Jawaban 1-15 Ujian Tengah Semester Pelapisan Logam [PDF]

Citation preview

1.Peristiwa korosi pada logam sangat merugikan, tahun berapa pertama sekali laporan pemecahan masalah korosi, jelaskan dengan contoh dan gambar tentang penelitian korosi yang anda ketahui! Jawab:



Pada tahun 1908 2 pabrik baja besar di Sheffield setuju untuk membiayai laboratorium riset umum: Brown Firth Research Laboratories, di mana Brearley memimpin proyek itu. Pada tahun 1912 laboratorium tersebut meneliti korosi laras senapan. Masalahnya adalah baja tersebut tidak tahan suhu tinggi. Brearley mulai menguji penambahan kromium ke baja. Penelitian itu berfokus pada penghitungan sejumlah tingkat karbon, kromium, dan besi yang diberikan



2. Apa beda korosi dan karat, dan berapa macam yang anda ketahui tentang bagaimana korosi membebani peradaban manusia, dan jelaskan dari aspek kuaangan dan implikasinya. Lengkapi dengan gambar yang relevan Jawab: Karat dan korosi adalah dua proses kimia yang mengakibatkan disentegrasi material terutama logam.Selain itu ,kita semua pasti menemukan fenomena karat dan korosi di beberapa titik dalam kehidupan kita.Berikut ini adalah perbedaan korosi dan karat: 2.a Defenisi Korosi adalah proses kerusakan bahan akibat reaksi kimia,elektrokimia atau lainya.Sedangkan Karat adalah bagian dari korosi dan merupakan proses kimia yang menghasilkan pembentukan lapisan merah atau orange pada permukaan logam. 2.b Tempat Korosi



dapat



terjadi



pada



permukaan



yang



berbeda



seperti



kulit,kayu,logam,dll.Sedangkan Karat biasanya terjadi pada permukaan besi dan campuranya.



Macam hal yang membebani manusia akibat korosi: 1.Kerusakan perangkat/Estetika bahan menurun



Korosi membuat perangkaan logam menjadi rapuh,dimana lapisan karat akan mengelupas,dan membuat perangkat menjadi lebih mudah patah atau berlubang,misalnya adalah terlihat pada atap yang terbuat dari seng yang berlubang sehingga air hujan dapat masuk. 2.Cedera dan Kecelakan Kerusakan akibat logam berkarat pada giliranya akan menyebabkan cedera dan kecelakaan



saat digunakan .Misalnya pada saat kita menggunakan tangga besi yang



berkarat,tangga tersebut dapat rubuh dan kita bisa jatuh. 3.Kontaminasi air Korosi atau karat yang berbentuk akan larut dalam air.Pada penggunaan dimana kontak dengan air sangat banyak,misalnya pada pipa air yang terbuat dari besi,karat ini dapat masuk ke sistem peredaran air dan menjadikanya tercemar,dan menjadikan air tidak sehat digunakan. 3. Gambarkan profil untuk reaksi yang mengubah A+B →C+D melalui suatu keadaan peralihan, lengkapi dengan persamaan yang relevan. Jawab: Sebuah konsep penting yang membantu menjelaskan laju reaksi korosi adalah Teori Keadaan Peralihan (Transition State Theory). Perhatikan persamaan berikut: A+B



C+D



Dimana dua zat A dan B, yang dikenal sebagai reaktan, saling berinteraksi sedemikian rupa untuk membentuk dua zat baru, C dan D, yang disebut hasil reaksi. Agar dapat menghasilkan zat – zat baru, A dan B bukan hanya harus saling sentuh melainkan juga harus berpadu secara fisik guna membentuk suatu zat antara AB. AB disebut keadaan peralihan, dan reorganisasi keadaan peralihan inilah yang kemudian langsung menghasilkan C + D. 4. Unsur apa saja yang membentuk 91% zat kerak bumi Jawab: Kerak Bumi adalah lapisan terluar Bumi yang terbagi menjadi dua kategori, yaitu kerak samudra dan kerak benua. Kerak samudra mempunyai ketebalan sekitar 5-10 km



sedangkan kerak benua mempunyai ketebalan sekitar 20-70 km. Penyusun kerak samudra yang utama adalah batuan basalt, sedangkan batuan penyusun kerak benua yang utama adalah granit, yang tidak sepadat batuan basalt. Kerak Bumi dan sebagian mantel luar Bumi membentuk lapisan litosfer dengan ketebalan total kurang lebih 80 km. 5. Jelaskan mengapa logam disebut mempunyai bentuk kristal, padahal baik wujud maupun sifat-sifatnya sama sekali tidak menyerupai intan atau gula pasir. Jawab: dikatakan Kristal logam



karena Kristal dengan kisi yang terdiri atas



atom logam yang terikat melalui ikatan logam. Atom logam merupakan atom yang memiliki energi ionisasi kecil sehingga elektron valensinya mudah lepas dan menyebabkan atom membentuk kation. Bila dua atom logam saling mendekat, maka akan terjadi tumpah tindih antara orbital-orbitalnya sehingga membentuk suatu orbital molekul. Semakin banyak atom logam yang saling berinteraksi, maka akan semakin banyak terjadi tumpang tindih orbital sehingga membentuk suatu orbital molekul baru. Terjadinya tumpang tindih orbital yang



berulang-ulang



menyebabkan elektron-elektron pada



kulit



terluar



setiap



atom



dipengaruhi oleh atom lain sehingga dapat bergerak bebas di dalam kisi. Salah satu sifat kristal logam adalah dapat ditempa. Sifat ini diperoleh dari ikatan logam yang membentuknya. Dalam ikatan logam, terjadi interaksi antara atom/ion dengan elektron bebas di sekitarnya sehingga dapat membuat logam mempertahankan strukturnya bila diberikan suatu gaya yang kuat. 6. Apa yang dimaksud dengan korosi? Jelaskan dengan lengkap. Jawab:.Korosi adalah



penurunan mutu logam akibat



reaksi elektrokimia



dengan



lingkungannya. Penurunan mutu logam tidak hanya melibatkan reaksi kimia namun juga reaksi elektrokimia, yaitu antara bahan-bahan bersangkutan terjadi perpindahan elektron. Karena elektron adalah sesuatu yang bermuatan negatif, maka pengangkutannya menimbulkan arus listrik. Dalam banyak hal korosi menyebabkan penurunan daya guna suatu komponen atau peralatan yang dibuat dari logam seperti peralatan pabrik, peralatan kimia, pembuatan jembatan dan sebagainya. Peristiwa korosi tidak akan terjadi dengan sendirinya melainkan ada factor-faktor tertentu yang menyebabkan timbulnya peristiwa korosi. 7. Gambarkan sjala pH dan pOH



Jawab: Gambar indicator dan rumus perhitungan pH(asam lemah) dan poH(basa lemah)



8. Semua benda bisa dibuat menjadi padat, atau menjadi cair, jelaskan cara membuat benda gas atau cair menjadi padat, dan bagaimana proses benda cair dan gas menjadi padat Jawab:



1.Membuat benda cair jadi padat(Membeku) Peristiwa perubahan wujud dari cair menjadi padat isebut membeku. Dalam peristiwa ini zat melepaskan energi panas. Contoh peristiwa membeku yaitu air yang dimasukkan dalam freezer akan menjadi es batu, lilin cair yang didinginkan. 2.Membuat benda gas menjadi padat(Mengkristal) Peristiwa perubahan wujud dari gas menjadi padat disebut mengkristal. Dalam peristiwa ini zat melepaskan energi panas. Contoh mengkristal adalah pada peristiwa berubahnya uap menjadi salju. .9. Logam dalam prosesnya bisa mengalami cacat struktur, jelaskan cacat-cacat apa yang terjadi pada struktur logam. Dan jelaskan apa yang dimaksud dengan cacat kekosogan, subtitusi dan intersisi pada logam, pergunakan gambar dan keterangan.



Jawab: Berdasarkan geometrinya, cacat/defect  pada material dapat dibagi dalam 4 (empat) katagori , yaitu: 1.



Cacat titik



Cacat titik yang paling sederhana adalah kekosongan (vacancy)  disini ada atom yang hilang dalam kristal.  Cacat titik ini merupakan hasil dari penumpukan yang salah sewaktu kristalisasi atau juga dapat terjadi  pada suhu yang tinggi  oleh  karena energi thermal meningkat 2.        Cacat garis Dislokasi merupakan ketidak-sempurnaan kristal karena penempatan atom yang tidak pada tempat yang semestinya. Dislokasi dinyatakan dengan vektor Burger  yang menggambarkan baik besarmaupun arah dislokasi. Suatu untaian atom ke atom mengelilingi sumbudislokasi akan terputus oleh vektor Burger 3.Cacat bidang (interfacial defect) Pada bahan polikristal, zat padat tersusun oleh kristal-kristal kecil yang disebut butir (grain). Setiap butir dapat berukuran mulai dari nanometer hingga mikrometer. Pada setiap butir atom-atom tersusun pada arah tertentu, dan arah keteraturan atom ini bervariasi dari satu butir ke butir lain.  . 4.Cacat Ruang (Bulk defect) Perubahan bentuk secara permanen disebut dengan Deformasi Plastis, deformasi plastis terjadi dengan mekanisme : a. Slip, yaitu : Perubahan dari metallic material oleh pergerakan dari luar sepanjang Kristal. Bidang slip dan arah slip terjadi pada bidang grafik dan arah atom yang paling padat karena dia butuh energi yang paling ringan atau kecil. b. Twinning terjadi bila satu bagian dari butir berubah orientasinya sedemikian rupa sehingga susunan atom di bagian tersebut akan membentuk simetri dengan bagian kristal yang lain yang tidak mengalami twinning.



10. Korosi dan Elektroplating adalah suatu reaksi yang melepaskan listrik dan memerlukan energi listrik. Lengkapi persamaan-persamaan berikut Volt = V = I R Ket.



V= Volt I = Kuat arus listrik R= Hambatan



Coulomb=



Hambatan=



11. Gambarkan aliran elektron pada rangkaian listrik Jawab:



12. Tuliskan reaksi korosi besi. Jawab:



Rumus kimia karat besi adalah Fe2O3.nH2O, suatu zat padat yang berwarna coklatmerah. Korosi merupakan proses elektrokimia. Pada korosi besi, bagian tertentu dari besi itu berlaku sebagai anode, di mana besi mengalami oksidasi. Fe(s) Fe2+(aq) + 2e Elektron yang dibebaskan di anode mengalir ke bagian lain dari besi itu yang bertindak sebagai katode, di mana oksigen tereduksi



.



O2(g) + 4H+(aq) + 4e 2H2O(l) atau O2(g) + 2H2O(l) + 4e 4OH-(aq)



13. Peristiwa korosi adalah kebalikan dari peristiwa elektropalting, jelaskan alat-alat yang dibutuhkan dalam melakukan percobaan korosi, lengkapi dengan gambar dan keterangan lengkap Jawab: Alat dan bahan percobaan korosi yaitu “Praktikum Korosi Terhadap Paku” 1.



5 gelas plastic



2. 5 buah paku



3. Plastik 4. Karet gelang



6.Air mentah



5. Air matang



7.Garam



14. Pada percobaan korosi selalau menggunakan 2 elektroda sedangkan pada proses electroplating elektroda sering variasi dikombinasikan, jelaskan kenapa pada percobaan korosi selalu menggunakan 2 elektroda. Jawab: 15 Jelaskan profil energi termodinamil untuk logam dan senyawa-senyawanya seperti gambar 1



Gambar 1 profil energi termodinamil untuk logam dan senyawa-senyawanya Jawab: Pernyatan pertama atau hokum pertama thermodinamika sangat penting dalam pengkajian perubahan-perubahan yang terjadi ketika logam mengalami korosi.Pernyataan kedua atau hokum kedua thermodinamika menyatakan ketika korosi berlangsung secara alami,proses yang terjadi secara spontan dan di sertai pelepasan energi bebas.Dalam keadaan yang sebebas-bebasnya,alam akan meminimumkan energi,dan dengan korosilah alam meminimumkan energi logam-logam.