Perlindungan Besi dari Korosi/Perkaratan

Perlindungan besi dari korosi adalah serangkaian metode yang digunakan untuk mencegah atau memperlambat proses korosi (perkaratan) pada besi. Korosi adalah masalah umum yang dapat menyebabkan kerusakan dan kerugian ekonomi yang signifikan.

Benda-benda tang terbuat dari besi mudah mengalami korosi karena umumnya bukan terbuat dari besi murni, melainkan campuran dengan unsur-unsur lain. Jika logam pencapurnya lebih mulia dari besi atau mempunyai potensial reduksi standar yang lebih besar daripada besi maka terjadilah reaksi redoks.

Paduan logam ini seolah-olah menjadi suatu sel volta yang mengalami hubungan pendek (korslet) oleh badan besi itu sendiri. Besi akan mejnadi anode yang dapat teroksidasi secara terus-menerus hingga habis. Peristiwa ini lebih cepat terjadi jika besi berada di udara lembap atau terkena aiir.

Selain uap air, di udara juga terdapat gas-gas lain seperti CO₂ atau SO₂. Gas-gas ini apabila bertemu dengan air akan membentuk larutan H₂CO₃ atau H₂SO₄ yang bersifat elektrolit dan memicu perkaratan.

Bagaimana cara melindungi logam besi dari korosi? Terdapat dua cara untuk mencegah korosi pada logam, yaitu perlindungan mekanis dan perlindungan elektrokimia.

Perlindungan Mekanis

Perlindungan mekanis dilakukan supaya permukaan logam tidak berhubungna dengan oksigen dan air di udara. Perlindungan mekanis dapat dilakukan dengan cara pengecatan logam, melapisi logam dengan minyak, melapisi logam dengan logam lain yang harga potensial reduksi standar (E⁰)nya lebih kecil (penyepuhan), atau pembuatan paduan (aliasi) logam. Mengapa demikian?

Apabila terjadi goresan pada logam yang dilapisi, logam pelindung akan menjadi anode pada sel Volta mini yang terjadi. Akibatnya logam yang dilindungi tidak akan teroksidasi selama logam pelindung masih ada.

1. Besi yang Dilapis Seng
   Besi (E⁰ = -0,44 V) akan lebih baik keadaannya apabila dilapisi dengan seng (E⁰ = – 0,76V) daripada dilapisi dengan timah (E⁰ = – 0,14 V). Apabila terjadi goresan atau lapisan pelindung seng mengelupas, kedua logam akan muncul di permukaan. Adanya uap air, gas CO₂ di udara, dan partikel-partikel lain mengakibatkan terjadinya sel Volta mini dengan Zn menjadi anodenya dan Fe sebagai katodenya. Zn akan teroksidasi terlebih dahulu karena harga E⁰-nya lebih kecil daripada Fe sehingga korosi elektrolitik (reaksi elektrokimia yang mengoksidasi logam) tidak terjadi.
   Reaksi yang terjadi sebagai berikut.
   Anode (-)        :  Zn(s) →  Zn²⁺(aq) + 2e
   Katode (+)      : 2H₂O(l) + 2e  → H₂(g) + 2OH^– (aq)
   Fe pada kondisi ini tidak teroksidasi.
2. Besi yang Dilapis Timah
   Bagaimana jika besi dilapisi timah? Apabila terjadi goresan atau lapisan pelindung timah mengelupas, kedua logam akan muncul di permukaan. Adanya uap air, gas CO₂ , dan partikel-partikel lain di udara memicu terjadinya sel Volta mini. Fe bertindak sebagai anode karena E⁰_Fe lebih kecil daripada E⁰_Sn sehingga Fe teroksidasi lebih dahulu. Proses ini dinamakan proses korosi elektrolitik. Dengan demikian, pelat besi yang dilapisi timah akan lebih cepat berlubang-lubang. Akan tetapi, dari segi keindahan, besi yang dilapisi dengan Ni, Cr, atau Sn tampak lebih bagus daripada besi yang dilapisi Zn.
   Reaksi yang terjadi:
   Anode(-)          : Fe(s) →  Fe²⁺(aq) + 2e
   Katode(+)        : 2H₂O(l) + 2e →  H₂(g) + 2OH^–(aq)

Perlindungan Elektrokimia

Perlindungan elektrokimia bertujuan mencegah terjadinya korosi elektrolitik. Perlindungan elektrokimia ini disebut juga perlindungan katode (proteksi katodik) atau pengorbanan anode (anodeising). Cara ini dilakukan dengan menghubungkan logam dengan logam pelindung, yaitu logam yang lebih tidak mulia (Eº-nya lebih kecil). Logam pelindung ditanam di dalam tanah atau air dekat logam yang akan dilindungi sehingga akan terbentuk sel Volta raksasa dengan logam pelindung bertindak sebagai anode.

Contoh-contoh proteksi katodik.

1. Pipa-pipa air agar tidak berkarat, pada jarak tertentu dihubungkan dengan logam Mg (berupa lempeng). Logam Mg ditanam di dalam bak-bak berisi pasir.
2. Menara-menara raksasa yang terbuat dari besi dapat dilindungi dari karat dengan meng-hubungkan kaki menara dengan lempeng magnesium yang ditanam dalam tanah. Dengan demikian menara besi akan menjadi katode dan lempeng Mg sebagai.
3. Baling-baling kapal laut yang selalu berada di dalam air dapat dilindungi dengan cara yang sama seperti cara melindungi pipa air dan menara raksasa.