tugas kimia teknik

TUGAS

KIMIA TEKNIK

Dosen: Bpk. Ir. Abdul Muthallib Farajd

Oleh:

Nama       : N.P.M      : Jurusan   :

Saiful Waris Ahmat 711.5.1.0520 Teknik Sipil

UNIVERSITAS WIRARAJA

SUMENEP

TAHUN AJARAN

2011 – 2012

Soal:

1.      Penggunaan bahan-bahan yang tahan karat !

2.      Apa yang dimaksud dengan karat bakteri!

3.      Kalium klorida adalah bahan ionic yang larutannya sering digunakan dalam percobaan- percobaan korosi.

a.       Berapa berat molekulnya ?

b.      Bagaimana cara membuat larutan 0,1 M dari bahan itu ?

c.       Apakah yang dimaksud dengan larutan jenuh ?

4.      Berapa pH larutan yang mengandung 10^-3 M ion hydrogen !

Jawab:

1.       Penggunaan bahan-bahan yang tahan karat

Ø  Pelapisan besi dengan bahan cat, oli, minyak, bahan sintetis, atau dengan email.

Ø  Pelapisan / penyepuhan besi dengan bahan logam lain yang tahan korosi (logam yang lebih aktif seperti seng (Zn) dan krom, (Cr).

Ø  Melapisi secara galvanis dengan seng (Zn), krom (Cr), nikel (Ni), atau perak (Ag).

Ø  Bisa dengan oksidasi.

Ø  Besi dicampur dengan bahan logam Ni dan Cr menjadi baja stainless (72% Fe, 19% Cr, 9% Ni).

Ø  Pelapisan besi dengan bahan logam Mg (Magnesium).

Ø  Penggunaan dengan larutan yang mengandung asam mineral kuat, seperti H3PO4 atau HC1. Akan tetapi, asam tersebut sangat berbahaya dan menimbulkan iritasi pada kulit.

Ø  Noda karat pada pakaian dapat dihilangkan dengan asam etanadioat. Asam tersebut merupakan asam organic (lebih dikenal dengan nama asam oksalat) dan beracun. Asam organic merupakan asam yang lemah dan kurang korosif. Logam-logam lainnya dibersihkan menggunakan sedikit asam organic, seperti asam etanoat atau asam sitrat. Kedua asam tersebut, umumnya terdapat dirumah. Larutan cuka mengandung 5% asam etanoat dan asam sitrat yang banyak terdapat pada buah-buahan yang memiliki rasa asam, seperti jeruk lemon dan jeruk nipis.

Ø  Penggosokan besi atau kuningan dengan irisan jeruk lemon dan jeruk nipis. Selanjutnya, kuningan atau besi yang telah digosok dengan asam dicuci menggunakan air atau soda pembersih. Hal ini dilakukan untuk menghilangkan racun dan menetralkan kelebihan asam.

Ø  Perlindungan secara mekanis yaitu, pencegahan permukaan logam supaya tidak bersentuhan dengan udara, antara lain dengan cara penyepuhan logam.

Ø  Perlindungan elektrokimia dengan cara perlindungan katoda atau pengorbanan anoda (anodaizing).

2.        Karat bakteri

Adalah: karat yang berasal atau dihasilkan oleh mikroba yang mampu menyebabkan korosi (perkaratan), antara lain: protozoa, bakteri besi mangan oksida, bakteri reduksi sulfat. Peningkatan pertumbuhan bakteri diikuti oleh peningkatan laju korosi pada permukaan besi.

Pada korosi bakteri secara umum merupakan gabungan dan pengembangan sel diferensial oksigen, konsentrasi klorida dibawah deposit sulfida, larutan produk korosi dan depolarisasi katodik lapisan proteksi hidrogen. Biofilm bakteri merupakan agen dari proses inisiasi dan propagasi pertumbuhan korosi bakteri terlihat pada Gambar 1, sehingga korosi mikroba tidak teijadi dengan absennya biofilm. Biofilm menyediakan kondisi kondisi local. lingkungan misalnya pH yang rendah, sel difemsial oksigen untuk inisiasi atau propagasi aktifitas korosi.

Kumpulan bakteri yang bersifat korosif adalah bakteri yang dalam metabolismenya menjadikan sulfur dan/atau senyawanya sebagai unsur yang penting, misalnya bakteri pengoksidasi sulfur : Thiobacillus thio-oxidans, dan bakteri pereduksi sulfat: Genus Desulfovibrio atau Desulfotomaculum.

Mikroorganisme yang mempengaruhi korosi antara lain bakteri, jamur, alga dan protozoa. Korosi ini bertanggung jawab terhadap degradasi material di lingkungan. Pengaruh inisiasi atau laju korosi di suatu area, mikroorganisme umumnya berhubungan dengan permukaan korosi kemudian menempel pada permukaan logam dalam bentuk lapisan tipis atau biodeposit. Lapisan film tipis atau biofilm. Pembentukan lapisan tipis saat 2-4 jam pencelupan sehingga membentuk lapisan ini terlihat hanya bintik-bintik dibandingkan menyeluruh di permukaan. Lapisan film berupa biodeposit biasanya membentuk diameter beberapa centimeter di permukaan, namun terekspos sedikit di permukaan sehingga dapat meyebabkan korosi lokal. Organisme di dalam lapisan deposit mempunyai efek besar dalam kimia di lingkungan antara permukaan logam/film atau logam/deposit tanpa melihat efek dari sifat bulk electrolyte. Mikroorganisme dikatagorikan berdasarkan kadar oksigen yaitu:

a)     Jenis anaerob, berkembang biak pada kondisi tidak adanya oksigen

b)     Jenis Aerob, berkembang biak pada kondisi kaya oksigen.

c)      Jenis anaerob fakultatif, berkembang biak pada dua kondisi.

Mikroaerofil, berkembang biak menggunakan sedikit oksigen. Fenomena korosi yang teijadi dapat disebabkan adanya keberadaan dari bakteri. Jenis-jenis bakteri yang berkembang yaitu:

a.     Bakteri reduksi sulfat

Bakteri ini merupakan bakteri jenis anaerob membutuhkan lingkungan bebas oksigen atau lingkungan reduksi, bakteri ini bersirkulasi di dalam air aerasi termasuk larutan klorin dan oksidiser lainnya, hingga mencapai kondisi ideal untuk mendukung metabolisme. Bakteri ini tumbuh pada oksigen rendah. Bakteri ini tumbuh pada daerah-daerah kanal, pelabuhan, daerah air tenang tergantung pada lingkungannya. Bakteri ini mereduksi sulfat menjadi sulfit, biasanya terlihat dari meningkatnya kadar H_2S atau Besi sulfida. Tidak adanya sulfat, beberapa turunan dapat berfungsi sebagai fermenter menggunakan campuran organik seperti pyruvnate untuk memproduksi asetat, hidrogen dan CO_2, banyak bakteri jenis ini berisi enzim hidrogenase yang mengkonsumsi hidrogen.

b.      Bakteri oksidasi sulfur-sulfida

Bakteri jenis ini merupakan bakteri aerob yang mendapatkan energi dari oksidasi sulfit atau sulfur. Bebarapa tipe bakteri aerob dapat teroksidasi sulfur menjadi asam sulfurik dan nilai pH menjadi 1. bakteri Thiobaccilus umumnya ditemukan di deposit mineral dan menyebabkan drainase tambang menjadi asam.

c.   Bakteri besi mangan oksida

Bakteri memperoleh energi dari oksidasi Fe^A(2+) atau Fe^A(3+) dimana deposit berhubungan dengan bakteri korosi. Bakteri ini hampir selalu ditemukan di Tubercle (gundukan Hemispherikal berlainan) di atas lubang pit pada permukaan baja. Umumnya oksidaser besi ditemukan di lingkungan dengan filamen yang panjang.

Makhluk hidup ini berukuran kecil. Tumbuh dan berkembang di berbagai lingkungan. Jelas mereka memilih lingkungan yang paling cocok dengan hidupnya. Salah satu kelompok dari beijuta-juta kelompok makhluk hidup imut yang ada di alam semesta ini selain yang ditemukan di system water treatment di atas, ada^ bakteri yang dikenal bernama SRB. SRB sesungguhnya adalah singkatan keren dari Sulphate Reduction Bacteria dan diindonesiakan menjadi Bakteri Pereduksi Sulfat.

Besi dan baja karbon biasanya mempunyai laju korosi yang rendah dalam air netral terdeaerasi (oksigennya telah diusir pergi) dan di dalam larutan garam karena hanya teijadi reaksi reduksi katodik:

2 H₂O + 2e^- → H2 + 2 OH^-

Bakteri anaerob pereduksi sulfat (sulphate reducing bacteria / SRB) akan menyebabkan korosi pada struktur baja yang ditimbun dalam tanah, dengan pembentukan lapisan tak protektif seperti FeS dan Fe203.H20., bila SRB pada awainya tidak aktif. Bila SRB aktif sejak awai, maka produk korosi yang terbentuk adalah FeS dan sedikit FeCC>3, pada pH 7 .

Mikroba ini menyebabkan teijadinya proses korosi dengan bentuk serangan korosi merata, sumuran, ataupun sel konsentrasi. Mekanisma korosi oleh bakteri dapat dikelompokkan dalam proses-proses berikut:

a.   Memproduksi sel aerasi diferensial.

b.   Memproduksi metabolit korosif.

Interferensi terhadap proses katodik dalam kondisi bebas oksigen.

Untuk mengatasi / pencegahan karat bakteri:

Ø Pemasangan beberapa buah merus pada supply air dingin dan air panas.

Ø Pencampuran perak dan logam hibrida pada logam besi.

3.      a. Berat molekulnya (KC1) :

No. massa K + No. massa Cl =

39,098 + 35,45 = 74, 548 mol

b.        Cara membuat larutan 0,1 M dari bahan KC1 ( Kalium Klorida):

Kalium Klorida (KC1) merupaka salah satu contoh larutan elektrolit (larutan yang dapat menghantarkan arus listrik. Pada proses elektrolisis digunakan larutan elektrolit, maka dikatoda akan teijadi persaingan antara kation elektrolit dan molekul air dalam menangkap electron.

Larutan KC1 dibuat dengan elektroda C :

KC1 (aq) —► K⁺ (aq) + Cl^- (aq)

Katoda : H₂0 (l) + 2e —► H₂ (g) + 20H' (aq)

Anoda : 2C1^- (aq) —► Cl₂ + 2e                                                    ₊

2H₂0 (1) + 2C1^- (aq) —► H₂ (g) + 2OH (aq) + Cl₂ (g)

c.   Larutan jenuh

Adalah: bila komponen zat terlarut ditambahkan terus-menerus ke dalam pelarut, pada suatu titik komponen yang ditambahkan tidak akan dapat larut lagi.

Misalnya, jika zat terlarutnya berupa padatan dan pelarutnya berupa cairan, pada suatu titik padatan tersebut tidak dapat larut lagi dan terbentuklah endapan. Jumlah zat terlarut dalam larutan tersebut adalah maksimal, larutan tersebut disebut sebagai larutan jenuh.

Misal, minyak dan lemak dari tumbuhan (nabati) atau hewan (hewani) adalah ester gliserol dengan asam-asam lemak baik jenuh maupun tak jenuh. Asam lemak jenuh (asam miristat, asam palmitat, asam stearat) dan asam lemak tak jenuh (asam palmitoleat,asam oleat, asam linoleat, asam linolenat). Makin banyak asam-asam lemak jenuh yang terkandung dalam suatu lemak, makin tinggi titik lebumya, sedangkan makin banyak asam-asam tak jenuh yang terkandung dalam suatu lemak, makin rendah titik lebumya.

Untuk menghindari agar minyak tidak mudah berbau tengik maka asam-asam lemak tak jenuh yang dikandungnya dijenuhkan dengan cara hidrogenasi membentuk padat yang sifatnya menyerupai mentega sehingga disebut mentega buatan atau margarine.

4.         Diketahui : [H⁺]= 10^-3 M

Ditanya : pH =............... ?

Jawab : pH = - log [H⁺]

= -log 10^-3

= 3

Jadi, pH larutan ion hydrogen adalah 3.