Pengertian Karat | Korosi

Pengertian Karat | Korosi

Pengertian karat adalah besi oksida, korosi biasanya oksida merah yang dibentuk oleh reaksi redoks besi dan oksigen dengan adanya air atau kelembaban udara. Beberapa bentuk karat dibedakan baik secara visual maupun dengan spektroskopi, dan bentuk di bawah circumstances.Rust yang berbeda terdiri dari besi terhidrasi (III) oksida Fe2O3 · nH2O dan besi (III) oksida-hidroksida (FeO (OH), Fe (OH) 3) .

Mengingat waktu yang cukup, oksigen, dan air, setiap massa besi akhirnya akan mengkonversi seluruhnya karat dan hancur. Permukaan karat terkelupas dan rapuh, dan tidak memberikan perlindungan terhadap besi yang mendasari, seperti pembentukan patina pada permukaan tembaga. Karat adalah istilah umum untuk korosi besi dan paduannya, seperti baja. Banyak logam lainnya mengalami korosi setara, tetapi oksida yang dihasilkan tidak biasa disebut karat.

Bentuk lain dari karat ada, seperti hasil reaksi antara besi dan klorida dalam lingkungan kekurangan oksigen - rebar digunakan dalam pilar beton bawah air adalah contoh - yang menghasilkan karat hijau.

Reaksi kimia

Karat (Krorosi) adalah nama lain untuk besi oksida, yang terjadi ketika besi atau paduan yang mengandung zat besi, seperti baja, terkena oksigen dan kelembaban untuk jangka waktu yang panjang. Seiring waktu, oksigen menggabungkan dengan logam pada tingkat atom, membentuk senyawa baru yang disebut oksida dan melemahnya ikatan logam itu sendiri. Meskipun beberapa orang menyebut karat umumnya sebagai "oksidasi", istilah yang jauh lebih umum; meskipun bentuk karat ketika besi mengalami oksidasi, tidak semua bentuk oksidasi karat. Hanya besi atau paduan yang mengandung zat besi bisa berkarat, namun logam lainnya dapat menimbulkan korosi dengan cara yang sama.

Katalis utama untuk proses karat adalah air. Struktur besi atau baja mungkin tampak padat, tetapi molekul air dapat menembus lubang mikroskopis dan retakan pada setiap logam terkena. Atom hidrogen hadir dalam molekul air dapat menggabungkan dengan unsur-unsur lain untuk membentuk asam, yang pada akhirnya akan menyebabkan lebih banyak logam yang akan terkena. Jika ion klorida yang hadir, seperti halnya dengan air asin, korosi kemungkinan akan terjadi lebih cepat. Sementara itu, atom oksigen bergabung dengan atom logam untuk membentuk senyawa oksida destruktif. Sebagai atom bergabung, mereka melemahkan logam, membuat struktur rapuh dan rapuh.

Oksidasi besi

Ketika tidak murni (cor) besi berada dalam kontak dengan air, oksigen, oksidan kuat lainnya, atau asam, itu berkarat. Jika garam hadir, misalnya dalam air laut atau garam semprot, besi cenderung karat lebih cepat, sebagai akibat dari reaksi elektrokimia. Logam besi relatif tidak terpengaruh oleh air murni atau oksigen kering. Seperti dengan logam lain, seperti aluminium, lapisan oksida erat mengikuti, lapisan pasivasi, melindungi besi massal dari oksidasi lebih lanjut. Konversi dari pasivator lapisan oksida besi berkarat hasil dari tindakan gabungan dari dua agen, biasanya oksigen dan air.

Solusi merendahkan lainnya adalah sulfur dioksida dalam air dan karbon dioksida dalam air. Dalam kondisi korosif, spesies besi hidroksida terbentuk. Tidak seperti oksida besi, hidroksida tidak mematuhi logam massal. Saat mereka membentuk dan mengelupas dari permukaan, besi segar terkena, dan proses korosi terus sampai baik semua besi yang dikonsumsi atau semua oksigen, air, karbon dioksida, sulfur dioksida atau dalam sistem dihapus atau dikonsumsi. [2]

Ketika karat besi, oksida mengambil lebih banyak volume dari logam asli; ekspansi ini dapat menghasilkan kekuatan yang sangat besar, merusak struktur yang dibuat dengan besi. Melihat efek ekonomi untuk lebih jelasnya.

Reaksi terkait

Karat (krorosi) besi adalah proses elektrokimia yang dimulai dengan transfer elektron dari besi untuk oksigen. [3] besi adalah zat pereduksi (menyerah elektron) sedangkan oksigen adalah agen pengoksidasi (keuntungan elektron). Laju korosi dipengaruhi oleh air dan dipercepat oleh elektrolit, seperti yang digambarkan oleh efek garam jalan di korosi mobil. Reaksi utama adalah pengurangan oksigen:

    O2 + 4 e- + 2 H2O → 4 OH-

Karena bentuk ion hidroksida, proses ini sangat dipengaruhi oleh adanya asam. Memang, korosi yang paling logam dengan oksigen dipercepat pada pH rendah. Menyediakan elektron untuk reaksi di atas adalah oksidasi besi yang dapat digambarkan sebagai berikut:

    Fe → Fe2 + + 2 e-

Berikut Reaksi redoks juga terjadi dengan adanya air dan sangat penting untuk pembentukan karat:

    4 Fe2 + + O2 → 4 Fe3 + + 2 O2

Selain itu, tahapan reaksi asam-basa berikut mempengaruhi proses pembentukan karat:

    Fe2 + + 2 H2O ⇌ Fe (OH) 2 + 2 H +
    Fe3 + + 3 H2O ⇌ Fe (OH) 3 + 3 H +

seperti halnya berikut dehidrasi kesetimbangan:

    Fe (OH) 2 ⇌ FeO + H2O
    Fe (OH) 3 ⇌ FeO (OH) + H2O
    2 FeO (OH) ⇌ Fe2O3 + H2O

Dari persamaan di atas, juga terlihat bahwa produk korosi ditentukan oleh ketersediaan air dan oksigen. Dengan terbatas oksigen terlarut, zat besi (II) -mengandung bahan yang disukai, termasuk FeO dan batu magnet hitam atau magnetit (Fe3O4). Konsentrasi oksigen yang tinggi mendukung bahan besi dengan nominal formula Fe (OH) 3-xox / 2. Sifat karat berubah dengan waktu, yang mencerminkan tingkat lambat dari reaksi padatan.

Selain itu, proses-proses yang kompleks yang dipengaruhi oleh kehadiran ion lain, seperti Ca2 +, yang keduanya berfungsi sebagai elektrolit, dan dengan demikian mempercepat pembentukan karat, atau menggabungkan dengan hidroksida dan oksida besi untuk mengendapkan berbagai Ca-Fe- spesies O-OH.

Onset dari karat juga dapat dideteksi di laboratorium dengan menggunakan larutan indikator ferroxyl. Solusinya mendeteksi kedua ion Fe2 + dan ion hidroksil. Pembentukan Fe2 + ion dan ion hidroksil ditunjukkan dengan patch biru dan merah muda masing-masing.

Pencegahan

Karena meluasnya penggunaan dan pentingnya produk besi dan baja, pencegahan atau memperlambat karat adalah dasar dari kegiatan ekonomi utama di sejumlah teknologi khusus. Sebuah gambaran singkat dari metode yang disajikan di sini; untuk cakupan rinci, lihat cross-referenced artikel.

Karat permeabel terhadap udara dan air, oleh karena itu besi metalik interior di bawah lapisan karat terus menimbulkan korosi. Pencegahan karat sehingga membutuhkan pelapis yang menghalangi pembentukan karat.

Paduan tahan karat

Stainless steel membentuk lapisan pasif kromium (III) oksida. Perilaku pasif serupa terjadi dengan magnesium, titanium, seng, seng oksida, aluminium, polianilin, dan polimer konduktif elektroaktif lainnya.

Khusus "pelapukan baja" paduan seperti Kor-Ten karat pada tingkat yang jauh lebih lambat dari biasanya, karena karat melekat pada permukaan logam dalam lapisan pelindung. Desain menggunakan bahan ini harus mencakup langkah-langkah yang menghindari eksposur terburuk, karena materi masih terus karat perlahan bahkan di bawah kondisi-dekat yang ideal.

Galvanisasi

Galvanisasi terdiri dari sebuah aplikasi pada objek yang akan dilindungi dari lapisan logam seng dengan baik panas-dip galvanizing atau elektroplating. Zinc secara tradisional digunakan karena murah, melekat dengan baik untuk baja, dan memberikan perlindungan katodik ke permukaan baja dalam kasus kerusakan lapisan seng. Dalam lingkungan yang lebih korosif (seperti air garam), plating kadmium lebih disukai. Galvanisasi sering gagal di jahitannya, lubang, dan sendi di mana ada kesenjangan dalam lapisan. Dalam kasus ini, lapisan masih memberikan perlindungan katodik parsial untuk besi, dengan bertindak sebagai anoda galvanik dan korosi itu sendiri, bukan dari logam yang dilindungi mendasari. Lapisan seng pelindung dikonsumsi oleh tindakan ini, dan dengan demikian galvanisasi memberikan perlindungan hanya untuk jangka waktu terbatas.

Pelapis yang lebih modern yang menambahkan aluminium untuk lapisan seng-alume; aluminium akan bermigrasi untuk menutupi goresan dan dengan demikian memberikan perlindungan untuk jangka waktu lama. Pendekatan ini bergantung pada aluminium dan seng oksida kembali melindungi permukaan sekali-tergores, daripada oksidasi sebagai anoda korban seperti dalam lapisan galvanis tradisional. Dalam beberapa kasus, seperti lingkungan yang sangat agresif atau umur rencana panjang, baik seng dan lapisan yang diterapkan untuk memberikan perlindungan korosi ditingkatkan.

Galvanisasi khas produk baja yang harus tunduk pada hari normal hari pelapukan di lingkungan luar terdiri dari panas dicelupkan 85 m lapisan seng. Dalam kondisi cuaca normal, hal ini akan memburuk pada tingkat 1 mm per tahun, memberikan sekitar 85 tahun perlindungan.

Proteksi katodik

Proteksi katodik adalah teknik yang digunakan untuk menghambat korosi pada dikubur atau tenggelam struktur dengan menyediakan muatan listrik yang menekan reaksi elektro-kimia. Jika diterapkan dengan benar, korosi dapat dihentikan sepenuhnya. Dalam bentuk yang paling sederhana, itu dicapai dengan melampirkan anoda korban, sehingga membuat besi atau baja katoda dalam sel terbentuk. The anoda korban harus dibuat dari sesuatu dengan potensial elektroda lebih negatif daripada besi atau baja, umumnya seng, aluminium, atau magnesium. The anoda korban akhirnya akan menimbulkan korosi pergi, berhenti tindakan pelindung kecuali diganti pada waktu yang tepat. Proteksi katodik juga dapat diberikan dengan menggunakan perangkat listrik tujuan khusus untuk tepat menginduksi muatan listrik.

Pelapis dan Painting

Pembentukan karat (krorosi) dapat dikontrol dengan pelapis, seperti cat, pernis, atau pernis yang mengisolasi zat besi dari lingkungan. Struktur besar dengan bagian kotak tertutup, seperti kapal dan mobil modern, sering memiliki produk berbasis lilin (teknis "slushing minyak") disuntikkan ke dalam bagian ini. Perawatan semacam ini biasanya juga mengandung inhibitor karat. Meliputi baja dengan beton dapat memberikan perlindungan kepada baja karena lingkungan pH basa pada antarmuka baja beton. Namun berkarat baja pada beton masih bisa menjadi masalah, memperluas karat dapat patah atau lambat "meledak" beton dari dalam.

Sebagai contoh erat terkait, batang besi yang digunakan untuk memperkuat batu dari Parthenon di Athena, Yunani, tetapi menyebabkan kerusakan yang luas dengan berkarat, bengkak, dan menghancurkan komponen marmer bangunan.

Ketika hanya perlindungan sementara diperlukan untuk penyimpanan atau transportasi, lapisan tipis minyak, lemak, atau campuran khusus seperti Cosmoline dapat diterapkan ke permukaan besi. Perawatan tersebut banyak digunakan saat "mothballing" kapal baja, mobil, atau peralatan lain untuk penyimpanan jangka panjang.

Anti-merebut campuran pelumas khusus yang tersedia, dan diterapkan untuk benang metalik dan presisi permukaan mesin lain untuk melindungi mereka dari karat. Senyawa ini biasanya mengandung lemak dicampur dengan tembaga, seng, atau bubuk aluminium, dan bahan-bahan milik lainnya.

kebiruan

Kebiruan adalah teknik yang dapat memberikan perlawanan terbatas berkarat untuk barang-barang baja kecil, seperti senjata api; untuk itu untuk menjadi sukses, minyak air menggusur digosok ke blued baja dan baja lainnya.

inhibitor

Inhibitor korosi, seperti gas-fase atau inhibitor yang mudah menguap, dapat digunakan untuk mencegah korosi dalam sistem tertutup. Mereka tidak efektif bila sirkulasi udara menyebar mereka, dan membawa oksigen segar dan kelembaban.

Kontrol kelembaban

Karat dapat dihindari dengan mengontrol kelembaban di atmosfer. Contoh dari ini adalah penggunaan paket gel silika untuk mengontrol kelembaban di peralatan dikirim melalui laut.

Solusi, Perawatan dan Anti Karat

• Cairan Kimia Pembersih Stainless Steel yaitu dengan prosuk kami merek Prolix Chemical Stainless Steel Cleaner.
• Cairan Kimia Pelindung dan Anti Karat yaitu dengan prosuk kami merek Prolix Chemical Cold Galvaning Coupound.

Efek ekonomi

Rust dikaitkan dengan penurunan alat dan struktur berbasis besi. Sebagai karat memiliki volume jauh lebih tinggi dari massa yang berasal dari besi, yang membangun-up juga dapat menyebabkan kegagalan dengan memaksa terpisah bagian yang berdekatan - fenomena kadang-kadang dikenal sebagai "karat kemasan". Itu penyebab runtuhnya jembatan sungai Mianus pada tahun 1983, ketika bantalan berkarat internal dan mendorong salah satu sudut slab off road dukungannya.

Rust merupakan faktor penting dalam bencana Silver Bridge tahun 1967 di Virginia Barat, ketika jembatan gantung baja runtuh dalam waktu kurang dari satu, menewaskan 46 pengemudi dan penumpang di jembatan pada saat itu. The Kinzua Bridge di Pennsylvania tertiup turun tornado pada tahun 2003, terutama karena baut pusat dasar memegang struktur ke tanah telah berkarat pergi, meninggalkan jembatan berlabuh oleh gravitasi saja.

Beton bertulang juga rentan terhadap kerusakan karat. Tekanan internal yang disebabkan oleh perluasan korosi beton tertutup baja dan besi dapat menyebabkan beton untuk spall, menciptakan masalah struktural yang parah. Ini adalah salah satu mode kegagalan yang paling umum dari jembatan beton bertulang dan bangunan.

Simbolisme budaya

Karat adalah metafora yang umum digunakan untuk pembusukan lambat karena kelalaian, karena secara bertahap mengubah besi yang kuat dan logam baja menjadi bubuk runtuh lembut. Banyak kalangan pemotongan keras yang industri Amerika Midwest dan Timur Laut Amerika, sekali didominasi oleh peleburan baja, industri otomotif, dan produsen lainnya, telah mengalami ekonomi yang telah menyebabkan daerah yang akan dijuluki "Rust Belt".

Demikian tentang karat dan korosi. Dalam musik, sastra, dan seni, karat dikaitkan dengan gambar pudar kemuliaan, kelalaian, kerusakan, dan kehancuran. Semoga bermanfaat Salam dari Agen Kimia Industri.