content&task=view&id=107&Itemid=31 

Besi merupakan unsur mikro (trace element) yang berperan penting dalam proses metabolisme tubuh. Besi berperan dalam tubuh pada proses respirasi seluler. Besi merupakan komponen hemoglobin, myoglobin,dan cytochrome, terdapat juga pada enzim katalase dan peroksidase. Didalam semua komponen tersebut besi sebagai porphyrin. Besi yang tersisa didalam tubuh berikatan dengan protein, sebagai protein penyimpan (ferritin dan hemosiderin) dan bentuk transport (transferin). Senyawa yang mengandung besi bagi tubuh berperan dalam: pengangkutan (carrier) O2 dan CO2, pembentukkan sel darah merah, sebagai katalisator pembentukkan betakaroten menjadi vitamin A, sintesis collagen, sintesis DNA, detoksifikasi zat racun pada hepar, transport elektron pada mitokondria, dan proliferasi dan aktivasi dari sel T, sel B dan sel NK. Jumlah besi dalam kompartemen tubuh yaitu dalam bentuk transferin 3-4 mg, hemoglobin dalam sel darah merah 2500 mg, dalam bentuk mioglobin dan berbagai enzim 300 mg, disimpan dalam bentuk feritin dan dalam bentuk hemosiderin 1000 mg. Tidak ada jalur fisiologis untuk pengeluaran Fe dari tubuh, sehingga absorbsi diatur secara ketat melalui duodenum proksimal. Pada keadaan normal tubuh akan kehilangan 1 mg besi per hari dan akan digantikan melalui absorpsi. Absorbsi besi akan meningkatkan bila dikomsumsi bersama dengan asam Askorbat (vitamin C ) yang banyak terdapat pada buah-buahan tertentu. Faktor penghambat absorbsi besi diantaranya adalah pytat, besi berikatan pada senyawa fenolik (kopi, teh, sayuran tertentu, bumbu tertentu), magnesium dan kalsium ( misalnya dalam susu dan keju). Dalam diet sebagai besi heme (Fe3+) yang berasal dari hewani dan besi non heme (Fe2+) yang berasal dari nabati. Besi diabsorbsi dalam bentuk Fe2+, reduksi Fe3+ menjadi Fe2+ oleh enzim ferireduktase. Enterosit di duodenum proksimal berperan dalam absorbsi Fe. Besi diangkut dalam tubuh adalah dalam bentuk transferin. Konsentrasi Transferin dalam plasma sekitar 300 mg/dL. 

http://id.shvoong.com/medicine-and-health/medicine-history/2066412-penentuan-kadar-besi-pada-serum/ Sebagai contoh penentuan kadar besi (Fe) dalam larutan sampel air secara spektroskopi sinar uv-vis sebagai berikut: Spektrofotometri merupakan suatu perpanjangan dari penelitian visual dalam studi yang lebih terinci mengenai penyerapan energi cahaya oleh spesi kimia, memungkinkan kecermatan yang lebih besar dalam perincian dan pengukuran kuantitatif. Pengabsorpsian sinar ultraviolet atau sinar tampak oleh suatu molekul umumnya menghasilkan eksitasi electron bonding, akibatnya panjang gelombang absorpsi maksimum dapat dikorelasikan dengan jenis ikatan yang ada didalam molekul yang sedang diselidiki. Oleh karena itu spektroskopi serapan molekul berharga untuk mengidentifikasi gugus-gugus fungsional yang ada dalam suatu molekul. Akan tetapi yang lebih penting adalah penggunaan spektroskopi serapan ultraviolet dan sinar tampak untuk penentuan kuantitatif senyawa-senyawa yang mengandung gugus-gugus pengabsorpsi. Metode spektroskopi sinar tampak berdasarkan penyerapan sinar tampak oleh suatu larutan berwarna. Oleh karena itu metode ini dikenal juga sebagai metode kalorimetri. Hanya larutan senyawa yang berwarna ynag dapat ditentukan dengan metode ini. Senyawa tak berwarna dapat dibuat berwarna dengan mereaksikannya dengan pereaksi yang menghasilkan senyawa berwarna. Contohnya ion Fe3+ dengan ion CNS- menghasilkan larutan berwarna merah. Lazimnya kalorimetri dilakukan dengan membandingkan larutan standar dengan cuplikan yang dibuat pada keadaan yang sama. Dengan kalorimetri elektronik (canggih) jumlah cahaya yang diserap (A) berbanding lurus dengan konsentrasi larutan. Metode ini sering digunakan untuk menentukan kadar besi dalam air minum. Pada metode spektroskopi ultraviolet, cahaya yang diserap bukan cahaya tampak tapi cahaya ultraviolet. Dengan cara ini larutan tak berwarna dapat diukur, contoh aseton dan asetaldehid. Pada spektroskopi ini energy cahaya terserap digunakan untuk transisi electron. Karena energy cahaya UV lebih besar dari energy cahaya tampak maka energy UV dapat menyebabkan transisi electron. Penentuan kadar besi berdasarkan pada pembentukan senyawa kompleks berwarna antara besi (II) dengan orto-penantrolin yang dapat menyerap sinar tampak secara maksimal pada panjang gelombang tertentu. Kadar besi dalam suatu sample yang diproduksi akan cukup kecil dapat dilakukan dengan teknik spektrofotometri UV-Vis menggunakan pengompleksan orto-fenantrolin. Dasar penentu kadar besi (II) dengan orto-Fenantrolin. Senyawa ini memiliki warna sangat kuat dan kestabilan relatife lama dapat menyerap sinar tampak secara maksimal pada panjang gelombang tertentu. Pada persiapan larutan, sebelum pengembangan warna perlu ditambahkan didalamnya pereduksi seperti hidroksilamina. HCl yang akan mereduksi Fe3+ menjadi Fe2+. pH larutan harus dijaga pada 6-7 dengan cara menambahkkan ammonia dan natrium asetat. (Hendayana, S, dkk,2001 : 22) Dengan menggunakan penentuan kadar konsentrasi , suatu senyawa dilakukan dengan membandingkan kekuatan serapan cahaya oleh larutan contoh terhadap terhadap larutan standar yang telah diketahui kunsentrasinya. Terdapat dua cara standar adisi , pada cara yang pertama dibuat dahulu sederetan larutan standar, diukur serapannya, kemudian tentukan konsentrasinya dengan menggunakan cara kalibrasi. Cara yang kedua dilakukan dengan menambahjkan sejumlah larutan contoh yang sama kedalam larutan standar . (Hendayana, S, dkk,2001 : 12) Instrumen pada spektrofotometri UV-Vis terdiri dari 6 komponen pokok, yaitu : 

1. sumber radiasi 

• Lampu deuterium (λ= 190nm-380nm, umur pemakaian 500 jam)

• Lampu tungsten, merupakan campuran dari flamen tungsten dan gas iodine. Pengukurannya pada daerah visible 380-900nm. 

• Lampu merkuri, untuk mengecek atau kalibrasi panjang gelombang pada spectra UV-VIS pada 365 nm. 2. Monokromator Alat yang paling umum dipakai untuk menghasilkan berkas radiasi dengan satu panjang gelombang. Monokromator untuk UV-VIS dan IR serupa, yaitu mempunyai celah, lensa, cermin dan prisma atau grating. 

1.  Wadah sampel (sel atau kuvet) Wadah sampel umumnya disebut kuvet. Berikut jenis-jenis kuvet yang bisa digunakan:

•  Gelas Umum digunakan (pada 340-1000 nm) Biasanya memiliki panjang 1 cm (atau 0,1, 0,2 , 0,5 , 2 atau 4 cm)
• Kwarsa Mahal, range (190-1000nm) (c) Cell otomatis (flow through cells) o Matched cells o Polystyrene range ( 340-1000nm) throw away type
• Micro cells. 

2.  Detektor Radiasi yang melewati sampel akan ditangkap oleh detektor yang akan mengubahnya menjadi besaran terukur. Berikut jenis-jenis detektor dalam sperktrofotometer UV-VIS. 

• Barrier layer cell (photo cell atau photo voltaic cell) 

• Photo tube, lebih sensitif daripada photo cell, memerlukan power suplai yang stabil dan amplifier 

• Photo multipliers, Sangat sensitif, respons cepat digunakan pada instrumen double beam penguatan internal

5. Recorder Radiasi yang ditangkap detektor kemudian diubah menjadi arus listrik oleh recorder dan terbaca dalam bentuk transmitansi.

6. Read out Null balance, menggunakan prinsip null balance potentiometer, tidak nyaman, banyak diganti dengan pembacaan langsung dan pembacaan digital 

• Direct readers, %T, A atau C dibaca langsung dari skala 

• Pembacaan digital, mengubah sinyal analog ke digital dan menampilkan peraga angka Light emitting diode (LED) sebagai A, %T atau C. Dengan pembacaan meter seperti gambar, akan lebih mudah dibaca skala transmitannya, kemudian menentukan absorbansi dengan A = - log T. (sumber:http://tjahkimiaunnes.blogspot.com/2010/03/instrumentasi-pada-spektrofotometer-uv.html

 

Sumber radiasi untuk spektroskopi UV-Vis adalah lampu tungsten. Cahaya yang dipancarkan sumber radiasi adalah cahaya polikromatik. Cahaya polikromatik UV akan melewati monokromator yaitu suatu alat yang paling umum dipakai untuk menghasilkan berkas radiasi dengan satu panjang gelombang (monokromator). Monokromator radiasi UV, sinar tampak dan infra merah adalah serupa yaitu mempunyai celah (slit), lensa, cermin dan perisai atau grating. Wadah sampel umumnya disebut sel/kuvet. Kuvet yang terbuat dari kuarsa baik untuk spektrosokopi UV dan juga untuk spektroskopi sinar tampak. Kuvet plastik dapat digunakan untuk spektroskopi sinar tampak. Radiasi yang melewati sampel akan ditangkap oleh detektor yang berguna untuk mendeteksi cahaya yang melewati sampel tersebut. Cahaya yang melewati detektor diubah enjadi arus listrik yang dapat dibaca melalui recorder dalam bentuk transmitansi absorbansi atau konsentrasi. (Hendayana, S, dkk,2001 : 67) 

Reaksi reduksi Fe3+ menjadi Fe2+ adalah : 2 Fe3+ + 4NH2OH + 2OH- 2Fe2+ + N2 + 4H2O Prinsip dasar yang digunakan adalah hukum Lambert-Beer A=-Log T = a.b.c Keterangan : A= absorbansi (A) T = transmitan ( %T) ε = absorbtivitas molar (L/cm.mol b = panjang sel (cm) c = konsentrasi zat penyerap sinar (mol/L) Syarat hukum Lambert-Beer dapat digunakan , apabila : 

1. larutan yang hendak dianalisis encer 

2. sifat kimia, yaitu : zat pengabsorbsi tidak terdisosiasi, berasosiasi/ bereaksi dengan pelarut, sehingga menghasilkan suatu produk pengabsorbsi spectra yang berbeda dari zat yang dianalisis. 

3. sumber cahaya : monokromatis 

4. syarat kejernihan : kekeruhan larutan yang disebabkan oleh partikel-partikel dapat menyebabkan penyimpangan hokum lambert beer. 

Alat Dan Bahan yang digunakan 

1. Alat-alat yang digunakan Spektronik -20 1 set Labu takar 100 mL 1 buah Labu takar 25 mL 5 buah Gelas kimia 100 mL 1 buah Botol semprot 250 mL 1 buah Spatula 1 buah Corong pendek 1 buah Kuvet 3 buah Batang pengaduk 1 buah 2. Bahan-bahan yang digunakan Garam Fe(NH4OH)2SO4 0,03 gram Hidroksilamina-HCl 5% 2,5 gram Fenantrolin 0,1% 0,1 gram Natrium asetat 5% 5 gram Aquades H2SO4 Secukupnya 5 mL 

Langkah Kerja 

1. Pembuatan Larutan Baku Fe(II) 100 ppm Untuk membuat larutan baku diawali dengan menimbang garam Fe(NH4OH)2SO4 sebanyak 0,03 gram, kemudian dilarutkan dalam labu takar 100mL dengan menggunakan corong pendek dan batang pengaduk. Lalu ditambahkan 5 mL larutan asam sulfat 2M untuk menghindari terjadinya proses hidrolisis. Selanjutnya ditambahkan aquades hingga tanda batas. 

2. Pembuatan Larutan 1,10-Fenantrolin 0,1% dalam 100 mL air Untuk membuat larutan 1,10-Fenantrolin 0,1% dalam 100 mL air dibutuhkan 0,105 gram fenantrolin, kemudian dilarutkan dengan menambahkan aquades. Setelah larutan homogen, dimasukkan ke dalam labu takar 100 mL. Dikeringkan bagian atas labu takar sebelum ditanda batasi, kemudian diaduk. Larutan siap dipakai. 

3. Pembuatan larutan hidroksilamina-HCl 5% dalam 100 mL air Ditimbang 2,5 gram kemudian larutkan dengan menggunakan aquades dimasukkan kedalam labu takar 50 mL. Dikeringkan bagian atas labu takar sebelum ditanda batasi. Setelah ditanda batasi, kemudian diaduk. Larutan siap dipakai. 

4. Pembuatan larutan hidroksilamina-HCl 5% dalam 100mL air 2,5 g hidroksilamina-HCl dilarutkan dengan aquades, lalu dimasukka dalam labu takar 50mL. Kemudian diencerkan sampai tanda batas. 

5. Pembuatan larutan CH3COONa 5% 5 gram CH3COONa dilarutkan dengan aquades, lalu dimasukkan dalam labu takar 100mL. Kemudian diencerkan sampai tanda batas. 

6. Pembuatan larutan blanko dan pengukuran serapannya Dimasukkan 1 mL larutan hidroksilamina-HCl 5%, 5mL 1,10-fenantrolin 0,1% dan 8 mL Natrium asetat 5% kedalam labu takar 25 mL, diencerkan dengan menambahkan aquades, dikeringkan bagian atas labu takar sebelum ditanda batasi. Ditambahkan lagi aquades hingga tanda batas, kemudian diaduk. Diukur absorbansi larutan menggunakan spektronik-20 (345-600)nm. 

7. Preparasi Deret Standar dan Sampel Dibuat larutan deret standar Fe(II) 1 ppm, 1,5 ppm, 2 ppm, 2,5 ppm dan 3 ppm ke dalam labu takar 25 mL. Sebelum diencerkan, ditambahkan ke dalam masing-masing labu 1 mL larutan hidroksilamina-HCl 5%, 5 mL 1,10-fenantrolin 0,1% dan 8 mL Natrium asetat 5%. Untuk larutan sampel, pipet sejumlah sampel ke dalam labu takar 25 mL, kemudian ditambahkan pereaksi dengan jumlah yang sama dengan larutan deret standar sebelum diencerkan. Didiamkan larutan standar maupun sampel selama 10 menit. Diukur absorbansi larutan menggunakan spektronik-20. 

Data Pengamatan, 

Analisis Dan Pembahasan Data pengamatan 

a. Penentuan panjang gelombang maksimum pada konsentrasi 2 ppm λ A Λ A 400 0.125 510 0.445 410 0.163 520 0.453 420 0.213 530 0.432 430 0.251 540 0.372 440 0.271 550 0.27 450 0.304 560 0.173 460 0.325 570 0.107 470 0.357 580 0.068 480 0.392 590 0.05 490 0.411 600 0.039 500 0.42

b. pengukuran deret standard dan sample pada (λ) maks = 520 nm. konsentrasi absorbansi 0 0 1,00857 0,090 1,51286 0,187 2,01714 0,453 2,52143 0,565 3,02571 0,679 

c. kurva penentuan panjang gelombang maksimum 

d. kurva pengukuran deret standar dan sample pada λmaks=520 nm 

Pada percobaan kali ini, dilakukan analisis penentuan kadar besi Fe(II) dalam sampel air dengan teknik spektrofotometri UV-Vis. Spektrofotometri yang digunakan tepatnya adalah spektrofotometri cahaya tampak, karena logam besi mempunyai panjang gelombang lebih dari 400nm, sehingga jika menggunakan spktrofotometri UV, logam besi dalam sampel tidak terdeteksi. Syarat analisis menggunakan visibel adalah cuplikan yang dianalisis bersifat stabil membentuk kompleks dan larutan berwarna. Oleh karena itu, dalam pennetuan kadar besi dalam air, perlu ditambahakan hidroksilamin-HCl 5% untuk mereduksi Fe3+ menjadi Fe2+. Besi dalam keadaan Fe2+ akan lebih stabil dibandingkan besi Fe3+. 

Dalam keadaan dasar, larutan besi tidak berwarna sehingga perlu ditambhankan larutan orto-fenantrolin agar membentuk kompleks larutan berwarna. Reaksi antara besi dengan orto-fenantrolin merupakan reaksi kesetimbangan dan berlangsung pada pH 6 sampai 8. Karena alasan tersebut, pH larutan hrus dijaga tetap dengan cara menmbahkan garam natrium asetat. Penambahan larutan natrium asetat seharusnya dilakukan sebelum penambahan orto-fenantrolin. Namun pada prakteknya telah dilakukan kesalahan didalam percobaan yaitu membahkan natrium asetat setelah penambahan orto-fenantrolin sehingga kemungkinan terdapat endapan Fe(OH)2 atau endapan fosfat. Endapan ini membuat cahaya yang diterima, dihamburkan oleh larutan sehingga absorbansinya kecil. Kemungkinan yang lain yaitu kesalahan dalam menandabataskan dan memipet larutan sampel. Dalam penentuan kadar fe dalam sampel menggunakan spektrofotometri visibel perlu dibuat larutan standar. Tujuannya adalah untuk membuat kurva kalibrasi yang nantinya akan digunakan untuk menghitung kadar besi dalam sampel air. Sebelumnya dilakukan pematchingan kuvet dengan larutan CoCl2 berwarna merah muda. Sedangkan dalam pengukuran larutan standar dan sampel digunakan blanko berupa campuran larutan hidroksilamin-HCl, larutan natrium asetat, orto-fenantrolin dan aquades. Larutan kompleks yang terbentuk berwarna orange. Langkah selanjutnya adalah penentuan panjang gelombang maksimum. Rentang panjang gelombang yang diuji adalah 400-600 nm. 

Dari percobaan, pada panjang gelombang yang berbeda zat sampel menyerap cahaya dengan absorbansi yang berbeda pula. Semakin besar panjang gelombang yang diberikan semakin besar pula absorbansinya, namun pada keadaan tertentu nilai absorbansi kembali menurun dengan bertambahnya panjang gelombang. Jika dilihat dari data percobaan, pada panjang gelombang 400 nm molekul-molekul dalam larutan standar hanya mampu memperoleh absorbansi sebesar 0,125 atau hanya 12,5% cahaya yang diserap pada panjang gelombang tersebut. Nilai absorbansi ini terus meningkat hingga pada panjang gelombang 520 nm dengan absorbansi 0,453 atau 45,3 % cahaya diserap. Kemudian absorbansi kembali menurun dengan meningkatnya panjang gelombang. Hal ini berarti pada panjang gelombang tersebut kemampuan molekul-molekul menyerap cahaya kembali menurun. Dari hasil percobaan ini dapat disimpulkan bahwa larutan standar tersebut menyerap cahay secara naksimal terjadi pada panjang gelombang 520 nm. Kemudian dilakukan pengukuran absorbansi pengukuran deret standar pada panjang gelombang maksimum 520 nm. Sesuai hukum Lambert beer, A = ε b c, dimana absorbansi sebanding dengan konsentrasi larutan. Semakin besar konsentrasi larutan, maka absorbansi yang diperoleh juga akan semakin besar. Dari data absorbansi deret standar ini dibuat kurva kalibrasi dengan persamaan garis y = 0,207x (persamaan garis y = ax karena melalui titik (0,0)). Selanjutnya dilakukaan pengukuran absorbansi sampel. Dari percobaan, diperoleh absorbansi sampel yaitu 0,119. Dari data ini diketahui bahwa konsentrasi sampel sebesar 0,572 ppm dengan persen kesalahan 43,03%. Kesalahan ini terjadi karena penambahan natrium asetat setelah orto-fenantrolin, sehingga pembentukan kompleks tidak maksimal dikarenakan larutan tidak terjaga pH nya. Hal ini membuat larutan tersebut bisa bersifat asam atau basa, sehingga absorbansi larutan juga ikut terpengaruh. Dari pengukuran deret larutan standar diperoleh data konsentrasi dan % transmitansi. Nilai %transmitansi, kemudian dikonversikan dalam nilai absorbansi yaitu A= -log T. Dari data tersebut dibuat kurva kalibrasi yaitu plot kedalam grafik hubungan antara konsentrasi dan transmitansi sehingga grafik yang dihasilkan adalah sebagai berikut : Dari grafik tersebut diperoleh nilai persamaan garis y = 0.207x. Persamaan garis tersebut digunakan untuk menghitung kadar besi dalam sample air sumur. Secara analisis kualitatif dan data yang diperoleh, data absorbansi sample air sample dibanding dengan larutan deret standar. Jika ada salah satu deret larutan standar mempunyai nilai absorbansi yang sama dengan nilai absorbansi sample air sumur, maka kemungkinan konsentrasi sample tersebut mengandung kadar besi yang sama dengan konsentrasi salah satu larutan deret standard tersebut. Untuk memastikan hasil analisis kualitatif tersebut, maka dilakukan analisis kuantitatif, dengan menggunakan persamaan garis y = 0.207x. Melalui perhitungan, diperoleh hasil bahwa konsentrasi besi dalam sample air sumur yang dianalisis adalah 0,57488 ppm. 

http://tivachemchem.blogspot.com/2010/10/penentuan-kadar-besi-fe-dalam-sampel.html

BESI DAN BAJA

A. BESI
Besi merupakan unsur yang paling penting dalam kehidupan umat manusia sejak zaman Mesopotamia purba sampai era modern saat ini. Tidak ada logam lain yang jumlah pemakaiannya melebihi besi. Sangat wajar jika produksi logam besi diseluruh dunia mencapai 1 miliyar ton/tahun.
Bijih besi yang utama adalah Hematite (Fe2O3). Bijih lainnya adalah magnetit, pirit, dan siderite. Tempat penambangan bijih di Indonesia ada di Cilacap, Jawa Tengah dan di beberapa tempat di Jawa Timur, sedang peleburan bijih besi dan industri baja terdapat di Cilegon, Jawa Barat.
1. Sejarah besi
• Besi ditemukan digunakan pertama kali sekitar 1500 SM
• Tahun 1100 SM, bangsa hittitets yang merahasiakan pembuatan tersebut selama 400 tahun dikuasai oleh bangsa Asia Barat. Pada tahun tersebut proses peleburan besi mulai diketahui secara luas.
• Tahun 1100 SM, bangsa Yunani, Mesir, Jews, Roma, Carhaginians dan Asiria juga mempelajari peleburan dan menggunakan besi dalam kehidupannya.
• Tahun 800 SM, India berhasil membuat besi setelah diinvasi oleh bangsa Arya
• Tahun 800 SM, Cina belajar membuat besi.
2. Sifat-Sifat Besi
a. Sifat Fisika
Lambang Fe
Nomor atom 26
Nomor atom relatif 55,847
Konfigurasi elektron 3d6 4s2
Jari-jari atom (nm) 0,116
Jari-jari ion M3+ (nm) 0,064
Keelektronegatifan 1,7
Energi ionisasi pertama (kj mol-1) 759
Kerapatan (g cm-3) 7,87
Titik leleh (oC) 1536
Titik didih (oC) 3000
Bilangan oksidasi 2, 3, 6
Potensial electron (V)
M2+(aq) + 2e M(s)
-0,44
M3+(aq) + e M2+(aq)
+0,74

Tekanan uap
P/Pa 1 10 100 1k 10k 100k
Pada T/K 1728 1890 2091 2346 2679 3132


iso NA Waktu paruh DM DE (MeV) DP
54Fe 5,8 % > 3,1E22 tahun Penangkapan 2ε ? 54Cr
55Fe Syn 2,73 tahun Penangkapan ε 0,231 55Mn
56Fe 91,72 % Fe stabil dengan 30 neutron
57Fe 2,2 % Fe stabil dengan 31 neutron
58Fe 0,28% Fe stabil dengan 32 neutron
59Fe Syn 44,503 hari β 1,565 59Co
60Fe syn 1,5E6 tahun β- 3,978 60Co

b. Sifat Kimia
 Besi bereaksi dengan uap air pada suhu tinggi
3 Fe (s) + 4 H2O (g) Fe2O4 (s) + H2 (g) + 2 H2O (l)
 Besi bereaksi dengan asam klorida dan asam sulfat encer
Fe (s) + 2 H3O+ (aq) Fe2+ (aq) + H2 (g) + 2 H2O (l)
 Besi (II) dan besi (III) dapat membentuk kompleks heksaaqua dalam larutan air
[Fe (H2O)6]2+ Fe2+ (aq) + H2 (g) + 2 H2O (l)
 Dalam larutan asam, kompleks heksaaqua besi (II) relative stabil tetapi dalam larutan netral atau basa, oleh idara dioksidasi menjadi heksaaqua besi (III). Larutan kompleks heksaaqua besi (III) bersifat asam sebab mengalami hidrolisis.
[Fe (H2O)6]3+(aq) [Fe2+(H2O)5(OH)]2+ (aq) + H3O+ (aq)

3. Jenis-jenis Besi
 Hegamite – Fe2O3 – 70% besi
 Magnetite – Fe3O4 – 72% besi
 Limonite – Fe2O3 – H2O – 50%-66% besi
 Siderite – FeCO3 – 48% besi

4. Ekstraksi (pembuatan) Besi
Pada zaman dahulu, manusia telah berhasil mengekstraksi besi dari bijihnya. Campuran gilingan bijih besi dan arang dibiarkan di atas bara sehingga meleleh, kemudian besi itu ditampung.
Sebagai perkembangan dari proses ini, campuran besi dan arang diletakkan di atas tanur kecil dan dihembuskan udara dari dasar tanur. Akan tetapi suhu yang di capai dengan cara ini masih lebih rendah jika dibandingkan dengan tanur hembus modern yang dikenal masa kini.
Tanur hembus/ Tanur tiup/ Tanur tinggi
Pengolahan bijih besi untuk menghasilkan logam besi dilakukan melalui tanur tiup (tanur tinggi). Disebut dengan istilah tanur tinggi karena proses ini digunakan cerobong yang berukuran besar dan tinggi. Bahan baku utama yang digunakan dalam proses ini adalah bijih besi, sedangkan pereduksi yang digunakan yaitu sebagai berikut :
- Karbon atau kokas (C) yang berfungsi sebagai reduktor
- Kapur (CaCO3) yang berfungsi mengikat pengotor, seperti SiO2, fosfor dan belerang. Kapur juga dikatakan berfungsi sebagai fluks, yaitu bahan yang akan bereaksi dengan pengotor dalam bijih besi dan memisahkan pengotor itu dalam bentuk cairan kental yang disebut terak (slag).
Bijih besi mengandung pengotor, baik yang bersifat asam, seperti SiO2 (pasir), Al2O3 dan P2O5, maupun pengotor yang bersifat basa, seperti CaO, MgO, dan MnO. Akan tetapi, biasanya pengotor yang bersifat asam lebih banyak, sehingga perlu ditambah fluks yang bersifat basa, yaitu CaCO3.
Rangkaian proses dan reaksi yang terjadi, yaitu sebagai berikut :
a. Campuran bijih besi, kokas, dan kapur dimasukkan ke puncak tanur melalui hopper (alat untuk menampung dan memasukkan bahan).
b. Dari dasar tanur, dihembuskan udara panas, sehingga kokas terbakar menurut reaksi :
C (s) + O2 (g) CO2 (g)
c. Gas CO2 dari dasar tanur akan naik dan bereaksi dengan karbon menghasilkan gas CO dan sejumlah kalor. Suhu pada daerah ini mencapai 1500°C - 2000°C. reaksi yang terjadi, yaitu sebagai berikut :
CO2 (g) + C (s) 2 CO (g)
d. Dari bagian tengah sampai bagian atas tanur, CO akan mereduksi bijih besi pada suhu 200°C - 700°C. reaksinya berlangsung sebagai berikut :
3 Fe2O3 (s) + CO (g) 2 Fe3O4 (s) + CO2 (g)
Fe3O4 (s) + CO (g) 3 FeO (s) + CO2 (g)
Oksidasi besi (FeO) akan turun ke bagian tengah tanur pada suhu 700°C - 1200°C, sehingga terjadi reaksi :
FeO (s) + CO (g) Fe (l) + CO2 (g)
Kemudian, besi yang terbentuk akan turun pada daerah suhu 1200°C - 1500°C besi mulai meleleh dan turun ke dasar tanur (2000°C) dalam bentuk besi cair. Reaksi seluruhnya dapat dituliskan :
Fe2O3 (s) + 3 CO (g) 2 Fe (l) + 3 CO2 (g)
e. Di bagian tengah tanur, batu kapur akan terurai karena terkena panas.
CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g)
f. Kemudian, CaO di dasar tanur akan bereaksi dengan pengotor membentuk terak yang berupa cairan kental.
CaO (s) + SiO2 (s) CaSiO3 (l)
3 CaO (s) + P2O5 (g) Ca3(PO4)2 (l)
g. Besi cair akan turun ke dasar tanur, sedangkan terak yang memiliki massa jenis lebih ringan dari pada besi cair akan mengapung di permukaan dan keluar melalui saluran sendiri. Terak dapat digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan beton atau jalan raya.
h. Besi cair yang keluar dari dasar tanur disebut besi kasar (pig iron). Jika pig iron dibuat menjadi bentuk cetakan, disebut besi tuang atau besi cor (cast iron). Besi kasar memiliki kadar besi sekitar 95%, artinya masih mengandung pengotor, seperti karbon (sekitar 4%), fosfor, silikon, belerang, dan mangan


Tanur beroperasi dengan kontinu. Campuran bahan yang bereaksi diumpamakan ke puncak pada selang waktu yang teratur, untuk memulai perjalanannya ke tingkat bawah yang panas keputihan. Tanur harus disadap setiap enam jam, untuk mengalirkan keluar besi meleleh.
Untuk setiap ton besi tanur tiup atau besi cor kasar (pig iron) yang diproduksi, diperlukan kira-kira 2 ton bijih besi, 1 ton kokas, 0,3 ton batu kapur, dan 4 ton udara. Produk sampingan yang utama adalah 0,6 ton terak dan 5,7 ton gas cerobong buangan, yang terutama berupa nitrogen dan karbon dioksida, tetapi mengandung kira-kira 12 persen CO dan 1 persen H2.

5. Senyawa-Senyawa Besi
a. Besi (II) klorida, FeCl2
Senyawa ini lembab-cair kuning kehijauan. Mempunyai kerapatan 3,16 gr cm-3 dan titik leleh 670°C. Senyawa ini juga ada dalam bentuk hidrat : FeCl2 . 2 H2O. Besi (II) klorida dapat dibuang dengan melewatkan seberkas hydrogen klorida kering di atas logam yang dipanaskan, sedangkan bentuk hidrat dapat dibuat dengan menggunakan HCl encer atau dengan mengkristalisasinya dengan air.

b. Besi (III) klorida, FeCl3
Berupa padatan coklat hitam yang mempunyai kerapatan 2,9 gr cm-3 dan titik leleh 306°C. Senyawa ini dibuat dengan melewatkan klorin kering di atas besi kawat atau baja wol. Pada awal reaksi, terjadi pijaran, kemudian menyublim sebagai kerak hitam. Senyawa ini cepat terhidrolisis dalam udara lembab. Dalam larutan, senyawa ini sebagian terhidrolisis, hidrolisis dapat dilekan dengan menambahkan HCl. Senyawa ini larut dalam banyak pelarut organik, membentuk larutan dengan daya hantar listrik yang rendah.
c. Besi (II) oksidasi, FeO
Berupa padatan hitam yang mempunyai kerapatan 5,7 gr cm-3 dan titik leleh 369°C. Senyawa ini dapat diperoleh dengan memanaskan besi (II) oksalat, kemudian CO yang terbentuk menghasilkan lingkungan yang mencegahnya teroksidasi menjadi besi (III) oksidasi. Senyawa ini mudah larut dalam asam encer.
d. Besi (III) oksidasi, Fe2O3
Berupa padatan tak larut berwarna coklat merah sampai hitam. Mempunyai kerapatan 5,24 gr cm-3 dan titik leleh 1565°C. Senyawa ini terdapat secara alami sebagai hematite dan dapat dibuat dengan memanaskan besi (III) hidroksida atau besi (III) sulfat. Senyawa ini mudah direduksi jika dipanaskan dengan karbonatau dalam berkas CO, hydrogen atau gas batu bara.
e. Besi (III) sulfat, Fe¬2(SO4)3
Senyawa higroskopis berwarna kuning yang mempunyai kerapatan 3,097 gr cm-3 dan mengurai di atas 480°C. Senyawa ini diperoleh dengan memanaskan larutan berair Besi (II) sulfat yang diasamkan dengan hydrogen peroksida.
2 FeSO4 + H2SO4 + H2O2 Fe2(SO4)3 + 2 H2O

6. Kegunaan Besi
Besi adalah yang paling banyak penggunaannya, yaitu sekitar 14 kali total penggunaan semua logam lain. Hal ini didasarkan oleh :
 Bijih relatif melimpah dan tersebar di beberapa tempat di penjuru dunia
 Pengolahan besi relative mudah dan murah
 Sifat-sifat mudah dimodifikasi
Kegunaan utama besi adalah untuk membuat baja yang biasa digunakan untuk membuat mainan anak, perkakas dapur, industri kendaraan, konstruksi bangunan, jembatan, maupun rel kereta api.
7. Sifat magnetic Besi
Berdasarkan perilakunya dalam medan magnet zat-zat diklasifikasikan sebagai diamagnetic apabila zat itu sedikit ditolak keluar medan,paramagnetic jika zat tersebut sedikit ditarik ke dalam medan dan feromagnetik apabila ditarik sangat kuat kedalam medan magnet.unsur transisi period eke empat dan senyawa-senyawanya umumnya bersifat paramagnetic.Namun demikian feromagnetisme hanya diperlihatkan oleh beberapa logam. Yaitu besi,kobalt,dan nikel serta logam campuran tertentu.
Sifat magnet zat berkaitan dengan konfigurasi elektronnya.zat yang memiliki sifat oaramagnetik setidaknya mempunyai satu electron tidak berpasangan.Selain itu arah rotasi electron yang dinyatakan oleh bilangan kuantum spin yaitu s=1/2 dan s=-1/2 oleh karema itu electron mengemban muatan listrik,gerak rotasinya akan menghasilkan medan magnet.namun jika semua electron berpasangan maka medan magnet yang ditimbulkan akan saling meniadakan. Hanya atom yang memiliki electron yang tidak berpasangan yang akan memiliki sifat magnet.semakin banyak electron tak berpasangan akan semakin besar pula sifat magnetnya.

8. Sifat katalitik besi
Logam transisi dan senyawanya dapat berfungsi sebagai katalis karma memiliki kemampuan merubah bilangan oksidasi atau pada kasus logam dapat meng adsorb substansi yang lain pada permukaan logam dan mengaktivasi substansi tersebut selama proses berlangsung.


Besi sebagai katalis pada Proses Haber
Proses Haber menggabungkan nitrogen dan hidrogen ke dalam amonia. Nitrogen berasal dari udara dan hidrogen sebagian besar diperoleh dari gas alam (metan). Besi digunakan sebagai katalis.



Ion besi sebagai katalis pada reaksi antara ion persulfat dan ion iodide
Reaksi antara ion persulfat (ion peroxodisulfat), S2O82-, dan ion iodida dalam larutan dapat dikatalisis dengan ion besi(II) maupun ion besi(III).
Persamaan keseluruhan untuk reaksinya adalah:

Untuk penjelasannya, kita akan mengunakan katalis besi(II). Reaksi terjadi dalam dua tahap.


Jika kamu menggunakan ion besi(III), reaksi kedua yang terjadi diatas akan menjadi reaksi yang pertama.Besi merupakan sebuah contoh yang baik dalam hal penggunaan senyawa logam transisi sebagai katalis karena kemampuan senyawa logam transisi tersebut untuk mengubah tingkat oksidasi.
B. BAJA
Baja adalah logam paduan dengan besi sebagai unsur dasar dan karbon sebagai unsur paduan utamanya. Kandungan karbon dalam baja berkisar antara 0.2% hingga 2.1% berat sesuai grade-nya. Fungsi karbon dalam baja adalah sebagai unsur pengeras dengan mencegah dislokasi bergeser pada kisi kristal (crystal lattice) atom besi. Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan (manganese), krom (chromium), vanadium, dan tungsten. Dengan memvariasikan kandungan karbon dan unsur paduan lainnya, berbagai jenis kualitas baja bisa didapatkan. Penambahan kandungan karbon pada baja dapat meningkatkan kekerasan (hardness) dan kekuatan tariknya (tensile strength), namun di sisi lain membuatnya menjadi getas (brittle) serta menurunkan keuletannya (ductility).

I. Sejarah Baja
• Tahun 400-500 SM, baja sudah ditemukan penggunaannya di Eropa
• Tahun 250 SM bangsa Indian menentukan cara membuat baja
• Tahun 1000 SM, baja dengan campuran unsure lain ditemukan pertama kali pada 1000 SM pada kekaisaran Fatim yang disebut dengan baja Damaskus
• 1300 SM, rahasia pembuatan baja Damaskus hilang
• 1700 M, baja kembali diteliti penggunaan dan pembuatannya di Eropa

II. Klasifikasi Baja
1. Menurut Komposisi Kimianya
a. Baja karbon (carbon steel) dibagi menjadi tiga, yaitu :
o Baja karbon rendah (low carbon steel)
- Kandungan karbon kurang dari 0,3 persen, yaitu 0,05 - 0,30 % C.
- Sifatnya mudah ditempa dan mudah di mesin.
- Dibuat dengan cold working, perendaman dalam larutan asam
Penggunaannya:
- 0,05 - 0,20 % C : automobile bodies, buildings, pipes, chains, rivets, screws, nails.
- 0,20 - 0,30 % C : gears, shafts, bolts, forgings, bridges, buildings.
o Baja karbon menengah
- Kekuatan lebih tinggi daripada baja karbon rendah.
- Kandungan karbon 0,3 – 0,6 %
- Prosesnya dengan heat treatmnent
- Sifatnya sulit untuk dibengkokkan, dilas, dipotong. Penggunaan:
- 0,30 - 0,40 % C : connecting rods, crank pins, axles.
- 0,40 - 0,50 % C : car axles, crankshafts, rails, boilers, auger bits, screwdrivers.
- 0,50 - 0,60 % C : hammers dan sledges.
o Baja paduan tinggi (tool steel)
- Kandungan karbon 0,6 – 1,5 %
- Proses pembuatannya dengan giling panas.
- Sifatnya sulit dibengkokkan, dilas dan dipotong.
- Penggunaan pada mesin berat yang kuat, pelas, pegas dll
b. Baja Paduan (Alloy Steel)
Tujuan dilakukan penambahan unsur, yaitu :
- Untuk menaikkan sifat mekanik baja (kekerasan, keliatan, kekuatan tarik dan sebagainya)
- Untuk menaikkan sifat mekanik pada temperatur rendah
- Untuk meningkatkan daya tahan terhadap reaksi kimia (oksidasi dan reduksi)
Untuk membuat sifat-sifat spesial :
Baja paduan yang diklasifikasi menurut kadar karbonnya dibagi menjadi :
- Low allot steel, jika elemen paduannya 2,5%
- Medium alloy steel, jika elemen paduannya 2,5-10%
- High alloy steel, jika elemen paduannya >10%
2. Menurut Penggunaannya
• Baja konstruksi (structural steel), mengandung karbon kurang dari 0,7% C
• Baja perkakas (tool steel), mengandung karbon lebih dari 0,7% C
3. Menurut Sifat Fisik dan Kimia Khusus
• Baja tahan garam (acid-resisting steel)
• Baja tahan panas (heat resistant steel)
• Baja tanpa sisik (non scaling steel)
• Electric steel
• Magnetic steel
• Non magnetic steel
• Baja tahan pakai (wear resisting steel)
• Baja tahan karat/korosi

Dengan mengkombinasikan dua klasifikasi baja menurut kegunaan dan komposisi kimia maka diperoleh lima kelompok baja yaitu :
1. Baja karbon konstruksi (carbon structural steel)
2. Baja karbon perkakas (carbon tool steel)
3. Baju paduan konstruksi (alloyed structural steel)
4. Baju paduan perkakas (alloyed tool steel)
5. Baja konstruksi paduan tinggi (highly alloy structural steel)
Selain itu baja juga diklasifikasikan menurut kualitas :
1. Baja kualitas biasa
2. Baja kualitas baik
3. Baja kualitas tinggi











III. Ekstraksi Baja

Pembuatan Tahapan proses adalah sebagai berikut.
-Sekitar 70% lelehan besi gubal dari tanur tiup dan 30% besi/baja bekas dimasukkan ke dalam tungku, bersama dengan batu kapur (CaCO3).
- Selanjutnya, O2 murni dilewatkan melalui campuran lelehan logam. O2 akan bereaksi dengan karbon (C) di dalam besi dan juga zat pengotor lainnya seperti Si dan P, dan membentuk senyawa-senyawa oksida. Senyawa-senyawa oksida ini kemudian direaksikan dengan CaO, yang berasal dari peruraian batu kapur (CaCO3), membentuk terak, seperti CaSiO3 dan Ca3(PO4)2.

Kandungan C pada baja yang dihasilkan bervariasi dari ~0,2% sampai 1,5%. Berdasarkan kadar C ini, kita mengenal tiga macam baja seperti yang ditunjukkan tabel berikut.

Baja diproduksi di dalam dapur pengolahan baja dari besi kasar baik padat maupun cair, besi bekas (skrap) dan beberapa paduan logam. Ada beberapa proses pembuatan baja antara lain :
a. Proses konvertor
Terdiri dari satu tabung yang berbentuk bulat lonjong dengan menghadap ke samping.
Sistem Kerja
• Dipanaskan dengan kokas sampai ± 1500°C
• Dimiringkan untuk memasukkan bahan baku baja (± 1/8 dari volume konvertor)
• Kembali ditegakkan
• Udara dengan tekanan 1,5 – 2 atm dihembuskan dari kompresor
• Setelah 20-25 menit konvertor dijungkirkan untuk mengeluarkan hasilnya


1. Proses Bassemer (asam)
Konvertor Bessemer adalah sebuah bejana baja dengan lapisan batu tahan api yang bersifat asam. Dibagian atasnya terbuka sedangkan pada bagian bawahnya terdapat sejumlah lubang-lubang untuk saluran udara. Bejana ini dapat diguling-gulingkan.
Lapisan bagian dalam terbuat dari batu tahan api yang mengandung kwarsa asam atau aksid asam (SiO2). Bahan yang diolah besi kasar kelabu cair, CaO tidak ditambahkan sebab dapat bereaksi dengan SiO2.
SiO2 + CaO CaSiO3
Korvertor Bessemer diisi dengan besi kasar kelabu yang banyak mengandung silisium. Silisium dan mangan terbakar pertama kali, setelah itu baru zat arang yang terbakar. Pada saat udara mengalir melalui besi kasar udara membakar zat arang dan campuran tambahan sehingga isi dapur masih tetap dalam keadaan encer.
Setelah lebih kurang 20 menit, semua zat arang telah terbakar dan terak yang terjadi dikeluarkan. Mengingat baja membutuhkan karbo sebesar 0,0 sampai 1,7 %, maka pada waktu proses terlalu banyak yang hilang terbakar, kekurangan itu harus ditambahy dalam bentuk besi yang banyak mengandung karbon.
Dengan jalan ini kadar karbon ditingkatkan lagi. dari oksidasi besi yang terbentuk dan mengandung zat asam dapat dikurangi dengan besi yang mengandung mangan.
Udara masih dihembuskan ke dalam bejana tadi dengan maksud untuk mendapatkan campuran yang baik. Kemudian terak dibuang lagi dan selanjutnya muatan dituangkan ke dalam panci penuang. Pada proses Bessemer menggunakan besi kasar dengan kandungan fosfor dan belerang yang rendah tetapi kandungan fosfor dan belerang masih tetap agak tinggi karena dalam prosesnya kedua unsur tersebut tidak terbakar sama sekali.
Hasil dari konvertor Bessemer disebut baja Bessemer yang banyak digunakan untuk bahan konstruksi. Proses Bessemer juga disebut proses asam karena muatannya bersifat asam dan batu tahan apinya juga bersifat asam. Apabila digunakan muatan yang bersifat basa lapisan batu itu akan rusak akibat reaksi penggaraman.

2. Proses Thomas (basa)
Konvertor Thomas juga disebut konvertor basa dan prosesnya adalah proses basa, sebab batu tahan apinya bersifat basa serta digunakan untuk mengolah besi kasar yang bersifat basa. Muatan konvertor Thomas adalah besi kasar putih yang banyak mengandung fosfor.
Lapisan dinding bagian dalam terbuat dari batu tahan api bias atau dolomite [kalsium karbonat dan magnesium (CaCO3 + MgCO3)]. Besi yang diolah besi kasar putih yang mengandung p antara 1,7 – 2%, Mn 1 – 2% dan Si 0,6 – 0,8%. Setelah unsure Mn dan Si terbakar, P membentuk oksida phosphor (P2O5), untuk mengeluarkan besi cair ditambahkan zat kapur (CaO).
3 CaO + P2O5 Ca3(PO4)2 (Terak cair)
Proses pembakaran sama dengan proses pada konvertor Bessemer, hanya saja pada proses Thomas fosfor terbakar setelah zat arangnya terbakar. Pengaliran udara tidak terus-menerus dilakukan karena besinya sendiri akan terbakar. Pencegahan pembakaran itu dilakukan dengan menganggap selesai prosesnya walaupun kandungan fosfor masih tetap tinggi.
Guna mengikat fosfor yang terbentuk pada proses ini maka diberi bahan tambahan batu kapur agar menjadi terak. Terak yang bersifat basa ini dapat dimanfaatkan menjadi pupuk buatan yang dikenal dengan nama pupuk fosfat. Hasil proses yang keluar dari konvertor Thomas disebut baja Thomas yang biasa digunakan sebagai bahan konstruksi dan pelat ketel.
b. Proses Siemens Martin
Menggunakan system regenerator (± 3000°C). Fungsi dari regenerator adalah :
1. Memanaskan gas dan udara atau menambah temperature dapur
2. Sebagai fundamen / landasan dapur
3. Menghemat pemakaian tempat
Bisa digunakan baik besi kelabu maupun putih
• Besi kelabu dinding dalamnya dilapisi batu silica (SiO2)
• Besi putih dilapisi dengan batu dolomite (40% Mg CO3 + 60% CaCO3)
Dapur ini terdiri atas satu tungku untuk bahan yang dicairkan dan biasanya menggunakan empat ruangan sebagai pemanas gas dan udara. Pada proses ini digunakan muatan besi bekas yang dicampur dengan besi kasar sehingga dapat menghasilkan baja dengan kualitas yang lebih baik jika dibandingkan dengan baja Bessemer maupun Thomas.
Gas yang akan dibakar dengan udara untuk pembakaran dialirkan ke dalam ruangan-ruangan melalui batu tahan api yang sudah dipanaskan dengan temperatur 600 sampai 9000 C. dengan demikian nyala apinya mempunyai suhu yang tinggi, kira-kira 18000 C. gas pembakaran yang bergerak ke luar masih memberikan panas kedalam ruang yang kedua, dengan menggunakan keran pengatur maka gas panas dan udara pembakaran masuk ke dalam ruangan tersebut secara bergantian dipanaskan dan didinginkan.
Bahan bakar yang digunakan adalah gas dapur tinggi, minyak yang digaskan (stookolie) dan juga gas generator. Pada pembakaran zat arang terjadi gas CO dan CO2 yang naik ke atas dan mengakibatkan cairannya bergolak, dengan demikian akan terjadi hubungann yang erat antara api dengan bahan muatan yang dimasukkan ke dapur tinggi. Bahan tambahan akan bersenyawa dengan zat asam membentuk terak yang menutup cairan tersebut sehingga melindungi cairan itu dari oksida lebih lanjut.
Setelah proses berjalan selama 6 jam, terak dikeluarkan dengan memiringkan dapur tersebut dan kemudian baja cair dapat dicerat. Hasil akhir dari proses Martin disebut baja Martin. Baja ini bermutu baik karena komposisinya dapat diatur dan ditentukan dengan teliti pada proses yang berlangsung agak lama.
Lapisan dapur pada proses Martin dapat bersifat asam atau basa tergantung dari besi kasarnya mengandung fosfor sedikit atau banyak. Proses Martin asam teradi apabila mengolah besi kasar yang bersifat asam atau mengandung fosfor rendah dan sebaliknya dikatakan proses Martin basa apabila muatannya bersifat basa dan mengandung fosfor yang tinggi.
c. Proses Basic Oxygen Furnace
• Logam cair dimasukkan ke ruang baker (dimiringkan lalu ditegakkan)
• Oksigen (± 1000) ditiupkan lewat oxygen lance ke ruang baker dengan kecepatan tinggi [55m3 (99,5% O2) tiap satu ton muatan] dengan tekanan 1400 kN/m2
• Ditambahkan bubuk kapur (CaO) untuk menurunkan kadar P dan S
Keuntungan dari BOF adalah :
• BOF menggunakan O2 murni tanpa Nitrogen
• Proses hanya lebih kurang 50 menit
• Tidak perlu tuyer di bagian bawah
• Phosphor dan sulfur dapat terusir dulu dari pada karbon
• Biaya operasi murah

d. Proses Dapur Listrik
Temperature tinggi dengan menggunakan busur cahaya elektroda dan induksi listrik
Keuntungan :
• Mudah mencapai temperature tinggi dalam waktu singkat
• Temperature dapat diatur
• Efisiensi termis dapur tinggi
• Cairan besi terlindungi dari kotoran dan pengaruh lingkungan sehingga kualitasnya baik
• Kerugian akibat penguapan sangat kecil

e. Proses Dapur Kopel
Mengolah besi kasar kelabu dan besi bekas menjadi baja atau besi tuang.
• Pemanasan pendahuluan agar bebas dari uap air
• Bahan bakar (arang kayu dan kokas) dinyalakan selama ± 15 jam
• Kokas dan udara dihembuskan dengan kecepatan rendah hingga kokas mencapai 700 – 800 mm dari dasar tungku
• Besi kasar dan baja bekas kira-kira 10 -15% ton/jam dimasukkan
• 15 menit baja cair dikeluarkan dari lubang pengeluaran
Untuk membentuk terak dan menurunkan kadar P dan S ditambahkan batu kapur (CaCO3) akan terurai menjadi :
CaCO3 CaO + CO2
CO2 akan bereaksi dengan karbon
CO2 + C 2 CO
Gas CO yang dikeluarkan melalui cerobong, panasnya dapat dimanfaatkan untuk pembangkit mesin-mesin lain.
f. Proses Dapur Cawan
• Proses kerja dapur cawan dimulai dengan memasukkan baja bekas dan besi kasar dalam cawan
• Kemudian dapur ditutup rapat
• Kemudian dimasukkan gas-gas panas yang memanaskan sekeliling cawan dan muatan dalam cawan akan mencair
• Baja cair tersebut siap dituang untuk dijadikan baja-baja istimewa dengan menambahkan unsure-unsur paduan yang diperlukan

Pembuatan baja
Tahap pertama adalah bijih besi (iron ore) dan kokas (coke) dicampur dan dipanaskan hingga menghasilkan sinter.
Lalu sinter dan batu kapur (limestone) dicampur dan dimasukan ke blast furnace dan dipanaskan pada suhu tinggi sampai menghasilkan besi cair.
Besi cair diatas lalu dicampur dengan besi dan baja bekas dan dilelehkan di dalam electric Arc Furnace (EAF).
Bahan – bahan non-logam yang tidak diinginkan ditekan kandungannya dengan menambahkan bahan – bahan khusus.
Reaksi kimia antara bahan khusus tersebut dengan unsur non-logam, mengakibatkan keduanya melekat dan terangkat ke permukaan yang akhirnya dibuang dinamakan mill scale.
Setelah itu, besi cair dicampur dengan deoxidant untuk mengendalikan gas – gas yang terlarut.
Lalu dari furnace dituang ke ladle, untuk selanjutnya dituang kecetakan – cetakan produk setengah jadi (slab, bloom, beam blank, dll).

Casting dan Forging
Pembuatan baja dengan system cetak langsung (casting) biasanya dilakukan dalam jumlah yang tidak terlalu banyak, maksimal 30 – 50 ton.
Penggunaan pun dalam praktiknya tidak banyak, hanya untuk penggunaan khusus seperti untuk aksesoris dan peralatan M/E.
Forging adalah pembuatan material baja dengan menggunakan bloom atau billet sebagai bahan baku yang dipanaskan sampai dalam kondisi austenite dan dibentuk dengan system tekanan (press) mekanik sampai menjadi bentuk yang diinginkan. Contoh hasil forging ini adalah pipa seamless.

Rolling
Dalam praktiknya rolling sangat luas digunakan, contohnya adalah dalam produksi pelat yang terbuat dari bahan baku slab.
Beam blank dan billet biasanya digunakan untuk pembuatan profil – profil standar seperti siku, IWF, dan lain – lain.
Produk – produk setengah jadi biasanya di rolling pada kondisi austenite.








IV. Komponen-Komponen Baja
Berbagai alloy yang terutama terdiri dari besi dengan campuran karbon sampai 1,7% dan dalam beberapa hal, sedikit unsure lain (baja alloy) seperti mangan, silicon, kromium, molybdenum, dan nikel. Baja yang mengandung lebih dari 11-12% kromium dikenal dengan nama “baja nikarat”.
Baja karbon ada dalam tiga fase kristalin mantap, yakni ferit (memiliki kristal kubus pusat badan), austenit (mempunyai kristal kubus pusat muka), dan sementit (mempunyai kristal ortorombus0. Pearlit adalah campuran ferit dengan sementit yang tersusun dalam bidang-bidang sejajar. Diagram fase menunjukkan bagaimana fase terbentuk pada suhu dan komposisi yang berbeda.

V. Struktur Baja
a. Struktur Rangka
Kebanyakan konstruksi bangunan tipikal termasuk dalam kategori ini. Bangunan berlantai banyak biasanya terdiri dari balok dan kolom yang terhubungkan secara rigid atau hanya terhubung sederhana dengan penopang diagonal untuk menjaga stabilitas. Meskipun suatu bangunan berlantai banyak bersifat tiga dimensional, namun biasanya banguan tersebut didesain sedemikian rupa sehingga lebih kaku pada salah satu arah ketimbang arah lainnya. Dengan semikian, bangunan tersebut dapat diperlakukan sebagai serangkaian rangka (frame) bidang. Meskipun demikian, bila perangkaan sedemikian rupa sehingga perilaku batang-batangnya pada salah satu bidan cukup mempengaruhi perilaku pada bidang lainnya. Rangka tersebut harus diperlakukan sebagai rangka ruang tiga dimensi.
Bangunan-bangunan industrial dan bangunan-bangunan suatu lantai tertentu, seperti gereja, sekolah, dan gelanggang, pada umumnya menggunakan struktur rangka baik secara keseluruhan maupun hanya sebagian saja. Khususnya system atap yang mungkin terdiri dari serangkaian kerangka datar, kerangka ruang, sebuah kubah atau mungkin pula bagian dari suatu rangka datar atau rangka kaku satu lantai dengan pelana. Jembatan pun kebanyakan merupakan struktur rangka, seperti balok dan gelagar pelat atau kerangka biasanya menerus.
b. Struktur Tipe Cangkang
Dalam tipe struktur ini, selain melayani fungsi bangunan, kubah juga bertindak sebagai penahan beban. Salah satu tipe yang umum di mana tegangan utamanya berupa tarikan adalah bejana yang digunakan untuk menyimpan cairan (baik untuk temperature tinggi maupun rendah), diantaranya yang paling terkenal adalah tanki air. Bejana penyimpanan, tanki dan badan kapal merupakan contoh-contoh lainnya. Pada banyak struktur dengan tipe cangkang, dapat digunakan pula suatu struktur rangka yang dikombinasikan dengan cangkang.
Pada dinding-dinding dan atap datar, sementara berfungsi bersama dengan sebuah kerangka kerja, elemen-elemen “kulit”nya dapat bersifat tekan. Contoh pada badan pesawat terbang. Struktur tipe cangkang baisanya didesain oleh seorang spesialis.
c. Struktur Tipe Suspensi
Pada struktur dengan tipe suspensi, kabel tarik merupakan elemen-elemen utama. Biasanya subsistem dari struktur ini terdiri dari struktur kerangka, seperti rangka pengaku jembatan gantung. Karena elemen tarik ini terbukti paling efisien dalam menahan beban, struktur dengan konsep ini semakin banyak dipergunakan.
Telah dibangun pula banyak struktur khusus dengan berbagai kombinasi dari tipe rangka, cangkang, dan suspensi. Meskipun demikian, seorang desainer spesialis dalam tipe cangkang ini pun pada dasarnya harus juga memahami desain dan perilaku struktur rangka.

VI. Penggunaan Baja
Dalam kehidupan sehari-hari, biasanya keberadaan baja diabaikan karena banyak dilapisi bahan lain. Orang baru menyadarinya ketika menyentuh benda dingin dan keras seperti lemari es, meja belajar, kursi dan tiang listrik. Data menunjukkan contoh produk baja dalam berbagai bidang.
Pada bidang kontruksi dan tata kota, kekuatan baja yang dapat menyangga beban berat digunakan untuk kerangka bangunan pencakar langit sampai ketinggian 430 meter, seperti Petronas Twin Towers di Malaysia. Baja juga tahan terhadap perpatahan sehingga dapat melindungi dari gangguan gempa.
Ratusan ton baja digunakan untuk pembangunan jembatan antar pulau sampai berjarak lebih dari satu kilometer, seperti jembatan Kanmonbashi di Jepang.
Jadi, baja telah menyatu dalam kehidupan manusia dan jadi penopang utama seluruh aktifitas dalam proses produksi sehingga tidak dapat dipisahkan dari masyarakat industri. Suatu bangsa tidak akan dapat membangun kekuatan industri tanpa memiliki industri baja dan teknologinya.













PERTANYAAN DAN PEMBAHASAN

1. Bagaimana ikatan besi dengan karbon sehingga membentuk baja? (Sahrul Amsyah : A1C108012)
Jawab:
Dalam proses pembentukan baja dari besi dengan campuran karbon dijelaskan demgam teori ikatan valensi yang menjadi dasar konsep hibridisasi.Dua atom dapat brgabung dalam satu orbital bila spinnya berlawanan satu electron tidak berpasangan pada orbital terluar suatu atom akan tarik menarik electron terluar atom lain.









(S Syukri.Kimia Dasar.Ikatan kimia dan struktur molekul hal.213)
Pembahasan :

Pembuatan Tahapan proses adalah sebagai berikut.
-Sekitar 70% lelehan besi gubal dari tanur tiup dan 30% besi/baja bekas dimasukkan ke dalam tungku, bersama dengan batu kapur (CaCO3).
- Selanjutnya, O2 murni dilewatkan melalui campuran lelehan logam. O2 akan bereaksi dengan karbon (C) di dalam besi dan juga zat pengotor lainnya seperti Si dan P, dan membentuk senyawa-senyawa oksida. Senyawa-senyawa oksida ini kemudian direaksikan dengan CaO, yang berasal dari peruraian batu kapur (CaCO3), membentuk terak, seperti CaSiO3 dan Ca3(PO4)2.

Kandungan C pada baja yang dihasilkan bervariasi dari ~0,2% sampai 1,5%. Berdasarkan kadar C ini, kita mengenal tiga macam baja seperti yang ditunjukkan tabel berikut.


http://metaltransition.wordpress.com/2009/11/30/proses-ekstraksi-besi-dan-pembuatan-baja/




2. Proses mana yang paling baik dari semua proses pembuatan baja? (Rimayanti Sihite : A1C108049)
Jawab:
Kita tidak bias mengatakan proses mana yang paling baik dalam pembuatan baja karna semua proses yang dijelaskankan dalam makalah ini merupakan proses berkelanjutan,jadi dari proses pertama berkelanjutan hingga proses akhir.
(Makalah Besi dan Baja)
Pembahasan :

Besi diekstraksi dari bijih besi yang mengandung senyawa besi seperti hematite (Fe2O3), limonit (2Fe2O3 3H2O), magnetit (Fe3O4), dan siderit (FeCO3). Proses ekstraksi dilakukan dalam tungku yang disebut tanur tiup (blast furnace) dengan menggunakan metode reduksi. Simak proses ekstraksinya berikut ini. Berikut tahapan ekstraksi Fe dari bijih besi:
• Bijih besi, batu kapur (CaCO3), dan kokas (C) dimasukkan dari bagian atas tanur.
• Kemudian, udara panas ditiupkan ke bagian bawah tungku agar C bereaksi dengan OZ membentuk CO2.
C(s) +O2(S) CO2(S)
Gas CO2 yang terbentuk selanjutnya akan bergerak ke atas dar lebih lanjut dengan C untuk membentuk CO. Reaksi ini bersifi endotermik, sehingga terjadi sedikit penurunan suhu proses.
CO2(g) + C(s) 2CO(S)
Produk reaksi yakni gas CO kemudian bergerak naik dan mulai mereduksi senyawa-senyawa besi pada bijih besi.
3Fe2O3(5) + CO(g) 4 2Fe3O4(s) + CO2(g)
Fe3O4(s) + CO(g) 3FeO(6) + CO2(g)
FeO(s) + CO(g) Fe(s) + CO2(g)
Reaksi keseluruhannya dapat ditulis sebagai berikut:
Fe2O3(s) + 3CO(s) 2Fe(l) + 3CO2(g)
Fe yang terbentuk akan mengalir dan berkumpul di bawah. Karena suhu di bawah tinggi sekitar 2 000°C, Fe akan berada dalam bentuk lelehannya.
• Sementara itu, CaCO3 dalam tanur akan terurai menjadi CaO.
CaCO3(s)—> CaO(s) + CO2(g)
• CaO yang terbentuk akan bereaksi dengan pengotor yang bersifat asam yang ada dalam bijih besi, seperti pasir silika. Reaksi ini menghasilkan senyawa dengan titik didih rendah yang disebut terak (slag).
CaO(S) + SiO2(s) CaSiO3(l)
• Lelehan terak kemudian akan mengalir ke bagian bawah tanur. Karena kerapatan lelehan terak yang lebih rendah dibandingkan lelehan besi, maka lelehan terak berada di atas lelehan besi sehingga keduanya dapat dikeluarkan secara terpisah. (Secara tidak langsung, lelehan terak ini melindungi lelehan besi dari teroksidasi kembali)
Besi yang terbentuk di dalam tanur tiup masih mengandung pengotor dan bersifat cukup rapuh. Besi ini disebut juga besi gubal (pig iron). Besi gubal mengandung sekitar 3 – 4% C, 2% Si, dan sejumlah pengotor lain seperti P dan S. Besi gubal dapat dicetak langsung menjadi besi tuang (cast iron) atau diproses lebih lanjut menjadi baja, tergantung dari aplikasinya.
http://metaltransition.wordpress.com/2009/11/30/proses-ekstraksi-besi-dan-pembuatan-baja/


3. Tujuan dilakukan penambahan unsure lain untuk menaikan sifat mekanik baja,sifat mekanik seperti apa yang dimaksud dalam makalah ini? (Fitrah Mey Harmi S : A1C108051)
Jawab:
Sifat mekanik yang dimaksud dalam makalah ini adalah meningkatkan kekerasan baja,keliatan dan kekuatan tarikannya.
(Makalah tentang besi dan baja)

4. Apa yang di maksud dengan kondisi austenite pada proses Rolling? (Agus Imam Maulana : A1C108006)
Jawab:
Austenit adalah logam padat non-magnetik karbon dan besi yang ada di baja di atas suhu kritis 1333 ° F (723 ° C).

http://translate.google.co.id/translate_t?q=google&oe=utf-8&rls=org.mozilla:en-US:official&client=firefox-a&um=1&ie=UTF-8&sa=N&hl=id&tab=wT#en|id|Austenite%20is%20a%20metallic%2C%20non-magnetic%20solid%20solution%20of%20carbon%20and%20iron%20that%20exists%20in%20steel%20above%20the%20critical%20temperature%20of%201333%C2%B0F%20%28%20723%C2%B0C%29.


5. Bagaimana proses hidrolisis besi (III)?(Kriswantoro : A1C108026)
Jawab:
Bila dilarutkan dalam air, besi (III) klorida mengalami hidrolisis yang merupakan reaksi eksotermis (menghasilkan panas). Hidrolisis ini menghasilkan larutan yang coklat, asam, dan korosif, yang digunakan sebagai koagulan pada pengolahan limbah dan produksi air minum. Larutan ini juga digunakan sebagai pengetsa untuk logam berbasis-tembaga pada papan sirkuit cetak (PCB). Anhidrat dari besi(III) klorida adalah asam Lewis yang cukup kuat, dan digunakan sebagai katalis dalam sintesis organik.
Contoh reaksi:
FeCl3 +3H2O FeOH + 3HCl

http://id.wikipedia.org/wiki/Besi(III)_klorida


6. Jelaskan proses ekstraksi baja? (Wulan Primadani : A1C108037)
Jawab:
a. Proses Bassemer
Konvertor Bessemer adalah sebuah bejana baja dengan lapisan batu tahan api yang bersifat asam. Dibagian atasnya terbuka sedangkan pada bagian bawahnya terdapat sejumlah lubang-lubang untuk saluran udara.
mas juga disebut konvertor basa dan prosesnya adalah proses basa, sebab batu tahan apinya bersifat basa serta digunakan untuk mengolah besi kasar yang

(b). Proses Thomas
Konvertor Thomas bersifat basa. Muatan konvertor Thomas adalah besi kasar putih yang banyak mengandung fosfor

(c). Proses Martin
Proses lain untuk membuat baja dari bahan besi kasar adalah menggunakan dapur Siemens Martin yang sering disebut proses Martin. Dapur ini terdiri atas satu tungku untuk bahan yang dicairkan dan biasanya menggunakan empat ruangan sebagai pemanas gas dan udara. Pada proses ini digunakan muatan besi bekas yang dicampur dengan besi kasar sehingga dapat

Keuntungan dari proses Martin disbanding proses Bessemer dan Thomas
adalah sebagai berikut :
a. Proses lebih lama sehingga dapat menghasilkan susunan yang lebih baik
dengan jalan percobaan-percobaan.
b. Unsur-unsur yang tidak dikehendaki dan kotoran-kotoran dapat
dihindarkan atau dibersihkan.
c. Penambahan besi bekas dan bahan tambahan lainnya pada akhir proses
menyebabkan susunannya dapat diatur sebaik-baiknya.

(d). Proses Oksi
Proses konvertor yang lebih modern adalah proses oksi, pada proses ini menggunakan bahan besi kasar yang mempunyai komposisi kurang baik apabila dikerjakan dengan konvertor Bessemer maupun Thomas. Disini zat
asam murni dihembuskan di atas cairan dan kadang-kadang juga kedalam cairan besi, sehingga karbon, silisium, mangan dan sebagainya terbakar. Hasil pembakaran unsur-unsur tersebut ditampung oleh bahan tambahan batu kapur dan terikat menjadi terak yang mengapung di atas cairan besi.

e). Proses Dapur Listrik
Dapur listrik digunakan untuk pembuatan baja yang tahan terhadap suhu
tinggi. Dapur ini mempunyai keuntungan-keuntungan sebagai berikut,
a. Jumlah panas yang diperlukan dapat dapat diatur sebaik-baiknya.
b. Pengaruh zat asam praktis tidak ada.
c. Susunan besi tidak dipengaruhi oleh aliran listrik.
Sedangkan kekurangannya adalah harga listrik yang mahal. Dapur listrik dibagi menjadi dua kelompok yaitu dapur listrik busur cahaya dan dapur listrik induksi.

http://www.scribd.com/doc/9668091/Proses-Pembuatan-Besi-Dan-Baja
7. Apa yang dimaksud dengan sifat magnetic steel dan electric steel? (Masyitah : A1C108015)
Jawab:
Sifat magnet material ini dipengaruhi oleh komposisinya, struktur matriks logamnya (feritik, austenitik, martensitik), metoda/proses pembuatannya (manufakturnya) seperti casting, rolling dll serta kondisi fisik nya (dalam keadaan anil, keadaan cold work seperti rolling dll). pengaruh parameter utama diatas (komposisi, struktur matriks, proses manufaktur dan kondisi fisik), maka material yang tadinya tidak bersifat magnet akan memiliki sifat magnetik.
http://www.migas-indonesia.com/index.php?module=article&sub=article&act=view&id=4702

8. Jenis besi mana yang digunakan untuk rel kereta api,dan apakah setelah besi memuai dapat kembali ke bentuk sermula? (M Yuliandra : A1C108024)
Jawab:
Sebagian besar benda biasanya akan memuai ketika kepanasan atau menyusut jika kedinginan, Jika kepanasan, rel kereta api juga bisa memuai. Karenanya sambungan rel harus ada celahnya. Jika tidak ada celah, kemungkinan besar rel (biasanya terbuat dari besi/baja) bisa bengkok apabila rel tersebut memuai. Demikian juga besi atau baja pada jembatan. Jika terjadi perubahan suhu, kebanyakan benda padat biasanya mengalami pemuaian panjang. Pemuaian panjang di sini bisa berarti panjang benda bertambah atau panjang benda berkurang. Biasanya panjang benda bertambah ketika suhu meningkat, sebaliknya panjang benda berkurang (benda memendek) ketika suhu menurun
http://www.gurumuda.com/pemuaian

9. Mengapa bisa di sebut baja tahan garam dan baja tahan panas? (Melly Elvira)
Jawab :
Baja tahan karat umumnya mengandung unsusr Chrom lebih dari 12%, dimana pada kondisi seperti itu baja akan bersifat pasif terhadap proses oksidasi. Baja tahan karat dapat dibedakan sesuai struktur mikronya yaitu: baja tahan panas martensit, baja tahan panas ferit dan baja tahan panas austenit.

Baja tahan karat martensit mengandung chrom 13% kuat leleh dan tariknya diperoleh dari proses pendinginan pada kondisi udara luar, sesuai untuk lingkungan korosif ringan, serta biasanya digunakan untuk saluran dan rumah –rumah turbin.

Baja tahan karat ferit mengandung chrom 16%, sesuai untuk lingkungan korosif terutama terhadap bahan kimia asam nitrat, serta biasanya digunakan untuk komponen – komponen dalam industri kimia.

Baja karat austenit mengandung chrom-nikel 18%, dimana sifat tahan karatnya didapat melalui pemanasan pada suhu 1000 - 11000 lalu didinginkan dengan direndam kedalam air, sesuai untuk lingkungan yang mengandung garam, serta biasanya digunakan untuk baling – baling kapal.

Baja tahan panas biasanya dinamakan untuk baja yang tahan pada suhu 6500, dimana sifat itu didapat pada kodisi kadar chrom dan nikel yang cukup tinggi. Berbeda dengan baja tahan karat adalah umunya kandungan karbonnya lebih tinggi. Umumnya digunakan pada ketel uap, boiler, tungku dan lain – lain.
http://www.steelindonesia.com/article/01-komposisi_kimia_baja.htm
10. Unsur paduan apa yang terkandung dalam baja tahan karat dan tahan karat? (Rida Sarwiningsih : A1C108017)
Jawab:
Baja tahan karat
Baja tahan karat umumnya mengandung unsusr Chrom lebih dari 12%, dimana pada kondisi seperti itu baja akan bersifat pasif terhadap proses oksidasi. Baja tahan karat dapat dibedakan sesuai struktur mikronya yaitu: baja tahan panas martensit, baja tahan panas ferit dan baja tahan panas austenit.
Mangan (Mn) merupakan unsur yang harus selalu ada di dalam baja dengan jumlah yang kecil dan sebagai pencegah oksidasi yang menyebaskan pengkaratan, Penambahan unsur mangan di dalam baja paduan juga menambah kekuatan dan ketahanan panas baja paduan itu serta penampilan yang lebih bersih dan mengkilat.
http://www.scribd.com/doc/9668091/Proses-Pembuatan-Besi-Dan-Baja
11. Mengapa besi (III) lebih stabil dibandingkan besi (II) dan banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari? (Jhonsen Harta : A1C108043)
Jawab:
Kestabilan suatu unsure di pengaruhi oleh jumlah electron valensinya,dan electron yang tidak berpasangan pada orbital,semakin banyak electron yang tidak berpasanga maka unsure tersebut semakin tidak stabil.untuk unsure Fe3+ memiliki 5 elektron tidak berpasangan sedangkam Fe2+memiliki 6 elektron tidak berpasangan.





Dan kenapa besi (III) juga lebih banyak di gunakan karma alas an kestabilan.
(Rahayu Imam.Praktis belajar kimia,SMA.)
12. Pembahasan (Roy Satria Ramadhan)
Sifat magnetic Besi
Berdasarkan perilakunya dalam medan magnet zat-zat diklasifikasikan sebagai diamagnetic apabila zat itu sedikit ditolak keluar medan,paramagnetic jika zat tersebut sedikit ditarik ke dalam medan dan feromagnetik apabila ditarik sangat kuat kedalam medan magnet.unsur transisi period eke empat dan senyawa-senyawanya umumnya bersifat paramagnetic.Namun demikian feromagnetisme hanya diperlihatkan oleh beberapa logam. Yaitu besi,kobalt,dan nikel serta logam campuran tertentu.
Sifat magnet zat berkaitan dengan konfigurasi elektronnya.zat yang memiliki sifat oaramagnetik setidaknya mempunyai satu electron tidak berpasangan.Selain itu arah rotasi electron yang dinyatakan oleh bilangan kuantum spin yaitu s=1/2 dan s=-1/2 oleh karema itu electron mengemban muatan listrik,gerak rotasinya akan menghasilkan medan magnet.namun jika semua electron berpasangan maka medan magnet yang ditimbulkan akan saling meniadakan. Hanya atom yang memiliki electron yang tidak berpasangan yang akan memiliki sifat magnet.semakin banyak electron tak berpasangan akan semakin besar pula sifat magnetnya.











Sifat katalitik besi
Logam transisi dan senyawanya dapat berfungsi sebagai katalis karma memiliki kemampuan merubah bilangan oksidasi atau pada kasus logam dapat meng adsorb substansi yang lain pada permukaan logam dan mengaktivasi substansi tersebut selama proses berlangsung.

Besi sebagai katalis pada Proses Haber
Proses Haber menggabungkan nitrogen dan hidrogen ke dalam amonia. Nitrogen berasal dari udara dan hidrogen sebagian besar diperoleh dari gas alam (metan). Besi digunakan sebagai katalis.

Ion besi sebagai katalis pada reaksi antara ion persulfat dan ion iodida
Reaksi antara ion persulfat (ion peroxodisulfat), S2O82-, dan ion iodida dalam larutan dapat dikatalisis dengan ion besi(II) maupun ion besi(III).
Persamaan keseluruhan untuk reaksinya adalah:

Untuk penjelasannya, kita akan mengunakan katalis besi(II). Reaksi terjadi dalam dua tahap.


Jika kamu menggunakan ion besi(III), reaksi kedua yang terjadi diatas akan menjadi reaksi yang pertama.
Besi merupakan sebuah contoh yang baik dalam hal penggunaan senyawa logam transisi sebagai katalis karena kemampuan senyawa logam transisi tersebut untuk mengubah tingkat oksidasi.
http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_anorganik1/logam_transisi/besi-anorganik




GLOSARIUM



Grade :kelas
Machine :mesin
Mild steel :baja lunak
Automobile bodies : badan mobil
Building :bangunan
Pipes ;pipa
Chain :rantai
Rivet :paku keling
Screw :skrup
Saw for cutting steel :alat pemotong baja
Slab :lempeng
Forging :tempa
Bridges :jembatan
Connecting rods :batang penghubung
Screwdriver :obeng
Hummer :palu
sledges :troli
table knive ;pisau makan
knive :pisau
drill :bor
tool for turning brass and wood :alat pemotong kuningan dan kayu
tool fot cutting hard metal :alat pemotong logam keras








DAFTAR PUSTAKA

http://metaltransition.wordpress.com/2009/11/30/proses-ekstraksi-besi-dan-pembuatan-baja/
http://translate.google.co.id/translate_t?q=google&oe=utf-8&rls=org.mozilla:en-US:official&client=firefox-a&um=1&ie=UTF-8&sa=N&hl=id&tab=wT#en|id|Austenite%20is%20a%20metallic%2C%20non-magnetic%20solid%20solution%20of%20carbon%20and%20iron%20that%20exists%20in%20steel%20above%20the%20critical%20temperature%20of%201333%C2%B0F%20%28%20723%C2%B0C%29.
http://id.wikipedia.org/wiki/Besi(III)_klorida
http://www.steelindonesia.com/article/01-komposisi_kimia_baja.htm
http://www.scribd.com/doc/9668091/Proses-Pembuatan-Besi-Dan-Baja
http://www.migas-indonesia.com/index.php?module=article&sub=article&act=view&id=4702
http://www.gurumuda.com/pemuaian
Syukri, S. 1999. Kimia Dasar. Bandung : ITB.

korosi

KOROSI

Korosi adalah proses perusakan pada permukaan logam yang disebabkan oleh terjadinya reaksi kimia (reaksi elektro kimia) pada permukaan logam. Pada hakikatnya korosi adalah suatu reaksi dimana suatu logam dioksidasi sebagai akibat dari serangan kimia oleh lingkungan (uap air,oksigen di atmosfer, oksida asam yang terlarut dalam air).
Korosi merupakan reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan senyawa-senyawa yang tak dikehendaki. Dalam bahasa sehari-hari, korosi disebut perkaratan. Contoh korosi yang paling lazim adalah perkaratan besi.Pada peristiwa korosi, logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen (udara) mengalami reduksi. Karat logam umumnya adalah berupa oksida dan karbonat. Rumus kimia karat besi adalah Fe2O3. xH2O, suatu zat padat yang berwarna coklat-merah.

KOROSI PADA PERALATAN ELEKTRONIK
Sentuhan teknik nuklir dalam produk elektronik
Korosi atau secara awam lebih dikenal dengan istilah pengkaratan merupakan fenomena kimia pada bahan-bahan logam diberbagai macam kondisi lingkungan. Penyelidikan tentang sistem elektrokimia telah banyak membantu menjelaskan mengenai korosi ini, yaitu reaksi kimia antara logam dengan zat-zat yang ada di sekitarnya atau dengan partikel-partikel lain yang ada di dalam matrik logam itu sendiri. Jadi dilihat dari sudut pandang kimia, korosi pada dasarnya merupakan reaksi logam menjadi ion pada permukaan logam kontak langsung dengan lingkungan berair dan oksigen.
Pada umumnya suatu peralatan elektronik mengandung komponen logam yang mempunyai waktu hidup atau masa pakai tertentu. Korosi pada komponen-komponen tersebut dapat menimbulkan kerugian ekonomi akibat berkurangnya masa produktif peralatan elektronik. Korosi bahkan dapat menyebabkan terjadinya gangguan berupa terjadinya hubungan pendek (konsluiting) yang dapat mengarah kepada terjadinya kecelakaan. Masalah korosi peralatan elektronik merupakan salah satu sumber yang dapat memicu kegagalan operasional serta keselamatan kerja pada suatu industri. Oleh sebab itu, masalah ini sudah selayaknya mendapat perhatian yang serius dari berbagai kalangan.
Dalam kehidupan sehari-hari, korosi dapat kita jumpai terjadi pada berbagai jenis logam. Bangunan-bangunan maupun peralatan elektronik yang memakai komponen logam seperti seng, tembaga, besi-baja dan sebagainya semuanya dapat terserang oleh korosi ini. Seng untuk atap dapat bocor karena termakan korosi. Demikian juga besi untuk pagar tidak dapat terbebas dari masalah korosi. Jembatan dari baja maupun badan mobil dapat menjadi rapuh karena peristiwa alamiah yang disebut korosi. Selain pada perkakas logam ukuran besar, korosi ternyata juga mampu menyerang logam pada komponen-komponen renik peralatan elektronik, mulai dari jam digital hingga komputer, serta peralatan-peralatan canggih lainnya yang digunakan dalam berbagai aktivitas umat manusia, baik dalam kegiatan industri maupun di dalam rumah tangga.
Korosi merupakan masalah teknis dan ilmiah yang serius. Di negara-negara maju sekalipun, masalah ini secara ilmiah belum tuntas terjawab hingga saat ini. Selain merupakan masalah ilmu permukaan yang merupakan kajian dan perlu ditangani secara fisika, korosi juga menyangkut kinetika reaksi yang menjadi wilayah kajian para ahli kimia. Korosi juga menjadi masalah ekonomi karena menyangkut umur, penyusutan, dan efesiensi pemakaian suatu bahan maupun peralatan dalam kegiatan industri. Milyaran dolar AS telah dibelanjakan setiap tahunnya untuk merawat jembatan, peralatan perkantoran, kendaraan bermotor, mesin-mesin industri serta peralatan elektronik lainnya agar umur konstruksinya dapat bertahan lebih lama. Banyak negara telah berusaha menghitung biaya korosi nasional dengan cara yang berbeda-beda, umumnya jatuh pada nilai yang berkisar antara 1,5-5,0 persen dari GNP. Kerugian yang dapat ditimbulkan oleh korosi tidak hanya biaya langsung seperti pergantian peralatan industri, perawatan jembatan, konstruksi dan sebagainya, tetapi juga biaya tidak langsung seperti terganggunya proses produksi dalam industri serta kelancaran transportasi yang umunya lebih besar dibandingkan biaya langsung.

Korosi yang tidak tampak
Karat yang tidak terlihat pun berpotensi dan telah banyak menelan nyawa.hal ini dapat terjadi karena tegangan tinggi dalam material dapat menyebabkan material yang tampaknya kekar dari luar ternyata rentan patah. Hal ini sering terjadi dalam kecelakaan pesawat Comet di tahun 1950. Kecelakaan Comet disebabkan oleh lubang rivet kecil dengan diameter 4 mm. Menurut catatan, pesawat Boeing pernah juga mengalami beberapa kecelakaan akibat korosi seperti ini.
Kegagalan material karena korosi yang tidak terlihat umumnya disebut dengan perengkahan karena korosi-tegangan (stress-corrosion cracking, SCC). Jadi, sebenarnya akibat kombinasi adanya tegangan dalam bahan dan korosi. Jenis yang paling umum adalah yang terkaji di batas butiran bahan. Permukaan bahan biasanya kelihatan mulus, kalau ada hanya terlihat jalur-jalur rekahan kecil di permukaan

A. Penyebab timbulnya korosi
Faktor yang berpengaruh terhadap korosi dapat dibedakan menjadi dua, yaitu yang berasal dari bahan itu sendiri dan dari lingkungan. Faktor dari bahan meliputi kemurnian bahan, struktur bahan, bentuk kristal, unsur-unsur kelumit yang ada dalam bahan, teknik pencampuran bahan dan sebagainya. Bahan-bahan korosif (yang dapat menyebabkan korosi) terdiri atas asam, basa serta garam, baik dalam bentuk senyawa an-organik maupun organik. Faktor penting dalam korosi lingkungan adanya hujan, kabut atau pengembunan akibat kelembaban relatif yang tinggi. Dalam suatu struktur harus diperhatikan rancangan struktur agar mengalir dengan bebas air dan cukup ventilasi untuk mengeringkan seluruh permukaan. Kabut dan pengembunan bisa mengakibatkan korosi membasahi seluruh permukaan. Selapis tipis air yang tidak kelihatan sudah cukup membuat suatu sel korosi yang baik. Adanya tiga faktor sel korosi yaitu anoda, katoda dan elektrolit. Lapisan tipis embun yang terbentuk dari embun dari kabut atau dari kelembaban tinggi mudah jenuh dengan oksigen dari udara sehingga terjadi daerah katodik. Laju atau tingkat keparahan suatu logam pada korosi lingkungan umumnya ditentukan konduktivitas elektrolit yang terlarut. Salah satunya yaitu lingkungan yang mengandung ion-ion klorida atau lingkungan laut.
Pada lingkungan laut dengan kadar garam hingga 3,5% atau lingkungan dengan mempunyai kadar ion klorida uang cukup tinggi, baja karbon rendah mengalami kegagalan material akibat korosi yang menyeluruh ke seluruh permukaan logam tergantung dari konsentrasi elektrolit di lingkungan. Aplikasi baja karbon rendah di lingkungan dengan kadar ion klorida lebih dari 3% banyak di pakai pada shipbuilding dan marine equipment. Korosi lingkungan (atmospheric corrosion) harus diperhatikan dalam spesifikasi logam baja karbon khususnya adanya ion klorida.
Penguapan dan pelepasan bahan-bahan korosif ke udara dapat mempercepat proses korosi. Udara dalam ruangan yang terlalu asam atau basa dapat mempercepat proses korosi peralatan elektronik yang ada dalam ruangan tersebut. Flour, hidrogen flourida beserta persenyawaan-persenyawaannyadikenal sebagai bahan korosif. Dalam industri, bahan ini umumnya dipakai untuk sintesa bahan-bahan organik.
Amoniak (NH3) merupakan bahan kimia yang cukup banyak digunakan dalam kegiatan industri. Pada suhu dan tekanan normal, bahan ini berada dalam bentuk gas dan sangat mudah terlepas ke udara. Amoniak dalam kegiatan industri umumnya digunakan untuk sintesa bahan organik, sebagai bahan anti beku di dalam alat pendingin, juga sebagai bahan untuk pembuatan pupuk. Bejana-bejana penyimpan amoniak harus selalu diperiksa untuk mencegah terjadinya kebocoran dan pelepasan bahan ini ke udara.
Embun pagi saat ini umumnya mengandung aneka partikel aerosol, debu serta gas-gas asam seperti NOX dan SOX. Dalam batubara terdapat belerang atau sulfur (S) yang apabila dibakar berubah menjadi oksida belerang. Masalah utama berkaitan dengan peningkatan penggunaan batubara adalah dilepaskannya gas-gas polutan seperti oksida nitrogen (NOX ) dan oksida belerang (SOX). Walaupun sebagian besar pusat tenaga listrik batubara telah menggunakan alat pembersih endapan (presipitator) untuk membersihkan partikel-partikel kecil dari asap batubara, namun NOX dan SOX yang merupakan senyawa gas dengan bebasnya naik melewati cerobong dan terlepas ke udara bebas. Di dalam udara kedua gas tersebut dapat berubah menjadi asam nitrat (HNO3) dan asam sulfat (H2SO4). Oleh sebab itu, udara menjadi terlalu asam dan bersifat korosif dengan terlarutnya gas-gas asam tersebut di dalam udara. Udara yamg asam ini tentu dapat berinteraksi dengan apa saja, termasuk komponen-komponen renik di dalam peralatan elektronik. Jika hal itu terjadi, maka proses korosi tidak dapat dihindari lagi.
Korosi yang menyerang piranti maupun komponen-komponen elektronika dapat mengakibatkan kerusakan bahkan kecelakaan. Karena korosi ini maka sifat elektrik komponen-komponen elektronika dalam komputer, televisi, video, kalkulator, jam digital, dan sebagainya menjadi rusak. Korosi dapat menyebabkan terbentuknya lapisan non-konduktor pada komponen elektronik. Oleh sebab itu, dalam lingkungan dengan tingkat pencemaran tinggi, aneka barang mulai dari komponen elektronika renik sampai jembatan baja semakin mudah rusak, bahkan hancur karena korosi. Dalam beberapa kasus, hubungan pendek yang terjadi pada peralatan elektronik dapat menyebabkan terjadinya kebakaran yang menimbulkan kerugian bukan hanya dalam bentuk kehilangan atau kerusakan materi, tetapi juga korban nyawa.

Pada umumnya ada beberapa faktor yang menyebabkan timbulnya percepatan korosi, yaitu:
1. Uap air
Dilihat dari reaksi yang terjadi pada korosi, air merupakan salah satu faktor penting untuk berlangsungnya proses korosi. Udara yang banyak mengandung uap air (lembab) akan mempercepat berlangsungnya proses korosi.
2. Oksigen
3. Larutan garam
Elektrolit (asam atau garam) merupakan media yang baik untuk melangsungkan transfer muatan. Hal itu mengakibatkan elektron lebih mudah untuk dapat diikat oleh oksigen di udara. Air hujan banyak mengandung asam, dan air laut banyak mengandung garam, maka air hujan dan air laut merupakan korosi yang utama.
4. Permukaan logam yang tidak rata
Permukaan logam yang tidak rata memudahkan terjadinya kutub-kutub muatan, yang akhirnya akan berperan sebagai anode dan katode. Permukaan logam yang licin dan bersih akan menyebabkan korosi sukar terjadi, sebab sukar terjadi kutub-kutub yang akan bertindak sebagai anode dan katode.

B. Proses perkaratan pada besi
Proses perkaratan (korosi) adalah reaksi elektro kimia (redoks). Pada permukaan besi (Fe) bisa terbentuk bagian anoda dan katoda yang disebabkan oleh dua hal:

1. Perbedaan konsentrasi oksigen terlarut pada permukaan besi
Tetesan air pada permukaan besi mengandung perbedaan konsentrasi oksigen terlarut. Pada bagian pinggir mengandung lebih oksigen terlarut, sehingga di bagian ini bertindak sebagai katoda (reaksi reduksi). Pada bagian tengah tetesan oksigen terlarut relatif sedikit sehingga bagian ini bertindak sebagai anoda (reaksi oksidasi).
Fe → Fe2+ + 2e-
Ion Fe2+ bergerak ke katoda dan teroksidasi lebih lanjut menjadi Fe3+ / besi (111) dalam senyawa besi (111) oksida terhidrat. Dengan adanya garam (oksida asam) atau zat elektrolit akan mempercepat reaksi perkaratan.

2. Tercampur besi oleh karbon atau logam lain yang mempunyai EO red lebih besar dari besi.
Karena E0red besi lebih kecil dari logam tersebut, maka besi akan teroksidasi (anoda), hal ini dapat menyebabkan terjadinya korosi atau menghasilkan karatan besi. Secara keseluruhan perkaratan besi adalah sebagai berikut :
Bila besi bersentuhan dengan oksigen dan air yang bersifat asam, yakni oksida-kosida berikut akan terjadi :
Fe + ½ O2 + 2H+ → Fe2+ + H2O

Reaksi setengah redoksnya :
Katodik : ½ O2 + 2H+ + 2e- → H2O = + 1,23 volt
Anodik : Fe →Fe2+ + 2e- = + 0,44 volt
Fe + ½ O2 + 2H+ → Fe2+ + H2O

Reaksi di atas berlangsung spontan.
Besi (11) itu seterusnya dioksidasi oleh oksigen membentuk karat besi atau oksida besi (111) terhidrasi. Reaksinya :
Katodik : ½ O2 + 2H+ + 2e- → H2O = + 1,23 volt
Anodik : 2 Fe2+ → 2Fe3+ + 2e = - 0,77 volt
2 Fe2+ +½ O2 + 2H+ → 2Fe3+ + H2O = + 0,46 volt

Reaksi tersebut merupakan reaksi spontan, selanjutnya :
2 Fe3+ + ( x+3) H2O → Fe2O3.x H2O + 6 H+

Fe2O3.x H2O inilah yang disebut sebagai karat besi dan ion H+ yang dihasilkan dapat mempercepat reaksi korosi selanjutnya.
Ion Fe di alam akan teroksidasi lagi membentuk Fe2+ atau Fe3+ . Sedangkan ion OH akan bereaksi dengan elektrolit yang ada di lingkungan biasanya dengan ion H+ dari reaksi air hujan dan dengan gas-gas pencemar (SOx, NOx) yang di kenal dengan hujan asam.
Selanjutnya oleh oksigen di udara besi (II) di oksidasi dan sebagai hasil reaksi akhir terbentuk Fe2O3.x(H2O). Zat ini dapat bertindak sebagai autokatalis pada proses perkaratan.Yaitu karat yang dapat mempercepat proses perkaratan berikutnya. Pada umumnya logam-logam yang mempunyai potensial elektroda negatif lebih mudah mengalami korosi. Logam mulia, logam yang mempunyai potensial elektroda positif, sukar mengalami korosi. Kedudukan logam dalam deret potensial bukan satu-satunya faktor yang menyebabkan korosi. Faktor lain yang turut juga menentukan ialah lapisan pada permukaan logam. Alumunium dan seng mudah dioksidasi dalam udara, akan tetapi lapisan tipis dari oksida yang terbentuk pada permukaan melindungi bagian bawahnya terhadap korosi selanjutnya.Kedua logam ini, alumunium dan seng mengalami oksidasi yang kurang sempurna di udara jika dibandingkan dengan besi yang kurang aktif. Karat yang terbentuk di permukaan besi merupakan lapisan tipis yang berpori sehingga bagian bawahnya mudah mengalami korosi.

C. Air Sebagai Media Korosi
1. Pengaruh pH
Reaksi anoda : Fe → Fe2+ + 2e
Pada semua harga pH, tetapi laju korosi berbeda yang disebabkan oleh perubahan reaksi katoda. Antara pH 4-10,bentuk endapan Ferro oxida yang porous dan menutupi permukaan. Pada pH 9,5 di bawahnya laju korosi hampir konstan.
Reaksi katoda : O2 + 2H2O + 4e → 4OH-
Pada Ph di bawah 4, oksida tersebut larut,korosi meningkat karena adanya H+ .
2H+ + 2e → 2H2O
Tidak adanya endapan permukaan, memungkinkan tersedianya oksigen yang selanjutnya menghasilkan laju korosi.
Reaksi katoda : O2 + 4H+ + 4e → 2H2O

Pada pH di atas 10, laju korosi rendah karena terbentuknya lapisan ferro oxida yang passive.

2. Oksigen larut
Korosi besi dan baja pada temperatur kamar memerlukan oksigen larut pada larutan netral dan basa. Temperatur pada awalnya meningkatkan korosi, di atas 80OC mengurangi kelarutan O2 sehingga laju korosi juga mengecil. Solute yang larut mengecilkan kelarutan O2 dan dengan demikian mengecilkan laju korosi.

3. Temperatur yang lebih tinggi
Pemanasan baja di atas temperatur kamar mula-mula meningkatkan laju korosi, tetapi juga berakibat mengurangi kelarutan O2. Di atas 80OC ,laju korosi mengecil pada sistem terbuka.Pada sistem tertutup yang menahan O2 terlarut, laju korosi tetap membesar.

D. Bentuk korosi
Bentuk-bentuk korosi yang umum ditemukan pada korosi logam di lingkungan laut, yaitu :
1. Korosi merata (uniform attack)
2. Korosi setempat (local corrosion)
3. Korosi galvanik (galvanik corrosion)
4. Korosi sumuran (pitting)
5. Korosi celah (crevice corrosion)
6. Korosi erosi
7. Impingement attack
8. Perusakan cavitasi

E. Kerugian yang disebabkan korosi
Besi atau logam yang terkena karat menjadi rapuh, mudah larut/bercampur dengan logam lain dan bersifat racun. Hal ini merugikan dan berbahaya. Besi yang digunakan sebagai pondasi atau penyangga jembatan, jika terkena karat dan rapuh akan mudah ambruk. Alat-alat produksi dalam industri makanan, farmasi, dan kimia tidak boleh menggunakan logam yang mudah terkena korosi karena karat yang terbentuk akan mudah larut disamping berbahaya jika bercampur dengan makanan atau obat-obatan senyawa kimia. Untuk itu digunakan logam stainless yaitu logam yang tahan karat.
Akibat korosi, bagian-bagian alat dan mesin harus diganti, pelanggan komplain, dan yang jelas merugikan adalah banyaknya biaya harus keluar. Sekitar 13 persen dari besi baru hasil pengolahan digunakan setiap tahunnya untuk mengganti besi yang terkorosi. Penanganan korosi juga merupakan usaha yang mahal dan berpotensi membuat polusi lingkungan. Garis bawahnya, korosi tidak pernah bisa dicegah, yang dapat dilakukan hanya meminimalkannya. Itu pun dengan biaya ekstra mahal.

F. Kinetika korosi Aqueous
Korosi di lingkungan aqueous pada umumnya akan lebih mudah dipelajari dengan teori-teori termodinamika dan kinetika elektrokimia.
Sel elektrokimia
Secara umum dapat dikatakan bahwa suatu logam yang terkorosi sama halnya dengan sebuah sel elektrokimia, yang terdiri dari: anoda, katoda, elektronik, dan konduktor elektronik.
Dalam sistem logam yang terkorosi, logam adalah anoda karena mengalami reaksi oksidasi, dan juga berfungsi sebagai konduktor elektronik. Karena pada reaksi oksidasi selalu terjadi pelepasan elektron, maka peristiwa korosi selalu bersamaan dengan peristiwa reduksi yang memanfaatkan elektron tersebut. Seperti reduksi H menjadi H2 atau reduksi O2 menjadi O .

G. Lingkungan korosi Aqueous
Semua lingkungan yang akan dibahas mempunyai satu kesamaan. Berkaitan dengan korosi secara umum disebut lingkungan aqueous. Air merupakan lingkungan yang penting dan memegang peranan yang pentingpada proses korosi. Agar berlangsung, lingkungan yang akan dibahas ialah soil (tanah).

Soil sebagai media korosi
1. Tipe soil
Soil dapat diklasifikasikan menurut ukuran butir. Sifat fisik dan kimia dan juga sifat korosif sangat bergantung pada ukuran butiran. Makin kecil butir, makin besar luas permukaan persatuan volume. Permukaan yang luas meningkatkan proses pelarutan.
2. Hubungan air, udara di dalam soil
Kandungan air tertentu dan adanya oksigen perlu di dalam tanah agar korosi berlangsung. Salah satu fungsi dari air tanah adalah mengatur suplai udara. Dengan meningkatnya air di dalam soil, laju korosi mula-mula meningkat karena luasnya daerah basah, dan meningkatnya konduktivitas. Ketika air mencapai nilai jenuh yaitu pengisian pori-pori yang komplit, laju korosi menurun dengan cepat karena terhalangnya supply oksigen.
3. Komposisi udara di dalam soil
Udara yang terkandung di dalam soil, komposisinya berbeda dengan yang di atmosfer. Dekomposisi material organik, akar tumbuhan mengkonsumsi oksigen dan melepas CO2. Oleh karena itu, kandungan oksigen berkurang dengan cepat, sebaliknya karbondioksida meningkat.

H. Cara Mencegah Terjadinya Korosi
Peristiwa korosi pada logam merupakan fenomena yang tidak dapat dihindari, namun dapat dihambat maupun dikendalikan untuk mengurangi kerugian dan mencegah dampak negatif yang diakibatkannya. Dengan penanganan ini umur produktif peralatan elektronik menjadi panjang sesuai dengan yang direncanakan, bahkan dapat diperpanjang memperoleh nilai ekonomi yang lebih tinggi. Upaya penanganan korosi diharapkan dapat banyak menghemat biaya operasional, sehingga berpengaruh terhadap efisiensi dalam suatu kegiatan industri.
Pengendalian korosi pada peralatan elektronik dapat dilakukan melalui pengendalian lingkungan atau ruangan di mana peralatan tersebut di tempatkan.
Penanganan masalah korosi berkaitan dengan perawatan dan perbaikan fasilitas produksi serta peralatan penunjang lainnya. Kegiatan ini harus dapat mengidentifikasi, mengantisipasi dan menangani masalah korosi pada alat, mesin dan fasilitas industri secara keseluruhan. Pemantauan korosi perlu dilakukan secara periodik. Upaya menghambat laju korosi harus terintegrasi dengan program perawatan dan perbaikan sehingga diperoleh hasil yang terbaik. Pengendalian laju korosi melalui pengendalian lingkungan umumnya dilakukan dengan menjaga kelembaban udara dan pengendalian keasaman lingkungan. Namun pengendalian lingkungan ini hanya mungkin dilakukan untuk peralatan yang berada dalam suatu ruangan, dan tidak mungkin dilakukan terhadap fasilitas yang berinteraksi langsung dengan lingkungan di luar ruangan. Upaya pengendalian korosi ini harus melibatkan semua fihak yang terlibat dalam pengoperasian alat, mesin, instalasi serta fasilitas lainnya. Masalah korosi dan upaya pengendaliannya perlu diperkenalkan kepada seluruh jajaran direksi dan karyawan yang terlibat langsung dalam kegiatan industri.
Ada beberapa usaha yang dapat ditempuh dalam upaya pengendalian korosi peralatan elektronik, antara lain adalah :
Menyimpan bahan-bahan korosif sebaik mungkin sehingga terjadinya kebocoran penguapan serta pelepasan ke lingkungan dapat dihindari. Pengecekan bejana penyimpan bahan kimia korosif yang mudah menguap perlu dilakukan secara periodik, sehingga adanya kebocoran bahan tersebut segera dikenali dan dapat diambil tindakan sedini mungkin untuk menghindari efek yang lebih luas.
Melakukan pemeliharaan rumah tangga perusahaan secara baik termasuk ketertiban dan kebersihan dalam perusahaan. Pengoperasian alat dehumidifier untuk mengurangi kelembaban udara dalam ruangan yang didalamnya menyimpan peralatan elektronik mahal dan rentan terhadap serangan korosi.
Peralatan-peralatan elektronik yang rawan terhadap pengaruh korosi perlu disimpan di ruang tertutup, jauh dari kemungkinan pencemaran udara akibat terlepasnya bahan-bahan korosif ke lingkungan.
Menutup alat sewaktu tidak dipergunakan untuk menghindari masuknya debu-debu ke dalam alat. Perlu diketahui bahwa debu dapat tertempeli polutan korosif yang apabila terbang terbawa udara dapat masuk ke dalam alat dan menempelkan dirinya ke permukaan komponen-komponen elektronik di dalam alat tersebut. Pendidikan tentang faktor-faktor penyebab korosi dan akibatnya perlu juga diberikan kepada karyawan yang bersentuhan langsung dengan pengoperasian alat, agar mereka selalu menjaga dan mau mengikuti instruksi-instruksi yang digariskan dalam kaitan nya dengan perawatan peralatan elektronik.
Hal yang tak kalah pentingnya dalam upaya menjaga peralatan dari masalah korosi ini adalah dukungan dan perhatian yang serius dari sistem manajemen. Pengawasan dan perhatian yang serius perlu diberikan oleh para pimpinan terhadap manajemen perawatan peralatan-peralatan elektronik.

1. Cara pelapisan (coating)
Pelapisan adalah cara umum dan paling banyak di terapkan dalam istilah tonase baja, untuk mengendalikan korosi, untuk melindungi/isolasi paduan logam dari lingkungan yang korosif. Akan tetapi dalam prakteknya timbul banyak problem dan biasanya kurang perhatian tentang masalah itu. Tersedia banyak sekali macam pelapis dan yang paling umum adalah cat. Jembatan, pagar dan railing biasanya dicat. Cat menghindarkan kontak dengan udara dan air. Cat yang mengandung timbel dan zink (seng) akan lebih baik, karena keduanya melindungi besi terhadap korosi.
Kontak antara besi dengan oksigen dan air dapat dicegah dengan melapisi besi dengan cat atau dengan logam lain. Jika logam seperti seng dan timah mengalami korosi, senyawa yang terbentuk akan melindungi logam di bawahnya dari korosi selanjutnya. Seng, Zn dan timah dapat digunakan sebagai logam pelapis untuk melindungi besi dan korosi.
Namun perlu diperhatikan potensial elektrode standar seng dan timah terhadap besi.
Fe2+ (aq) + 2e → Fe(s) EO = - 0,44 volt
Zn2+ (aq) + 2e → Zn(s) EO =- 0,76 volt
Sn2+ (aq) + 2e → Sn(s) EO =- 0,14 volt
Seng lebih mudah di oksidasi daripada besi. Jika besi dilapisi dengan seng, besi tidak akan berkarat walaupun lapisan seng tersebut berlubang sekalipun. Besi lebih mudah dioksidasi daripada timah. Jika besi dilapisi dengan timah, besi tidak akan berkarat.

Umur Proteksi Cat
Umur proteksi cat adalah jangka waktu antara selesainya pelaksanaan pengecatan dengan dimulainya pelaksanaan pemeliharaan pertama, misalnya: umur proteksi cat 5 tahun, maksudnya: jangka waktu antara selesainya pelaksanaan pengecatan dengan dimulainya pelaksanaan pemeliharaan pertama adalah 5 tahun.
 Tin Plating (pelapisan dengan timah).
Kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi yang dilapisi dengan timah. Pelapisan dilakukan secara elektrolisis, yang disebut tin plating. Timah tergolong logam yang tahan karat. Akan tetapi, lapisan timah hanya melindungi besi selama lapisan itu utuh (tanpa cacat). Apabila lapisan timah ada yang rusak, misalnya tergores, maka timah justru mendorong/mempercepat korosi besi. Hal itu terjadi karena potensial reduksi besi lebih negatif daripada timah (Eº Fe = -0,44 volt; Eº Sn = -0,44 volt).
Oleh karena itu, besi yang dilapisi dengan timah akan membentuk suatu sel elektrokimia dengan besi sebagai anode. Dengan demikian, timah mendorong korosi besi. Akan tetapi hal ini justru yang diharapkan, sehingga kaleng-kaleng bekas cepat hancur.
 Chromium Plating (pelapisan dengan kromium)
Besi atau baja juga dapat dilapisi dengan kromium untuk memberi lapisan pelindung yang mengkilap, misalnya untuk bumper mobil. Chromium plating juga dilakukan dengan elektrolisis. Sama seperti zink, kromium dapat memberi perlindungan sekalipun lapisan kromium itu ada yang rusak.

 Galvanisasi (pelapisan dengan zink)
Pipa besi, tiang telpon dan berbagai barang lain dilapisi dengan zink. Berbeda dengan timah, zink dapat melindungi besi dari korosi sekalipun lapisannya tidak utuh. Hal ini terjadi karena suatu mekanisme yang disebut perlindungan katode. Oleh karena potensial reduksi besi lebih positif daripada zink, maka besi yang kontak dengan zink akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katode. Dengan demikian besi terlindungi dan zink yang mengalami oksidasi. Badan mobil-mobil baru pada umumnya telah digalvanisasi, sehingga tahan karat.


2. Cara proteksi katodik (katode pelindung)
Cara ini digunakan terutama untuk logam besi yang di tanam di dalam tanah. Prinsipnya adalah logam besi di hubungkan denga logam lain yang bertindak sebagai anode dan besi sebagai katode. Jadi, logam yang digunakan untuk melindungi besi harus yang lebih mudah teroksidasi daripada logam besi, yaitu memiliki potensial reduksi yang lebih negatif daripada besi. Umumnya digunakan logam Magnesium (Mg). Logam alkali tidak dapat di gunakan karena reaktif.Logam alumunium(Al) dan seng (Zn) tidak dapat digunakan karena oksida logam tersebut (Al2O3 atau ZnO) akan menghambat proses oksidasi berikutnya dengan cara menutupi permukaan logam.
Pipa besi misalnya untuk air atau minyak yang ditanam di dalam tanah harus dilindungi. Untuk mencegah korosi pada pipa-pipa ini batang logam yang lebih aktif, seperti batang Magnesium (Mg) atau seng (Zn) ditanam di dekat pipa dan di hubungkan dengan kawat, batang magnesium akan mengalami oksidasi dan Mg yang rusak dapat diganti dalam jangka waktu tertentu sehingga dengan demikian pipa yang terbuat dari besi itu terlindung dari korosi. Korosi besi ini juga dapat dicegah dengan menghubungkan besi tersebut dengan kutub negatif sumber listrik.
Proteksi katodik juga merupakan teknik penanggulangan korosi komponen baja jembatan, khususnya pada bagian tiang pancang pipa baja yang berada dalam lingkungan air dan atau tanah karena pada bagian tersebut relatif sulit dilakukan teknik penanggulangan korosi dengan teknik yang lebih murah yaitu pengecatan.
Pada prinsipnya, korosi terjadi karena adanya aliran elektron dari bagian tiang pancang pipa baja (anoda) yang diikuti dengan perubahan logam menjadi ion logam (karat) ke bagian tiang pancang pipa baja lain yang karena kualitas baja atau kondisi lingkungannya menjadi katoda. Pada proteksi katodik, terjadinya kerusakan baja akibat aliran elektron dari anoda ke katoda ditanggulangi dengan
memberikan pasokan elektron secukupnya pada seluruh struktur baja yang dilindungi atau dengan kata lain menjadikan seluruh struktur baja tersebut menjadi katoda yang kaya akan elektron. Dilihat dari cara memasok elektron, proteksi katodik terbagi dalam dua cara, yaitu:
a) Metoda arus terpasang (impressed current) yaitu pasokan elektron dilakukan dengan cara menghubungkan tiang pancang pipa baja dengan katoda pada suatu sumber listrik. Metoda ini menggunakan sumber arus searah dari luar, misalnya Transformer Rectifier, DC Generator, dan lain-lain. Arus listrik pada sistem ini dialirkan ke permukaan logam yang diproteksi melalui anoda pembantu, misalnya Anoda Graphite, Baja, Platina, dan Besi Tuang. Keuntungan besar dari metoda arus terpasang adalah bahwa sistem ini dapat menggunakan anoda inert atau anoda yang tahan karat seperti platina dan karbon.
b) Metoda anoda korban (sucricifial anoda) yaitu pasokan elektron dilakukan dengan cara menghubungkan tiang pancang pipa baja dengan logam lain sebagai anoda korban yang memiliki potensial lebih rendah. Pada cara ini terjadi aliran elektron dari logam dengan potensial yang lebih rendah ke tiang pancang pipa baja yang potensialnya lebih tinggi.
Dengan demikian maka tiang pancang pipa baja akan terlindung dari korosi namun sebagai konsekwensinya logam anoda dalam waktu tertentu akan rusak/habis dan selanjutnya dapat diganti atau diperbaharui. Mengganti anoda lebih ringan secara teknik maupun ekonomis dibanding mengganti tiang pancang pipa baja.

3. Perancangan
Dari segi korosi, perancangan dianggap berkaitan dengan perencanaan yang baik dan pembangunan proyek. Ia meliputi pemilihan material dan pemilihan cara pengendaliannya dalam batas perancangan keseluruhan. Perencanaan dan perancangan cara pengendalian korosim adalah merupakan pemecahan masalah yang baik terhadap persoalan-persoalan yang di hadapi.

4. Anoda karbon
Cara lain untuk mencegah korosi besi adalah dengan menggunakan anoda karbon. Dengan membandingkan potensial reduksi standar besi dan magnesium.
Fe2+ + 2e → Fe(s) EO = -0,41 volt
Mg2+ + 2e → Mg(s) EO =-2,39 volt
Terlihat bahwa Mg2+ lebih sulit direduksi dibandingkan dengan Fe2+ atau sebaliknya, Mg(s) lebih mudah dioksidasi daripada Fe(s). Sepotong Mg yang terhubung dengan besi akan lebih cenderung dioksidasi dibandingkan dengan besi, dan sekali terpakai oleh oksidasi harus diganti. Metode ini biasanya digunakan untuk melindungi lambung kapal, jembatan, dan pompa air besi dari korosi. Pelat magnesium dihubungkan dengan interval yang teratur sepanjang potongan pipa yang terkubur, dan ini jauh lebih mudah untuk menggantikannya secara periodik dari pada mengganti keseluruhan pipa.

5. Pelumuran dengan Oli atau Gemuk
Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin. Oli dan gemuk mencegah kontak dengan air.

6. Pembalutan dengan Plastik
Berbagai macam barang, misalnya rak piring dan keranjang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik mencegah kontak dengan udara dan air.

Ekstrak Bahan Alam sebagai Alternatif Inhibitor Korosi
Back to Nature (kembali ke alam) merupakan istilah yang digunakan oleh banyak orang, agar masyarakat kembali memanfaatkan bahan-bahan kimia yang telah disediakan oleh alam dan bukan bahan sintetis.
Istilah back to nature juga berlaku dalam aplikasinya dibidang kimia korosiPenggunaan inhibitor merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk mencegah korosi, karena biayanya yang relatif murah dan prosesnya yang sederhana.
Inhibitor korosi sendiri didefinisikan sebagai suatu zat yang apabila ditambahkan dalam jumlah sedikit ke dalam lingkungan akan menurunkan serangan korosi lingkungan 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 industri-industri 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.

Bahan Alam sebagai Alternatif Inhibitor
Salah satu alternatifnya adalah ekstrak bahan alam khususnya senyawa yang mengandung atom N, O, P, S, dan atom-atom yang memiliki pasangan elektron bebas. Unsur-unsur yang mengandung pasangan elektron bebas ini nantinya dapat berfungsi sebagai ligan yang akan membentuk senyawa kompleks dengan logam. Dari beberapa hasil penelitian seperti Fraunhofer (1996), diketahui bahwa ekstrak daun tembakau, teh dan kopi dapat efektif sebagai inhibitor pada sampel logam besi, tembaga, dan alumunium dalam medium larutan garam. Keefektifan ini diduga karena ekstrak daun tembakau, teh, dan kopi memiliki unsur nitrogen yang berfungsi sebagai pendonor elektron terhadap logam Fe2+ untuk membentuk senyawa kompleks.
Sudrajat dan Ilim (2006) juga mengemukakan bahwa ekstrak daun tembakau, lidah buaya, daun pepaya, daun teh, dan kopi dapat efektif menurunkan laju korosi mild steel dalam medium air laut buatan yang jenuh CO2. Efektivitas ekstrak bahan alam sebagai inhibitor korosi tidak terlepas dari kandungan nitrogen yang terdapat dalam senyawaan kimianya seperti daun tembakau yang mengandung senyawa-senyawa kimia antara lain nikotin, hidrazin, alanin, quinolin, anilin, piridin, amina, dan lain-lain (Reynolds, 1994). Lidah buaya mengandung aloin, aloenin, aloesin dan asam amino. Daun pepaya mengandung N-asetil-glukosaminida, benzil isotiosianat, asam amino (Andrade et al., 1943). Sedangkan daun teh dan kopi banyak mengandung senyawa kafein dimana kafein dari daun teh lebih banyak dibandingkan kopi.

Mekanisme Proteksi
Mekanisme proteksi ekstrak bahan alam terhadap besi/baja dari serangan korosi diperkirakan hampir sama dengan mekanisme proteksi oleh inhibitor organik. Reaksi yang terjadi antara logam Fe2+ dengan medium korosif seperti CO2 diperkirakan menghasilkan FeCO3, oksidasi lanjutan menghasilkan Fe2(CO3)3 dan reaksi antara Fe2+ dengan inhibitor ekstrak bahan alam menghasilkan senyawa kompleks. Inhibitor ekstrak bahan alam yang mengandung nitrogen mendonorkan sepasang elektronnya pada permukaan logam mild steel ketika ion Fe2+ terdifusi ke dalam larutan elektrolit, reaksinya adalah Fe -> Fe2+ + 2e- (melepaskan elektron) dan Fe2+ + 2e- -> Fe (menerima elektron).


Produk yang terbentuk di atas mempunyai kestabilan yang tinggi dibanding dengan Fe saja, sehingga sampel besi/baja yang diberikan inhibitor ekstrak bahan alam akan lebih tahan (ter-proteksi) terhadap korosi. Contoh lainnya, dapat juga dilihat dari struktur senyawa nikotin dan kafein yang terdapat dalam ekstrak daun tembakau, teh, dan kopi, dimana kafein dan nikotin yang mengandung gugus atom nitrogen akan menyumbangkan pasangan elektron bebasnya untuk mendonorkan elektron pada logam Fe2+ sehingga terbentuk senyawa kompleks dengan mekanisme yang sama seperti diatas.





DAFTAR PUSTAKA

Akhadi,Mukhlis. 2006. Dari Wikipedia Indonesia, ensiklopedia bebas berbahasa Indonesia
Alwi,Ibrahim. 1994. Lingkungan Korosi Aqueous. Bandung : ITB
Chandler,K.A. 1985. Marine and Offshone Corrosion. Batter Work
Denny,A Jones. 1982. Principels and Prevention of Corrosion. Macmillan: Pablishing co
Hermawan, Beni. 2007. Dari http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia
Ismunandar, 2008. Dari http://www2.kompas.com
Oxtoby,David W. 2001. Prinsip-Prinsip Kimia Modern. Jakarta: Erlangga
Sudarmo, Unggul. 2006. KIMIA SMA. Jakarta: Erlangga