Kintetics of Corrosion, Slides of Chemical Kinetics

Download Kintetics of Corrosion and more Slides Chemical Kinetics in PDF only on Docsity!

KINETIKA KOROSI

Hukum Faraday

Arus elektron = Arus listrik

Laju perpindahan elektron = Laju reaksi

1 A = 1 coloumb/detik

1 coloumb = 6.2 x 10

18

e

/detik

Arus listrik ≈ Massa molekul berreaksi

nF

Ita m 

Laju korosi = massa per sat luas per sat waktu

dimana i = kerapatan arus = (A/cm

2

nF

ia

AnF

Ia

AtnF

Ita

At

m Laju. Korosi    

A

I

i 

dm s

mg r 2

Laju korosi juga dinyatakan sebagai laju

penetrasi (penetration Rate)

[μm/yr]m/yr]

Atau

[mpy]

( mills (0.001 inc) per year )

D = densitas (g/cm^3 )

F = konstanta Faraday (96486 c/mol)

nD

ia r  0 , 129

nFD

ia r 

Laju reaksi ( i 0 ) pada reaksi pelepasan hidrogen

2H+^ + 2e-^  H 2

Sangat bergantung pada banyak faktor termasuk laju perpindahan

elektron dari logam ke ion hidrogen. Jenis logam berpengaruh

pada laju transfer elektron

Metal log i 0 (A/cm^2 )

Pb, Hg –

Zn –

Sn, Al, Be –

Ni, Ag, Cu, Cd –

Fe, Au, Mo –

W, Co, Ta –

Pd, Rh –

Pt –

Polarisasi Elektrokimia

Polarisasi ( η ) adalah beda potensial dari potensial

standar,

η = E – E^0

η biasa juga disebut over potensial

Polarisasi katodik ( ηc ) e-^ disuplai ke permukaan

logam, reaksi korosi melambat E lebih negatif dari

E^0

Ini disebut POLARISASI KATODIK, menurunkan laju

korosi

Butler-Volmer Equation

r r r RT

nF

RT

nF

i i exp   exp 1  

0

Menghubungkan   ir  i 0

ir is anodic or cathodic current

β is the charge transfer barrier coefficient , ±0.

n is the number of participating electrons

R is the gas constant, 8.314 J mol−1^ K−

T is absolute temperature (K)

F is 96,485 C/(mol of electrons)

 



r r r RT

nF

RT

nF

i i exp   exp 1  

0

KATODIK ANODIC

Jika η katodik, maka bagian ANODIC ≈ 0

Jadi,

r r RT

nF

i i exp  

0

0

log 10 i

i b

c  c c

0

b log i b log i c c r c

0

log

2. 303 i

i

RT

nF c

 c

log 0

log

i nF

RT

i nF

RT

c r 

Y = m X + C

0

log 10

i

i b

c  c c

Log i (A/m^2 )

Overpotensial

η

(V)

Log i 0

E^0

KATODIK

ANODIK

Perpindahan Massa yang dikendalikan oleh

difusi, kerapatan spesies O dari bulk solution

ke permukaan elektroda;

Dimana

J 0 = kepadatan spesies O (mol s-1^ cm-2)

D 0 = koefisien difusi spesies O (cm^2 s-1)

δCC 0 = beda konsentrasi spesies O pada

permukaan dan laturan bulk (mol cm-3)

δCx = ketebalan lapisan difusi (cm)

x

C

jO D

0 0

Cation D × 10^5 (cm^2 s–1) Anion D × 10^5 (cm^2 s–1)

• H+ 9.30 OH– 5.
• Li+ 1.03 F– 1.
• Na+ 1.33 Cl– 2.
• K+ 1.95 NO3– 1.
• Ca2+ 0.79 ClO4– 1.
• Cu2+ 0.71 SO 4 2– 1.
• Zn2+ 0.70 CO 3 2– 0.
• O 2 2.26 HSO4– 1.
• H 2 O 2.44 HCO 3 –1 1.

Pada x≈0, C≈0, maka,

polarisasi yang disebabkan konsentrasi,



bulk c L

C

i i nFD 0

L

conc i

i

nF

RT

log 1

ContohSoal

1. Spesimen logam Seng (Zn) yang berada di lingkungan asam

kehilangan 25 mg selama 12 jam.

a. berapa arus yang mengalir karena korosi?

b. Jika luas spesimen 200 cm^2 berapa laju korosi dalam

satuan mg/dm^2 .hari?

c. Berapa laju korosi dalam mpy? dan μm/yr]m/yr?

Jawab:

a. Massa atom Zn=65.

b. Laju korosi

c. Laju Korosi (mpy)

densitas Zn = 7.13 g/dm^3

nF

Ita m  ta

mnF I 

A t

m

Luas Waktu

massa r

..

 

nD

ia r  0 , 129