20. Perhatikan gambar percobaan korosi berikut! UV U Air garam Udara kosong Air suling Air suling dididihkan Minyak goreng (1) (2) (3) (4) (5) Paku yang mengalami korosi paling cepat terjadi pada gambar nomor A. (1) D. (4) B. (2) E. (5) C. (3) 

Pada gambar ini kita punya lima gambar percobaan korosi terhadap paku, lalu kita diminta untuk menentukan korosi yang berlangsung paling cepat, sehingga konsep yang digunakan adalah penentuan reaksi sel pada sel Volta dan aplikasi sel Volta.

Identifikasi Konsep

Apakah kamu sering melihat pagar besi yang berkarat? Kira-kira apa ya penyebabnya? Jawaban sederhana yang mungkin orang berikan adalah karena cat besinya sudah mengelupas, jadi kalau kena hujan akan cepat berkarat. Wah kok bisa seperti itu ya? Besi yang permukaannya tergores atau terkelupas catnya akan mudah bereaksi dengan oksigen di udara sehingga terbentuk senyawa karat \(Fe_2O_3\). Peristiwa tersebut disebut dengan korosi. Nah, kalian tahu gak apa proses yang terjadi pada korosi? Pada korosi itu terjadi reaksi kimia berupa reaksi reduksi dan oksidasi atau redoks. Reaksi ini berlangsung spontan, sehingga korosi merupakan contoh peristiwa yang terjadi karena prinsip sel Volta.

Sebaiknya kita definisikan dulu ya apa itu korosi. Korosi adalah perubahan fisika dan kimia suatu logam karena hilangnya fungsi mekanis dari logam tersebut. Korosi ini bersifat merugikan karena logam yang mengalami korosi biasanya cepat rusak. Misalnya korosi yang terjadi pada besi. Sebenarnya bagaimana sih proses reaksi yang terjadi sampai besi mengalami korosi? Oke, kita coba perhatikan persamaan reaksi yang terjadi pada korosi ya:
\(2Fe (s) → 2Fe^{2+} (aq) + 4e\)
\(O_2 (g) + 2H_2O (l) + 4e → 4OH^-\)
Total reaksi: \( Fe (s) + O_2 (g) + 2H_2O (l) → 2Fe^{2+} (aq) + 4OH^-\)

Di udara, ion \(Fe^{2+}\) mengalami oksidasi lebih lanjut seperti pada reaksi berikut:
\(Fe^{2+} (aq) + O_2 (g) + H_2O (l) → Fe_2O_3.xH_2O (s) + H^+ (aq)\)

Memangnya kondisi seperti apa sih yang bisa mempercepat korosi? Jadi, ada beberapa faktor nih yang menyebabkan korosi menjadi lebih cepat, diantaranya yaitu:
<ul><li>Air dan kelembapan udara</li><li>Adanya larutan elektrolit berupa garam dan/atau asam</li><li>Permukaan logam tidak rata</li></ul>

kalau begitu, bagaimana caranya agar korosi berlangsung lambat atau dicegah? Nah, berikut adalah beberapa cara yang bisa kita gunakan untuk memperlambat korosi, diantaranya:
<ul><li>Tempatkan di daerah yang kering (sedikit kadar oksigen)</li><li>Dengan pengecatan. Misalnya pada pagar rumah.</li><li>Dengan dilumuri oli/pelumas. Contohnya pada rantai sepeda.</li><li>Dilapisi dengan logam lain dengan electroplating. Permukaan logam yang akan dilindungi dipasang sebagai katoda, sementara logam yang melapisi dipasang sebagai anoda. Misalnya, pelapisan menggunakan logam perak pada sendok yang terbuat dari besi. </li><li>Pengorbanan anoda atau perlindungan katodik. Cara ini digunakan untuk mencegah terbentuknya sel elektrokimia. Pengorbanan anoda atau perlindungan katodik ini dilakukan dengan cara menghubungkan logam yang akan dilapisi dengan logam lain yang punya potensial reduksi standar yang lebih kecil. Oleh karena punya potensial reduksi standar yang lebih kecil daripada logam yang dilindungi, logam pelapis ini akan mengalami oksidasi sehingga lama kelamaan akan habis. Nah, makanya disebut dengan pengorbanan anoda. Ketika logam pelapisnya habis maka logam yang dilindungi akan mengalami korosi. Cara ini biasanya dilakukan pada pipa bawah tanah yang dilapisi oleh logam Mg untuk melindungi pipa dari korosi.</li></ul>

Di soal ini ada lima buah percobaan korosi pada paku besi dengan kondisi yang berbeda-beda. Kita diminta untuk menentukan korosi yang berlangsung paling cepat. Untuk itu, kita perlu mengingat faktor apa saja yang bisa mempercepat korosi. Kita analisis satu-persatu ya:

1) paku dimasukkan ke dalam tabung reaksi kosong yang tertutup. Disini berarti faktor yang mempercepat korosi hanyalah udara dalam tabung. Kemungkinan korosi akan berlangsung sangat lambat.

2) paku dalam tabung reaksi berisi air garam dengan kondisi tertutup. Pada percobaan ini faktor yang mempercepat korosi ada air, elektrolit, dan kemungkinan ada oksigen yang terlarut dalam air, sehingga korosi mungkin akan berlangsung lebih cepat.

3) paku dalam tabung reaksi berisi air suling dengan kondisi terbuka. Pada percobaan ini faktor yang mempercepat korosi ada air dan udara sehingga memungkinkan adanya oksigen yang terlarut dalam air. Korosi mungkin dapat berlangsung agak cepat.

4) paku dalam tabung reaksi berisi air suling yang dididihkan dengan kondisi tertutup. Pada percobaan ini faktor yang mempercepat korosi ada air, dan sedikit udara. Air yang dididihkan hanya mengandung sedikit oksigen, sehingga kemungkinan korosi berlangsung lebih lambat.

5) paku dalam tabung reaksi berisi minyak goreng dengan kondisi terbuka. Pada percobaan ini paku yang direndam dalam minyak akan terlindungi meskipun tabung reaksinya terbuka, sehingga korosi bisa terjadi tapi sangat lambat.

Pembahasan