Home > Documents > w05 Mixed Potential

w05 Mixed Potential

Date post: 06-Nov-2015
Category:
Author: seto
View: 39 times
Download: 3 times
Share this document with a friend
Description:
thanks
Embed Size (px)
of 30 /30
Proses Difusi dan Lapisan Ganda Dalam mengukur laju korosi, ada beberapa tahapan yang harus dianalisis, contohnya pengangkutan muatan melalui larutan. Bahwa arus dalam larutan diangkut oleh ion-ion Ion mempunyai massa, sehingga gerak ion dapat diukur (kelajuannya) Kecepatan gerak ion juga menentukan laju reaksi dalam larutan
Transcript

Slide 1

Proses Difusi dan Lapisan GandaDalam mengukur laju korosi, ada beberapa tahapan yang harus dianalisis, contohnya pengangkutan muatan melalui larutan.Bahwa arus dalam larutan diangkut oleh ion-ionIon mempunyai massa, sehingga gerak ion dapat diukur (kelajuannya)Kecepatan gerak ion juga menentukan laju reaksi dalam larutanJika salah satu komponen reaksi berlangsung secara lambat, maka keseluruhan reaksi berlangsung lambatSehingga cepat/tidaknya laju reaksi ditentukan oleh reaksi yang paling lambat

Dalam reaksi korosi, tahapan reaksi sampai terbentuk produk disebut dengan rate determining step (tahapan penentu laju) Dalam sel korosi, ketika arus kecil. Pengangkutan ion-ion melalui larutan relatif mudah, proses aktivasi adalah tahapan penentu lajuJika arus besar, sel membutuhkan muatan lebih besar untuk mengangkut ion (ion dalam elektrolit tidak mampu membawa ion sendirian)Gerak ion menjadi lambat, sehingga menjadi tahapan penentu laju. Proses dikendalikan oleh difusi.

Pada keadaan tanpa arus (anoda dan katoda tidak terhubung), konsentrasi anion di permukaan adalah c0Ketika anoda dan katoda dihubungkan, proses korosi terjadi, konsentrasi anion turun menjadi c di permukaan katodaHal ini disebabkan 2 hal, (i) ada gaya tolak dari katoda terhadap anion; (ii) anion diangkut oleh elektrolit menuju anodaPOTENSIAL CAMPURANBatere adalah salah satu sel korosi yang sempurna, karena bisa menghasilkan arus listrik yang stabil pada saat dihubungkanAsal batere adalah dari Sel Daniel, yang terdiri dari tempaga (Cu) dan seng (Zn) yang direndam dalam larutan garam masing-masingZn Zn2+ + 2e-Cu2+ + 2e- Cu

Menurut persamaan Nernst

= (+0.76 V) + (+0.34 V) = 1.1 voltJika konsentrasi ion = 1 M, maka

Jika masing-masing logam digambarkan plot E vs log I, diperoleh

Karena reaksi yang berlangsungZn Zn2+ + 2e-Cu2+ + 2e- CuMaka potensial campurannya menjadi

Diagram di atas disebut dengan Diagram EvansDiagram ini juga bisa membuat plot untuk korosi logam tunggal, dengan katoda tentu saja hidrogen

Diagram Evans banyak berguna untuk analisa galvanic corrosion dengan mengamati Tafel dari masing-masing logam dan kemudian menggabungkannya untukm memperoleh mixed potential reaksi korosinyaMenghitung Laju KorosiDari hasil diagram Tafel, diperoleh kerapatan arus korosi (icorr) yang berasal dari pertemuan dua garis singgung reaksi anoda dan katoda, dan garis potensial semu.Secara teoritis, nilai icorr diperoleh dari

Rp adalah tahanan polarisasi permukaan benda kerja, dinyatakan dalam kemiringan kurva E/I

B adalah konstanta Tafel, yang besarnya

Sehingga laju korosi diperoleh dari persamaan

Atau bisa dinyatakan dalam Mass loss rate

Nilai EW (equivalent weight) ditabelkan pada ASTM standard G102

Diagram E/pH (Pourbaix)Ekor yang muncul pada Diagram Evans atau Tafel plot sebelumnya selalu dihasilkan dari percobaan laboratorium, baik menggunakan reference hdrogen maupun cell DaniellTetapi Ekor secara teoritis juga bisa diperkirakan dengan melihat reaksi-reaksi yang timbul dari logam tersebut.Marcell Pourbaix membedakan logam dapat terkorosi dan tidak terkorosi sebagai berikut:Logam dalam keadaan terkorosi bila konsentrasi ion-ionnya 10-6 MJika dibawah harga tersebut, logam berada dalam keadaan kebalKemungkinan reaksi korosiReaksi berlangsung cepat/ lambatProduk korosi berbeda-beda tergantung pHProduk korosi larut dalam elektrolit atau mengendap di permukaan logam sehingga laju reaksi turunKonsentrasi logam yang sangat kecilPourbaix mengkorelasikan pH dengan potensial elektroda.Hasilnya berupa bagan untuk logam dengan kondisi terkorosi, tidak terkorosi atau mengalami passivasi dalam lingkungan airBagan itu disebut dengan diagram E/pH atau diagram PourbaixContoh reaksi seng dalam airKetika seng terkorosi dalam air murni, terdapat 5 reaksi yang menggambarkan proses korosi dalam air(a) reaksi anoda biasaZn = Zn2+ + 2e-(b) pembentukan seng hidroksida yang tidak dapat larutZn + H2O = Zn(OH)2 + 2H+ + 2e-(c) pembentukan ion Zincate yang dapat larutZn + H2O = ZnO22- + 4H+ + 2e-Zn(OH)2 + 2H+ = Zn2+ + 2H2O(d) Pembentukan ion zincate dari seng hidroksidaZn(OH)2 = ZnO22- + 2H+Reaksi-reaksi di atas dipengaruhi oleh perubahan potensial elektroda (a, b, c) dan dipengaruhi pH (b, c, d, e)Reaksi aReaksi ini dipengaruhi E sesuai persamaan NernstE = - 0.76 + (0.059/2) log (10-6)E = - 0.76 0.177 = - 0.937 volt vs SHEPada diagram Pourbaix dinyatakan dalam garis horisontal pada 0.937 volt.Persamaan di atas berlaku untuk pH kecilJika pH meningkat, kecenderungan pembentukan ion hidroksil (OH-) juga semakin besar.Persamaan Nernst menjadi:

Hasilnya adalah garis b dengan titik perpotongan di garis a untuk E = - 0.937 V

Titik potong ini juga merupakan awal pembentukan garis d (vertikal ke atas) yang merupakan batas mulai terbentuk Zn(OH)2Ke empat wilayah pada diagram Pourbaix tersebut menunjukkan kemungkinan-kemungkinan produk korosi pada potensial dan pH tertentuJuga menunjukkan domain-domain adanya reaksi korosi, passivasi, atau daerah kebalDiagram ini akan sangat membantu memperkirakan apakah suatu logam akan terkorosi atau tidak di lingkungan air pada pH tertentu.


Recommended