Pengertian dan Defenisi Konsep Passivasi

Passivasi merupakan kata yang tidak asing dan berhubungan dengan korosi atau proses perkaratan. Passivasi merupakan suatu proses yang menguntungkan bagi suatu bahan karna dapat menghambat proses perkaratan lebih lanjut.

A. PENGERTIAN PASSIVASI

Pasivasi adalah proses pembentukan senyawa oksida logam di permukaan logam tersebut untuk mencegah proses perkaratan lebih lanjut. 

Lapisan oksida logam tersebut jarang disebut dengan karat karena menguntungkan walau sebenarnya mirip. Pasivasi terjadi pada stainless steel, aluminium, titanium, dan senyawa logam lainnya yang tidak dapat berkarat dalam artian umum, karena sesungguhnya mereka berkarat meski hanya di permukaannya.

Salah satu jenis korosi yang terkenal adalah korosi galvanik. Korosi ini terjadi ketika dua logam yang berbeda terjadi kontak yang mengakibatkan terjadinya aliran elektron. Korosi ini menyebabkan salah satu logam mengalami korosi sedangkan logam lainnya tidak dapat mengalami korosi. Dalam ha ini, logam yang mengalami perkaratan tersebut 'dikorbankan' untuk menahan proses korosi dari logam lainnya. Hal ini umum terjadi dalam dunia industri untuk mencegah proses perkaratan lebih lanjut terhadap suatu komponen, misalnya pipa besi yang ditanam dalam tanah, badan kapal laut, dan sebagainya yang rentan terhadap korosi.

Korosi juga bisa terjadi akibat temperatur tinggi yang mengakibatkan atom-atom dalam suatu material mengalami deteriorasi. Hal ini dapat terjadi jika suatu material dalam temperatur tinggi diekspos ke atmosfer yang mengandung oksigen, sulfur, atau senyawa lainnya yang mampu mengoksidasi material tersebut. Hal ini umum terjadi pada mesin-mesin kendaraan, mesin industri, dan mesin lainnya yang bekerja pada temperatur tinggi. Penggunaan pelumas membantu menurunkan temperatur dan melapisi mesin sehingga mencegah korosi (atau biasa disebut dengan keausan mesin).

Metode yang umum digunakan dalam mencegah korosi diantaranya:
* Perlakuan terhadap permukaan. Hal ini dapat dilakukan dengan pengaplikasian zat pelapis, pelapisan zat reaktif, dan anodisasi.
** Pemberian plat atau lempengan logam, pengecatan, atau pemberian lapisan enamel pada suatu material adalah cara yang umum dilakukan dalam mencegah korosi dengan metode perlakuan terhadap permukaan. Mereka bekerja dengan memberikan perlindungan terhadap suatu material yang mungkin akan berkarat, mencegahnya terekspos ke atmosfer atau senyawa korosif lainnya. Namun dalam proses pelapisan dengan logam, perlu diperhatikan jenis logam yang akan melapisi dan dilapisi karena jika salah akan mengakibatkan korosi galvanik dan menyebabkan korosi yang terjadi lebih parah.
** Pemberian lapisan reaktif umumnya pemberian senyawa yang dapat menyatu dengan material dan menjadi penghambat terjadinya korosi akibat reaksi kimia, bukan karena sifat galvanik dari senyawa tersebut. Senyawa-senyawa tersebut dapat berupa senyawa mineral laut dan surfaktan.
** Anodisasi adalah proses pencegahan korosi dengan mengisi pori-pori logam dengan senyawa anti karat dengan cara merendamnya dalam suatu larutan garam-garaman. Perendaman ini umumnya dilakukan sesaat setelah terjadinya proses pencetakan dengan maksud pendinginan dan sekaligus anodisasi agar logam yang terbentuk menjadi lebih kuat dan tahan korosi. Jika permukaannya tergores, maka proses pasivasi akan terjadi dan melindungi bagian yang tergores, meski logam aslinya tidak mungkin melakukan pasivasi.
* Proteksi katodik, yaitu proteksi pengorbanan anoda dan pemberian arus listrik pencegah korosi.
** Proteksi pengorbanan anoda yaitu proteksi dengan memberikan anoda kepada logam yang akan dilindungi, sehingga logam yang dilindungi menjadi katoda. Logam yang dilindungi akan mendapatkan donor elektron dari anoda sehingga katoda terhindari dari korosi, sedangkan anoda yang kehilangan elektron akan mengalami korosi.
** Pemberian arus listrik pencegah korosi umum dilakukan untuk struktur yang besar di mana pengorbanan anoda tidak dapat dilakukan dengan alasan efisiensi. Arus yang diberikan umumnya berupa arus DC. Arus, yang merupakan aliran elektron, akan melindungi logam tersebut dari korosi.

B. Pengaruh Lingkungan, Suhu, Kecepatan , Konsentrasi dan Pengoksidasi

1.      Pengaruh dari potensial ini adalah :

a.       Bila potensial logam semakin tinggi atau di buat lebih tinggi, maka kecendrungan terkorosi semakin rendah.

b.      Penaikan potensial dapat mengakibatkan pasivasi pada baja karbon atau paduannya.

c.       Dapat menjadi acuan untuk metoda anodisasi atau proteksi anodik. Dan proteksi katodik adalah membuat logam yang di lindungi berada pada posisi nobel dan berpotensial tinggi.

Gambar di atas adalah sistem sel galvanis dari dua logam jenis yang berbeda, dimana secara prinsip perbedaan itu terletak pada tingkat kelarutan, yang menjadikan mana anoda dan mana katoda. Tingkat kelarutan atau di sebut juga tingkat kemuliaan dari logam-logam dalam suatu elektrolit atau lingkungan, di tentukan menurut besarnya potensial elektroda, yaitu potensial elektro kimia dari reaksi pembentukan ion dan elektron atau sebaliknya. Besarnya potensial tergantung kepada jenis, keadaan logam dan larutan. Potensial yang di ukur adalah perbedaan potensial masing-masing jenis logam terhadap elektroda standar H₂(standard Hydrogen Elektroda- SHE) sebagai pembanding. Pada tabel 1, adalah rangkaian besarnya potensial masing-masing jenis logam yang di sebut dengan deret Volta (EMF) dalam larutan satandar 1 grion/1000grH₂O) 1 atm dan 25^oC.

Dalam tabel tersebut potensial H₂ = 0 Volt, logam-logam di atasnya lebih mulia dan di bawahnya lebih mudah teroksidasi (lebih aktif)

2.      Pengaruh Temperatur

Laju korosi di pengaruhi oleh temperatur mengikuti teori Arhenius

r= A exp (-E/RT)

dimana = r = laju korosi

               E = energi aktivasi

               R = Konstanta

               T = Temperatur absolut

Pada kasus baja, sebagai contoh pada larutan dingin dan panas, bila larutan bertemperatur tinggi  dapat menyebabkan tingkat ke asaman yang tinggi pula dan bila temperatur yang tinggi  mengakibatkan difusi  oksigen yang tinggi dalam larutan, maka korosi dapat menjadi cepat.

3.      Pengaruh pH (keasaman)

Pada keasaman yang tinggi dimana pH<5 ;

a.       Korosi besi pada larutan asam selain di pengaruhi oleh pH, juga di pengaruhi oleh konsentrasi ion dalam larutan. Dalam Asam sulfat dengan pH =0-4, laju korosi di pengaruhi oleh konsentrasi Fe SO₄

b.      Pada larutan HCL, konsentrasi ion tidak berpengaruh

c.       Penambahan unsur Ni pada baja paduan akan memperbaiki ketahanan korosi dalam larutan asam sulfat.

Pada kondisi mendekati netral (5<pH<9)

-          Lapisan hidroksida di permukaan besi lebih tahan melekat di bandingkan pada kondisi yang lebih asam

-          Pengaruh kandungan Chlor dan oksigen lebih dominan.

Pada kondisi ke asaman rendah (pH<9)

-          Baja terkorosi pada kandungan (Fe(OH)₃)^- dan (Fe(OH)₄)^-

-          pH dan temperatur yang lebih tinggi dapat menyebabkan SCC (stress corrosion cracking)

4.      Pengaruh kecepatan fluida

-          Kecepatan aliran fluida berpengaruh terhadap laju korosi, karena mempengaruhi pertukaran ion dan elektron di permukaan logam.

-          Fluida yang mengalir dengan lambat atau stagnant, dapat mengakibatkan korosi setempat.

-          Untuk menghindari korosi ada kecepatan tertentu yang harus di penuhi.

-          Bila fluida bersifat agresif dan mempunyai kecepatan yang cukup, maka dapat terjadi korosi erosi

-          Semakin tinggi kecepatan fluida, maka faktor perusakan mekanik menjadi dominan di banding  kerudakan akibat korosi.

5.      Pengaruh Konsentrasi

-          Konsentrasi oksigen dalam larutan dapat mempercepat reaksi

-          Kandungan unsur reakstif dalam jumlah terrbatas, dapat menciptakan pasivasi

-          Tetapi dalam konsentrasi yang lebih besar, maka lapisan pasif dapat mengalami kerusakan.

Klasifikasi proses korosi dapat di lihat lebih rinci dari segi kondisi dan jenis reaksi utama dari proses korosi, antara lain :

a.       Reaksi kimia tanpa lapisan yang terbentuk.

Reaksi ini adalah reaksi kimia langsung antara logam dan lingkungan, tanpa terbentuk lapisan dan tanpa perpindahan muatan (elektron) misal antara logam dengan logam cair, lelehan garam, atau bukan larutan dalam air.

b.      Reaksi elektrokimia dengan melibatkan perpindahan muatan (elektron) melalui pertemuan dua permukaan, reaksi ini di bedakan oleh ;

1.      Adanya anoda dan katoda, tapi tidak jelas secara fisik terpisah keberadaannya.

2.      Adanya anoda dan katoda yang jelas keberadaannya, terukur jarak dan perpindahan muatan melalui logam antara anoda dan katoda.

3.      Jenis anoda dan katoda yang terjadi pada masing-masing pertemuan permukaan yang berbeda, misalnya pada reaksi oksidasi antara logam dengan gas oksigen tanpa melibatkan komponen air (diatas temperatur kamar) yang menghasilkan lapisan oksida, sehingga antar muka logam- oksida sebagai anoda dan antar muka oksida-oksigen sebagai katoda.

C. KRITERIA PASIVASI

Pada gejala pasivasi dimana beberapa jenis logam membentuk lapisan pelindung seperti contoh (logam alumunium dan baja tahan karat) mungkin terpa­sifasi karena bereaksi dengan oksigen pada permukaan terbentuk lapisan pelindung logam yang terisolasi listrik tidak mungkin terkorosi.Selaput lapisan ini sangat penting khususnya untuk alumunium dan baja tahan karat yang mengandung krom, inhibitor adalah ikatan-ikatan tertentu yang ditambahkan pada elektrolit untuk membatasi korosi bejana logam inhibitor karat banyak digunakan untuk menghambat korosi dalam radiator kendaraan bermotor. Inhibitor terdiri dari anion atom ganda yang dapat masuk ke permukaan logam dan dengan demikian mengha­silkan selaput lapisan tunggal yang kaya oksigen. Selaput ini menyerupai lapisan yang terbentuk pada pasivasi. Biasanya inhibitor terdiri dari ikatan yang mengandung kromat, fosfat atau ion elemen transisi lainnya yang mudah teroksidasi.