Kamis, 17 Desember 2009

Korosi

Ditulis oleh Ratna dkk pada 17-12-2009

gambar_9_16

Korosi adalah peristiwa perusakan logam akibat terjadinya reaksi kimia dengan lingkungan yang menghasilkan produk yang tidak diinginkan. Lingkungan dapat berupa asam, basa, oksigen dari udara, oksigen didalam air atau zat kimia lain. Perkaratan besi adalah peristiwa elektrokimia sebagai berikut :

- Besi dioksidasi oleh H2O atau ion hydrogen

Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e- (oksidasi)

2H+ (aq) → 2H(aq) ( reduksi )

- Atom-atom H bergabung menghasilkan H2

2H(aq) → H2(g)

- Atom-atom H bergabung dengan oksigen

2H(aq) + ½ O2(aq) → H2 O(l)

- Jika konsentrasi H+ cukup tinggi (pH rendah), maka reaksi

Fe + 2H+ (aq) → 2H(aq) + Fe2+ (aq)

2H(aq) → H2(g)

- Ion Fe2+ juga bereaksi dengan oksigen dan membentuk karat (coklat keerah-merahan ) dengan menghasilkan ion H+ yang selanjutnya direduksi menjadi H2-

4Fe2+ (aq) + O2(aq) + 4H2 O(l) + 2xH2 O(l) → 2Fe2O3H2O)x(s) + 8H+

Reaksi totalnya menjadi

4Fe(s) + 3O2(aq) + 2x H2 O(l) → 2Fe2O3H2O)x(s)

Korosi dapat dihambat dengan beberapa cara, misalnya :

  1. Pemakaian logam alloy dengan cara
  • Pembentukan lapisan pelindung
  • Menaikkan tegangan elektrode

2. Pemakaian lapisan pelindung dengan cara:

  • Pengecatan
  • Pelapisan senyawa organik (pelumas)
  • Pelapisan dengan gelas
  • Pelapisan dengan logam
  • Dilapisi logam yang lebih mulia
  • Dilapisi logam yang lebih mudah teroksidasi
  • Menanam batang-batang logam yang lebih aktif dekat logam besi dan dihubungkan
  • Dicampur dengan logam lain

3. Elektrokimiawi dengan cara eliminasi perbedaan tegangan:

  • Menaikkan kemurnian logam
  • Mencegah kontak 2 logam
  • Memakai inhibitor
  • Isolasi logam dari larutan, dan lain-lain.

Faktor yang berpengaruh terhadap korosi

  1. Kelembaban udara
  2. Elektrolit
  3. Zat terlarut pembentuk asam (CO2, SO2)
  4. Adanya O2
  5. Lapisan pada permukaan logam
  6. Letak logam dalam deret potensial reduksi

KESIMPULAN

Elektrolisis. pada sel elektrolisis, aliran listrik menyebabkan reduksi pada muatan negatif di katoda dan oksidasi pada muatan positif di anoda. Aplikasi elektrolisis. Elektroplatting, produksi Aluminium dan Magnesium, pemurnian tembaga, dan elektrolisis dari pelelehan NaCl.

Korosi logam adalah salah satu masalah yang paling penting yang dihadapi oleh kelompok industri maju. pengaruh korosi dapat terlihat (pembentukan karat pada permukaan besi) dan tidak terlihat (keretakan serta terjadinya pengurangan kekuatan logam di bawah permukaan)

Potensial Elektroda dan Hukum Faraday

Ditulis oleh Ratna dkk pada 16-12-2009

Potensial Elektroda

gambar_9_13

Pengertian

Merupakan ukuran terhadap besarnya kecenderungan suatu unsur untuk melepaskan atau mempertahankan elektron

Elektroda Hidrogen

- E° H2 diukur pada 25° C, 1 atm dan {H+} = 1 molar

- E° H2 = 0.00 volt

Elektroda Logam

- E° logam diukur terhadap E° H2

- Logam sebelah kiri H : E° elektroda <>

Cara Menghitung Potensial Elektroda Sel

1. E° sel = E° red – E° oks

2. E sel = E°sel – RT/nF lnC

Pada 25° C :

E sel = E°sel – 0.059/n log C

Elektroda tergantung pada :

• Jenis Elektroda

• Suhu

• Konsentrasi ionnya

Catatan :

E° = potensial reduksi standar (volt)

R = tetapan gas- volt.coulomb/mol.°K] = 8.314

T = suhu mutlak (°K)

n = jumlah elektron

F = 96.500 coulomb

C = [bentuk oksidasi]/[bentuk reduksi]

Hukum Faraday

gambar_9_14

Banyaknya zat yang dihasilkan dari reaksi elektrolisis sebanding dengan banyaknya arus listrik yang dialirkan kedalam larutan. Hal ini dapat digambarkan dengan hukum faraday 1

gambar_9_15

w

W = massa zat yang dihasilkan

e

i = arus dalam ampere

t = waktu dalam satuan detik

F = tetapan Farady,

1 F = 96500 C

i.t = Q = arus dalam satuan C

i

wmol

Mol elektron dari suatu reaksi sama dengan perubahan biloks 1 mol zat. Dari rumusan diatas diperoleh :

Jumlah Faraday = mol elektron

= perubahan bil.oksidasi 1 mol zat

Dalam penentuan massa zat yang dihasilkan dalam reaksi elektrolisis, biasanya data yang diketahui adalah Ar bukan e, sedangkan

e2

sehingga rumusan Hukum Faraday 1 menjadi :

wfix

n = valensi atau banyaknya mol elektron untuk setiap mol zat.

Jumat, 04 Desember 2009

Kompleks fosfin, kompleks molekul kecil, kompleks dihidrogen, kompleks dinitrogen dan kompleks dioksigen

Ditulis oleh Taro Saito pada 03-12-2009

Kompleks Fosfin

Fosfin tersier, PX3, sangat bermanfaat sebagai ligan penstabil dalam kompleks logam transisi dan ligan ini berkoordinasi dengan logam dalam bilangan oksidasi yang bervariasi dari tinggi ke rendah. Fosfin biasanya digunakan sebagai ligan karbonil atau siklopentadienil dalam kompleks organologam. PX3 adalah basa Lewis dan berkoordinasi dengan logam menggunakan pasangan elektron bebas pada fosfor dan menunjukkan keasaman π bila memiliki substituen X yang meliputi Ph, Cl atau f yang memiliki sifat menerima elektron yang kuat. Biasanya, keasaman π-nya akan menjadi lebih rendah dengan urutan PF3 > PCl3 >PPh3 >PR3. Trifenilfosfin dan trietilfosfin adaah fosfin tersubstitusi yang khas. Kompleks fosfin tersier terutama halida logamnya diberikan di Tabel 6.7. Mangan, Mn, dan logam transisi awal jarang membentuk kompleks fosfin.

tabel 6.7

Banyak turunan dapat dipreparasi dengan mensubstitusi halogen dalam kompleks fosfin. Sejumlah kompleks fosfin polidentat dengan lebih dari dua koordinasi, dan juga fosfin monodentat, telah dipreparasi dan digunakan sebagai ligan penstabil dalam hidrida, alkil, dinitrogen, dan dihidrogen. Kompleks rodium atau rutenium, dengan fosfin yang optis aktif terkoordinasi pada logam itu, merupakan katalis yang baik untuk sintesis asimetrik.

Kompleks molekul kecil

Dua atau tiga molekul atomik, seperti H2, N2, CO, NO, CO2, NO2, dan H2O, SO2 adalah molekul kecil dan kimia kompleks molekul kecil ini sangat penting tidak hanya dalam kimia anorganik tetapi juga dalam kimia katalisis, bioanorganik dan lingkungan. Kompleks molekul kecil selain air dan karbon monoksida telah disintesis baru-baru ini. Kompleks dihidrogen baru dilaporkan tahun 1984.

Kompleks dihidrogen

Reaksi adisi oksidatif molekul hidrogen, H2, merupakan salah satu metoda yang digunakan untuk menghasilkan ikatan M-H dalam kompleks hidrida. Secara skematik, reaksi di atas dituliskan sebagai

M + H2 → H-M-H

namun dipercaya bahwa harus ada kompleks senyawa antara yang mengandung dihirogen yang terkoordinasi. Contoh pertama kompleks jenis ini, [W(CO)3(H2)(PiPr3)2], yang dilaporkan oleh G. Kubas tahun 1984 (Gambar 6.18). Strukturnya dibuktikan dengan difraksi neutron, bahwa H2 terkoordinasi sebagai ligan η2 dengan ikatan dalam molekul H2 nya tetap ada dengan jarak H-H adalah 84 pm.

struktur wco

Sekali modus koordinasi baru ini ditentukan, kompleks dihidrogen lain satu demi satu dipreparasi dan lusinan senyawa kompleks dihidrogen kini dikenal. Kompleks dihidrogen menarik tidak hanya dari sudut teori ikatan tetapi juga sangat besar sumbangannya pada studi proses aktivasi molekul hidrogen.

Kompleks dinitrogen

Karena N2 isoelektronik dengan CO, kemungkinan kestabilan kompleks dinitrogen yang strukturnya analog dengan kompleks karbonil telah menjadi spekulasi beberapa tahun. Senyawa ini menarik banyak minat karena kemiripannya dengan interaksi dan akvitasi nitrogen dalam katalis besi yang digunakan dalam sintesis dan fikasasi nitrogen dalam enzim nitrogenase. Kompleks dinitrogen pertama, [Ru(N2)(NH3)5]X2, dipreparasi oleh A. D. Allen (1965) secara tidak sengaja dari reaksi senyawa kompleks rutenium dengan hidrazin. Kemudian, ditemukan dengan tidak sengaja pula bahwa gas nitrogen berkoordinasi dengan kobalt, dan [CoH(N2)(PPh3)3] dipreparasi tahun 1967 (Gambar 6.19). Banyak kompleks dinitrogen telah dipreparasi semenjak itu.

struktur coh

Dalam kebanyakan kompleks dinitrogen, N2 dikoordinasikan dengan logam melalui satu atom nitrogen. Jadi, ikatan M-N≡N umum dijumpai dan ada beberapa kompleks yang kedua atom nitrogennya terikat pada logam dengan modus koordinasi η2. Tahun 1975, kompleks dengan dinitrogen terkoordinasi pada molibdenum ditemukan dapat diprotonasi dengan asam mineral membentuk amonia, seperti dalam reaksi berikut. Elektron yang diperlukan untuk reduksi diberikan oleh molibdenum dalam bilangan oksidasi rendah sebagaimana ditunjukkan dalam reaksi ini.

[Mo(Pme2Ph)4(N2)2] + 6 H+ → 2 NH3 + N2 + Mo(V) + ….

Walaupun berbagai usaha untuk mempreparasi amonia dan senyawa organik dari berbagai kompleks dinitrogen, sampai saat ini belum ditemukan sistem fiksasi nitrogen yang sama dengan sistem fiksasi biologis. Sintesis amonia merupakan proses industri yang telah lama dikenal dan parameternya telah dipelajari dengan ekstensif dan nampaknya kecil kemungkinan untuk peningkatannya. Namun, mengelusidasi mekanisme reaksi fiksasi nitrogen secara biologis pada suhu dan tekanan kamar tetap merupakan tantangan utama bioanorganik.

Kompleks dioksigen

Walaupun sudah lama dikenal bahwa kompleks basa Schiff kobalt mengabsorpsi oksigen, penemuan kompleks Vaska, [IrCl(CO)(PPh3)2], yang mengkoordinasikan dioksigen secara reversibel membentuk [IrCl(CO)(PPh3)2(O2)] sangat signifikan. Dalam kompleks ini, dua atom oksigen terikat pada iridium (melalui sisi), dan dioksigen mempunyai karakter peroksida (O22-). Namun, banyak dikenal pula kompleks superoksida (O2-) yang hanya mempunyai satu atom oksigen diikat pada atom logam. Ada juga kompleks dioksigen binuklir dengan O2 menjembatani dua logam. Hubungan antara koordinasi dioksigen yang reversibel dengan kereaktifannya sangat penting dalam hubungannya dengan sifat dioksigen dalam sistem hidup (lihat bagian 8.2 (a)).