PENGARUH INHIBITOR KOROSI BERBASISKAN ... - …lib.ui.ac.id/file?file=digital/20295414-S1785-Pengaruh inhibitor.pdf · pengaruh inhibitor korosi berbasiskan senyawa fenolik untuk

PENGARUH INHIBITOR KOROSI BERBASISKAN SENYAWA

FENOLIK UNTUK PROTEKSI PIPA BAJA KARBON PADA

LINGKUNGAN 0.5, 1.5, 2.5, 3.5 % NaCl YANG MENGANDUNG

GAS CO2

SKRIPSI

ALFIN AL HAKIM

0906605353

DEPARTEMEN METALURGI DAN MATERIAL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS INDONESIA

DEPOK

Pengaruh inhibitor..., Alfin Al Hakim, FT UI, 2011


PENGARUH INHIBITOR KOROSI BERBASISKAN SENYAWA

FENOLIK UNTUK PROTEKSI PIPA BAJA KARBON PADA

LINGKUNGAN 0.5, 1.5, 2.5, 3.5 % NaCl YANG MENGANDUNG

GAS CO2

SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

ALFIN AL HAKIM

0906605353

FAKULTAS TEKNIK

DEPARTEMEN METALURGI DAN MATERIAL

DEPOK

DESEMBER 2011



" E~(a:"A If

1\111 111\1 I Iakirn

()90()()O ~ 1 5 1

Ian M !2fPrI !,;

I Herb3S1skan

Unru

l .mgkuugnn 0 5,

Mcnunudurn

h be r hssl l di perta hunknn di hadapan Dew an Pengu]i

ba uia n pe rs ynratnn yang diperlukan untu k memoero lea

rj _n ATekn ik padu Program Studi Tcknik M eta lu rgi dan

ik Univers itas Indonesia

DE\VAN P ENGUJI

Pembimbing Ir Andi Rustandi, MT.

-

r Lu i I

III

Jr Bambanu Priyono M.T

r..er.J zuJI


iv UNIVERSITAS INDONESIA

KATA PENGANTAR

Puji syukur senantiasa penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang selalu

memberikan berkah, kebahagiaan serta rahmatNya dalam kehidupan penulis. Atas

segala karuniaNya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai syarat

menempuh ujian akhir Sarjana di Departemen Metalurgi dan Material Fakultas

Teknik Universitas Indonesia. Segala rasa syukur penulis haturkan dalam doa dan

ucapan terima kasih ini.

Skripsi ini penulis dedikasikan untuk kedua orang tua tercinta, Mama dan

Papa yang selalu mencurahkan kasih sayangnya kepada penulis, maaf bila banyak

waktu penulis untuk Mama dan Papa berkurang belakangan ini saat menghadapi

penyusunan skripsi, dan terima kasih yang tak terhingga atas dukungannya saat

penulis menyelesaikan skripsi ini. Terimakasih terdalam kepada kedua kakak dan

adik tersayang penulis yang selalu memberi semangat dan dukungan selama ini.

Penulis ingin mengucapkan terima kasih yang tulus kepada Ir. Andi

Rustandi, MT selaku pembimbing penulis dalam penyusunan skripsi ini.

Terimakasih atas segala bimbingan, nasihat, serta pelajaran hidup yang beliau

berikan selama ini, sehingga penulis memiliki pandangan dan wawasan baru

mengenai berbagai hal. Terima kasih pula atas perhatian dan sikap kebapakan

beliau saat membimbing penulis yang disertai dengan sikap penuh kesabaran.

Penulis menyadari terdapat berbagai pihak yang berkontribusi dalam

memberikan dukungan, bantuan, serta bimbingan kepada penulis selama ini. Oleh

karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Prof. Dr-Ing. Ir. Bambang Suharno, selaku Kepala Departemen Teknik

Metalurgi dan Material FTUI;

2. Dwi Marta Nurjaya S.T, M.T, selaku Pembimbing Akademis Departemen

Teknik Metalurgi dan Material FTUI;

3. Ir. Ahmad Herman Yuwono, Phd, selaku Koordinator Mata Kuliah Spesial

Departemen Metalurgi dan Material FTUI;


v UNIVERSITAS INDONESIA

4. Seluruh dosen Departemen Teknik Metalurgi dan Material, yang telah

memberikan pengetahuan dan ilmunya sehingga penulis mampu

menyelesaikan skripsi ini;

5. Seluruh karyawan Departemen Teknik Metalurgi dan Material yang telah

menyempatkan waktunya untuk membantu hingga akhirnya penulis dapat

menyelesaiakan skripsi ini;

6. Azis, Tezar, dan Yoga selaku rekan penelitan yang telah bersama berbagi

pengetahuan baru, pengalaman, dan juga kesulitan. Terima kasih atas

pertemanannya, semoga bisa bekerja sama kembali di lain tempat dan di

lain waktu;

7. Dito, mas Fadila, mas Farhan, bang Rai yang telah membantu penulis

dalam berbagai pengalaman penelitian, berbagi jurnal serta pengetahuan

mengenai bahan penelitian;

8. Seorang yang istimewa Nissia Apriyanti, yang selalu mengingatkan dan

menegur penulis, mendengar keluhan penulis, dan selalu memberikan

dukungan, motivasi dan suntikan semangat yang berkelanjutan ketika

penulis menyelesaikan skripsi ini;

9. Drs. Sunardi, M.Si, dan seluruh tim Lab Afiliasi Kimia UI (Bang Pito,

Bang Puji, Mas Agus, Om Rasyid, Novi, Mila, Rispa, Dyo, Daniel, Randy,

Au) atas bantuan dan kerja samanya sehingga penulis dapat menyelesaikan

skripsi ini;

10. Seluruh sahabat di ekst Metalurgi dan Material angkatan 2009 (Bos

Singgih, Mas John, Mas Budi, Johny, Arfiandi, Anfius, Dedi, Shandy,

Bayu, Cica) Terima kasih atas persahabatannya yang unik hingga dapat

menghilangkan kebingungan, kesulitan dan kegalauan ketika penulis

menyelesaikan skripsi ini. Semoga ikatan persahabatan ini tidak akan

putus hingga masa tua nanti;

11. Seluruh Mahasiswa Dept Metalurgi dan Material, baik kelas ekstensi

ataupun kelas reguler, terima kasih atas bantuan dan dukungan

semangatnya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini;

12. Seluruh sahabat lulusan Kimia Terapan angkatan 2005 (Ika, Mila, Fitri,

dkk), semoga ikatan ini tetap terjalin hingga umur yang memisahkan kita;


vi UNIVERSITAS INDONESIA

13. Seluruh pihak yang turut membantu penulis yang namanya tidak dapat

penulis sebutkan satu persatu;

Semoga skripsi ini selalu dapat bermanfaat untuk perkembangan ilmu

pengetahuan bagi mahasiswa dan masyarakat saat ini dan dikemudian hari.

Penulis

2011


vii UNIVERSITAS INDONESIA

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademik Universitas Indonesia, saya yang bertanda tangan di

bawah ini, :

Nama : Alfin Al Hakim

NPM : 0906605353

Program Studi : Teknik Metalurgi dan Material

Departemen : Metalurgi dan Material

Fakultas : Teknik

Jenis Karya : Skripsi

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada

Universitas Indonesia Hak Bebas Royalti Non-eksklusif (Non-exclusive

Royalty-Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul :

PENGARUH INHIBITOR KOROSI BERBASISKAN SENYAWA FENOLIK

UNTUK PROTEKSI PIPA BAJA KARBON PADA

LINGKUNGAN 0.5, 1.5, 2.5, 3.5 % NaCl YANG MENGANDUNG GAS CO2

beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti

Nonekslusif ini, Universitas Indonesia berhak menyimpan, mengalihmedia atau

formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat, dan

mempublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya

sebagai penulis atau pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di : Depok

Pada Tanggal : 29 Desember 2011

Yang menyatakan

(Alfin Al Hakim)


viii UNIVERSITAS INDONESIA

ABSTRAK

Nama : Alfin Al Hakim

NPM : 0906605353

Program Studi : Teknik Metalurgi dan Material

Judul Skripsi : Pengaruh Inhibitor Korosi Berbasiskan Senyawa

Fenolik Untuk Proteksi Pipa Baja Karbon Pada

Lingkungan 0.5; 1.5; 2.5; 3.5 % NaCl yang

Mengandung Gas CO2

Perilaku inhibisi senyawa fenolik yang ditambahkan pada baja karbon rendah di

lingkungan 0.5; 1.5; 2.5; 3.5 % NaCl yang Mengandung Gas CO2 telah diteliti

dengan menggunakan metode ekstrapolasi tafel. Senyawa Fenolik ini dipilih

sebagai green corrosion inhibitor karena mengandung senyawa antioksidan yang

dapat menghambat laju korosi. Waktu perendaman sampel baja karbon dengan

Green inhibitor selama 3 hari dan dialirkan gas CO2 kedalam larutan yang

mengandung garam NaCl. Hasil penelitian menunjukan ekstrak dari Green tea

dan Piper betle merupakan inhibitor korosi yang sangat efektif untuk baja karbon

rendah pada sweet enviroment, karena dapat menghambat laju korosi secara

signifikan dengan efisiensi sebesar 57.03 – 73.94 % dengan dilakukan pengujian

laju korosi dengan metode tafel.

Kata kunci :

Baja Karbon Rendah; Green Tea; Piper Betle; Sweet Enviroment; Metode Tafel


ix UNIVERSITAS INDONESIA

ABSTRACT

Name : Alfin Al Hakim

NPM : 0906605353

Major : Metallurgy and Material Engineering

Title : Effect of Phenolic Compounds Based Corrosion

Inhibitor for Carbon Steel Pipe Protection of the

Enviroment 0.5; 1.5; 2.5; 3.5 % NaCl Containing

CO2 Gases

Behavioral inhibition of phenolic compounds that are added to a low carbon steel

in environment 0.5 %; 1.5 %; 2.5 %; 3.5 % NaCl containing CO2 gases has been

investigated by using the extrapolation method tafel. Phenolic compounds were

selected as a green corrosion inhibitor because they contain antioxidant

compounds that can inhibit the corrosion rate. Immersion time of carbon steel

samples with the Green inhibitor for three days and CO2 gases is passed into a

solution containing NaCl salt. The results showed extracts of Green tea and Piper

betle is a highly effective corrosion inhibitor for low carbon steel in sweet

Environment, because it can significantly inhibit the corrosion rate with an

efficiency of 57.03 - 73.94 % with the rate of corrosion testing performed by the

method of tafel.

Key Words :

Low Carbon Steel; Green Tea; Piper Betle; Sweet Enviroment; Method of Tafel


x UNIVERSITAS INDONESIA

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i

HALAMAN PERNYATAAN ORISINILITAS ....................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ iii

KATA PENGANTAR ............................................................................................. iv

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS .............................................................. vii

ABSTRAK ........................................................................................................... viii

ABSTRACT ............................................................................................................. ix

DAFTAR ISI ........................................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xii

DAFTAR GRAFIK .............................................................................................. xiii

DAFTAR TABEL ................................................................................................. xiv

DAFTAR RUMUS ................................................................................................ xv

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xvi

1. PENDAHULUAN .............................................................................................. 1

1.1. Latar Belakang ........................................................................................... 1

1.2. Tujuan Penelitian ........................................................................................ 3

1.3. Perumusan Masalah ................................................................................... 3

1.4. Batasan Masalah ........................................................................................ 4

1.5. Sistematika Penulisan ................................................................................ 5

2. TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................... 6

2.1. Industri Minyak Bumi ................................................................................ 6

2.2. Definisi Korosi ........................................................................................... 6

2.3. Mekanisme terbentuknya sel korosi ......................................................... 12

2.4. Termodinamika korosi .............................................................................. 12

2.5. Laju Korosi .............................................................................................. 13

2.6. Faktor-faktor yang mempengaruhi laju korosi ......................................... 14

2.6.1. Jenis logam dan struktur makroskopis logam ................................. 14

2.6.2. Komposisi dan konsentrasi larutan elektrolit .................................. 14

2.7. Pengaruh Konsentrasi NaCl terhadap Laju Korosi .................................. 15

2.8. Korosi yang Disebabkan oleh CO2 .......................................................... 16

2.9. Proteksi Logam Dari Korosi .................................................................... 17

2.9.1. Proteksi Katoda ............................................................................... 18

2.9.2. Proteksi Anoda ................................................................................ 18

2.9.3. Inhibitor Korosi ............................................................................... 18

2.10. Efisiensi Inhibitor ................................................................................... 20

2.11. Senyawa Fenolik .................................................................................... 20

2.11.1. Gugus Alkohol ............................................................................... 20

2.11.2. Gugus Benzena .............................................................................. 21

2.12. Spektrofotometri FTIR ........................................................................... 23

2.13. Spektrofotometri UV .............................................................................. 23

3. METODOLOGI PENELITIAN .................................................................... 25

3.1. Diagram Alir Penelitian............................................................................ 25

3.2. Peralatan dan Bahan ................................................................................. 26

3.2.1. Peralatan .......................................................................................... 26


xi UNIVERSITAS INDONESIA

3.2.2. Bahan .............................................................................................. 26

3.3. Prosedur Penelitian................................................................................... 27

3.3.1. Karakterisasi Inhibitor Korosi sebelum Uji Analisis Tafel ................... 27

3.3.1. a). Prosedur pengujian kelarutan maksimum dengan metode

Spektofotometri Ultra Violet-Visible ........................................ 27

3.3.1. b). Prosedur pengujian Gugus Fungsi dengan metode

Spektrofotometri FTIR ............................................................. 28

3.3.2. Preparasi Benda Kerja ........................................................................... 28

3.3.3. Pembuatan Larutan Green Inhibitor ...................................................... 29

3.3.4. Pembuatan Larutan NaCl. ..................................................................... 29

3.3.5. Pengujian Laju Korosi. ......................................................................... 30

3.3.5.1. Pengujian Laju Korosi Baja Karbon pada Larutan NaCl dengan

Kandungan CO2 Jenuh. ...................................................................... 30

3.3.4.1. a. Pengujian Laju Korosi Tanpa Penambahan Green Inhibitor .... 30

3.3.4.1. b. Pengujian Laju Korosi Dengan Green Inhibitor ...................... 31

3.3.4.2. Analisis Kurva Polarisasi. .................................................................. 33

3.3.5. Pengujian Pelapisan dari Green Inhibitor. ............................................ 33

4. PEMBAHASAN .............................................................................................. 34

4.1. Karakterisasi senyawa fenolik ................................................................. 34

4.1.1. Inhibitor 1 ........................................................................................ 34

4.1.2. Inhibitor 2 ........................................................................................ 36

4.2. Kelarutan inhibitor ................................................................................... 39

4.3. Perlakuan awal benda kerja. ..................................................................... 41

4.4. Analisis Laju Korosi Baja Karbon ........................................................... 43

4.4.1. Analisa Laju Korosi Baja Karbon pada Lingkungan NaCl yang

Mengandung gas CO2 Tanpa Menggunakan Green Inhibitor ....... 44

4.4.2. Analisa Laju Korosi Baja Karbon pada Lingkungan NaCl yang

Mengandung gas CO2 Dengan Menggunakan Green Inhibitor ..... 45

4.5. Analisis Efisiensi dari Kinerja Green Inhibitor ........................................ 46

4.6. Analisis Interaksi Green Inhibitor Terhadap Benda Kerja dan Lingkungan

yang Korosif .................................................................................................... 49

4.6.1. Berdasarkan Studi Literatur ............................................................ 49

4.6.2. Berdasarkan Hasil Percobaan .......................................................... 50

5. KESIMPULAN ................................................................................................ 54

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 55

LAMPIRAN .......................................................................................................... 58


xii UNIVERSITAS INDONESIA

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Syarat terjadinya reaksi korosi ........................................................ 8

Gambar 2.2. Korosi Merata ................................................................................. 9

Gambar 2.3. Korosi Celah ................................................................................... 9

Gambar 2.4. Korosi Sumuran ............................................................................ 10

Gambar 2.5. Korosi retak-tegangan ................................................................... 10

Gambar 2.6. Korosi Selektif .............................................................................. 10

Gambar 2.7. Korosi Erosi .................................................................................. 11

Gambar 2.8. Korosi Mikroba ............................................................................. 11

Gambar 2.9. hydrogen embrittlement ................................................................ 11

Gambar 2.10. Mekanisme Korosi ........................................................................ 12

Gambar 2.11. Diagram Pourbaix ......................................................................... 13

Gambar 2.12. Mekanisme pembentukan FeCO3 ................................................. 17

Gambar 2.13. Lapisan Film Inhibitor Organik .................................................... 20

Gambar 2.14. Gugus Alkohol .............................................................................. 21

Gambar 2.15. Gugus Benzena ............................................................................. 22

Gambar 2.16. Struktur kimia senyawa fenol ....................................................... 22

Gambar 3.1. Diagram alur penelitian ................................................................ 25

Gambar 3.2. Skema pengujian polarisasi dalam NaCl tanpa green inhibitor . 31

Gambar 3.3. Pengujian polarisasi dalam NaCl yang mengandung CO2 dengan

menggunakan green inhibitor ........................................................ 37

Gambar 4.1. Senyawa Epigallocatechin gallate ................................................ 43

Gambar 4.2. Korosi karena perbedaan struktur ................................................. 41

Gambar 4.3. Pengamatan baja karbon terlapisi green inhibitor ........................ 49

Gambar 4.4. Struktur Kimia Fenolik Daun Sirih ............................................... 50

Gambar 4.5. Struktur Kimia Fenolik Teh Hijau ................................................ 50

Gambar 4.6. Mekanisme Ikatan Kedua Green Inhibitor Fenolik dalam

Menghambat Laju Korosi ............................................................. 52


xiii UNIVERSITAS INDONESIA

DAFTAR GRAFIK

Grafik 2.1. Pengaruh Konsentrasi NaCl Terhadap Laju Korosi ....................... 16

Grafik 4.1. Spektrum dari serapan inhibitor 1 ................................................. 34

Grafik 4.2. Spektrum inhibitor dalam pelarut air ............................................. 35

Grafik 4.3. Spektrum dari serapan inhibitor 2 ................................................. 37

Grafik 4.4. Kelarutan maksimum Inhibitor fenolik 1 ...................................... 40

Grafik 4.5. Kelarutan maksimum inhibitor fenolik 2....................................... 40

Grafik 4.6. Kelarutan maksimum campuran inhibitor ..................................... 41

Grafik 4.7. Laju Korosi Lingkungan NaCl Mengandung Gas CO2 Tanpa

Penambahan Green Inhibitor ......................................................... 44

Grafik 4.8. Kelarutan CO2 dalam larutan NaCl, T = 250C, pH 4, dan pCO2 =

0.97 bar ......................................................................................... 45

Grafik 4.9. Laju Korosi NaCl + Gas CO2 menggunakan green inhibitor ........ 46

Grafik 4.10. Laju Korosi Menggunakan green Inhibitor ................................... 47

Grafik 4.11. Perbandingan efisiensi kinerja green inhibitor pada lingkungan

NaCl mengandung CO2 jenuh ....................................................... 47

Grafik 4.12. Efisiensi dari Green Inhibitor pada lingkungan NaCl+Gas CO2 ... 48


xiv UNIVERSITAS INDONESIA

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Spesifikasi API 5L ............................................................................. 42

Tabel 4.2. Komposisi Kimia Benda Kerja .......................................................... 42

Tabel 4.3. Efisiensi dari Green Inhibitor pada Lingakungan NaCl + Gas CO2 .. 48


xv UNIVERSITAS INDONESIA

DAFTAR RUMUS

Rumus 2.1. Laju Korosi ..................................................................................... 14

Rumus 2.2. Efisiensi Inhibitor............................................................................ 20

Rumus 4.1. Ksp Larutan Fenolik ......................................................................... 39

Rumus 4.2. Laju Korosi ..................................................................................... 43

Rumus 4.3. Efisiensi Inhibitor............................................................................ 48


xvi UNIVERSITAS INDONESIA

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. ........................................................................................................ 59

Lampiran 2. ........................................................................................................ 60

Lampiran 3. ........................................................................................................ 61

Lampiran 4. ........................................................................................................ 63

Lampiran 5. ........................................................................................................ 64

Lampiran 6. ........................................................................................................ 65

Lampiran 7. ........................................................................................................ 68

Lampiran 8. ........................................................................................................ 71

Lampiran 9. ........................................................................................................ 72

Lampiran 10. ...................................................................................................... 73


1 UNIVERSITAS INDONEISA

BAB 1

PENDAHULUAN

1. 1 Latar Belakang

Pada era saat ini, kebutuhan akan sumber daya energi sangatlah tinggi

sehingga banyak peneliti melakukan pengembangan untuk membuat sumber

enegri alternatif. Gas alam merupakan salah satu energi alternatif yang sangat

potensial. Gas alam dapat menjadi energi alternatif untuk menggantikan bahan

bakar minyak yang kondisinya semakin lama semakin menipis. Cadangan gas

alam di Indonesia sendiri masih sangat besar. Potensi gas bumi yang dimiliki

Indonesia berdasarkan status tahun 2008 mencapai 170 TSCF dan produksi per

tahun mencapai 2,87 TSCF, dengan komposisi tersebut Indonesia memiliki

reserve to production (R/P) mencapai 59 tahun. Cadangan ini baru pada sumur-

sumur yang telah tereksplorasi, dan masih banyak lagi sumur-sumur yang belum

tereksplorasi.

Untuk mencapai pemanfaatan sumber daya gas alam yang maksimal di

indonesia, perlu dilakukan proses eksploitasi dan proses produksi yang sangat

aman dan ramah lingkungan. Namun pada faktanya terdapat banyak masalah

dalam pengelolaa gas alam, baik dari segi peralatan dan perbaikan dari peralatan

tersebut. Faktro utama dari masalah yang akan timbul dalam pengolahan gas alam

yaitu terjadinya degradasi pada material akibat reaksi elektrokimia lingkungan

atau yang lebih dikenal dengan korosi.

Korosi berasal dari bahasa latin “corrode” yang berarti perusakan pada

logam atau pengkaratan akibat lingkungannnya. Korosi adalah suatu proses

degradasi material atau hilangnya suatu material baik secara kualitas maupun

kuantitas akibat adanya proses reaksi kimia dengan lingkungannya. Korosi juga

bisa didefinisikan sebagai hasil kerusakan dari reaksi kimia antara logam atau

logam paduan dengan lingkungannya.

Baja karbon merupakan salah satu material yang biasa digunakan pada

industri petroleum sebagai material untuk transportasi gas alam dari offshore

menuju platform refining maupun sebagai pipeline dan flowline. Hal tersebut

disebabkan karena baja karbon memiliki kekuatan dan keuletan yang baik serta


2


harganya yang relatif murah. Namun penggunaan baja karbon juga memiliki

kelemahan, salah satu kelemahan penggunaan baja karbon sebagai material

pipeline ataupun flowline dalah baja karbon tidak tahan terhadap korosi CO2.

Pada proses pengolahan gas alam, gas CO2 merupakan gas yang paling

banyak terkandung dalam gas alam dan hal ini dapat terinjeksi pada reservoir

selama proses pengayaan dan recovery (EOR). Sehingga kehadiran CO2 yang

terlarut di air pada proses pengolahan gas alam melalui pipa baja karbon dapat

membentuk lingkungan yang sesuai untuk terjadinya korosi CO2.

Kehadiran gas CO2 sebetulnya tidak membahayakan terhadap terjadinya

proses korosi, namun apabila gas CO2 terlarut ke dalam air maka akan

mengakibatkan terjadinya sweet corrosion. Laju korosi pada korosi CO2 juga

dipengaruhi oleh sifat kimia seperti temperatur, tekanan parsial CO2, dan pH.

Banyak cara untuk mencegah korosi pada banyak perusahaan oil and gas,

seperti penggunaan Anoda Korban atau biasa disebut sacrificial Anode,

penggunaan Impressed Current, Coating dan Painting, serta penggunaan Inhibitor.

Penggunaan inhibitor korosi adalah langkah proteksi korosi yang paling

efektif untuk memproteksi korosi internal dari baja karbon yang digunakan untuk

material pipeline dan flowline gas alam. Sehingga dewasa ini banyak digunakan

sebagai proteksi korosi pada fasilitas industri gas alam di seluruh dunia karena

biaya penggunaanyan yang murah dan juga fleksibel dalam penggunaanya.

Namun penggunaan inhibitor sebagai salah satu metode proteksi korosi

memiliki kelemahan, diantara kelemahan yang paling mendasar adalah banyak

komponen inhibitor yang merupakan komponen yang beracun seperti chrom dan

arsenik, sehingga dewasa ini banyak peraturan yang mengatur penggunaan

inhibitor tersebut [12].

Berdasarkan hal tersebut diperlukan suatu komponen ramah lingkungan

yang dapat digunakan sebagai pengganti inhibitor chemical sintetik beracun yang

digunakan selama ini, atau biasa disebut sebagai green inhibitor. Dalam hal ini,

green inhibitor merupakan ekstraksi senyawa organik yang didapat dari dedaunan

yang banyak mengandung senyawa fenolik ataupun berupa senyawa kafein.

Sehingga penggunaan green inhibitor sebagai salah satu metode alternatif proteksi


3


korosi diharapkan dapat digunakan untuk membantu menghambat laju korosi

pada baja karbon sebagai material pipeline ataupun flowline dengan sweet

corrosion.

1. 2. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari senyawa fenol untuk

menghambat laju korosi dari logam baja karbon didalam kondisi air laut (NaCl)

dan juga kondisi dengan kadar okigen yang rendah (kadar CO2 yang tinggi)

sehingga diketahui sifat dari fenol yang dapat melindungi logam baja karbon dari

lingkungan yang agresif untuk mengkikis logam baja karbon tersebut.

1. 3. Rumusan Masalah

Tingkat kerusakan dari gas CO2 sangatlah tinggi sehingga mempercepat

kekagalan matrial akibat korosi CO2 pada sistem flowline ekspolarsi sumur gas

alam dan sistem pipelinedistribusi dari sumur gas alam ke pembangkit listrik. Hal

penting yang perlu dicermati adalah kegagalan yang diakibatkan oleh korosi CO2

kana bersifat dini, jika dibandingkan dengan umur dari design material.

Masalah yang timbul diakibatkan oleh adanya gas CO2 yang terlarut dalam

media air yang menyebabkan lingkungan yang korosif (keasaman yang tinggi)

dan hal ini menyababkan penggunaan material baja pada proses tersebut

seringkali menghadapi masalah dengan kebocoran. Pada proses pipeline gas

alam, karena adanya air yang terkondensasi mengakibatkan masalah top of line

corrosion. Dan ketika proses ini berlanjut pada internal flowline terdapat air

formasi (dalam kasus ini mengandung ion klorida) dan juga gas CO2 yang terlarut

dapat menyababkan terjadinya korosi merata.

Sweet environtment merupakan lingkungan yang sangat korosif, bersifat

asam, dan tentunya akan memicu terjadinya korosi CO2. Media air laut ini

sendiri tentunya juga memiliki kandungan garam terlarutt dan tingkat salinitas

yang berbeda-beda.

Untuk mengatasi atau mengurangi masalah tersebut, maka perlu

digunakannya inhibitor sebagai suatu metode proteksi korosi baja karbon sebagai

material sebagai material untuk pipeline dan flowline.


4


Pada penelitian kali ini, inhibitor yang digunakan untuk menghambat laju

korosi baja karbon terhadap sweet enviroment merupakan balam alam yang telah

di ekstrak sehingga tidak menyabakan dampak yang negatif untuk lingkungan.

Untuk studi awal ini, green inhibitor ini akan melapisi permukaan baja kabon dan

memberikan proteksi terhadap sweet enviroment. Dalam penelitian kali ini

digunakan ekstrak teh hijau untuk mendapatkan senyawa fenol. Senyawa fenol ini

yang akan bekerja untuk memproteksi baja karbon dari sweet enviroment.

Untuk mempersempit pengamatan dari kinerja gree inhibitor maka pada

penelitian kali ini memiliki rumusan masalah untuk mendaptkan pencapaian

penelitian yang maksimal. Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah :

1. Bagaimana kemampuan inhibitor fenol dalam memperlambat laju korosi.

Kefektifan inhibitor untuk memperlambat laju korosi pada baja karbon

namun dengan jumlah yang kecil sehingga memberikan efek yang

optimum. Hal ini perlu diketahui untuk melihat kinerja green inhibitor

yang merupakan suatu hal yang baru dan belum “dikomersilkan”.

2. Bagaimana interaksi inhibitor fenol dengan baja karbon yang dilapisinya.

Inhibitor melindungi logam baja karbon berdasarkan interaksi secara fisika

ataupun secara kimia.

3. Bagaimana interaksi inhibitor fenol dengan larutan NaCl yang

ditambahkan gas CO2.

Interaksi yang terbentuk dari inhibitor fenolik ini terhadap larutan garam

NaCl dan juga gas CO2 yang memiliki sifat yang agresif (sweet

enviroment) terhadap logam baja karbon yang dapat merusak dan

menurunkan kualitas dari logam yang digunakan.

1. 4. Batasan Masalah

Yang menjadi batasan permasalahan dalam tugas akhir ini adalah apakah

inhibitor fenol ini mampu memperlambat laju korosi logam baja karbon didalam

lingkungan larutan garam NaCl yang ditambahkan gas CO2.

1. 5. Sistematika Penulisan


5


Dalam penulisan ini, sistematika penulisan disusun agar konsep dalam

penulisan skripsi menjadi berurutan sehingga menjadi akan didapat kerangka alur

pemikiran yang mudah dan praktis. Sistematika tersebut dapat diartikan dalam

bentuk bab-bab yang saling berkaitan. Bab-bab tersebut diantaranya :

a) Bab 1 Pendahuluan

Membahas mengenai latar belakang penulisan, tujuan penelitian, rumusan

masalah, batasan masalah, dan sistematika penulisan.

b) Bab 2 Tinjauan Pustaka

Membahas mengenai teori korosi secara umum baik pengertian, secara

termodinamika, laju korosi, pengenalan gas alam, korosi CO2, mekanisme

korosi CO2 dan faktor-faktor yang mempengaruhi korosi CO2, mekanisme

kerja inhibitor, sktuktur organik dari inhibitor fenol, sifat fisika dan kimia

dari inhibitor fenol, karakterisasi secara fisika dari inhibitor fenol.

c) Bab 3 Metodologi Penelitian

Membahas mengenai diagram alir penelitian, alat dan bahan yang

diperlukan untuk penelitian, dan prosedur penelitian.

d) Bab 4 Hasil dan Pembahasan

Membahas mengenai pengolahan data yang didapat dari penelitian serta

menganalisa hasil penelitian baik berupa angka, gambar, dan grafik serta

membandingkan dengan teori dan literatur.

e) Bab 5 Kesimpulan

Membahas mengenai kesimpulan dari hasil penelitian yang telah dilakukan

sesuai dengan tujuan penelitian.


6 UNIVERSITAS INDONESIA

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2. 1. Industri Minyak Bumi

Industri minyak dan gas (migas) mencakup variasi lingkungan korosif yang

luas. Secara umum proses korosi yang sering ditimbulkan pada industri migas

dibagi ke dalam tiga bagian.

1. Produksi.

Setiap bagian dari sistem produksi pada industri migas rentan terhadap

korosi, mulai dari tubing, casing, valve, hingga pipeline. Faktor utama

yang sering menjadi penyebab korosi pada komponen tersebut antara lain

air laut atau air tanah (tergantung pada tempat pengeboran minyak), dan

gas-gas seperti H2S dan CO2 yang dapat terdisosiasi dan terhidrolisis di

dalam air sehingga mempercepat laju korosi.

2. Transportasi dan penyimpanan.

Transportasi mencakup, tangki-tangki truk dan kapal tangker pengangkut

minyak. Proses internal korosi pada tangki penyimpanan disebabkan oleh

air yang terbawa di dalam minyak, dan umumya berada di atas ataupun di

dasar tangki.

3. Sistem operasi

Pada sistem operasi korosi sering terjadi dalam pipa penyalur serta proses

penyulingan yang biasanya terbuat dari baja atau alloy logam tertentu.

Komponen penyebab korosi dalam bagian ini tidak jauh berbeda, yaitu

seperti : air, gas CO2, H2S, temperatur, laju alir dari fluida, dan oksigen

atau gas O2 yang mungkin berada di dalam sistem.

2. 2. Definisi korosi.

Korosi merupakan suatu kerusakan yang dihasilkan dari reaksi kimia

antara sebuah logam atau logam paduan dan didalam suatu lingkungan [12]. Hasil

dari reaksi korosi ini, suatu material atau logam akan mengalami perubahan (baik


7


berupa fisik atau kimia) sifatnya ke arah lebih rendah atau bisa dikatakan

kemampuan dari material tersebut akan berkurang. Proses korosi ini merupakan

suatu fenomena yang alami. Jika dipandang dari sudut metalurgi, fenomena korosi

merupakan peristiwa dimana suatu material akan kembali dalam bentuk asalnya

karena pada bentuk asalnya logam memiliki energi yang rendah, atau bisa disebut

juga sebagai kebalikan dari proses metalurgi ekstraksi karena pada metalurgi

ekstraksi membutuhkan energi yang besar untuk mendapatkan logam yang lebih

murni.

Fenomena korosi merupakan rekasi kimia yang dihasilkan dari dua reaksi

setengah sel yang melibatkan elektron sehingga menghasilkan suatu reaksi

elektrokimia [12]. Dari dua reaksi setengah sel ini terdapat reaksi oksidasi pada

anoda dan reaksi reduksi pada pada katoda. Proses korosi hanya akan terjadi jika

ada tiga komponen utama dalam sel korosi, yaitu [12] :

1. Logam atau bahan

Didalam logam atau bahan itu sendiri terdapat 2 komponen penting dalam

penentuan terjadinya reaksi korosi, yaitu :

Anoda

Anoda adalah bagian permukaan yang mengalami reaksi oksidasi atau

terkorosi. Pada anoda ini logam terlarut dalam larutan dan melepaskan

elektron untuk membantuk ion logam yang bermuatan positif. Reaksi

korosi suatu logam M dinyatakan dalam persamaan berikut :

M → Mn+

+ ne-

Katoda

Katoda adalah elektroda yang mengalami reaksi reduksi dengan

menggunakan elektron yang dilepaskan oleh anoda. Pada lingkungan

air alam, proses yang sering terjadi adalah pelepasan H2 dan reduksi

O2.

a. Pelepasan H2 dalam larutan asam dan netral.

evolusi hidrogen / larutan asam : 2H+ + 2e

- → H2

Reduksi air / larutan netral /basa : 2H2O + 2e- → H2 + 2OH

-


8


b. Reduksi oksigen terlarut dalam larutan asam dan netral

reduksi oksigen / asam : O2 + 4H+ + 4e

- → 2H2O

reduksi oksigen / netral atau basa : O2 + 2H2O4e- → 4OH

-

c. Reduksi ion logam yang lebih elektronegatif

M3+

+ e- → M

2+

2. Elekrolit

Untuk mendukung suatu reaksi reduksi dan oksidasi dan melengkapi

rangkaian elektrik, antara anoda dan katoda harus dilengkapi dengan

elektrolit. Elektrolit menghantarkan arus listrik karena mengandung ion-

ion yang mampu menghantarkan elektroequivalen force sehingga reaksi

dapat berlangsung. Semakin banyak kandungan ion-ion dalam elektrolit

maka semakin cepat elektrolit menghantarkan arus listrik. Elektrolit ini

sendiri terdapat pada lingkungan dari suatu rangkaian elektrik. Beberapa

lingkungan yang dapat bersifat katoda adalah Lingkungan air, atmosfer,

gas, mineral acid, tanah, dan minyak.

3. Rangkaian listrik

Antara anoda dan katoda haruslah terdapat suatu hubungan atau kontak

agat elektron dapat mengalir dari anoda meuju katoda.

Gambar 2.1. Syarat terjadinya reaksi korosi

Berdasarkan bentuk kerusakan yang dihasilkan, penyebab korosi,

lingkungan tempat terjadinya korosi, maupun jenis material yang diserang, korosi

tebagi menjadi beberapa macam, diantaranya adalah [12]:

Logam / Bahan

Reaksi Korosi

Rangkaian

Elektrolit


9


1. Korosi merata (uniform corrosion)

Yaitu korosi yang terjadi pada permukaan logam akibat pengikisan

permukaan logam secara merata sehingga ketebalan logam berkurang

sebagai akibat permukaan terkonversi oleh produk karat yang biasanya

terjadi pada peralatan-peralatan terbuka, misalnya permukaan pipa.

Gambar 2.2. Korosi merata

2. Korosi celah (crevice corrosion)

Yaitu korosi yang terjadi pada permukaan logam secara lokal. Biasanya

terjadi pada logam pasif akibat dari kerusakan lapisan oksida pelindung

dari logam. Korosi terjadi akibat dari adanya konsentrasi senyawa korosif

pada bagian permukaan logam. Untuk kasus ini, konsentrasi terjadi akibat

dari adanya celah yang sangat kecil antara dua permukaan logam.

Gambar 2.3. Korosi celah

3. Korosi sumuran (pitting corrosion)

Yaitu korosi terbentuk lubang-lubang pada permukaan logam karena

hancurnya film dari proteksi logam disebabkan oleh laju korosi yang

berbeda antara satu tempat dengan tempat lainya pada permukaan logam

tersebut. Kerusakan dimulai akibat komposisi tidak homogen.


10


Gambar 2.4. Korosi sumuran

4. Korosi retak-tegangan (stress corrosion cracking)

Yaitu korosi berbentuk retakan-retakan yang tidak mudah dilihat,

terbentuk dipermukaan logam dan berusaha merembet ke dalam. Ini terjadi

pada logam-logam yang banyak mendapatkan tekanan. Hal ini disebabkan

kombinasi dari tegangan tarik dan lingkungan yang bersifat korosif

sehingga struktur logam melemah.

Gambar 2.5. Korosi retak-tegangan

5. Korosi selektif (selective corrosion)

Yaitu terjadi akibat terlarutnya suatu unsur yang bersifat lebih anodik dari

suatu paduan, misalnya dezinfication yang melepaskan Zn dari paduan

tembaga.

Gambar 2.6. Korosi Selektif


11


6. Korosi erosi (erosion corrosion)

Yaitu terjadi adanya aliran fluida yang cepat dan bersifat korosif pada

permukaan logam.

Gambar 2.7. Korosi Erosi

7. Korosi mikroba (microbiological corrosion)

Yaitu korosi yang terjadi diakibatkan oleh adanya mikroba atau bakteri

(microbially-induced korosi / MIC)

Gambar 2.8. Korosi Mikroba

8. Penggetasan hidrogen (hydrogen embrittlement)

Yaitu terjadinya peristiwa dimana atom hidrogen memasuki suatu baja

atau alloy tertentu.

Gambar 2.9. hydrogen embrittlement


12


2. 3. Mekanisme terbentuknya sel korosi [17]

Secara umum mekanisme korosi yang terjadi di dalam suatu larutan

berawal dari logam yang teroksidasi di dalam larutan, dan melepaskan elektron

untuk membentuk ion logam yang bermuatan positif. Larutan akan bertindak

sebagai katoda dengan reaksi yang umum terjadi adalah pelepasan H2 dan reduksi

O2, akibat ion H+ dan H2O yang tereduksi. Reaksi ini terjadi dipermukaan logam

yang akan menyebakan pengelupasan akibat pelarutan logam ke dalam larutan

secara berulang-ulang.

Gambar 2.10. Mekanisme Korosi

2. 4. Termodinamika korosi

Termodinamika adalah suatu paham ilmu yang mempelajari keadaan

keseimbangan yang terjadi terhadap sistem dan akibat akibat dari pengaruh luar

pada sistem kesetimbangan. Hukum termodinamika adalah suatu hukum empirik

dimana material menerima panas ataupun energi dalam bentuk yang lain [3]. Pada

sistem elektrokimia atau korosi, termodinamika dapat digunkanan untuk

mengetahui apakah suatu reaksi terjadi secara spontan ataupun tidak. Apabila

logam tersebut bereaksi, dapat diketahui bagaimana reaksi yang terjadi, kemana

arah reaksi tersebut serta berapa besar dorongnya.

Diagram yang mengambarkan hubungan antara pH (absis) dengan

potensial redoks (ordinat), untuk mengetahui aspek termodinamika suatu reaksi

elektrokima atau rekasi korosi, diagram ini yang biasa disebut Diagram Pourbaix

[23]. Contoh dari diagram pourbaix dapat dilihat pada gambar 2.11 Diagram ini


13


disusun berdasarkan kesetimbangan termodinamika antara logam dengan air dan

dapat menunjukan kestabilan dari beberapa fasa secara termodinamika. Diagram

ini sangat berguna untuk memprediksikan reaksi dan produk korosi dari suatu

material pada lingkungan dengan derajat keasaman tertentu. Namun diagram ini

tidak dapat digunakan untuk penentuan laju korosi dari sebuah material.

Berdasarkan termodinamikanya, keadaan suatu logam terbagi menjadi 3 didalam

suatu diagram pourbaix. Ke-3 bagian ini adalah [12] :

1. Imune

Adalah daerah dimana logam dalam berada dalam keadaan aman dan

terlindung dari korosi

2. Passive

Adalah daerah dimana logam akan membentuk suatu lapisan pasif pada

permukaannya dan terlindung dari peristiwa korosi.

3. Corrosion

Adalah daerah dimana logam akan mengalami peristiwa korosi

Gambar 2.11. Diagram Pourbaix

2. 5. Laju Korosi

Laju korosi didefinisikan sebagai banyaknya logam yang dilepas tiap

satuan waktu pada permukaan tertentu. Laju korosi umumnya dinyatakan dengan


14


satuan mils per year (mpy) [5]. Satu mils adalah setara dengan 0,001 inchi. Laju

korosi dapat dirumuskan sebagai berikut [12]:

mpy =

[2.1]

dimana :

W : berat yang hilang (mg)

D : densitas dari sampel uji yang digunakan (g/cm3)

A : luas area dari sampel uji yang digunakan (cm2)

T : waktu ekspos (jam)

Pada ekstrapolasi kurva tafel, dapat dilihat hubungan laju korosi dengan

ketahanan korosinya (relatif).

2. 6. Faktor-faktor yang mempengaruhi laju korosi

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi laju korosi yaitu :

1. Jenis logam dan struktur makroskopis logam

a. Semakin inert suatu logam, maka semakin tahan logam tersebut terhadap

korosi.

b. Tidak homogennya susunan dari suatu logam, maka akan menimbulkan sel

korosi pada logam itu sendiri.

2. Komposisi dan konsentrasi larutan elektrolit [20]

Larutan elektrolit adalah air yang mengandung anion dan kation. Beberapa

faktor yang mempengaruhi korosifitas suatu larutan antara lain :

a. Konduktivitas

Naiknya konduktivitas suatu larutan, maka daya hantar listrik larutan

tersebut akan semakin baik, akibatnya laju korosi lebih cepat terjadi.

Adanya ion klorida (Cl-) dalam elektrolit akan meningkatkan

konduktivitas larutan tersebut, sehingga aliran arus korosi akan lebih

meningkat.

b. pH

Kenaikan laju korosi pada logam besi terjadi pada pH di bawah 4 dan

diatas 12, hal ini disebabkan karena lapisan pelindung pada besi tidak

terbentuk.

c. Gas terlarut


15


Oksigen terlarut akan meningkatkan reaksi katoda sehingga logam akan

semakin teroksidasi (terkorosi). Laju korosi dipengaruhi oleh bermacam-

macam kondisi fisik yang terdapat dalam suatu sistem, seperti :

1) Temperatur

Temperatur yang tinggi akan mempengaruhi laju korosi. Pada sistem

tertutup laju korosi akan terus bertambah, sedangkan pada sistem

terbuka kenaikan temperatur akan mengakibatkan penurunan

kelarutan gas O2, dan akan menurunkan laju korosi pada titik tertentu.

2) Tekanan

Kenaikan tekanan menyebabkan kenaikan gas telarut, dengan

konsekuensi akan menaikan laju korosi pada sistem.

3) Kecepatan alir fluida

Adanya kecepatan alir fluida yang berbeda-beda akan menentukan

jenis korosi yang dapat terjadi. Korosi yang sering ditimbulkan akibat

faktor ini adalah korosi erosi.

2. 7. Pengaruh Konsentrasi NaCl terhadap Laju Korosi

Didalam sebuah larutan, suatu garam akan terurai menjadi ion-ion (baik

berupa kation maupun anion) pembentuknya. Ion-ion ini akan menjadikan larutan

garam mampu menghantarkan muatan listrik yang terdistribusi didalam larutan

tersebut [20]. Sehingga didalam larutan garam ini akan menghasilkan nilai

konduktivitas yang dimana nilai konduktivitas ini sebanding dengan konsentrasi

dari garam yang terlarut didalam larutan.

Proses korosi merupakan suatu reaksi elektrokimia antara logam sebagai

anoda dengan lingkungan yang bertindak sebagai katoda [12]. Sehingga

konduksivitas dari suatu larutan elektrolit yang menghubungkan antara anoda dan

katoda ini akan menentukan kecepatan dari reaksi elektrokimia tersebut. Larutan

dengan konduktifitas yang baik akan mengakibatkan reaksi korosi berlangsung

dengan cepat sehingga akan meningkatkan laju korosi [12].

Dengan adanya ion-ion terlarut didalam larutan garam akan bisa

menurunkan agen pereduksi yang ada pada larutan tersebut [10]. Semakin besar

nilai konsentrasi NaCl didalam larutan teraerasi maka akan menurunkan kelarutan


16


oksigen dalam larutan tersebut. Ketika konsentrasi NaCl mencapai nilai 3 hingga

3,5 % maka kelarutan optimum oksigen didalam larutan NaCl teraerasi [12].

Grafik 2.1. Pengaruh Konsentrasi NaCl Terhadap Laju Korosi

Pada percobaan sebelumnya, telah membuktikan bahwa laju korosi

optimum baja karbon berada pada konsentrasi NaCl 3-3,5%. Semaikn tinggi

konsentrasi NaCl didalam larutan maka akan semakin besar konduktivitas larutan

sehingga meningkatkan laju korosi pada baja. Namun semakin pekat konsentrasi

dari NaCl maka akan terjadi penurunan dari kelarutan agen pereduksi sehingga

laju korosi akan berkurang. Hal ini disebabkan karena kejenuhan dari larutan

NaCl sehingga menimbulkan endapan yang tidak mampu bereaksi lagi yang

menghasilkan pengurangan dari agen pereduksi didalam larutan.

2. 8. Korosi yang Disebabkan oleh CO2

Korosi CO2 pada pipa baja karbon merupakan suatu fenomena yang

kompleks. Secara umum, jika gas CO2 terlarut didalam air maka gas CO2 akan

bereaksi dan membentuk senyawa asam karbonat [16].

Reaksi yang terjadi :

CO2(g) → CO2(aq)

CO2(aq) + H2O(l) → H2CO3(aq)

Asam karbonat merupakan asam lemah, dimana pada temperatur ruang

kurang dari 0,1 % saja akan terdisosiasi. Sehingga ketika asam karbonat terbentuk

maka asam karbonat ini akan terdisosiasi menjadi bicarbonat dan ion karbonat.

Ketika terjadi kesetimbangan, reaksi samping dari asam karbonat yang terdisosiasi

ini adalah ion hidrogen.

Reaksi yang terjadi :


17


H2CO3(aq) ↔ H+

(aq) + HCO3-(aq)

HCO3-(aq) ↔ CO3

2-(aq) + H

+(aq)

Hal ini disebabkan karena daya larut dari CO2 lebih tinggi dibandingkan daya

larut dari O2 [24].

Dari reaksi ini menghasilkan suasana yang asam, dan ion hidrogen akan

menyerang besi pada pipa penyalur gas alam dan membuat pipa mengalami

oksidasi dan mengalami pengikisan. Pengikisan ini akan terus terjadi hingga ion

hirogen yang dihasilkan dari asam karbonat habis tidak beraksi.

2 Fe + 2 H2O + O2 ↔ 2 Fe2+

+ 4 OH-

2 Fe2+

+4 OH- ↔ 2 Fe(OH)2

Fe(OH)2 + HCO3- ↔ FeCO3 + H2O + OH

-

Dari reaksi ini maka akan meningkatkan laju pelarutan baja didalam

lingkungannya. Jika konsetrasi ion Fe2+

, CO3- dan HCO3

- dalam larutan melampui

titik jenuhnya akan terjadi pengendapan FeCO3 di permukaan baja, hal ini lebih

dikenal scale, jika endapan ini semakin banyak maka bagian bawah baja akan

terkikis dan merusak dari baja ataupun kualitas dari gas alam tersebut.

Gambar 2.12. Mekanisme pembentukan FeCO3 [7]

2. 9. Proteksi Logam Dari Korosi

Korosi merupakan fenomena alam dan terjadi secara spontan sehingga

korosi pada logam sulit dihindari, namun bisa ditanggulangi. Korosi dapat

menimbulkan kerugian di industri-industi, karena bisa menghambat proses

kegiatan dari penggunaan logam tersebut. Untuk menanggulangi masalah korosi,

ada beberapa cara yang dapat dilakukan yaitu dengan perlindungan anoda,

perlindungan katoda, ataupun dengan penambahan inhibitor korosi.


18


2. 9. 1. Proteksi Katoda

Hal ini dilakukan untuk mengurangi atau menghentikan laju korosi pada

logam dengan cara arus tanding (impressed current). Dimana proses katodik ini

dilakukan dengan memanfaatkan sumber arus luar DC (arus searah) yang

dihasilkan dari rectifier [12]. Pengalihan arus dari rectifier ini berfungsi untuk

menghantarkn elektron menuju katoda sehingga dapat memberikan suplai elektron

ke katoda, sehingga mencegah terlarutnya logam katoda menjadi ionya.

Perlindungan katoda ini biasanya digunakan pada baja yang terdapat yang

terdapat dilingkungan alkali/alkali tanah atau air laut.

2. 9. 2. Proteksi Anoda

Tujuan dari perlindungan anoda yaitu menguragi reaksi elektrokimia yang

menyebabkan pengurangan massa logam akibat lepasnya logam ke lingkungan

dalam bentuk ion logam dengan cara mengatur nilai potensialnya. Perlindungan

anoda biasanya dilakukan pada baja yang terdapat di lingkungan yang sangat

korosif seperti didalam larutan HCl.

2. 9. 3. Inhibitor Korosi

Suatu inhibitor kimia adalah suatu zat kimia yang dapat menghambat atau

memperlambat suatu reaksi kimia [4]. Bekerja secara khusus, inhibitor korosi

merupakan suatu zat kimia yang mana bila ditambahkan ke dalam suatu

lingkungan tertentu dan dapat menurunkan laju korosi dari logam terhadap

lingkungan sekitar. Penambahan inhibitor dilakukan dengan jumlah yang sedikit,

baik secara kontinu maupun periodik menurut suatu selang waktu tertentu dan laju

korosi akan menurun secara drastis atau memberikan efek yang cepat dan baik.

Adapun mekanisme kerjanya dapat dibedakan sebagai berikut [4] :

1) Inhibitor teradsorpsi pada permukaan logam, dan membentuk suatu

lapisan tipis dengan ketebalan beberapa molekul inhibitor. Lapisan ini

tidak dapat dilihat oleh mata biasa, namun dapat menghambat

penyerangan lingkungan terhadap logamnya.

2) Melalui pengaruh lingkungan (misal pH) menyebabkan inhibitor dapat

mengendap dan selanjutnya teradsopsi pada permukaan logam serta


19


melidunginya terhadap korosi. Endapan yang terjadi cukup banyak,

sehingga lapisan yang terjadi dapat teramati oleh mata.

3) Inhibitor lebih dulu mengkorosi logamnya, dan menghasilkan suatu zat

kimia yang kemudian melalui peristiwa adsorpsi dari produk korosi

tersebut membentuk suatu lapisan pasif pada permukaan logam.

4) Inhibitor menghilangkan kontituen yang agresif dari lingkungannya.

Inhibitor korosi pun dibagi berdasarkan jenisnya, yaitu [4]:

Inhibitor anodik

Yaitu inhibitor yang menurunkan laju korosi dengan cara menghambat

transfer ion-ion logam ke dalam larutan yang bersifat korosif karena

berkurangnnya anoda akibat pasivasi. Inhibitor anodik disebut juga inhibitor

antarmuka.

Inhibitor katodik

Yaitu inhibitor yang menurunkan laju korosi dengan cara menghambat salah

satu tahap pada proses katodik, seperti pembebasan ion-ion hidrogen dan

pengkapan oksigen. Inhibitor katodik disebut juga inhibitor antarfasa.

Inhibitor organik

Dewasa ini sudah berpuluh bahkan mungkin ratusan jenis inhibitor organik

yang digunakan. Studi mengenai mekanisme pembentukan lapisan lindung

atau penghilangan konstituen agresif telah banyak dilakukan baik dengan

cara-cara yang umum maupun dengan cara-cara baru dengan peralatan

modern.

Pada umumnya senyawa-senyawa organik yang dapat digunakan adalah

senyawa-senyawa yang mampu membentuk senyawa kompleks baik

kompleks yang terlarut maupun kompleks yang mengendap. Untuk itu

diperlukan adanya gugus gugus fungsi yang mengandung atom atom yang

mampu membentuk ikatan kovalen terkoordinasi, misalnya atom nitrogen,

belerang, pada suatu senyawa tertentu.

Ikatan antara logan dengan ion logam yang cukup kuat terjadi pada beberapa

jenis senyawa kompleks khelat (kompleks).


20


Gambar 2.13. Lapisan Film Inhibitor Organik [18]

2. 10. Efisiensi Inhibitor

Efisiensi inhibitor menunjukkan persentase penurunan laju korosi akibat

penambahan inhibitor. Persamaannya adalah sebagai berikut [1]:

...................................... [2.2]

Dimana : XA = laju korosi pada wadah tanpa inhibitor

XB = laju korosi pada wadah dengan penambahan inhibitor.

2. 11. Senyawa Fenolik

Didalam senyawa fenolik, ada dua gugus utama dialamm senyawa ini,

yaitu : a) Gugus fungsi alkohol dan b) Gugus fungsi benzena. Kedua gugus ini

akan berikatan dengan satu sama lain dan akan membentuk senyawa kompleksnya

jika berikantan dengan atom-atom yang bersifat elektronegatif. Berikut penjabaran

dari dua gugus fungsi utamanya :

2. 11. 1. Gugus Alkohol

Dimana gugus alkohol merupakan jenis senyawa yang mirip

dengan air atau bisa disebut senyawa polar [6]. Oksigen berada dalam

keadaan hibrida –sp3, dua orbital sp

3 dari atom oksigen terikat pada atom

lain dan dua orbital –sp3 lainnya terisi masing-masing dengan pasangan

elektron [6]. Alkohol, seperti alkil halida dapat dikelompokan sebagai


21


alkohol : a) metil, b) primer, c) sekunder, d) tersier, dan juga alkilik

ataupun benzilik.

Karena alkohol dapat membentuk ikatan hidrogen antara molekul-

molekulnya, maka titik didih alkohol lebih tinggi daripada titik didih alkil

halida atau eter. Alkohol dengan berat molekul yang rendah mampu larut

didalam air, hal ini disebabkan oleh ikatan hidrogen antara alkohol dan

air.

Bagian hidrokarbon suatu alkohol bersifat hydrophobic, yaitu

menolak molekul-molekul air. Semakin panjang bagian hidrokarbonya

akan makin rendah kelarutan alkohol dalam air. Bila rantai hidrokarbon

cukup panjang, sifat ini dapat mengalahkan sifat hydrofil (menyukai air)

[6].

Gambar 2.14. Gugus Alkohol

2. 11. 2. Gugus Benzena

Dengan rumus kimia C6H6, senyawa siklik dengan atom karbon

yang tergabung dalam cincinnya berupa planar, dan setiap atom karbon

terhibridisasi sp2. Dimana antara atom karbon memiliki ikatan rangkap

Π ganda tidak hanya ikatan tunggal σ.

Didalam senyawa benzena, ada kemampuan untuk ber-resonansi.

Akibat adanya awan-awan elektron maka ikatan rangkap yang ada

didalam gugus benzena dapat beresonansi [6].


22


Gambar 2.15. Gugus Benzena

Umumnya senyawa fenolik meliputi aneka ragam senyawa yang berasal

dari tumbuhan yang mempunyai ciri sama, yaitu cincin aromatik yang

mengandung satu atau dua gugus OH [11]. Senyawa fenolik di alam terdapat

sangat luas, mempunyai variasi struktur yang berbeda-beda, mudah ditemukan di

semua tanaman, daun, bunga dan buah. Ribuan senyawa fenoilik alam telah

diketahui strukturnya, antara lain flavanoid, fenol monosiklik sederhana, fenil

propanoid, fenol dan kuinon fenolik.

Banyak senyawa fenolik alami mengandung sekurang-kurangnya satu

gugus hidroksil dan lebih banyak yang membentuk senyawa eter, ester atau

glioksida daripada senyawa bebasnya. Senyawa ester atau eter fenol tersebut

memiliki kelarutan yang lebih besar dalam air daripada senyawa fenol dan

glikosidanya [6].

Dalam keadaan murni, senyawa fenol berupa zat padat yang tidak

berwarna, tetapi jika teroksidasi akan berubah menjadi gelap. Kelarutan fenol

dalam air akan bertambah jika gugus hidroksil makin bertambah [6].

Gambar 2.16. Struktur kimia senyawa fenol


23


2. 13. Spektrofotometri FTIR [15]

Spektroskopi infra merah (IR) dapat digunakan untuk karakterisasi ikatan

kimia. Penentuan atau karakterisasi ikatan yang terdapat dalam suatu sampel

dilakukan dengan cara melewatkan radiasi infra merah dengan rentangan panjang

gelombang tertentu pada sampel. Pita-pita serapan yang dihasilkan adalah khas

untuk setiap senyawa sehingga dapat digunakan untuk identifikasi kualitatif dari

suatu senyawa organik berdasarkan jenis vibrasi dan rotasi yang dihasilkan.

Interpretasi spektrum IR dibagi menjadi 3 daerah, yaitu :

a. 4000 - 1300 cm-1 merupakan daerah gugus fungsi

b. 1300 - 910 cm-1 merupakan daerah sidik jari yang unik untuk setiap

senyawa

c. 910 - 650 cm-1 merupakan daerah munculnya pita aromatik

2. 14. Spektrofotometri UV [19]

Berbeda dengan spektrofotometri visible, pada spektrofotometri UV

berdasarkan interaksi sampel dengan sinar UV. Sinar UV memiliki panjang

gelombang 190-380 nm. Sebagai sumber sinar dapat digunakan lampu deuterium.

Deuterium disebut juga heavy hidrogen. Dia merupakan isotop hidrogen yang

stabil yang terdapat berlimpah di laut dan daratan. Inti atom deuterium

mempunyai satu proton dan satu neutron, sementara hidrogen hanya memiliki satu

proton dan tidak memiliki neutron. Nama deuterium diambil dari bahasa Yunani,

deuteros, yang berarti ‘dua’, mengacu pada intinya yang memiliki dua pertikel.

Karena sinar UV tidak dapat dideteksi oleh mata kita, maka senyawa yang

dapat menyerap sinar ini terkadang merupakan senyawa yang tidak memiliki

warna. Bening dan transparan. Oleh karena itu, sampel tidak berwarna tidak perlu

dibuat berwarna dengan penambahan reagent tertentu. Bahkan sample dapat

langsung dianalisa meskipun tanpa preparasi. Namun perlu diingat, sampel keruh

tetap harus dibuat jernih dengan filtrasi atau centrifugasi. Prinsip dasar pada

spektrofotometri adalah sampel harus jernih dan larut sempurna. Tidak ada

partikel koloid apalagi suspensi.



BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3. 1. Diagram Alur Penelitian

Diagram alur penelitian ini dapat dilihat sebagai berikut :

Gambar 3.1. Diagram alur penelitian

Mulai

Preparasi Sampel

Polarisasi

Pemotongan

Manual

Mounting

Amplas

Pembuatan

Larutan NaCl

Tambahkan Gas

CO2 Hingga Jenuh

0 % NaCl

0.5 % NaCl

1.5 % NaCl

2.5 % NaCl

3.5 % NaCl

Pengujian

Laju Kororsi

Larutan Green

Inhibitor Siap

digunakakan

Karakterisasi

Green Inhibitor

Kelarutan

maksimum

didalam air

Benda Uji + Larutan NaCl

Mengandung CO2 Jenuh

Data hasil pengujian

Analisi dan

pembahasan

Kesimpulan

Selesai

Benda Uji + Larutan NaCl

Mengandung CO2 Jenuh

Uji analisis tafel dengan

software gamry 5.06

Tanpa Penambahan

Green Inhibitor

Dengan Menggunakan

Green Inhibitor


26

UNVIERSITAS INDONESIA

3. 2. Peralatan dan Bahan

3. 2. 1. Peralatan

1. Software Gamry 5.06

2. Software Gamry Echem Analysis

3. AEMC Resistance Tester

4. Spectrofotometric UV-VIS

5. Fourier Transform Infra Red

6. Gas Chromatograph-Mass Spectrofotometric

7. Kuvet 1 mm

8. pH Meter

9. pH Universal

10. Sel Polarisasi

11. Elektroda standar Ag/AgCl2

12. Anoda grafit

13. Regulator gas

14. Termometer

15. Timbangan digital

16. Magnetic stearer

17. Solder

18. Beaker glass 500 dan 1000 ml

19. Labu Ukur 100 ml

20. Mortar

21. Lumpang

22. Pipet tetes

23. Cawan petri

24. Kertas amplas 100#; 240#; 400#; dan 600#

25. Kamera digital

3. 2. 2. Bahan

1. Benda kerja (10 mm) Baja Karbon API 5L X-52 .

2. Hardener


27


3. Resin

4. Timah Solder

5. Kabel (1.5 mm)

6. Gas CO2

7. Garam NaCl

8. Larutan buffer pH meter

9. Aquades

10. KBr

3. 3 Prosedur Penelitian

3. 3. 1. Karakterisasi Inhibitor Korosi sebelum Uji Analisis Tafel

Sebelum dilakukan uji laju korosi pada benda kerja, inhibitor korosi

dilakukan karakterisasi dengan beberapa instrumentasi kimia. Karakterisasi

menggunakan spektrofotometri Ultra Violet-Visible, spektrofotometri FTIR, gas

crhomatograph-mass spektrofotometric.

3. 3. 1. a). Prosedur pengujian kelarutan maksimum dengan metode

Spektofotometri Ultra Violet-Visible :

1) Siapkan inhibitor fenolik yang akan dilarutkan kedalam air.

2) Timbang inhibitor fenolik sebesar ; 0.05 gram; 0.1 gram; 0.15 gram; 0.2

gram; 0.25 gram; 0.3 gram; 0.35 gram; 0.4 gram; 0.45 gram; 0.5 gram dan

larutkan dalam labu ukur 100 ml, maka konsentrasi yang akan didapat 500

ppm; 1000 ppm; 1500 ppm; 2000 ppm; 2500 ppm; 3000 ppm; 3500 ppm;

4000 ppm; 4500 ppm; dan 5000 ppm.

3) Diamkan larutan selama 5 hari sehingga inhibitor teremulsi secara

sempurna.

4) Nyalakan spektrofotometri UV-Vis lalu hubungkan dengan komputer

sebagai recorder-nya.

5) Atur panjang gelombang maksimum pada 290 nm.

6) Lalu diamkan selama 30 menit untuk pemanasan lampu UV-Vis.


28


7) Lakukan pengukuran aquadest sebagai Blank dengan cara memasukannya

ke dalam kuvet yang bersih.

8) Lakukan pengukuran menggunakan inhibitor dari konsentrasi paling kecil

dengan menggunakan kuvet yang bersih.

9) Catat data yang didapat.

3. 3. 1. b). Prosedur pengujian Gugus Fungsi dengan metode

Spektrofotometri FTIR :

1) Nyalakan Spektrofotometri FTIR lalu hubungkan dengan komputer

sebagai recorder-nya.

2) Atur bilangan gelompang pada rentang 400 hingga 4000 cm-1

.

3) Gerus kristal KBr dengan menggunakan mortar sebagai wadahnya dan

lumpang sebagai penghancurnya.

4) Masukkan kristal KBr yang telah dihaluskan ke dalam chamber sampel

spektrofotometri FTIR.

5) Lakukan pembacaan pada KBr tersebut.

6) Pembacaan KBr tersebut dilakukan sebagai background atau blank.

7) Bersihkan chamber, mortar dan lumpang yang telah digunakan

sebelumnya.

8) Ambil kristal KBr dan Inhibitor fenolik ke dalam mortar yang telah bersih

tadi dengan perbandingan 5 : 1 secara berturut-turut.

9) Gerus campuran pada point ke 8) hingga halus.

10) Masukkan Kedalam chamber yang telah bersih.

11) Amati dan catat spektrum yang didapat.

3. 3. 2. Preparasi Benda Kerja.

Benda kerja yang digunakan pada penelitian ini adalah API 5L X-52.

Benda kerja yang digunakan merupakan baja karbon yang digunakan sebagai pipa

untuk pipeline ataupun flowline, sesuai dengan standar API 5L, Standar

Specification for Line Pipe. Preparasi benda kerja sebagai berikut :


29


1) Material yang awalnya berukuran cukup besar dipotong dengan

penampang berbentuk persegi berukuran 1.5x1.5 cm dan ketebalan sesuai

dengan ketebalan awal material.

2) Benda kerja yang telah memiliki penampang lingkaran di-solder untuk

menghubungkan kabel dengan benda kerja dengan software.

3) Benda Kerja di mounting untuk memberikan pegangan pada benda kerja.

Tujuan lainya pada waktu proses pengujian menggunakan software bagian

benda kerja yang terekspos hanya bagian permukaan saja.

4) Setelah di mounting, benda kerja diamplas permukaanya menggunakan

kertas amplas 100 #; 320 #; 400# dan 600 #. Permukaan benda kerja

diamplas untuk menghilangkan lapisan oksida yang ada pada permukaan

benda kerja sesuai dengan ASTM G 1-03.

3. 3. 3. Pembuatan Larutan Green Inhibitor

1. Timbang ekstrak green tea sebanyak 2 gram pada petri disc.

2. Timbang ekstrak betel leaves sebanyak 0.5 gram pada petri disc.

3. Pindahkan No. 1 dan No. 2 kedalam beaker glass lalu tambahkan air

hingga homogen.

4. Pindahkan larutan No 3 kedalam labu ukur 500 ml secara kuatitatif lalu

tepatkan dengan air hingga sampai batas.

5. Aduk kembali larutan hingga homogen, maka larutan siap digunakan

untuk pengujian selanjutnya.

3. 3. 4. Pembuatan Larutan NaCl.

1) Timbang kristal NaCl sebanyak 2.5 gram; 7.5 gram; 12.5 gram; dan 17.5

gram.

2) Larutkan kristal NaCl tadi ke dalam labu ukur 500 ml dengan

menggunakan aquadest hingga tepat batas.

3) Maka akan didapatkan konsentrasi larutan garam NaCl sebesar 0.5 %; 1.5

%; 2.5 %; 3.5 %.

4) Letakkan larutan tersbut di atas magnetic stirrer untuk mendapatkan

larutan yang lebih homogen hingga seleruh kristal terlarut sempurna.


30


5) Setelah garam terlarut sempurna, larutan siap digunakan untuk pengujian

selanjutnya.

3. 3. 5. Pengujian Laju Korosi

Pengujian dilakukan menggunakan uji analisis tafel dengan menggunakan

software GARMY 5.06. pengujioan dilakukan sesuai dengan standar ASTM G59 -

97 (2009), Standard Test Method for Conducting Potentiodynamic Polarization

Resistance Measurements. Pengujian untuk mendapatkan kurva Tafel dilakukan

dengan memasukkan terlebih dahulu kondisi pengujian dan spesifikasi benda uji.

Setelah langkah tersebut dilakukan, pengujian polarisasi tafel dapat dimulai.

Setelah pengujian selesai, data dan grafik pengujian dianalisi lebih lanjut untuk

mendapatkan grafik E (potensial) vs Log I (rapat arus).

Pengujian analisa Tafel dapat langsung mengetahui laju korosi dari sampel

yang diuji melalui komputasi secara otomatis dari perangkat lunak yang ada.

Analisis terhadap kurva polarisasi yang dihasilkan dari pengujian dilakukan

dengan software Gamry Echem Analysis. Dimana dari analisis akan

didapatkan potensial korosi, rapat arus korosi, dan laju korosi sampel yang

diuji polarisasi.

Namun, perhitungan manual juga dilakukan guna memastikan hasil

perhitungan dari penggunaan software, dengan membuat perpotongan antara

garis linear antara kurva anodik dan kurva katodik yang kemudian dimasukkan ke

dalam persamaan yang digunakan untuk menghitung lau korosi.

3. 3. 5. 1. Pengujian Laju Korosi Baja Karbon pada Larutan NaCl dengan

Kandungan CO2 Jenuh

3. 3. 5. 1. a. Pengujian Laju Korosi Tanpa Penambahan Green Inhibitor

Langkah-langkah yang dilakukan pada pengujian ini adalah :

1. Menyiapkan larutan garam NaCl 1.5 %; 2.5 %; 3.5 %.

2. Rendam baja karbon kedalam larutan.

3. Melakukan injeksi CO2 ke dalam larutan NaCl yang telah disiapkan

selama 2 jam.


31


4. Penyusunan rangkaian sesuai dengan standar rangkaian pengujian

polarisasi yaitu : specimen holder, electrode standar, auxilary electrode

dan working electrode pada instrumen pengukur polarisasi.

Gambar 3.2. Skema pengujian polarisasi dalam NaCl tanpa green inhibitor

5. Menyiapkan komputer dengan program GAMRY 5.06 (corrosion

measurement system) dan pilih menu eksperimen dengan program tafel.

6. Memasukkan data-data pengujian pada intrumen (setting), luas permukaan

sampel, density, equivalent weigth, scan rate dan jangkauan potensial (-)

250 – (+)250 mV terhadap open potential(Eoc).

7. Setelah 20 menit, akan diperoleh kurva tafel dari sampel uji.

8. Selanjutnya, pilih menu analisis yang ada pada toolbar untuk

menganalisis kurva polarisasi yang telah diperoleh.

3. 3. 5. 1. b. Pengujian Laju Korosi Dengan Green Inhibitor

Langkah-langkah yang dilakukan dipengujian ini adalah :

1. Menyiapkan larutan green inhibitor dengan perbangingan 1000 ppm dan

4000 ppm sebanyak 500 ml pada beaker glass sebanyak 5.

2. Masukkan garam NaCl sebanyak 0 gram; 2.5 gram; 7.5 gram; 12.5

gram; 17.5 gram kedalam beaker glass yang berisikan sampel yang telah


32


direndam dengan green inhibitor.

3. Diamkan larutan tersebut selama 1 hari.

4. Melakukan injeksi CO2 ke dalam larutan no. 3 yang telah disiapkan

selama 3 hari.

5. Melakukan pengukuran pH larutan yang telah di injeksikan gas CO2

selama 3 hari tersebut.

6. Penyusunan rangkaian sesuai dengan standar rangkaian pengujian

polarisasi yaitu : specimen holder, electrode standar, auxilary electrode

dan working electrode pada instrumen pengukur polarisasi.

Gambar 3.3. Pengujian polarisasi dalam NaCl yang mengandung CO2

dengan menggunakan green inhibitor.

7. Menyiapkan komputer dengan program GAMRY 5.06 (corrosion

measurement system) dan dipilih folder eksperimen dengan program tafel.

8. Memasukkan data-data pengujian pada intrumen (setting), luas permukaan

sampel, density, equivalent weight, scan rate dan jangkauan potensial (-

)250 – (+)250 mV terhadap open potential(Eoc).

9. Setelah 20 menit, akan diperoleh kurva tafel dari sampel uji.

10. Selanjutnya, pilih menu analisis yang ada pada toolbar untuk

menganalisis kurva polarisasi yang telah diperoleh


33


3. 3. 5. 2. Analisis Kurva Polarisasi

3. 3. 5. 2. 1. Analisis menggunakan software Gamry Echem Analysis

Analisis dengan menggunakan software Gamry Echem analysis dilakakan

untuk mendapatkan laju korosi dari sampel uji. Dengan melakukan tahap-tahap

yang telah ditentukan akan langsung diketahui nilai laju korosi sampel uji. Akan

tetapi, nilai laju korosi yang didapatkan tidak menggambarkan laju korosi yang

sebenarnya akibat beberapa kelemahan dari software analisis ini. Oleh karena itu,

nilai laju korosi yang didapatkan harus dibandingkan dengan perhitungan manual

untuk memastikan nilai laju korosi yang telah didapatkan dari analisis ini.

3. 3. 5. 2. 2. Analisis manual

Analisis secara manual dilakukan juga untuk mengetahui laju korosi

sampel yang telah dilakukan pengujian tafel. Pada analisis ini dilakukan

perhitungan manual terhadap kurva polarisasi yang didapat dari pengujian. Hasil

dari perhitungan manual akan dibandingkan dengan laju korosi yang didapat dari

software analisis, sehingga dapat memastikan nilai laju korosi yang diperoleh.

Perhitungan dilakukan dengan membuat perpotongan antara garis linear

antara kurva anodik dan kurva katodik yang kemudian dimasukkan ke dalam

persamaan yang digunakan untuk menghitung lau korosi. Perhitungan manual ini

dilakukan sesuai dengan Standar ASTM G 102-89, Standard practice for

Calculation of Corrosion Rates and Related Information from Electrochemical

Measurement.

3. 3. 6 . Pengujian Pelapisan dari Green Inhibitor

Dilakukan analisa permukaan pada Baja Karbon untuk didapatkan lapisan

yang terbentuk akibat reaksi kimia antara permukaan baja karbon dengan green

inhibitor didalam lingkungan NaCl yang mengandung gas CO2 (sweet

enviroment).



BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada penelitian ini dilakukan panghambatan laju korosi dari logam baja

karbon didalam kondisi air laut (NaCl) dan juga kondisi dengan kadar CO2 yang

tinggi dengan menggunakan senyawa kimia yang berbasiskan fenolik sehingga

diketahui sifat dari fenol ini yang dapat melindungi logam baja karbon dari

lingkungan yang agresif.

4. 1. Karakterisasi senyawa fenolik

Untuk mengetahui senyawa fenol apa yang berperan penting dalam proses

penghambatan laju korosi dalri logam baja karbon, maka dilakukan identifikasi

dari kedua senyawa fenolik ini dengan mengkarakterisasikannya dengan beberapa

instrumentasi kimia agar didapatkan struktur kimia yang pasti dalam perannya

penghambat laju korosi.

4. 1. 1. Inhibitor 1

Pada awal pengujian karakterisasi inhibitor dengan menggunakan

spektrofotometer ultra violet, didapatkan spectrum yang khas dari inhibitor ini.

Dimana didapatkan dua serapan maksimum pada sinar UV-B, yang menunjukan

adanya gugus flavonoid pada senyawa inhibitor ini .

Grafik 4.1. Spektrum dari serapan inhibitor 1.

Inhibitor 1

0

1

2

3

4

5

199 249 299 349 399

Wa veleng th

Ab

s


35


Gugus flavonoid mengandung sistem aromatik yang terkonjugasi dan karena itu

menunjukan pita serapan kuat pada daerah spektrum UV dan spektrum tampak

[9]. Dari spektrum yang khas ini didapatkan nilai serapan yang maksimum pada

296 nm, dimana pada panjang gelombang ini terdapat ikatan yang tereksitasi

menjadi ikatan * [19]. Akan didapatkan struktur yang halus dan mempunyai 2

area maksimum, struktur yang halus ini disebabkan karena dirusak karena

digunakan pelarut non-polar. Ini menunjukan adanya ikatan karbon rangkap

didalam sistem aromatik tersebut. Namun jika dilakukan pelarut air, didapatkan

pita serapan yang dihasilkan akan memberikan pita serapan yang kurang baik,

sehingga perlu dilakukan pelarutan menggunakan pelarut organik.

Grafik 4.2. Spektrum inhibitor dalam pelarut air.

Pada pengujian lebih lanjut, digunakan FTIR untuk mendapatkan

informasi berupa gugus-gugus yang terbentuk pada senyawa ini dengan

berdasarkan vibrasi dan rotasi dari inhibitor ini yang dapat ditentukan dari nilai

bilangan gelombang yang dihasilkan. Grafik FTIR yang didapat terlampir pada

Lampiran 3 :

Pada spektrum FTIR ini, didapatkan pita serapan yang lebar pada bilangan

gelombang 3204.06 dan bilangan gelombang ini menunjukan bahwa inhibitor ini

memiliki gugus O-H secara keseluruhan. Didapat juga pita serapan dengan

intensitas yang lemah pada bilangan gelombang 2926.01, ini menunjukan

inhibitor ini memiliki senyawa aromatik berupa gugus benzena C-H. Juga didapat

pita serapan yang kuat pada bilangan gelombang 1597.06, ini menunjukan adanya


36


ikatan konjugasi C-C dengan memiliki ikatan rangkap. Juga didapatkan pita

serapan pada daerah sidik jari yaitu pada bilangan gelombang 1238.30, ini

menunjukan adanya ikatan O-H pada posisi sekunder dari gugus aromatiknya.

Tidak hanya sampai disini, gugus yang didapat dari pita serapan yang dihasilkan

inhibitor dengan menggunakan FTIR didapat gugus eter pada bilangan gelombang

1151.50, dan jenis ikatan spesifik ini adalah alifatik. Dan juga terdapat pita

serapan pada bilangan gelombang 1039.63, yang merupakan ikatan antara C-O

pada gugus aromatik dan alkoholnya.

Dari pengujian menggunakan FTIR, didapatkan beberapa gugus fungsi

penting didalam inhibitor ini. Dari hasil pengujian FTIR, dapat dilihat pada

Lampiran 1 [17].

Dari karakterisasi pengujian menggunakan spektro UV dan FTIR,

inhibitor ini memiliki gugus fungsi O-H sekunder, gugus benzen aromatik, gugus

eter.

Dari beberapa senyawa yang terkandung dalam Piper betle, ada beberapa

senyawa yang memiliki gugus fungsi dari inhibitor 1 ini. Berdasarkan sifat

fisiknya, inhibitor ini memiliki aroma yang khas dan juga memiliki wana kuning

pucat, dan juga sifat kelarutan yang buruk terhadap air namun kelarutan yang baik

terhadap pelarut organik. Karakter fisik ini memiliki kemiripan dengan senyawa

golongan fenol yang merupakan senyawa katekin. Untuk mengetahui secara pasti

senyawa yang terkandung dalam inhibitor, perlu dilakukan pengujian lebih dalam

lagi dengan menggunakan spektroskopi resonansi magnetik nuklir (NMR) atau

dengan mass spektrofotmeter. Dan juga dilakukan uji kualitatif dan uji kemurnian

laborarorium untuk mendapatkan struktur molekul dari inhibitor 1 ini. Pada green

inhibitor fenol ini adalah ekstak dari Daun Sirih.

4. 1. 2. Inhibitor 2

Senyawa Epigallocatechin gallate (EGCG), merupakan turunan dari

senyawa fenolik dengan memiliki struktur molekul yang kompleks. Berikut ini

merupakan struktur dari Epigallocatechin gallate :


37


Gambar 4.1. Senyawa Epigallocatechin gallate.

Epigallocatechin gallate ini memiliki gugus aromatic yang berikatan dengan

gugus OH dan gugus fenolik ini akan berplomerisasi menjadi epigallocatechin

gallate

Pada awal pengujian karakterisasi inhibitor dengan menggunakan

spektrofotometer ultra violet, didapatkan spectrum yang khas dari inhibitor ini.

Dimana didapatkan dua serapan maksimum pada sinar UV-B, yang menunjukan

adanya gugus flavonoid pada senyawa inhibitor ini.

Grafik 4.3. Spektrum dari serapan inhibitor 2.

Gugus flavonoid mengandung sistem aromatik yang terkonjugasi dan karena itu

menunjukan pita serapan kuat pada daerah spektrum UV dan spektrum tampak

[9]. Dari spektrum yang khas ini didapatkan nilai serapan yang maksimum pada

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

199 249 299 349 399

Ab

s

Wavelength

Inhibitor 2


38


287 nm, dimana pada panjang gelombang ini terdapat ikatan yang tereksitasi

menjadi ikatan * [19]. Ini menunjukan adanya ikatan karbon rangkap didalam

sistem aromatik tersebut. Dan gugus flavonoid ini merupakan turunan dari

senyawa fenol.

Pada pengujian lebih lanjut, digunakan FTIR untuk mendapatkan

informasi berupa gugus-gugus yang terbentuk pada senyawa ini dengan

berdasarkan vibrasi dan rotasi dari inhibitor ini yang dapat ditentukan dari nilai

bilangan gelombang yang dihasilkan. Grafik FTIR yang didapat terlampir pada

Lampiran 3.

Pada spektrum FTIR ini, didapatkan pita serapan yang lebar pada bilangan

gelombang 3202.13 dan bilangan gelombang ini menunjukan bahwa inhibitor ini

memiliki gugus O-H secara keseluruhan. Didapat juga pita serapan dengan

intensitas yang lemah pada bilangan gelombang 2947.23, ini menunjukan

inhibitor ini memiliki senyawa aromatik berupa gugus benzena C-H. Juga didapat

pita serapan yang kuat pada bilangan gelombang 1604.77, ini menunjukan adanya

ikatan konjugasi C-C dengan memiliki ikatan rangkap. Juga didapatkan pita

serapan pada daerah sidik jari yaitu pada bilangan gelombang 1238.30, ini

menunjukan adanya ikatan O-H pada posisi sekunder dari gugus aromatiknya.

Tidak hanya sampai disini, gugus yang didapat dari pita serapan yang dihasilkan

inhibitor dengan menggunakan FTIR didapat gugus eter pada bilangan gelombang

1145.72, dan jenis ikatan spesifik ini adalah alifatik. Dan juga terdapat pita

serapan pada bilangan gelombang 1039.63, yang merupakan ikatan antara C-O

pada gugus aromatik dan alkoholnya.

Dari pengujian menggunakan FTIR, didapatkan beberapa gugus fungsi

penting didalam inhibitor ini. Dari hasil pengujian FTIR, dapat dilihat pada

Lampiran 1 [17].

Pada senyawa epigallocatechin gallate juga memiliki beberapa gugus-

gugus fungsi, diantaranya adalah gugus O-H sekunder, gugus benzen aromatik,

gugus eter, dan ada juga beberapa ikatan yaitu O-H, C-O yang membentuk

senyawa fenolik.


39


Dari pengujian spektrofotometer UV dan juga FTIR, pada senyawa

epigallocatechin gallate dan juga dari inhibitor 2 memiliki banyak kemiripan baik

dari ikatan molekul ataupun dari gugus fungsi yang ada pada masing-masing

senyawa. Pada green nhibitor fenol ini adalah ekstak dari Teh Hijau.

4. 2. Kelarutan inhibitor

Berdasarkan penggunaan inhibitor korosi ini, maka dilakukan pengujian

kelarutan didalam air. Ini dilakukan untuk mensimulasikan kondisi lingkungan

korosif yang merupakan 90% larutan yang digunakan adalah air (NaCl + CO2).

Untuk mengetahui optimasi dari kelarutan inhibitor, maka inhibitor fenolik

akan dilarutkan ke dalam air dalam konsetrasi tertentu dan akan ditransmisikan

menggunakan sepktrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 290 nm yang

merupakan penyerapan maksimum dari sinar UV-Vis oleh senyawa fenolik. Dan

larutan yang telah dilarutkan dengan air tidak langsung di uji menggunakan

spektrofotometer UV-Vis, namun didiamkan selam 3 hari. Hal ini dilakukan untuk

larutan lebih stabil dan nilai maksimum dari inhibitor fenolik ini untuk melarut

karena di hari ke-3 larutan inhibitor fenolik ini sudah memberikan visualisasi

endapan yang diakibatkan oleh kelarutan yang sudah lewat jenuh.

Nilai kelarutan daat ditentukan dari nilai Ksp dari suatu senyawa, dan

penentuan Ksp dapat ditentukan dari laju reaksi yang terjadi

Senyawa Fenolik + H2O → Fenolik Encer

Ksp =

[4.1]

Jika nilai Ksp kecil maka larutan sudah lewat jenuh dan akan timbul endapan,

sedangkan nilai Ksp besar terlarut semuanya. Namun dalam hal ini, inhibitor

fenolik ini digunakan untuk menghambat logam baja sebelum larutan tersebut

lewat jenuh sehingga tidak adanya inhibitor ini yang berlebih.

Pada percobaan dilakukan pelarutan untuk masing-masing inhibitor

fenolik tersebut lalu dilakukan juga pelarutan untuk ke-2 inhibitor fenolik ini

bercampur. Berikut data (Lampiran 2) dan grafiknya :


40


Grafik 4.4. Kelarutan maksimum Inhibitor fenolik 1

Dengan nilai konsentrasi 1000 ppm, kelarutan dari inhibitor ini sudah

mengalami kejenuhan dan tidak menunjukan adanya perubahan yang berarti.

Sedangkan pada nilai konsetrasi 500 ppm inhibitor ini masih dalam keadaan yang

cukup encer jika kita menggunakan konsentrasi ini untuk menghambat korosi

pada baja maka inhibitor ini tidak bekerja secara optimum dan baja akan terkorosi

walaupun nilai laju korosinya tidak selambat 1000 ppm. Jika kita menggunakan

konsntrasi larutan lebih dari 1500 ppm bisa mengakibatkan adanya endapan

sehingga adanya inhibitor yang tidak bekerja dan ini merupakan pemborosan

karena membiarkan inhibitor terbuang begitu saja dan hal ini sangat tidak

diharapkan. Barikut data (Lampiran 2) dan grafiknya.

Grafik 4.5. Kelarutan maksimum inhibitor fenolik 2

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Ab

s

ppm

Inhibitor Fenolik 1

0

1

2

3

4

5

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Ab

s

ppm

Inhibitor Fenolik 2


41


Berbeda dengan inhibitor fenolik yang pertama, tingkat kelarutan dari

senyawa ini lebih tinggi dibandingkan inhibitor yang pertama, ini disebabkan oleh

jumlah gugus OH yang banyak didalam senyawa ini sehingga kelarutannya

didalam air tinggi dibangingkan pada senyawa inhibitor yang pertama.

Berdasarkan informasi dari karakterisasi inhibitor menggunakan

spektrofotometri UV-Vis, maka pencapuran maksimum dari kedua inhibitor 1 :

inhibitor 2 ini adalah 1000 ppm : 4000 ppm (secara berurutan). Dan ketika

kelarutan campuran ini di karakterisaisi kembali menggunakan spektrofotometer

UV-Vis, didapatkan hasil yang sesua dari uji kelarutan maksimum dari inhibitor

masing-masing. Berikut data (Lampiran 2) dan grafik dari kelarutan maksimum

pencampuran inhibitor tersebut :

Grafik 4.6. Kelarutan maksimum campuran inhibitor

4. 3. Perlakuan awal benda kerja.

Benda kerja yang digunakan pada penelitian ini adalah API 5L X-52.

Benda kerja yang digunakan merupakan baja karbon yang digunakan sebagai pipa

untuk pipeline ataupun flowline, sesuai dengan standar API 5L, Standar

Specification for Line Pipe. Merupakan pipa seamless dan welded steel pipe,

dimana grade X 52 berarti nilai yield stregth minimum 52000 PSI dan nilai UTS

minimum 66000 PSI.

4,3

4,35

4,4

4,45

4,5

4,55

4,6

4,65

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Ab

sorb

ansi

Konsentrasi campuran inhibitor


42


Berikut ini spesifikasi API 5L secara keseluruhan, yaitu :

Tabel 4.1. Spesifikasi API 5L [26]

Pengujian komposisi kimia dari benda kerja dengan menggunakan metode

pengujian Optical Emission Spectrometer di CMPFA (Center for Material

Processing and Failure Analysis), Departemen Metalurgi dan Material FTUI.

Hasil pengujian komposisi baja API 5L X-52 didapatkan sebagai berikut :

Tabel 4.2. Komposisi Kimia benda kerja

Pemotongan benda kerja ini menggunakan gergaji tangan dan tanpa

menggunakan mesin pemotong, hal ini dilakukan untuk menghindari adanya

perubahan fasa pada baja yang diakibatkan oleh panas dari mesin pemotong

sehingga ketika dilakukan pengujian laju korosi, efek dari perubahan fasa yang

dihasilkan tidak mempengaruhi dari laju korosi. Korosi terbentuk karena adanya

perbedaan kondisi, baik di lingkungan ataupun di benda kerja itu sendiri [12].


43


Gambar 4.2. Korosi karena perbedaan struktur

Benda kerja di mounting menggunakan untuk mendapatkan area yang

terkonsentasi dan dapat diketahui luas area dari permukaan benda kerja yang

mengalami korosi pada lingkungan yang agresif.

4. 4. Analisis Laju Korosi Baja Karbon

Pengujian analisis tafel dilakukan untuk mengetahui prilaku korosi dan

laju korosi baja karbon dalam suatu larutan. Pengujian ini dilakukan dengan

menggunakan software Gamry 5.06, dimana kecepatan membaca titik satu ke

yang lainnya (scan rate) diatur sebesar 0.5 mV/detik terhadap potensial korosi

(Eoc). Standard elektrode yang digunakan adalah Standard Calomel Elektrode

yang memiliki satuan konversi +0.24 vs SHE. Counter Elektrode yang digunakan

adalah Anoda Grafit. Dari pengujian yang dilakukan akan diperoleh kurva tafel

dari setiap sampel uji.

Kurva yang didapat akan dianalisis pergeseran kurva, potensial korosi, dan

laju korosinya dengan menggunakan software Gamry Echem Analysis. Selain

dengan analisis menggunakan software, laju korosi juga dihitung dengan secara

manual dengan menggunakan persamaan rumus berikut [12]:

mpy =

[4.2]

dimana :

W : berat yang hilang (mg)

D : densitas dari sampel uji yang digunakan (g/cm3)

A : luas area dari sampel uji yang digunakan (cm2)

T : waktu ekspos (jam)


44


4. 4. 1. Analisis Laju Korosi Baja Karbon pada Lingkungan NaCl yang

Mengandung Gas CO2 Tanpa Menggunakan Green Inhibitor.

Pengujian laju korosi baja karbon tanpa inhibitor ini perlu dilakukan. Hal

tersebut untuk mendapatkan kondisi blank dari nilai laju korosi yang akan

dibandingkan dengan laju korosi baja karbon yang telah menggunakan green

inhibitor. Dalam penelitian ini juga bisa dilihat efisiensi dari green inhibtitor dalm

menghambat laju korosi. Berdasarkan Lampiran 6, maka didapatkan hubungan

antara laju korosi dari baja karbon dengan larutan garam NaCl yang mengandung

gas CO2. Dan dari larutan “blank” yang diamatai maka dapat disimpulkan pada

grafik sebagai berikut :

Grafik 4.7. Laju Korosi Lingkungan NaCl Mengandung Gas CO2 Tanpa

Penambahan Green Inhibitor [10]

Berdasarkan pada Lampiran 6 dapat dilihat bahwa dengan kenaikan

konsentrasi NaCl akan menurunkan laju korosi baja karbon dalam larutan NaCl

dengan kandungan CO2 jenuh. Pada grafik diatas telihat bahwa dengan kenaikan

konsentrasi NaCl maka akan menggeser kurva menjadi lebih ke kiri. Jika dilihat

dari rapat arus (i) yang dihasilkan, semakin ke kiri maka rapat arus akan semakin

kecil sehingga laju korosi dari baja pada lingkungan ini akan berkurang. Oleh

karena itu, dari hasil pengujian ini terlihat bahwa kenaikan konsentrasi NaCl

dalam larutan sampai 3.5 % akan menurunkan laju korosi baja karbon pada

lingkungan NaCl yang mengandung CO2 jenuh.

-1,20E+00

-1,00E+00

-8,00E-01

-6,00E-01

-4,00E-01

-2,00E-01

0,00E+00

1,00E-07 1,00E-04

Laju

ko

rosi

(m

py)

wt % NaCl 0.5 % NaCl 1.5 % NaCl 2.5 % NaCl 3.5 % NaCl


45


Selain pengaruh pH larutan, kelarutan CO2 juga sangat berpengaruh pada

laju korosi baja karbon dalam larutan NaCl yang mengandung CO2. Peningkatan

salinitas NaCl secara langsung akan mengurangi kelarutan CO2 dalam larutan

tersebut [8]. Kelarutan CO2 dalam larutan NaCl dapat dilihat pada grafik 4.10.

Grafik 4.8. Kelarutan CO2 dalam larutan NaCl, T = 25oC,

pH 4, dan pCO2 = 0.97 bar [8]

4. 4. 2. Analisis Laju Korosi Baja Karbon pada Lingkungan NaCl yang

Mengandung Gas CO2 Dengan Menggunakan Green Inhibitor.

Pengujian laju korosi baja karbon menggunakan green inhibitor ini

merupakan penentu dari kinerja green inhibitor ini. Sehingga hasil dari laju korosi

baja karbon ini akan dibandingkan dengan pengujian laju korosi tanpa inhibitor.

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh peningkatan kadar

NaCl (perbedaan salinitas) terhadap laju korosi baja karbon pada kondisi larutan

yang mengandung CO2 jenuh. Kondisi ini merupakan kondisi lingkungan yang

terjadi pada pipeline dan flowline penyalur gas alam. Untuk melihat pengaruh

penambahan NaCl pada lingkungan yang mengandung CO2 jenuh, variasi kadar

NaCl yang digunakan adalah 0.5 %; 1.5 %; 2.5 %; 3.5 %.

Melalui pengujian ini akan didapat kurva tafel dan laju korosi baja karbon

pada lingkungan NaCl yang mengandung CO2 jenuh. Lingkungan ini merupakan

simulasi dari lingkungan penyaluran gas alam pada pipeline dan flowline yang

terdiri dari media air formasi dan CO2. Dari hasil pengujian yang didapatkan akan

diketahui kisaran laju korosi baja pipeline dan flowline pada lingkungan tersebut.


46


Hasil dari pengujian baja karbon pada sweet enviroment dapat dilihat pada

Lampiran 7 dan didapatkan grafik 4.9 berikut :

Grafik 4.9. Laju Korosi NaCl + Gas CO2 menggunakan green inhibitor

Pada grafik 4.11 dapat dilihat efisiensi dari kinerja green inihibitor ini.

Dimana green inhibitor tersebut di ekstrak dari green tea dan Piper betle untuk

didapatkan gugus fungsi yaitu senyawa fenol. Senyawa fenol ini merendamkan

benda kerja (yang dimana digunakan baja karbon sebagai benda kerja) selama 3

hari, hal ini dilakukan bertujuan untuk fenol mengadsorbsi pada permukaan baja

karbon. Tingkat afinitas senyawa fenol sangat tinggi terhadap Fe (dalam

penelitian ini adalah baja karbon) dimana fenol ini akan membentuk khelat atau

senyawa kompleks [6]. Perilaku dari fenol ini bisa dimanfaat sebagai penghabat

penyerangan ion-ion agresif (baik dari garam NaCl atau gas CO2) yang

mengakibatkan hilangnya hubungan antara baja karbon dengan sweet enviroment

sehingga baja kerbon akan lebih immmune atau tidak mengalami pengkaratan.

4. 5. Analisis Efisiensi dari kinerja Green Inhibitor

Berdasarkan laju korosi pada baja karbon baik menggunakan green

inhibtor ataupun tanpa menggunakannya, maka dikatahui laju korosi dari masing-

masing perlakukan pada baja karbon. Dan jika membandingkan dengan laju

-1,00E+00

-9,00E-01

-8,00E-01

-7,00E-01

-6,00E-01

-5,00E-01

-4,00E-01

-3,00E-01

-2,00E-01

-1,00E-01

0,00E+00

1,00E-07 1,00E-05 1,00E-03

Laju

Ko

rosi

(m

py)

wt % NaCl

0.5% NaCl 1.5%NaCl 2.5%NaCl 3.5%NaCl


47


korosi baja karbon menggunakan green inhibitor, maka didapatkan grafik laju

korosi sebagai berikut :

Grafik 4.10. Laju Korosi Menggunakan green Inhibitor

Jika laju korosi ini dibandingkan berdasarkan lingkungan korosinya, maka dapat

dihasilkan sebuah kesimpulan dari kinerja inhibitor tersebut, dan juga dapat

diketahui pada dikondisi bagaimana green inhibitor ini dapat bekerja secara

maksimal. Berikut ini grafik dari masing-masing lingkungan korosifnya :

Grafik 4.11. Perbandingan efisiensi kinerja green inhibitor pada lingkungan NaCl

mengandung gas CO2 jenuh

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

0 1 2 3 4

Laju

Ko

rosi

(m

py)

wt % NaCl

Laju Korosi Menggunakan Green Inhibitor


0

5

10

15

20

25

30

0 1 2 3 4

Laju

Ko

rosi

(m

py)

wt % NaCl

Efisiensi Green Inhibitor

Laju Korosi Tanpa Green Inhibitor



48


Berdasarkan literatur, efisiensi dari kinerja sebuah inhibitor ini dapat ditentukan

dengan membandingkan nilai laju korosi pada benda kerja pada lingkungannya

dengan nilai laju korosi pada benda kerja pada lingkungannya dengan

penambahan inhibitor. Maka dalam dijelaskan pada sebuah rumus untuk

menentukan efisiensi dari kinerja sebuah inhibito, berikut rumusnya [1] :

[4.3]

Dimana : XA = laju korosi pada wadah tanpa inhibitor

XB = laju korosi pada wadah dengan penambahan inhibitor.

Maka didapatkan nilai efisiensi kinerja dari inhibitor tersebut, berikut tabel

efisienasi dari keinerja sebuah inhibitor :

Konsentrasi

NaCl (%)

Laju Korosi (mpy) Efisiensi Green

Inhibitor (%) Tanpa Green

Inhibitor

Menggunakan

Green Inhibitor

0,5 27,11 11,65 57,03

1,5 21,11 9,06 57,08

2,5 17,75 5,167 70,89

3,5 15,69 4,089 73,94

Tabel 4.3. Efisiensi dari Green Inhibitor pada Lingakungan NaCl + Gas CO2

Grafik 4.12. Efisiensi dari Green Inhibitor pada Lingakungan NaCl + Gas CO2

45,00

50,00

55,00

60,00

65,00

70,00

75,00

0 1 2 3 4

Efis

ien

si (

%)

wt % NaCl

Efisiensi Green Inhibitor


49


4. 6. Analisis Interaksi Green Inhibitor Terhadap Benda Kerja dan

Lingkungan yang Korosif

Interaksi yang terjadi antara green inhibitor dengan benda kerja (dalam

penelitian kali ini menggunakan baja karbon) bisa mengakibatkan laju korosi pada

baja karbon yang digunakan. Interkasi yang terjadi merupakan lapisan tipis pada

permukaan (pengamatan dengan mata telanjang). Sehingga mengakibatkan

putusnya hubungan antara baja karbon dengan lingkungan yang agrasif.

Gambar 4.3. Pengamatan baja karbon terlapisi green inhibitor

4. 6. 1. Berdasarkan Studi Literatur

Pada daun sirih memiliki struktur senyawa fenol yang lebih sederhana dan

lebih sedikit memiliki gugus alkohol ataupun oksigennya, sehingga pada daun

sirih ini tidak bernsifat anti oksidan yang baik. Pada daun sirih ini memiliki

senyawa Chavicol, Chavibetol, Estragole, Eugenol, Methyl Eugenol dimana

struktur dari beberapa senyawa ini memiliki sedikit benzena dan juga sedikit

alkohol, bahkanada yang tidak memilikinya. Sedangkan sedikitnya alkohol pada

senyawa fenol mengakibatkan fenol tersebut bersifat non-polar [6]. Dan cincin

benzena ini pun akan lebih stabil jika terdapat ion-ion bebas (radikal bebas)

didalam air diakibatkan sifat resonansi yang tidak berinteraksi ke gugus benzena

yang lain [6].

Lapisan

Inhibitor

Bahan

Mounting

Kutek


50


Gambar 4.4. Struktur Kimia Fenolik Daun Sirih A) Chavicol.

B) Chavibetol. C) Estragole. D) Eugenol. E) Methyl Eugenol.

Struktur dari teh hijau dan juga dari daun sirih memiliki turunan

diantaranya adalah senyawa katekin/tanin yang memiliki komposisi cukup besar

yaitu sebesar 210mg% (International Symposium on Health and Tea,1998). Tanin

dari teh hijau terdiri dari epicatehcin (EC), epicatehcin galan (ECG),

Epigalochatecin dan Epichatecin gallate (EGCE). EGCG memiliki kandungan

antioksidan paling tinggi dibanding senyawa yang menyusun tanin lainnya.

berikut adalah struktur kimia dari EGCE.

Gambar 4.5. Struktur Kimia Fenolik Teh Hijau (EGCG, R1 = OH dan R2

= galloyl; ECG, R1 = H dan R2 = galloyl; untuk EGC, R1 = OH dan R2 = H’

untuk EC, R1 = H dan R2 = H) [13; 22]

A

E

C D

B


http://en.wikipedia.org/wiki/File:Chavicol_acsv.svg

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Chavibetol.svg

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Estragole_acsv.svg

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Eugenol_acsv.svg

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Methyleugenol.svg

51


Senyawa fenol dari hasil ekstrak teh hijau dan daun sirih akan berikatan

dengan logam Fe menjadi senyawa kompleks yang stabil. Kompleks yang didapat

dari struktur senyawa fenol yang khas. Dimana terdapat gugus alkohol sebagai

kepala yang berikatan dengan cincin benzena. Alkohol akan mengikat atom Fe

yang memiliki keelektronegatifan yang rendah [6]. Dimana cincin dari benzena

akan menyuplai elektron dari Fe sehingga terbentuk ikatan kovalen antara logam

Fe dengan senyawa fenol yang berasal dari teh hijau dan daun sirih. Hal ini

disebabkan oleh adanya awan-awan elektron dari cincin benzena [6]. Bentuk

kompleks Fe dengan fenol lebih stabil dibandingkan dengan Fe.

Senyawa kompleks yang terbentuk membentuk lapisan pada permukaan

logam cukup memberikan hasil dalam pengujian. Dengan adanya penambahan

inhibitor gabungan teh hijau dengan daun sirih, laju korosi pada logam baja

menjadi lebih rendah dibandingkan dengan laju korosi pada sistem tak terinhibisi.

Korosi yang terbentuk dari pengujian ini pada lingkungan air laut adalah korosi

seragam [25]. Hasil dari produk korosi ini adalah merah kecoklatan dan warna

hitam yang diperkirakan produknya berupa hematite.

4. 6. 2. Berdasarkan Hasil Percobaan

Pada percobaan kelarutan kedua green inhibitor ini, pada hasil grafik 4.4.

dan grafik 4.5. maka didapatkan karakterisasi dari keduanya. Dimana inhibitor

fenol 1, merupakan ekstrak daun sirih, lebih cenderung sukar berikatan dengan

air. Sedangkan pada inhibitor 2, merupakan ekstrak teh hijau, didapatkan

kelarutan inhibitor yang lebih tinggi daripada green inhibitor fenol 1.

Pada green inhibitor fenol 1, kelarutannya didalam air yang kurang baik,

maka dapat disimpulkan bahwa inhibitor fenol tersebut cenderung untuk bersifat

non-polar. Interkasi ketika berikatan dengan baja karbon dalam menghambat laju

korosi adalah interaksi antara inhibitor fenol 1 dengan air (sweet enviroment)

untuk saling menolak atau bisa disimpulkan inhibitor fenol 1 ini akan menjauhkan

baja karbon dari air (sweet enviroment) sehingga inhibitor ini berinterkasi

langsung dengan lingkungannya yang korosif.

Pada green inhibitor fenol 2, kelarutannya didalam air sangatlah baik,

maka dapat disimpulkan bahwa inhibitor fenol tersebut cenderung untuk bersifat


52


polar. Sehingga interaksi ketika green inhibitor fenol ini dalam menghambat laju

korosi adalah membentuk ikatan kompleks yang stabil dengan baja karbon, hal ini

disebabkan oleh banyaknya gugus alkohol pada green inhibitor fenol 2 ini.

Sehingga kestabilan baja karbon ketika ditambahkan green nhibitor fenol menjadi

stabil daripada baja karbon yang berikatan membentuk produk korosi pada sweet

enviroment.

Gambar 4.6. Mekanisme Ikatan Kedua Green Inhibitor Fenolik dalam

Menghambat Laju Korosi

Hasil ini juga dapat ditunjukan dari nilai laju korosi pada pada baja kabron

yang digunakan, didapatkan interkasi antara green inhibitor fenol dengna baja

karbon dan juga dapat diketahui interaksi antara green inhibitor fenol dengan

lingkungannnya.

Berdasarkan grafik 4.12. Maka dapat terlihat bahwa ada penaruh dengan

penggunaan green inhibitor pada larutan garam NaCl yang mengandung gas CO2

jenuh. Dapat diketahui pada konsentrasi 0.5 % NaCl, laju korosi pada pada baja

karbon yang tidak menggunakan green inhibitor adalah 27.11 mpy sedangkan

pada larutan garam yang menggunakan green inhibitor adalah 11.65 dengan nilai

efisiensi green inhibitor pada sweet enviroment adalah 57.03 (berdasarkan

persamaan efisiensi dari sebuah inhibitor korosi).


53


Ini menunjukan bahwa adanya interaksi antara inhibitor terhadap baja

karbon, dimana inhibitor tersebut merupakan proteksi katodik yang mengadsorbsi

pada permukaan logam. Sehingga sweet enviroment tidak dapat menggangu

keseimbangan termodinamika dari baja karbon sehingga sifat dari baja karbon

menjadi immune terhadap lingkungan.


54

Universitas Indonesia

BAB 5

KESIMPULAN

Dari penelitian yang dilakukan terhadap baja karbon rendah (API 5L)

dengan menggunakan ekstrak teh hijau dan daun sirih sebagai green inhibitor

dengan perbandingan konsentrasi 4000 ppm dan 1000 ppm secara berturut-turut

dan dilakukan perendaman selama 3 hari di lingkungan larutan garam NaCl yang

mengandung gas CO2 jenuh.

Teh hijau dan daun sirih sebagai inhibitor organik dapat bekerja secara

efektif dan efisien pada konsentrasi NaCl 3.5 % wt yang mengandung gas CO2

jenuh dengan lama perendaman 3 hari, yaitu sebesar 73,94 %



DAFTAR PUSTAKA

[1] Wahyuadi. Johny, Ardianto. Fadila Iman. Studi Pengaruh Konsentrasi

Ekstrak Ubi Ungu Sebagai Green Corrosion Inhibitor Untuk Material Baja

Karbon Rendah Pada Lingkungan HCl 1M, Departemen Metalurgi dan

Material, Universitas indonesia; depok, 2010

[2] Wahyuadi. Johny, Arief. Farhan. Studi Pengaruh Konsentrasi Inhibitor

Organik Ramah Lingkungan Untuk Material Baja Karbon Rendah Pada

Lingkungan Air Laut, Departemen Metalurgi dan Material, Universitas

indonesia; depok, 2011

[3] Bird, Tony. Kimia Fisik Untuk Universitas, PT. Gramedia; Jakarta

[4] Dalimuthe, Indra Surya., Kimia dari Inhibitor Korosi, Progam Studi Teknik

Kimia, Universitas Sumatera Utara, 2004

[5] Fontana. Mars. G, Corrosion Engineering, 3rd Edition. Houston : McGraw-

Hill, 1986

[6] Fesenden, Ralp J. Joan S. Fesenden. Kimia Organik, EDISI KETIGA,

Universty of Montana

[7] Fosbol, Carbon Dioxide Corrosion : Modeling and Experimental Work

Applied to Natural Gas Pipelines

[8] Han. Jiabin, J. Carey. William, Zhang. Jinsou, Effect of Sodium Chloride on

Corrosion of Mild Steel in CO2-Saturated Brines, Earth and Environtmental

Science Division, Los Amos National Laboratory, Los Amos, USA,

Springer Science + Business Media B.V, 2011

[9] Harbone, J. B. Metode Fitokimia, Terbitan Ke-2. Penaerbit ITB: Bandung.

[10] Rustandi. Andi, Iandiano. Dito, Studi Laju Korosi Baja Karbon Untuk Pipa

Penyalur Proses Produksi Gas Alam Yang Mengandung Gas CO2 Pada

Lingkungan NaCl 0.5, 1.5, 2.5 Dan 3.5 %, Departemen Metalurgi dan

Material FTUI. 2011

[11] Ibrahim, Agus Aminullah. Isolasi Dan Identifikasi Struktur Molekul

Senyawa Kimia Dari Fraksi Diklorometana Ekstrak Metanol Daun Andong,

Departemen Kimia, Universitas Negri Jakarta; Jakarta, 2007


56


[12] Jones. Denny A, Principles and Preventation of Corrosion, Maxwell

Macmillan, Singapura, 1992

[13] Lia D, Merry. Perbandingan Kadar Polifenol Seduhan Teh Hijau Pada

Berbagai Merek Teh Hijau. Fakultas Kedokteran Universitas Diponegoro.

Semarang, 2007

[14] Loto, C. A. Inhibition effect of Tea (Camellia Sinensis) extract on the

corrosion of mild steel in dilute sulphuric acid, 2011

[15] Nakanishi, Koji., Infrared Absorpstion Spectroscopy., Holden-Day Inc.,

Tokyo, 1962.

[16] Nurdin, Isdiriayani dan Syahri, M., Inhibisi Korosi Baja Karbon di dalam

Larutan Karbonat Bikarbonat., Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik

ITB., Bandung, 1998

[17] Sastrohamidjojo, Dr. Hardjono, SPEKTROSKOPI INFRAMERAH, FMIPA,

Universitas Gadjah Mada.

[18] Supartha, I Gusti Gde Rai. Studi Pengaruh Inhibitor Oil Soluble Terhadap

Laju Korosi Pipa Penyalur Minyak, Departemen Kimia, FMIPA, UI, 2007

[19] Sunardi, (Handbook) Instrumentasi Spektrofometer, Departemen Kimia,

FMIPA, UI, 2007

[20] Pierre R. Roberge, Corrosion Engineering –Principles and Practice,

TheMcGraw-Hill Companies Inc., USA, 2008

[21] Pipito, Fuad. Studi Pengaruh Senyawa Imidazoline Terhadap Laju Korosi

Pipa Penyalur Minyak, Departemen Kimia, FMIPA, UI, 2007

[22] Yang CS, Landau JM. (2000). Effects of tea consumption on nutrition and

health. J. Nutr ; 130(10): 2409-12

[23] Yunita Sadeli, (Handbook) Diagram Pourbaiks, Departemen Metalurgi dan

Material, 2007

[24] Zulkifli., Pengaruh Gas CO2 terhadap Laju Korosi Pada Baja Karbon

pada Pipa Penyalur Minyak., Departemen Metalurgi, FT, Universitas

Indonesia, 2003

[25] Laque, Francis L. (1975). Marine Corrosion. Kanada: John Willy & Sons

Inc.

[26] www.woodcousa.com/line_pipe_properties.html_21/11/2011


http://www.woodcousa.com/line_pipe_properties.html_21/11/2011

57


[27] www.horiba.com/application/material-property-characterization/water-

analysis/water-quality-electrochemistry instrumentation/ph-knowhow/the-

story-of conductivity/the fundamentals/ions-in-water-and-conductivity


http://www.horiba.com/application/material-property-characterization/water-analysis/water-quality-electrochemistry%20instrumentation/ph-knowhow/the-story-of%20conductivity/the




LAMPIRAN


59


LAMPIRAN 1

1. Data hasil pembacaan instrumentasi FTIR pada green inhibitor 1

No. Ikatan Tipe ikatan Jenis spesifik

ikatan

Serapan

peak

(cm-1

)

Tampilan peak

1 O-H Alkohol,

fenol

Konsentrasi

besar 3304.06 lebar

2 C-H Aromatik Gugus benzena 2926.01 lemah

3 C-C Konjugasi

C-C deines 1597.06 Kuat

4 O-H Alifatik

amina Bentuk apapun 1238.30

Ikatan O-H

sekunder

5 C-O Eter alifatik 1151.50

2. Data hasil pembacaan instrumentasi FTIR pada green inhibitor 2

No. Ikatan Tipe

ikatan

Jenis spesifik

ikatan

Serapan

peak

(cm-1

)

Tampilan peak

1 O-H Alkohol,

fenol

Konsentrasi

besar

3202.13 lebar

2 C-H Aromatik Gugus benzena 2947.23 lemah

3 C-C Konjugasi

C-C

dienes 1604.77 Kuat

4 O-H Alcohol,

fenol

Bentuk apapun 1238.30 Ikatan O-H

sekunder

5 C-O Eter alifatik 1145.72

6 C-O fenol alifatik 1039.63


60


LAMPIRAN 2

1. Kelarutan green inhibitor 1 didalam air

ppm Abs

500 2,31743

1000 4,20255

1500 4,14484

2000 4,25228

2500 4,14484

3000 4,18894

2. Kelarutan green inhibitor 2 didalam air

ppm Abs 500 0,79052

1000 1,53142 1500 2,24854 2000 3,05763 2500 3,4231 3000 3,92183 3500 4,15047 4000 4,28279 4500 4,31795 5000 4,36206

3. Kelarutan campuran green inhibitor di dalam air

Inhibitor 1 Inhibitor 2 abs 1000 1000 4,328254 1000 2000 4,432394 1000 3000 4,362058 1000 4000 4,606434 1000 5000 4,317954


61


LAMPIRAN 3

1. Grafik yang didapat dari karakterisasi menggunakan FTIR pada green inhibitor 1


62


2. Grafik Grafik yang didapat dari karakterisasi menggunakan FTIR pada green inhibitor 2


63


LAMPIRAN 4

Data Hasil Pengujian Konduktifitas NaCl + CO2 tanpa menggunakan Green

Inhibitor :

Tabel 4.7. Nilai Konduktifitas larutan elektrolit.

Konsentrasi

NaCl (%)

Konduktifitas NaCl + CO2

1 2 3 Avg

0,5 0,01 0,009 0,01 0,0089

1,5 0,03 0,028 0,03 0,0277

2,5 0,04 0,04 0,04 0,0398

3,5 0,05 0,054 0,05 0,0541

Grafik 4.7. Nilai kondukitifitas lar elektrolit tanpa inhibitor

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0 1 2 3 4

Ko

nd

ukt

ifit

as N

aCl

wt % NaCl

Tanpa Menggunakan Green Inhibitor

Konduktifitas (s)


64


LAMPIRAN 5

Data Hasil Pengujian Konduktifitas NaCl + CO2 dengan menggunakan Green

Inhibitor.

Tabel 4.8. Nilai Konduktifitas larutan elektrolit.

Konsentrasi

NaCl (%)

Konduktifitas NaCl + CO2

1 2 3 Avg

0,5 0.008 0.007 0.009 0,0084

1,5 0.017 0.016 0.019 0,0175

2,5 0.038 0.037 0.036 0.0374

3,5 0.050 0,049 0,048 0.0495

Grafik 4.8. Nilai kondukitifitas lar elektrolit dengan menggunakan green inhibitor

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0 1 2 3 4

Ko

nd

ukt

ifit

as

% NaCl

Konduktifitas Dengan Menggunakan Green Inhibitor

Konduktifitas (S)


65


LAMPIRAN 6

1. Data Hasil Laju Korosi Baja Karbon Pada Lingkungan NaCl yang

mengandung CO2 Tanpa Menggunakan Green Inhibitor

Tabel 4.9. Laju Korosi NaCl yang Mengandung Gas CO2 Tanpa Menggunakan

Green inhibitor

Konsentrasi NaCl (%) E corr (mV) I corr (uA/cm2) Laju Korosi (mpy)

0,5 -711 59,33 27,11

1,5 -709,6 41,32 21,11

2,5 -715 38,95 17,75

3,5 -710 28,38 15,69

Grafik 4.9. Laju Korosi NaCl yang Mengandung Gas CO2 Tanpa Menggunakan

Green inhibitor

-1,20E+00

-1,00E+00

-8,00E-01

-6,00E-01

-4,00E-01

-2,00E-01

0,00E+00

1,00E-07 1,00E-04

Laju

ko

rosi

(m

py)

wt % NaCl 0.5 % NaCl 1.5 % NaCl 2.5 % NaCl 3.5 % NaCl


66


2. Data Grafik Tafel Hasil Laju Korosi Baja Karbon Pada Lingkungan NaCl

yang mengandung CO2 Tanpa Menggunakan Green Inhibitor

1) Tafel analisis baja karbon dalam larutan NaCl 0.5 % wt



67





68


LAMPIRAN 7

3. Data Hasil Laju Korosi Baja Karbon Pada Lingkungan NaCl yang

mengandung CO2 Dengan Menggunakan Green Inhibitor

Tabel 4.11. Laju Korosi NaCl yang Mengandung Gas CO2 Dengan Menggunakan

Green inhibitor

Konsentrasi NaCl (%) E corr (mV) I corr (uA/cm2) Laju Korosi (mpy)

0,5 -631.4 21.03 11.65

1,5 -632.4 13.42 9.061

2,5 -635.0 9.91 5.167

3,5 -636.6 8.45 4.089

Grafik 4.11. Laju Korosi NaCl yang Mengandung Gas CO2 Dengan

Menggunakan Green inhibitor

-1,00E+00

-9,00E-01

-8,00E-01

-7,00E-01

-6,00E-01

-5,00E-01

-4,00E-01

-3,00E-01

-2,00E-01

-1,00E-01

0,00E+00

1,00E-07 1,00E-05 1,00E-03

Laju

Ko

rosi

(m

py)

wt % NaCl

0.5% NaCl 1.5%NaCl 2.5%NaCl 3.5%NaCl


69


4. Data Grafik Tafel Hasil Laju Korosi Baja Karbon Pada Lingkungan NaCl

yang mengandung CO2 Dengan Menggunakan Green Inhibitor




70





71


LAMPIRAN 8

Instrumentasi Spektrofotometer UV-Vis

Instrumentasi FTIR


72


LAMPIRAN 9

Dasar Pemikiran

Green inhibitor adalah sebuah zat kimia yang mampu menghambat atau

menurunkan laju korosi pada logam. Dinamakan Greeen dikarenakan terbuat dari

alam dan tidak dapat merusak lingkungan. Dan juga tidak menyebabkan racun

jika masuk kedalam metabolisme manusia.

Prosedur Pengujian Bil. Akumulasi

1. Timbang green inhibitor 1 dan green inhibitor 2 sebanyak 0.05 gram dan

0.2 gram secara berturut-turut.

2. Larutkan dengan Octanol for sintesis sebanyak 50 ml kedalam beaker

glass yang bersih.

3. Aduk dengan menggunakan magnetic sterrer hingga larut.

4. Pipet 10 ml larutan yang telah homogen lalu dilewatkan oleh sinar UV

pada 290 nm, lalu catat absorbansi yang didapat (Absoct).

5. Tambahkan 40 ml larutan buffer pospat (pH 6,98) lalu aduk dengan

magnetic sterrer selama 30 menit.

6. Diamkan selama 1 malam sehingga terjadi pemisahan antara air dengan

octanol yang baik (octanol pada bagian atas, air pada bagian bawah).

7. Pipet 10 ml bagian octanol yang telah terpisah sempurna lalu lewatkan

sinar UV pada 290 nm, lalu catat absorbansi yang didapat (Absoct + air).

Penentuan Bilangan Akumulasi

Bil Akumulasi =Log

Diketahui : Nilai = 1.04523

Nilai = 0.71916

Maka Bil Akumulasi = Log

= 0.1623


73


LAMPIRAN 10

Grafik Gabungan Laju Korosi (Tanpa Green Inhibitor dan Dengan Green Inhibitor)

-1,20E+00

-1,00E+00

-8,00E-01

-6,00E-01

-4,00E-01

-2,00E-01

0,00E+00

1,00E-07 1,00E-04

Laju

ko

rosi

(m

py)

wt % NaCl

0.5 % NaCl Tanpa Green Inhibitor 1.5 % NaCl Tanpa Green Inhibitor

2.5 % NaCl Tanpa Green Inhibitor 3.5 % NaCl Tanpa Green Inhibitor

0.5 % NaCl Dengan Green Inhibitor 1.5 % NaCl Dengan Green Inhibitor

2.5 % NaCl Dengan Green Inhibitor 3.5 % NaCl Dengan Green Inhibitor


Documents

PENGARUH INHIBITOR KOROSI BERBASISKAN ... - …lib.ui.ac.id/file?file=digital/20295414-S1785-Pengaruh inhibitor.pdf · pengaruh inhibitor korosi berbasiskan senyawa fenolik untuk