MAKALAH AGAMA ISLAM
IMAN KEPADA HARI KIAMAT
DISUSUN OLEH
HERI UTOMO
200925023
TEKNIK KIMIA
INSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI AL KAMAL
SERANG
2011
IMAN KEPADA HARI AKHIR
A. Dalil Naqli tentang Hari Akhir
Iman kepada hari akhir adalah salah satu rukun iman yang utama selain iman kepada Allah swt. Menurut Prof. Dr. Quraisy Syihab, dalam bukunya Wawasan Al-Quran halaman 80, dua rukun iman inilah yang paling banyak disebutkan dalam Al-Quran. Terbukti al-Quran selalu menyebutkan Iman kepada Hari Akhir dan Iman kepada Allah selalu bersamaan dan berurutan. Diantaranya adalah ayat-ayat berikut
a. Al-Quran surat al-Baqarah (2) ayat 8 :
Artinya:
Di antara manusia ada yang mengatakan: "Kami beriman kepada Allah dan Hari kemudian", padahal mereka itu sesungguhnya bukan orang-orang yang beriman. (Q.S. al Baqarah ayat 8)
b. Al-Quran surat al-Taubah (9) ayat 8 :
Artinya :
Hanyalah yang memakmurkan masjid-masjid Allah ialah orang-orang yang beriman kepada Allah dan hari kemudian, serta tetap mendirikan salat, menunaikan zakat dan tidak takut (kepada siapa pun) selain kepada Allah, maka merekalah orang-orang yang diharapkan termasuk golongan orang-orang yang mendapat petunjuk. (Q.S. al Taubah ayat 8)
c. Al-Quran surat al-Maidah (5) ayat 69 :
Artinya :
Sesungguhnya orang-orang mukmin, orang-orang Yahudi, Shabiin dan orang-orang Nasrani, siapa saja (di antara mereka) yang benar-benar beriman kepada Allah, hari kemudian dan beramal saleh, maka tidak ada kekhawatiran terhadap mereka dan tidak (pula) mereka bersedih hati.(Q.S. al Maidah ayat 69)
d. Al-Quran surat al-Baqarah (2) ayat 177 :
Artinya :
Bukanlah menghadapkan wajahmu ke arah timur dan barat itu suatu kebajikan, akan tetapi sesungguhnya kebajikan itu ialah beriman kepada Allah, hari kemudian, malaikat-malaikat, kitab-kitab, nabi-nabi dan memberikan harta yang dicintainya kepada kerabatnya, anak-anak yatim, orang-orang miskin, musafir (yang memerlukan pertolongan) dan orang-orang yang meminta-minta; dan (memerdekakan) hamba sahaya, mendirikan salat, dan menunaikan zakat; dan orang-orang yang menepati janjinya apabila ia berjanji, dan orang-orang yang sabar dalam kesempitan, penderitaan dan dalam peperangan. Mereka itulah orang-orang yang benar (imannya); dan mereka itulah orang-orang yang bertakwa. (Q.S. al Baqarah ayat 177)
Dengan demikian terlihat bahwa keimanan kepada Allah berkaitan erat dengan iman kepada hari akhir. Menurut Prof.Quraisy Syihab keimanan kepada Allah tidak sempurna kecuali dengan keimanan kepada hari akhir. keimanan kepada Allah menuntut adanya amal perbuatan, sedangkan amal perbuatan baru sempurna motivasinya dengan adanya keimanan tentang adanya hari akhir. Karena kesempurnaan ganjaran dan balasannya hanya ditemukan di akhirat nanti. Untuk memperkuat argumennya, beliau menyatakan bahwa kata “yaumul akhir” saja terulang 24 kali, disamping kata "akhirat” terulang 115 kali dalam Al-Quran. Selain itu Al-Quran selalu menggugah hati dan pikiran manusia dengan menggambarkan peristiwa-peristiwa hari akhirat, dengan nama-nama yang unik, misalnya “al-Zalzalah”, “al-Qari’ah”, an-Naba’, al-Qiyamah”. Istilah-istilah (yang menjadi nama surat Al-Quran) itu mencerminkan peristiwa dan keadaan yang bakal dihadapi oleh manusia pada saat itu, dengan tujuan agar manusia beriman kepada Allah dan hari akhirat, karena manusia akan bertemu Allah, dan manusia pasti akan mati, karenanya manusia jangan lengah, lupa diri, jangan terpesona dengan kehidupan dunia yang temporal dan menipu, manusia jangan mempertuhankan harta, karena harta tidak dapat menolong pemiliknya dari siksa Allah di hari akhirat.
Disamping itu banyak hadis-hadis rasulullah dengan kwalitas yang berbeda selalu mengkaitkan kesalehan sosial seseorang dengan kemantapan iman kepada Allah dan hari akhir. Diantaranya adalah sebagai berikut :
1. Hadis tentang kemampuan seseorang untuk selalu bertutur kata yang baik, atau lebih baik diam jika tidak mampu melakukannya, adalah :
مَنْ كَانَ يُؤْمِنُ بِاللهِ وَالْيَوْمِ اْلآخِرِ فَلْيَقُلْ خَيْرًا اَوْ لِيَصْمُتْ (رَوَاهُ الْبُخَارِي وَمُسْلِم عَنْ اَبِى هُرَيْرَة)
Artinya :
Barang siapa beriman kepada Allah dan hari akhir, hendaklah ia selalu bertutur kata yang baik atau lebih baik diam”.(H.R.Bukhari dan Muslim dari Abu Hurairah)
2. Ketulusan seseorang dalam menghormati tamu adalah cermin imannya.
مَنْ كَانَ يُؤْمِنُ بِاللهِ وَالْيَوْمِ اْلآخِرِ فَلْيُكْرِمْ ضَيْفَهُ (رَوَاهُ الْبُخَارِي وَمُسْلِم عَنْ اَبِى هُرَيْرَة)
Artinya :
Barang siapa yang beriman kepada Allah dan hari akhir, hendaklah ia memuliakan tamunya. ”.(H.R.Bukhari dan Muslim dari Abu Hurairah)
3. Manisnya iman adalah lari dari fitnah.
عَنْ اَبِيْ سَعِيْد الخُدْ رِى أَنَّهُ قَالَ : قَالَ رَسُوْلُ اللهِ صَلَّى اللهُ عَلَيْهِ وَسَلَّمَ يُوْشِكَ اَنْ يَكُوْنَ خَيْرُ مَالِ الْمُسْلِمِ غَنَمٌ يَتَّبِعُ بِهَا شَعْفُ الْجِبَالِ وَمَوَاقِعُ الْقِطْرِ يَفِرُّ بِدِيْنِهِ مِنَ الْفِتَنِ
Artinya :
Dari Abu Sa’id Al-Khudry ra. Bahwasanya ia berkata : Rasulullah saw bersabda : Hampir-hampir sebaik-baik harta orang Islam adalah kambing yang mana ia mengikutinya di pucuk gunung dan tempat yang mendapat hujan dimana ia melarikan agamanya dari fitnah.
Perilaku yang tercermin dari ketiga hadis tersebut, tercapai apabila seseorang memiliki kemantapan iman kepada Allah dan hari akhirat.
B. Dalil ‘Aqli tentang Hari Akhir
Dalil ‘aqli merupakan argumen untuk memperkuat dalil naqli yang bersumber dari al-Quran dan Sunnah, karena argumen al-Quran sendiri sudah sangat mampu mengatasi keragu-raguan manusia tentang adanya hari kiamat tersebut. Mari kita tampilkan kemungkinan datangnya hari akhir menurut teori para ahli pada bidangnya masing-masing.
a. Menurut Ahli Astronomi
Bumi dan planet-planet lainnya berputar mengelilingi matahari secara teratur dan sempurna masing-masing planet mempunyai daya tarik-menarik sehingga beredar dan bergerak seimbang/serasi. Namun daya tarik menarik itu semakin lama akan semakin berkurang bahkan hilang sama sekali, akhirnya akan saling bertabrakan dan hancur, (bandingkan surat at-Takwir 2 dan al-Infiëãr 2).
b. Menurut ahli Geologi
Di dalam perut bumi terdapat gas yang panas yang berkembang dan terus menerus menekan kearah luar bumi. Akan tetapi bumi itu sendiri mendapat tekanan (atmosfir) dari luar atau permukaannya, sehingga terjadilah keseimbangan. Namun diperkirakan bahwa tekanan dari luar semakin lama semakin lemah, bahkan tak berdaya lagi akhirnya mengakibatkan gas bumi akan meledak dengan ledakan yang sangat dahsyat dan akan mengeluarkan bola api raksasa yang membawa kehancuran. (bandingkan dengan surat al-Zalzalah).
c. Menurut Ahli Fisika
Menurut Teori Ilmu Alam bahwa sumber energi terbesar yang dapat memenuhi kebutuhan semua kehidupan di dunia ini adalah matahari. Begitu juga daya tarik antara benda-benda angkasa (planet) itu ada ketergantungan dengan energi matahari. Namun lambat laun sinar matahari semakin melemah, akibatnya mempengaruhi daya tarik diantara planet-planet tersebut akhirnya tidak ada keseimbangan, maka terjadilah tabrakan diantara mereka. (bandingkan at-Takwir 1-3)
d. Pendapat lain dari Sarjana Astronomi Jh. Van Vierngen dan kawan-kawannya.
Mereka memperkirakan bahwa alam semesta ini akan meletus akibat dari pengembangan yang terus menerus tanpa batas. Diumpamakan seseorang yang meniup balon terus menerus tanpa henti maka balon tersebut akan meledak. Sampai saat ini alam ini sedang terus mengalami pengembangan, sehingga akan melebihi kapasitas maksimal, akibatnya langit yang membentang luas itu akan pecah dan hancur berantakan. (Bandingkan surat al-Ahqãf ;3, at-Tur ;9,ar-Rahmãn ; 37, al-Hãqqah ; 16, al-Maãrij ; 8 ).
Dengan adanya kesadaran demikian terdoronglah manusia untuk beriman dan beramal saleh itulah sebabnya, mengapa keimanan kepada hari akhir itu sangat penting.
C. Tanda-tanda Hari Akhir (kiamat)
Kapan hari kiamat akan tiba memang rahasia Allah, pengetahuan kita hanya terbatas pada tanda-tanda akan kedatangannya. Sebagaimana firman Allah berikut ini :
1. Q.S. an-Nãzi’at (79) ayat : 42-44
Artinya :
(Orang-orang kafir) bertanya kepadamu (Muhammad) tentang hari berbangkit, kapankah terjadinya?. Siapakah kamu (sehingga) dapat menyebutkan (waktunya)? Kepada Tuhanmulah dikembalikan kesudahannya (ketentuan waktunya). (Q.S. an Nãzi’at ayat 42-44)
2. Q.S. al-Isra (17) ayat 51, dialog antara kaum musyrik dengan Rasulullah tentang kapan hari kiamat (hari kebangkitan).
Artinya :
Atau suatu makhluk dari makhluk yang tidak mungkin (hidup) menurut pikiranmu". Maka mereka akan bertanya: "Siapa yang akan menghidupkan kami kembali?" Katakanlah: "Yang telah menciptakan kamu pada kali yang pertama". Lalu mereka akan menggeleng-gelengkan kepala mereka kepadamu dan berkata, "Kapan itu (akan terjadi)?" Katakanlah: "Mudah-mudahan waktu berbangkit itu dekat". (Q.S. al Isra ayat 51)
Orang-orang kafir dan musyrik suka ragu, tentang kemungkinan manusia dibangkitkan kembali dan kalaupun itu mungkin kapankah hal itu terjadi. Jawabannya adalah mudah-mudahan dalam waktu dekat. Artinya waktu hari kiamat tetaplah menjadi rahasia Allah swt.
Prof. Bey Arifin dalam bukunya Hidup Sesudah Mati (hal.182-196) setelah mengutip beberapa hadis rasulullah melukiskan tanda-tanda hari Kiamat ada 15 peristiwa yang mendahuluinya. Dari 15 peristiwa itu menurut beliau 3 diantaranya adalah paling penting.
1. Munculnya Dajjal
Dajjal artinya pembohong yang kerjanya cuma menyesatkan manusia. Dajjal ada 2 macam. Dajjal kecil dan Dajjal besar. Dajjal-Dajjal menyebabkan kerusakan-kerusakan dalam masyarakat. Kerusakan-kerusakan yang ditimbulkan oleh Dajjal kecil itu dinamakan Kiamat Kecil. Dan Dajjal-Dajjal kecil itu telah lahir dan mungkin dapat kita temukan disekitar kita. Sedangkan Dajjal besar adalah pembohong kaliber besar yang kerjanya membohongi dan menyesatkan umat manusia dan mereka akan muncul menjelang Kiamat kubra (kiamat besar) tiba. Coba perhatikan do’a Rasulullah berikut, yang dikutip oleh Bay Arifin dari kitab Jami’ Shaghir.
اَللهُمَّ إِنِّى اَعُوْذُ بِكَ مِنَ الْكَسَلِ وَالْهَدَمِ وَالْمَأْثَمِ وَالْمَغْرَمِ وَمِنْ فِتْنَةِ الْقَبْرِ وَعَذَابِ الْقَبْرِ وَمِنْ فِتْنَةِ النَّارِ وَعَذَابِ النَّارِ وَمِنْ فِتْنَةِ شَرِّ الْغِنَى وَاَعُوْذُ بِكَ مِنْ فِتْنَةِ الْفَقْرِ وَاَعُوْذُ بِكَ مِنْ فِتْنَةِ الْمَسِيْحِ الدَّجَّال اللهُمَّ اغْسِلْ عَنِّى خطَايَايَ بِالْمَاءِ وَالثَّلْجِ وَالْبَرَدِ وَنَقِّ قَلْبِى مِنَ الْخَطَايَا كَمَا يُنَقِّى الثَّوْبُ الأَبْيَضُ مِنَ الدَّنَس وَبَاعِدْ بَيْنِى وَبَيْنَ خَطَايَايَ كَمَا بَاعَدْتَ بَيْنَ الْمَشْرِقِ وَالْمَغْرِبِ
Artinya :
Ya Allah aku mohon berlindung kepada Mu dari sifat malas dan umur kelewat tua, dari segala dosa hutang, dari fitnah kubur dan azab kubur, dari fitnah neraka dan azab neraka, dari bahaya fitnah kekayaan, aku berlindung dengan Engkau dari fitnah (bahaya) kemiskinan. Dan aku berlindung kepada Engkau dari fitnah al-Masih Dajjal. Ya Allah bersihkanlah diriku dari kesalahan-kesalahanku dengan air, dengan salju, dan air mawar, bersihkan pula jiwaku dari kesalahan seperti bersihnya kain putih dari daki dan jauhkan aku dari kesalahan-kesalahanku seperti jauhnya jarak antara timur dan barat. (hadis shahih, diriwayatkan oleh Bukhari, Muslim, Nasa’i, dan Ibnu Majah dari ‘Aisyah).
Dalam hadis lain Rasulullah bersabda : “Tidak terjadi Kiamat, sehingga muncul hampir 30 orang Dajjal, masing-masing mengakui bahwa ia Rasul Allah.” (H.R.Abu Dawud, Turmuzi, Nasai dan Ibnu Majah dari Abu Hurairah)
Dalam sejarah Islam Dajjal-Dajjal yang mengaku nabi palsu itu telah muncul sejak zaman rasulullah. Tercatat ada 3 nabi palsu pada masa rasulullah, yaitu Al-‘Unsy dari Yaman, Musailamah Al-Kazzab dari Yamamah dan Ibnu Syayyad dari Madinah. Ketiga Dajjal itu dapat ditumpas pada masa pemerintahan Khalifah Abu Bakar As-Shiddiq. Beberapa puluh tahun kemudian, muncul lagi di Irak yang mengaku sebagai nabi, namanya Mukhtar As Tsaqafy namun dia dapat ditumpas dan terbunuh. Namun masih banyak lagi dalam sejarah yang mungkin tidak tercatat.
Akhirnya di abad ke 20 masehi tepatnya tahun 1839 masehi lahirlah di Qadyan India seorang yang bernama Mirza Gulam Ahmad yang dalam masa hidupnya berkhutbah dan mengarang. Pada tahun 1900 ia mendirikan perkumpulan yang dinamai Ahmadiyah. Yang pada akhirnya ia pun menganggap dirinya nabi dan begitupun pengikutnya menghormatinya sebagai nabi. Di Indonesia baru-baru ini muncul Lia Aminuddin mengaku sebagai nabi dan rasul dan kemudian tahun 1997 MUI memfatwakannya sebagai nabi palsu, sesat dan menyesatkan. Kemudian tahun 2007 muncul juga di Bogor seorang bernama Ahmad Mushaddiq yang nama aslinya adalah H. Salam mengaku sebagai nabi dan rasul. Dan kita tidak tahu sudah berapa banyak Dajjal-Dajjal yang lahir ke dunia ini.
2. Turunnya Isa ibnu Maryam A.S.
Menurut A.Hasan dalam bukunya Verslag Debat Pembela Islam menerangkan bahwa ada lebih kurang 30 buah hadis yang menerangkan akan turunnya Isa ibnu Maryam AS. Kedatangannya adalah untuk membunuh semua babi dan menghancurkan semua salib. Ulama mentakwilkan sebagai kehancuran dan lenyapnya agama Kristen dan memperkuat agama Islam. Dan kedatangan Isa anak Maryam itu adalah sesudah munculnya Dajjal.
3. Turunnya Imam Mahdi
Kepercayaan akan kehadiran Imam Mahdi pada akhir zaman telah merata dikalangan kaum muslimin. Mahdi artinya yang mendapat petunjuk. Kata Mahdi tidaklah terdapat dalam Al-Quran.
Kami kemukakan beberapa pendapat para ulama mengenai Imam Mahdi :
a. Pendapat Ibnu Khaldun : “…semua hadis-hadis itu tidak ada yang terlepas dari bantahan, kecuali sedikit sekali”.
b. Pendapat Syaikh Muhammad Darwisy : “Hadis-hadis tentang Mahdi semuanya lemah, tidak satupun yang dapat jadi pegangan. Janganlah kamu terpedaya oleh omongan orang yang mengumpulkannya dalam beberapa karangan”.
c. Pendapat Sayid Rasyid Ridha : “Masalah Mahdi yang ditunggu-tunggu kedatangannya itu adalah masalah suatu dasar aliran politik yang diberi pakaian agama”.
Dari tiga pendapat tersebut dapat disimpulkan bahwa keyakinan akan hadirnya Imam Mahdi menjelang hari kiamat (sebagai salah satu tanda hari kiamat), tidak dapat dipertanggungjawabkan. Dengan demikian waktu datangnya hari kiamat tetaplah menjadi rahasia Allah, yang paling penting kita memperbanyak amal saleh sebagai bekal diakhirat, karena sebaik-baik bekal adalah taqwa.
D. Macam-Macam Kiamat
1. Kiamat Sughra atau Kiamat Kecil
Yaitu berupa kejadian atau musibah yang terjadi di alam ini, seperti kematian setiap saat, banjir bandang, angin beliung, gunung meletus, gempa bumi, peperangan, kecelakaan kendaraan, kekeringan yang kepanjangan, hama tanaman yang merajalela. Keseluruhan rangkaian kejadian tersebut di atas ditinjau dari segi aqidah merupakan peringatan dari Allah. Bagi umat yang beriman hal ini merupakan peringatan dan ujian. Sedangkan bagi umat yang ingkar/kafir merupakan siksaan atau azab Allah swt.
Allah berfirman dalam surat al-Baqarah ayat 155-156 :
Artinya :
“Dan sungguh akan Kami berikan cobaan kepadamu, dengan sedikit ketakutan, kelaparan, kekurangan harta, jiwa dan buah-buahan. Dan berikanlah berita gembira kepada orang-orang yang sabar, (yaitu) orang-orang yang apabila ditimpa musibah, mereka mengucapkan, "Innaa lillaahi wa innaa ilaihi raaji`uun". (Q.S. al Baqarah ayat 155-156)
Firmannya Allah surat ali-Imran ayat 137:
“Sesungguhnya telah berlalu sebelum kamu sunnah-sunnah Allah; karena itu berjalanlah kamu di muka bumi dan perhatikanlah bagaimana akibat orang-orang yang mendustakan (rasul-rasul).”(Q.S. ali Imran ayat 137)
2. Kiamat Kubra
Yaitu masa kehancuran seluruh alam semesta secara masal dan berakhirnya kehidupan alam dunia serta hari mulai dibangkitkannya semua manusia yang sudah mati sejak zaman Nabi Adam sampai manusia terakhir, untuk menjalankan proses kehidupan berikutnya, sebagaimana dijelaskan dalam al-Quran surat al-Zalzalah ayat 1-5.
Artinya :
Apabila bumi digoncangkan dengan goncangannya (yang dahsyat), dan bumi telah mengeluarkan beban-beban berat (yang dikandung) nya, dan manusia bertanya: "Mengapa bumi (jadi begini)?", pada hari itu bumi menceritakan beritanya, karena sesungguhnya Tuhanmu telah memerintahkan (yang sedemikian itu) kepadanya. (Q.S. al Zalzalah :1-5)
Firmannya Allah surat al-Qari’ah ayat 1-5 :
Artinya :
Hari Kiamat, apakah hari Kiamat itu? Tahukah kamu apakah hari Kiamat itu? Pada hari itu manusia seperti anai-anai yang bertebaran, dan gunung-gunung seperti bulu yang dihambur-hamburkan. (Q.S. al Qari’ah ayat 1-5)
Firmannya Allah surat al-Waqi’ah ayat 1-7 :
Artinya :
Apabila terjadi hari kiamat, terjadinya kiamat itu tidak dapat didustakan (disangkal). (Kejadian itu) merendahkan (satu golongan) dan meninggikan (golongan yang lain), apabila bumi digoncangkan sedahsyat-dahsyatnya, dan gunung-gunung dihancur luluhkan sehancur-hancurnya, maka jadilah dia debu yang beterbangan, dan kamu menjadi tiga golongan.(Q.S.al Waqi’ah ayat 1-7)
Kiamat Kubra ini tidak ada yang tahu tentang waktu kejadiannya, sebagaimana firman Allah swt. dalam surat al-A’raf ayat 187.
Artinya :
Mereka menanyakan kepadamu tentang kiamat: "Bilakah terjadinya?" Katakanlah: "Sesungguhnya pengetahuan tentang kiamat itu adalah pada sisi Tuhanku; tidak seorangpun yang dapat menjelaskan waktu kedatangannya selain Dia. Kiamat itu amat berat (huru-haranya bagi makhluk) yang di langit dan di bumi. Kiamat itu tidak akan datang kepadamu melainkan dengan tiba-tiba". Mereka bertanya kepadamu seakan-akan kamu benar-benar mengetahuinya. Katakanlah: "Sesungguhnya pengetahuan tentang hari kiamat itu adalah di sisi Allah, tetapi kebanyakan manusia tidak mengetahui". (Q.S. al A’raf ayat 187)
E. Proses Menuju Fase-fase Kehidupan Akhirat
Pada hari kiamat nanti manusia mengalami beberapa proses tahapan yang antara lain sebagai berikut ;
1. Yaumul Barzakh ( يَوْمُ الْبَرْزَخ ) yaitu masa penantian sebelum terjadinya hari kiamat besar (kiamat kubra)
Firman Allah dalam surat al-Mukminun ayat 100 :
Artinya :
Dan di hadapan mereka ada barzakh sampai hari mereka dibangkitkan (Q.S.al-Mukminun : 100)
2. Yaumul Ba’ats (Hari kebangitan dari Alam Kubur) يَوْمُ الْبَعْثِ
Firman Allah dalam surat al-Mujadalah ayat 6
Artinya :
Pada hari ketika mereka dibangkitkan Allah semuanya, lalu diberitakan-Nya kepada mereka apa yang telah mereka kerjakan. Allah mengumpulkan (mencatat) amal perbuatan itu, padahal mereka telah melupakannya. Dan Allah Maha Menyaksikan segala sesuatu.(Q.S. al-Mujadalah :6)
3. Yaumul Hasyr (Hari Berkumpul di padang Mahsyar). يَوْمُ الْحَشْرِ
Firman Allah dalam surat al-An’am ayat 22
Artinya :
Dan (ingatlah), hari yang di waktu itu Kami menghimpun mereka semuanya kemudian Kami berkata kepada orang-orang musyrik: "Di manakah sembahan-sembahan kamu yang dahulu kamu katakan (sekutu-sekutu Kami)?". (Q.S. al An’am :22)
4. Yaumul Hisãb (Hari Perhitungan/Pemeriksaan) يَوْمُ الْحِسَابِ
Firman Allah dalam surat al-Insyiqãq ayat 8
Artinya :
Maka dia akan diperiksa dengan pemeriksaan yang mudah. (Q.S. al Insyiqaq :8)
5. Yaumul Mîzan (Hari Pertimbangan Amal) يَوْمُ الْمِيْزَانِ
Firman Allah dalam surat al-Anbiya’ : 87
Artinya :
Dan (ingatlah kisah) Dzun Nun (Yunus), ketika ia pergi dalam keadaan marah, lalu ia menyangka bahwa Kami tidak akan mempersempitnya (menyulitkannya), maka ia menyeru dalam keadaan yang sangat gelap: "Bahwa tidak ada Tuhan (yang berhak disembah) selain Engkau. Maha Suci Engkau, sesungguhnya aku adalah termasuk orang-orang yang zalim”. (Q.S.al Anbiya’ : 87)
6. Yaumul Jaza (Hari Pembalasan) يَوْمُ الْجَزَاءِ
Firman Allah dalam surat al-Mukmin : 17
Artinya :
Pada hari ini tiap-tiap jiwa diberi balasan dengan apa yang diusahakannya. Tidak ada yang dirugikan pada hari ini. Sesungguhnya Allah amat cepat hisabnya. (Q.S. al Mukmin : 17)
F. Surga dan Neraka
1. Surga
Surga itu adalah tempat kehidupan di akhirat yang penuh dengan kenikmatan yang hakiki dan abadi sebagai balasan bagi orang yang bertakwa, beriman dan beramal saleh , yang telah dijanjikan oleh Allah swt. Surga itu sesuatu yang belum pernah dialami selama di dunia oleh siapapun dan tidak dibayangkan keadaannya oleh pikiran dan gambaran dalam hati.
Sebagaimana disebutkan dalam hadis qudsi sebagai berikut :
عَنْ اَبِى هُرَيْرَةَ رَضِيَ اللهُ عَنْهُ قَالَ : قَالَ رَسُوْلُ اللهِ صلم : قَالَ اللهُ تَعَالَى: " اَعْدَدْتُ لِعِبَادِى الصَّالِحِيْنَ ماَلاَ عَيْنٌ رَأَتْ وَلاَ أُذُنٌ سَمِعَتْ وَلاَ خَطَرَ عَلَى قَلْبِ بَشَرٍ" (رَوَاهُ الْبُخَارى وَ مُسْلِمُ)
Artinya :
Diriwayatkan dari Abu Hurairah r.a Rasulullah saw bersabda : Allah Ta’ala berfirman “ Aku telah menyediakan untuk hambaku yang saleh sesuatu yang belum pernah dilihat mata dan belum pernah didengar telinga serta belum pernah tergoreskan dalam hati manusia (HR.Bukhari Muslim)
Surga itu tempat yang telah dijanjikan Allah untuk orang-orang yang bertakwa, sebagaimana firmannya dalam surat ali Imrãn ayat 133 :
Artinya :
Dan bersegeralah kamu kepada ampunan dari Tuhanmu dan kepada surga yang luasnya seluas langit dan bumi yang disediakan untuk orang-orang yang bertakwa.(Q.S. ali Imran :133)
Surga dijanjikan Allah untuk orang-orang beriman dan beramal saleh, sebagaimana firmannya dalam surat al-Baqarah ayat 25
Artinya :
Dan sampaikanlah berita gembira kepada mereka yang beriman dan berbuat baik, bahwa bagi mereka disediakan surga-surga yang mengalir sungai-sungai di dalamnya. Setiap mereka diberi rezeki buah-buahan dalam surga-surga itu, mereka mengatakan: " Inilah yang pernah diberikan kepada kami dahulu". Mereka diberi buah-buahan yang serupa dan untuk mereka di dalamnya ada istri-istri yang suci dan mereka kekal di dalamnya.(Q.S. al Baqarah :25)
Adapun nama-nama surga disebutkan dalam al-Quran sebagai berikut :
a. Surga ‘Adn (lihat Q.S. ar-Ra’d (13) : 22-24)
b. Surga Na’îm (lihat Q.S.al-Waqi’ah (56) : 12)
c. Surga Ma’wa (lihat Q.S.as-Sajdah (32) : 19 )
d. Surga Firdaus (lihat Q.S.al-Kahfi (18) : 107)
e. Dãrus-Salãm (lihat Q.S.al-An’am (6) : 127)
f. Surga Dãrul Khulud (lihat Q.S.al-Qaf (50) : 34)
g. Dãrul Muqomah (lihat Q.S.al-Fatir (35) : 35)
h. Maqam Amîn ((lihat Q.S.ad-Dukhan (44) : 51)
2. Neraka
Neraka adalah sesuatu tempat kehidupan di akhirat yang merupakan tempat penyiksaan yang sangat hebat dan dahsyat, yang dijanjikan Allah bagi orang-orang kafir (ingkar kepada Allah swt), orang-orang musyrik dan orang-orang munafik.
Firman Allah surat al-Baqarah ayat 24 :
Artinya :
Maka jika kamu tidak dapat membuat (nya) dan pasti kamu tidak akan dapat membuat (nya), peliharalah dirimu dari neraka yang bahan bakarnya manusia dan batu, yang disediakan bagi orang-orang kafir. (Q.S. al Baqarah : 24)
Firman Allah surat al-Baqarah ayat 39 :
Artinya :
Adapun orang-orang yang kafir dan mendustakan ayat-ayat Kami, mereka itu penghuni neraka; mereka kekal di dalamnya. (Q.S. al Baqarah : 39)
Firman Allah surat al Bayyinah ayat 6:
Artinya :
Sesungguhnya orang-orang kafir yakni ahli Kitab dan orang-orang musyrik (akan masuk) ke neraka Jahannam; mereka kekal di dalamnya. Mereka itu adalah seburuk-buruk makhluk. (Q.S. al Bayyinah :6)
Firman Allah surat an-Nisa’ ayat 145:
Artinya :
Sesungguhnya orang-orang munafik itu (ditempatkan) pada tingkatan yang paling bawah dari neraka. Dan kamu sekali-kali tidak akan mendapat seorang penolongpun bagi mereka. (Q.S. an-Nisa’ : 145)
Adapun nama-nama neraka disebutkan dalam al-Quran sebagai berikut :
a. Neraka Jahîm (lihat Q.S. al-Infiëar ayat 14 -16)
b. Neraka Jahannam (lihat Q.S. at-Takasur ayat 6)
c. Neraka Hawiyah (lihat Q.S. al-Qari’ah ayat 8-10)
d. Neraka Huëamah (lihat Q.S. al-Humazah ayat 1-9)
e. Neraka Saqar (lihat Q.S. al-Mudatsir ayat 26-54)
f. Neraka Sa’îr (lihat Q.S. al-Mulk ayat 7-11)
g. Neraka Laìa (lihat Q.S. al-Lail ayat 12-16)
G. Fungsi Iman Kepada Hari Akhir
1. Menambah keyakinan bahwa perbuatan di dunia sebagai bekal kehidupan di akhirat.
2. Meyakini bahwa Allah swt akan memberikan balasan kepada hambanya sesuai dengan amal perbuatannya masing-masing.
3. Dengan meyakini adanya hari akhir, maka seseorang akan memiliki sifat optimis dalam menjalani kehidupan di dunia ini untuk menyongsong kehidupan yang hakiki dan abadi kelak di akhirat.
4. Menumbuhkan sifat ikhlas dalam beramal, istiqomah dalam pendirian dan khusuk dalam beribadah.
5. Senantiasa melaksanakan amar ma’ruf dan nahi munkar untuk mencapai ridha Allah swt.
6. Meyakini bahwa segala perbuatan selama hidup di dunia ini yang baik maupun yang buruk harus dipertanggung jawabkan dihadapan Allah swt kelak di akhirat
Tampilkan postingan dengan label makalah. Tampilkan semua postingan
Tampilkan postingan dengan label makalah. Tampilkan semua postingan
Kamis, 05 Mei 2011
bahan bukan logam
MAKALAH MATERIAL BAHAN DAN KOROSI
(BAHAN BUKAN LOGAM)
DISUSUN OLEH
HERI UTOMO
2009
TEKNIK KIMIA
INSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI AL KAMAL
SERANG
2011
1. POLIMER
Suatu polimer adalah rantai berulang dari atom yang panjang, terbentuk dari pengikat yang berupa molekul identik yang disebut monomer. Sekalipun biasanya merupakan organik (memiliki rantai karbon), ada juga banyak polimer inorganik. Contoh terkenal dari polimer adalah plastik dan DNA.
Meskipun istilah polimer lebih populer menunjuk kepada plastik, tetapi polimer sebenarnya terdiri dari banyak kelas material alami dan sintetik dengan sifat dan kegunaan yang beragam. Bahan polimer alami seperti shellac dan amber telah digunakan selama beberapa abad.Kertas diproduksi dari selulosa, sebuah polisakarida yang terjadi secara alami yang ditemukan dalam tumbuhan. Biopolimer seperti proteindan asam nukleat memainkan peranan penting dalam proses biologi.
Dari berbagai jenis polimer yang banyak kita jumpai, polimer dapat digolongkan berdasarkan asalnya, pembuatannya, jenis monomer, sifatnya terhadap panas dan reaksi pembentukannya.
a. Penggolongan polimer berdasarkan asalnya
Berdasarkan asalnya, polimer dapat dibedakan atas polimer alam dan polimer sintesis.
1) Polimer Alam
Polimer alam adalah polimer yang terdapat di alam dan berasal dari makhluk hidup. Contoh polimer alam dapat dilihat pada table di bawah ini
No Polimer Monomer Polimerisasi Contoh
1. Pati/amilum Glukosa Kondensasi Biji-bijian, akar umbi
2. Selulosa Glukosa Kondensasi Sayur, Kayu, Kapas
3. Protein Asam amino Kondensasi Susu, daging, telur, wol, sutera
4. Asam nukleat Nukleotida Kondensasi Molekul DNA dan RNA (sel)
5. Karet alam Isoprena Adisi Getah pohon karet
Sifat-sifat polimer alam kurang menguntungkan. Contohnya, karet alam kadang-kadang cepat rusak, tidak elastis, dan berombak. Hal tersebut dapat terjadi karena karet alamtidak tahan terhadap minyak bensin atau minyak tanah serta lama terbuka di udara. Contoh lain, sutera dan wol merupakan senyawa protein bahan makanan bakteri, sehingga wol dan sutera cepat rusak. Umumnya polimer alam mempunyai sifat hidrofilik (suka air), sukar dilebur dan sukar dicetak, sehingga sangat sukar mengembangkan fungsi polimer alam untuk tujuan-tujuan yang lebih luas dalam kehidupan masyarakat sehari-hari.
2) Polimer Sintesis
Polimer sintesis atau polimer buatan adalah polimer yang tidak terdapat di alam dan harus dibuat oleh manusia. Sampai saat ini, para ahli kimia polimer telah melakukan penelitian struktur molekul alam guna mengembangkan polimer sintesisnya. Dari hasil penelitian tersebut dihasilkan polimer sintesis yang dapat dirancang sifat-sifatnya, seperti tinggi rendahnya titik lebur, kelenturan dan kekerasannya, serta ketahanannya terhadap zat kimia. Tujuannya, agar diperoleh polimer sintesis yang penggunaannya sesuai yang diharapkan. Polimer sintesis yang telah dikembangkan guna kepentingan komersil, misalnya pembentukan serat untuk benang kain dan produksi ban yang elastisterhadap jalan raya. Ahli kimia saat ini sudah berhasil mengembangkan beratus-ratus jenis polimer sintesis untuk tujuan yang lebih luas. Contoh polimer sintesis dapat dilihat pada tabel di bawah ini :
No Polimer Monomer Terdapat pada
1. Polietena Etena Kantung, kabel plastik
2. Polipropena Propena Tali, karung, botol plastik
3. PVC Vinil klorida Pipa paralon, pelapis lantai
4. Polivinil alcohol Vinil alcohol Bak air
5. Teflon Tetrafluoroetena Wajan atau panci anti lengket
6. Dakron Metil tereftalat dan etilena glikol Pipa rekam magnetik, kain atau tekstil (wol sintetis)
7. Nilon Asam adipat dan heksametilena diamin Tekstil
8. Polibutadiena Butadiena Ban motor
9. Poliester Ester dan etilena glikol Ban mobil
10. Melamin Fenol formaldehida Piring dan gelas melamin
11. Epoksi resin Metoksi benzena dan alcohol sekunder Penyalut cat (cat epoksi)
b. Penggolongan Polimer Berdasarkan Proses Pembentukannya
Reaksi pembentukan polimer dinamakan polimerisasi, jadi reaksi polimerisasi adalah reaksi penggabungan molekul-molekul kecil (monomer) membentuk molekul yang besar (polimer). Ada dua jenis polimerisasi, yaitu polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi.
1) Polimer adisi
Seperti yang telah kita ketahui, bahwa reaksi adisi adalah reaksi pemecahan ikatan rangkap menjadi ikatan tunggal sehingga ada atom yang bertambah di dalam senyawa yang terbentuk. Jadi, polimerisasi adisi adalah reaksi pembentukan polimer dari monomer-monomer yang berikatan rangkap (ikatan tak jenuh). Pada reaksi ini monomer membuka ikatan rangkapnya lalu berikatan dengan monomer lain sehingga menghasilkan polimer yang berikatan tunggal (ikatan jenuh). Artinya, monomer pembentuk polimer adisi adalah senyawa yang ikatan karbon berikatan rangkap seperti alkena, sterina, dan haloalkena. Polimer adisi ini biasanya identik dengan plastik, karena hampir semua plastik dibuat dengan polimerisasi adisi. Misalnya polietena, polipropena, polivinil klorida, teflon dan poliisoprena.
Berikut beberapa contoh pembentukannya :
a. Pembentukan polietena (polietilena) dari etena (etilena)
O2
nCH2 = CH2 - (CH2 - CH2)n -
etena tegangan tinggi polietena
b. Pembentuka teflon dari tetrafluoro etena
nCF2 = CF2 - (CF2 - CF2)n -
tetrafluoroetena politetraetilena (teflon)
c. Pembentukan polivinil dari isoprena (2-metil-1,3-butadiena)
nCH2 = CH2 - (CH2 - CH)n -
Cl Cl
d. Pembentukan polisoprena dari isoprena (2-metil-1,3-butadiena)
CH3 CH3
nH2C = C - CH = CH2 - (HC = C - CH = CH)n -
Pada pembentukan poliisoprena, mula-mula kedua ikatan rangkap dari nomor 1 dan C nomor 3 terbuka, kemudian ikatan tunggal dari C nomor 2 dan C nomor 3 membentuk ikatan rangkap. Dari contoh-contoh reaksi di atas, dapat disimpulkan bahwa pada polimerisasi adisi tidak terbentuk hasil samping dan monomernya harus mengandung ikatan rangkap. Contoh polimer adisi dapat dilihat pada tabel di bawah ini.
Monomer Polimer Nama polimer Kegunaan
Polietilena Tas plastik, botol, mainan, isolasi listrik
Polipropilena Karpet plastik, botol
Polistirena Pernis kayu, styrofoam, isolasi plastik, gelas plastik, mainan, bahan pengepakkan
Polivinil klorida Pipa, genteng plastik
Polivinil dienklorida Plastik wrap
Politetraetilena (teflon) Alat masak, isolasi listrik (penutup kabel)
Poliakrilonitril Wig (rambut palsu), cat, benang
Polivinilasetat Tekstil, gumresin, cat
Polimetilmetakrilat Bahan pembuat gelas, pembuat bola bowling
2) Polimer kondensasi
Kondensasi merupakan reaksi penggabungab gugus-gugus fungsi antara kedua monomernya. Artinya, polimerisasi kondensasi adalah reaksi pembentukan polimer dari monomer-monomer yang mempunyai dua gugus fungsi. Misalnya, senyawa polipeptida atau protein dan polisakarida merupakan senyawa biomolekul yang dibentuk oleh reaksi polimerisasi kondensasi. Berikut beberapa contoh pembentukan polimerisasi kondensasi.
a) Pembentukan nilon
Nilon merupakan suatu polimer yang ditemukan oleh Wallace Hume Carothers di tahun 1934 sewaktu bekerja di perusahaan Du Pont. Polimer nilon dibentuk dari monomer asam 6-aminoheksanoat (HOOCCH2(CH2)3CH2NH2). Dalam polimerisasi ini, gugus karboksil dari monomer berikatan dengan gugus amino dari monomer tersebut.
Adapun nilon-66 dibentuk dengan heteropolimer (monomernya beragam), yaitu antara heksametilena diamina, (1,6-heksana diamin) dengan asam adipat (asam 1,6-heksanadioat). Pada heteropolimer (kopolimer) setiap 2 monomer yang berlainan bersatu akan dihasilkan 2 molekul air.
b) Pembentukan polyester (polietilena tereftalat) atau dakron
Sama halnya pada nilon-66, polyester dakron dibentuk oleh 2 polimer berlainan, yaitu dari etilena glikol (polialkohol) dengan dimetil tereftalat (senyawa ester). Dapat disimpulkan bahwa polimerisasi kondensasi akan menghasilkan molekul kecil air dan monomernya mempunyai gugus fungsi pada kedua ujung rantainya. Apabila dirumuskan, secara umum reaksinya adalah sebagai berikut :
n monomer ? 1 polimer + (n - 1) H2O
c) Penggolongan polimer berdasarkan jenis monomernya
Berdasarkan jenis monomernya, polimer dapat terdiri atas homopolimer dan kopolimer
1) Homopolimer
Homopolimer adalah polimer yang monomernya sejenis. Contohnya, selulosa dan protein.
(-P-P-P-P-P-P-P-P-)n
Pada polimer adisi homopolimer, ikatan rangkapnya terbuka lalu berikatan membentuk polimer yang berikatan tunggal.
2) Kopolimer
Kopolimer atau disebut juga heteropolimer adalah polimer yang monomernya tidak sejenis. Contoh dakron, nilon-66, melamin (fenol formaldehida). Proses pembentukan polimer berlangsung dengan suhu dan tekanan tinggi atau dibantu dengan katalis, namun tanpa katalis strukyur molekul yang terbentuk tidak beraturan. Jadi, fungsi katalis adalah untuk mengendalikan proses pembentukan striktur molekul polimer agar lebih teratur sehingga sifat-sifat polimer yang diperoleh sesuai dengan yang diharapkan. Contoh struktur rantai molekul polimer tidak beraturan 9produk polimerisasi tanpa katalis) adalah sebagai berikut :
(-P-S-S-P-P-S-S-S-P-S-P-)n
Kopolimer tidak beraturan
Pada proses pembentukan polimer yang digunakan katalis, struktur molekul yang terbentuk akan beraturan. Contoh struktur rantai molekul polimer teratur (produk polimerisasi dengan katalis) adalah sebagai berikut :
Sistem blok :
(-P-P-P-S-S-S-P-P-P-S-S-S-)n
Kopolimer blok
Sistem berseling : (-P-S-P-S-P-S-P-S-P-S-P-S-P-)n
Kopolimer berseling
d) Penggolongan polimer berdasarkan sifatnya terhadap panas
Berdasarkan sifatnya terhadap panas, polimer dapat dibedakan atas polimer termoplas (tidak tahan panas, seperti plastik) dan polimer termosting (tahan panas, seperti melamin).
1) Polimer termoplas
Polimer termoplas adalah polimer yang tidak tahan panas. Polimer tersebut apabila dipanaskan akan meleleh (melunak), dan dapat dilebur untuk dicetak kembali (didaur ulang). Contohnya polietilene, polipropilena, dan PVC.
2) Polimer termosting
Polimer termosting adalah polimer yang tahan panas. Polimer tersebut apabila dipanaskan tidak akan meleleh (sukar melunak), dan sukar didaur ulang. Contohnya melamin dan bakelit.
B. Polimer Buatan
Dalam kehidupan sehari-hari, kita pasti banyak menggunakan polimer buatan. Berikut ini beberapa contoh polimer buatan di sekitar kita :
1) Karet Sintetis
Dengan semakin meningkatnya kebutuhan akan ban mobil dan motor, ahli-ahli kimia organic telah mengembangkan pembuatan karet sintetis untuk mempercepat perolehan kebutuhan tersebut.
Karet-karet sintetis tersebut dibuat dengan menggunakan bahan dasar monomer, seperti butadiene dan stirena denganm cara kopolimerisasi.
Polibutadiena-stirena disebut juga dengan Buna atau nama dagangnya SBR (stirena-butadiena rubber). Ada dua jenis Buna, yaitu Buna-N dan Buna-S. tidak seperti polimer lain yang monomernya 1:1, pada Buna-N perbandingan antara 1,3-butadiena dan stirena adalah 3:1, sedangkan Buna-S perbandingan antara 1,3-butadiena dan stirena adalah 7:3. polimer tersebutb merupakan karet sintetis yang kuat hamper menyamai karet alam karena resisten oksidasi dan abrasi dibandingkan karet alam. SBR mengandung ikatan rangkap dan dapat di cross-linked kan dengan sulfur dengan proses vulkanisasi. Saat ini Buna banyak digunakan sebagai ban mobil.
Jika karet yang divulkanisasi ini diregangkan, jembatan belerang menahan rantai-rantai polimer sehingga tidak mudah putus, kemudian karet tersebut akan kembali pada bentuk semula setelah meregang. Karet sintetis lain adalah neoprene yang berasal dari monomer kloropropena, polibutadiena, dan Thiokol.
2) Serat Sintetis
Kapas merupakan serat alam yang merupakan polimer dari karbohidrat (selulosa), dan polimer dari protein (wol dan sutera). Seperti halnya karet, serat memiliki polimer sintetis, yaitu nilon dan poliester (dakron).
Dakron atau tetoron merupakan polyester. Polimer ini yang sangat kuat, sangat lentur dan transparan. Polimer ini juga digunakan untuk membuat sintetis dan membuat lembaran film tipis yang dalam perdagangan disebut mylar. Mylar banyak digunakan untuk pita rekam magnetic dan untuk membuat gelembung balon yang dimanfaatkan dalam penelitian cuaca di atmosfer.
Nilon-66 merupakan serat polimer yang titik leburnya tinggi. Disebut nilon-66 karena polimernya tersususn dari enam atom C dari 1,6-heksametilena diamina dan enam atom C dari molekul asam 1,6 heksanadioat. Nilon-66 digunakan untuk serat kain.
3) Orlon
Orlon merupakan polimer adisi dari monomer akrilonitril. Polimer ini merupakan serat sintetis, seperti wol digunakan dalam tekstil sebagai campuran wol, karpet, dan kaus kaki.
4) Plastik
Plastik merupakan polimer sintetis yang paling populer karena banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari.
Berdasarkan jenis monomernya, ada beberapa jenis plastik yaitu sebagai berikut :
a) Polietena (Polietilena)
Polietilena merupakan polimer plastik yang sifatnya ulet (liat), massa jenis rendah, lentur, sukar rusak apabila lama dalam keadaan terbuka di udara maupun apabila terkena tanah Lumpur, tetapi tidak tahan panas. Polietena adalah plastik yang banyak diproduksi, dicetak lembaran untuk kantong plastik, pembungkus halaman, ember, dsb.
b) Polipropena (Polipropilena)
Polipropena mempunyai sifat yang sama dengan polietena. Oleh karena plastik ini juga banyak diproduksi, hanya kekuatannya lebih besar dari polietena dan lebih tahan panas serta tahan terhadap reaksi asam dan basa. Plastik ini juga digunakan untuk membuat botol plastik, karung, bak air, tali, dan kanel listrik (insulator).
c) PVC (Polivinil Klorida)
PVC mempunyai sifat keras dan kaku digunakan untuk membuat pipa plastik, pipa paralon, pipa kabel listrik, kulit sintetis, dan ubin plastik.
d) Teflon (Tetrafluoroetena)
Teflon merupakan lapisan tipis yang sangat tahan panas dan tahan terhadap bahan kimia. Teflon digunakan untuk pelapis wajan (panic anti lengket), pelapis tangki di pabrik kimia, pipa anti patah, dan kabel listrik.
e) Bakelit (Fenol Formaldehida)
Bakelit adalah suatu jenis polimer yang dibuat dari dua jenis monomer, yaitu fenol dan formaldehida. Polimer ini sangat keras, titik leburnya sangat tinggi dantahan api. Bakelit digunakan untuk instalasi listrik dan alat-alat yang tahan suhu tinggi, misalnya asbak dan fiting lampu listrik.
f) Flexiglass (Polimetil Metakrilat)
Polimetil Metakrilat disingkat PMMA mempunyai nama dagang flexiglass. Polimetil metakrilat merupakan polimerisasi adisi dari monomer metil metakrilat (H2C = CH-COOH3). PMMA merupakan plastik yang kuat dan transparan. Polimer ini digunakan untuk jendela pesawat terbang dan lampu belakang mobil.
C. Kegunaan Polimer
Kegunaan polimer dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut :
a) Plastik Polietilentereftalat (PET)
Plastik PET merupakan serat sintetik poliester (dakron) yang transparan dengan daya tahan kuat, tahan terhadap asam, kedap udara, fleksibel, dan tidak rapuh. Dalam hal penggunaannya, plastik PET menempati urutan pertama. Penggunannya sekitar 72 % sebagai kemasan minuman dengan kualitas yang baik. Plastik PET merupakan poliester yang dapat dicampur dengan polimer alam seperti : sutera, wol dan katun untuk menghasilkan bahan pakaian yang bersifat tahan lama dan mudah perawatannya.
b) Plastik Polietena/Polietilena (PE)
Terdapat dua jenis plastik PE, yaitu Low Density Polyethylene (LDPE) dan High Density Polyethylene (HDPE). Plastik LDPE banyak digunakan sebagai kantung plastik serta pembungkus makanan dan barang. Plastik HDPE banyak digunakan sebagai bahan dasar membuat mainan anak-anak, pipa yang kuat, tangki korek api gas, badan radio dan televisi, serta piringan hitam.
c) Polivinil Klorida (PVC)
Plastik PVC bersifat termoplastik dengan daya tahan kuat. Plastik ini juga bersifat tahan serta kedap terhadap minyak dan bahan organik. Ada dua tipe plastik PVC yaitu bentuk kaku dan bentuk fleksibel.
Plastik bentuk kaku digunakan untuk membuat konstruksi bangunan, mainan anak-anak, pipa PVC (paralon), meja, lemari, piringan hitam, dan beberapa komponen mobil. Adapun plastik bentuk fleksibel, jenis ini digunakan untuk membuat selang plastik dan isolasi listrik.
Dalam hal penggunaannya, plastic PVC menempati urutan ketiga dan sekitar 68 % digunakan untuk konstruksi bangunan (pipa saluran air).
d) Plastik Nilon
Plastik nilon merupakan polimer poliamida (proses pembentukannya seperti pembentukan protein). Plastik Nilon ditemukan pada tahun 1934 oleh Wallace Carothers dari Du Pont Company. Ketika itu, Carothers mereaksikan asam adipat dan heksametilendiamin. Plastik yang bersifat sangat Kuat (tidak cepat rusak) dan halus ini banyak digunakan untuk pakaian, peralatan kemah dan panjat tebing, peralatan rumah tangga serta peralatan laboratorium.
e) Karet Sintetik
Karet Sintetik yang terkenal adalah Styrene Butadiene Rubber (SBR), suatu polimer yang terbentuk dari reaksi polemerisasi antara stirena dan 1,3-butadiena. Karet sintetik ini banyak digunakan untuk membuat ban kendaraan karena memiliki kekuatan yang baik dan tidak mengembang apabila terkena minyak atau bensin.
f) Wol
Wol adalah serat alami dari protein hewani (keratin) yang tidak larut. Struktur protein wol yang lentur menghasilkan kain dengan mutu yang baik, namun kadang-kadang menimbulkan masalah karena dapat mengerut dalam pencucian. Oleh karena itu, wol dicampur dengan PET untuk menghasilkan kain yang bermutu baik dan tidak mengerut pada saat pencucian.
g) Kapas
Kapas merupakan serat alami dari bahan nabati (selulosa) yang paling banyak digunakan (hamper 50 % pemakaian serat alami berasal dari kapas). Kain katun dibuat dari serat kapas dengan perlakuan kimia sehingga menghasilkan kain yang kuat, enak dipakai, dan mudah perawatannya.
2. KERAMIK
Keramik pada awalnya berasal dari bahasa Yunani keramikos yang artinya suatu bentuk dari tanah liat yang telah mengalami proses pembakaran.
Kamus dan ensiklopedia tahun 1950-an mendefinisikan keramik sebagai suatu hasil seni dan teknologi untuk menghasilkan barang dari tanah liat yang dibakar, seperti gerabah, genteng,porselin, dan sebagainya. Tetapi saat ini tidak semua keramik berasal dari tanah liat. Definisi pengertian keramik terbaru mencakup semua bahan bukan logam dan anorganik yang berbentuk padat.
Umumnya senyawa keramik lebih stabil dalam lingkungan termal dan kimia dibandingkan elemennya. Bahan baku keramik yang umum dipakai adalah felspard, ball clay, kwarsa, kaolin, dan air. Sifat keramik sangat ditentukan oleh struktur kristal, komposisi kimia dan mineral bawaannya. Oleh karena itu sifat keramik juga tergantung pada lingkungan geologi dimana bahan diperoleh. Secara umum strukturnya sangat rumit dengan sedikit elektron-elektron bebas.
Kurangnya beberapa elektron bebas keramik membuat sebagian besar bahan keramik secara kelistrikan bukan merupakan konduktor dan juga menjadi konduktor panas yang jelek. Di samping itu keramik mempunyai sifat rapuh, keras, dan kaku. Keramik secara umum mempunyai kekuatan tekan lebih baik dibanding kekuatan tariknya.
Klasifikasi keramik
A. Keramik tradisional
Keramik tradisional yaitu keramik yang dibuat dengan menggunakan bahan alam, seperti kuarsa, kaolin, dll. Yang termasuk keramik ini adalah: barang pecah belah (dinnerware), keperluan rumah tangga (tile, bricks), dan untuk industri (refractory).
B. Keramik halus
Fine ceramics (keramik modern atau biasa disebut keramik teknik, advanced ceramic, engineering ceramic, techical ceramic) adalah keramik yang dibuat dengan menggunakan oksida-oksida logam atau logam, seperti: oksida logam (Al2O3, ZrO2, MgO,dll). Penggunaannya: elemen pemanas, semikonduktor, komponen turbin, dan pada bidang medis.
Kegunaan Keramik Industri
Keramik dinilai dari propertinya. Kegunaan keramik beragam disesuaikan dengan kemampuan dan daya tahannya. Keramik dengan properti elektrik dan magnetik dapat digunakan sebagai insulator, semikoncuktor, konduktor dan magnet. Keramik dengan properti yang berbeda dapat digunakan pada aerospace, biomedis, konstruksi bangunan, dan industri nuklir.
Beberapa contoh penggunaan keramik industri:
o Peralatan yang dibuat dari alumina dan silikon nitrida dapat digunakan sebagai pemotong, pembentuk dan penghancur logam.
o Keramik tipe zirconias, silikon nitrida maupun karbida dapat digunakan untuk saluran pada rotorturbocharger diesel temperatur tinggi dan Gas-Turbine Engine.
o Keramik sebagai insulator adalah aluminum oksida (AlO3). Keramik sebagai semikonduktor adalah barium titanate (BaTiO3) dan strontium titanate (SrTiO3). Sebagai superkonduktor adalah senyawa berbasis tembaga oksida.
o Keramik dengan campuran semen dan logam digunakan untuk pelapis pelindung panas pada pesawat ulang-alik dan satelit.
o Keramik Biomedical jenis porous alumina digunakan sebagai implants pada tubuh manusia. Porous alumina dapat berikatan dengan tulang dan jaringan tubuh.
o Butiran uranium termasuk keramik yang digunakan untuk pembangkit listrik tenaga nuklir. Butiran ini dibentuk dari gas uranium hexafluorida (UF6).
o Keramik berbasis feldspar dan tanah liat digunakan pada industri bahan bangunan.
o Keramik juga digunakan sebagai coating (pelapis) untuk mencagah korosi. Keramik yang digunakan adalah jenis enamel. Peralatan rumah tangga yang menggunakan pelapisan enamel ini diantaranya adalah kulkas, kompor gas, mesin cuci, mesin pengering.
3. KACA
Kaca merupakan materi bening dan transparan (tembus pandang) yang biasanya di hasilkan dari campuran silikon atau bahan silikon dioksida (SiO2), yang secara kimia sama dengan kuarsa (bahasa Inggris: kwarts). Biasanya dibuat dari pasir. Suhu lelehnya adalah 2000derajat Celsius.
Kaca juga memiliki beberapa arti:
1. halaman buku (dalam beberapa bahasa daerah)
2. cermin, benda yang dapat memantulkan cahaya / bentuk
3. barang yang mudah pecah
Kaca merupakan materi bening dan transparan (tembus pandang) yang biasanya di hasilkan dari campuran silikon atau bahan silikon dioksida(SiO2), yang secara kimia sama dengan kuarsa (bahasa Inggris: kwarts). Biasanya dibuat dari pasir. Suhu lelehnya adalah 2000 Derajat Celcius.
Jenis kaca yang paling umum di kenal dan yang telah digunakan sejak berabad-abad silam sebagai jendela dan gelas minum adalah kaca soda kapur, yang terbuat dari 75% silica (SiO2) ditambah Na2O, CaO, dan sedikit aditif lain.
Di dalam ilmu pengetahuan, istilah kaca didefinisikan dalam arti yang luas, kaca dapat dibuat dari paduan bahan yang berbeda: paduan logam, ion-ion yang di cairkan, molekul cair, dan polimer. Untuk banyak aplikasi seperti; botol, kaca mata, gelas dll.
Kaca memainkan peran penting dalam ilmu pengetahuan dan industri. Karena struktur kimianya, fisik, dan khususnya sifat optik kaca cocok untuk aplikasi optik dan bahan Optoelektronik, peralatan laboratorium, isolator termal, bahan penguat, dan seni kaca (seni, kaca studio).
Kaca adalah salah satu produk industri kimia yang paling akrab dengan kehidupan kita sehari-hari. Tetapi seberapa banyakkah yang kita ketahui tentang senyawa unik ini? Inilah beberapa fakta tentang kaca.
Dipandang dari segi fisika kaca merupakan zat cair yang sangat dingin. Disebut demikian karena struktur partikel-partikel penyusunnya yang saling berjauhan seperti dalam zat cair namun dia sendiri berwujud padat. Ini terjadi akibat proses pendinginan (cooling) yang sangat cepat, sehingga partikel-partikel silika tidak "sempat" menyusun diri secara teratur. Dari segi kimia, kaca adalah gabungan dari berbagai oksida anorganik yang tidak mudah menguap , yang dihasilkan dari dekomposisi dan peleburan senyawa alkali dan alkali tanah, pasir serta berbagai penyusun lainnya. Kaca memiliki sifat-sifat yang khas dibanding dengan golongan keramik lainnya. Kekhasan sifat-sifat kaca ini terutama dipengaruhi oleh keunikan silika (SiO2) dan proses pembentukannya.
Beberapa sifat-sifat kaca secara umum adalah:
" Padatan amorf (short range order).
" Berwujud padat tapi susunan atom-atomnya seperti pada zat cair.
" Tidak memiliki titik lebur yang pasti (ada range tertentu)
" Mempunyai viskositas cukup tinggi (lebih besar dari 1012 Pa.s)
" Transparan, tahan terhadap serangan kimia, kecuali hidrogen fluorida. Karena itulah kaca banyak dipakai untuk peralatan laboratorium.
" Efektif sebagai isolator.
" Mampu menahan vakum tetapi rapuh terhadap benturan.
Reaksi yang terjadi dalam pembuatan kaca secara ringkas adalah sebagai berikut:
Na2CO3 + aSiO2 ? Na2O.aSiO2 + CO2
CaCO3 + bSiO2 ? CaO.bSiO2 + CO2
Na2SO4 + cSiO2 + C ? Na2O.cSiO2 + SO2 + SO2 + CO
Walaupun saat ini terdapat ribuan macam formulasi kaca yang dikembangkan dalam 30 tahun terakhir ini namun gamping, silika dan soda masih merupakan bahan baku dari 90 persen kaca yang diproduksi di dunia.
Secara umum, kaca komersial dapat dikelompokkan menjadi beberapa golongan:
1. Silika lebur.
Silika lebur atau silika vitreo dibuat melalui pirolisis silikon tetraklorida pada suhu tinggi, atau dari peleburan kuarsa atau pasir murni. Kaca ini sering disebut kaca kuarsa (quartz glass). Kaca ini mempunyai ciri-ciri nilai ekspansi rendah dan titik pelunakan tinggi. Karena itu, kaca ini mempunyai ketahanan termal lebih tinggi daripada kaca lain. Kaca ini juga sangat transparan terhadap radiasi ultraviolet. Kaca jenis inilah yang sering digunakan sebagai kuvet untuk spektrometer UV-Visible yang harganya sekitar dua jutaan per kuvet.
2. Alkali silikat
Alkali silikat adalah satu-satunya kaca yang mengandung dua komponen yang di publikasikan secara komersial. Pada proses pembuatannya pasir dan soda dilebur bersama-sama, dan hasilnya disebut Natrium silikat. Larutan silikat soda juga dikenal sebagai kaca larut air (water soluble glass) dan banyak dipakai sebagai adhesif dalam pembuatan kotak-kotak karton gelombang yang memiliki sifat tahan api.
3. Kaca soda gamping
Kaca soda gamping (soda-lime glass) merupakan 95 persen dari semua kaca yang dihasilkan. Kaca ini digunakan untuk membuat segala macam bejana, kaca lembaran, jendela mobil dan barang pecah belah.
4. Kaca timbal
Dengan menggunakan oksida timbal sebagai pengganti kalsium dalam campuran kaca cair, didapatlah kaca timbal (lead glass). Kaca ini sangat penting dalam bidang optik, karena mempunyai indeks refraksi dan dispersi yang tinggi. Kandungan timbalnya bisa mencapai 82% (densitas 8,0, indeks bias 2,2). Kandungan timbal inilah yang memberikan kecemerlangan pada "kaca potong" (cut glass). Kaca ini juga digunakan dalam jumlah besar untuk membuat bola lampu, lampu reklame neon, radiotron, terutama karena kaca ini mempunyai tahanan (resistance) listrik tinggi. Kaca ini juga cocok dipakai sebagai perisai radiasi nuklir.
5. Kaca borosilikat
Kaca borosilikat biasanya mengandung 10 sampai 20% B2O3, 80% sampai 87% silika, dan kurang dari 10% Na2O. Kaca jenis ini mempunyai koefisien ekspansi termal rendah, lebih tahan terhadap kejutan dan mempunyai stabilitas kimia tinggi, serta tahanan listrik tinggi. Kaca borosilikat juga digunakan sebagai isolator tegangan tinggi, dan digunakan juga untuk lensa teleskop seperti misalnya lensa 500 cm di Mt. Palomer (AS).
6. Kaca khusus
Kaca berwarna , bersalut, opal, translusen, kaca keselamatan, fitokrom, kaca optik dan kaca keramik semuanya termasuk kaca khusus. Komposisinya berbeda-beda tergantung pada produk akhir yang diinginkan.
7. Serat kaca (fiber glass)
Serat kaca dibuat dari komposisi kaca khusus, yang tahan terhadap kondisi cuaca. Kaca ini biasanya mempunyai kandungan silika sekitar 55%, dan alkali lebih rendah.
4. ASBES
Asbes adalah istilah pasar untuk bermacam-macam mineral yang dapat dipisah-pisahkan hingga menjadi serabut yang fleksibel. Berdasarkan komposisi mineralnya, asbes dapat digolongkan menjadi dua bagian. Golongan serpentin; yaitu mineral krisotil yang merupakan hidroksida magnesium silikat dengan komposisi Mg6(OH)6(Si4O11) H2O, Golongan amfibol; yaitu mineral krosidolit, antofilit, amosit, aktinolit dan tremolit.
Walaupun sudah jelas mineral asbes terdiri dari silikat-silikat kompleks, tetapi dalam menulis komposisi mineral asbes terdapat perbedaan. Semula dianggap bahwa silikatnya terdiri dari molekul Si11O12. Akan tetapi berdasarkan hasil penyelidikan sinar-X, sebenarnya silikat-silikat itu terdiri dari molekul-molekul Si4O11.
Yang banyak digunakan dalam industri adalah asbes jenis krisotil.
Perbedaan dalam serat asbes selain karena panjang seratnya berlainan, juga karena sifatnya yang berbeda. Satu jenis serat asbes pada umumnya dapat dimanfaatkan untuk beberapa penggunaan yaitu dari serat yang berukuran panjang hingga yang halus.
Pembagian atas dasar dapat atau tidaknya serat asbes dipintal ialah :
1) Serat asbes yang dipintal, digunakan untuk :
- Kopling, tirai dan layar, gasket, sarung tangan, kantong-kantong asbes, pelapis ketel uap, pelapis dinding, pakaian pemadam kebakaran, pelapis rem, ban mobil, bahan tekstil asbes, dan lain-lain.
- Alat pemadam api, benang asbes, pita, tali, alat penyam-bung pipa uap, alat listrik, alat kimia, gasket keperluan laboratorium, dan pelilit kawat listrik.
2) Serabut yang tidak dapat dipintal terdiri atas:
- Semen asbes untuk pelapis tanur dan ketel serta pipanya, dinding, lantai, alat-alat kimia dan listrik
- Asbes untuk atap;
- Kertas asbes untuk lantai dan atap, penutup pipa isolator-isolator panas dan listrik;
- Dinding-dinding asbes untuk rumah dan pabrik, macam-macam isolasi, gasket, ketel, dan tanur;
- Macam-macam bahan campuran lain yang menggunakan asbes sangat halus dan kebanyakan asbes sebagai bubur.
Asbes amfibol yang biasa digunakan sebagai bahan serat tekstil adalah dari jenis varitas krosidolit. Hal ini berhubungan dengan daya pintalnya yang sesuai dengan kebutuhan industri tekstil. Krisotil dan antagonit termasuk ke dalam golongan asbes serpentin. Krisotil juga merupakan jenis asbes yang sangat penting dalam industri pertekstilan.
5. BAHAN PERAPAT (PACKING)
Bahan paking ialah bahan yang digunakan untuk perapat ruangan yang berisi zat cair atau gas. Packaging (pengemasan) merupakan wadah atau pembungkus yang dapat membantu mencegah atau mengurangi kerusakan, melindungi produk yang ada di dalamnya, melindungi dari bahaya pencemaran serta gangguan fisik (gesekan, benturan, getaran). Di samping itu pacaging (pengemasan) berfungsi untuk menempatkan suatu hasil pengolahan atau produk industri agar mempunyai bentuk-bentuk yang memudahkan dalam penyimpanan, pengangkutan dan distribusi.
Dari segi promosi wadah atau pembungkus berfungsi sebagai perangsang atau daya tarik pembeli. Karena itu bentuk, warna dan dekorasi dari kemasan perlu diperhatikan dalam perencanaannya.
Dalam dunia design grafis packaging merupakan salah satu media yang banyak di gunakan oleh konsumen sebagai pelindung produk dan juga daya tarik produk. Dalam menentukan fungsi perlindungan dari pengemasan, maka perlu dipertimbangkan aspek-aspek mutu produk yang akan dilindungi. Mutu produk ketika mencapai konsumen tergantung pada kondisi bahan mentah, metoda pengolahan dan kondisi penyimpanan.
Dengan demikian fungsi kemasan harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:
" Kemampuan/daya membungkus yang baik untuk memudahkan dalam penanganan, pengangkutan, distribusi, penyimpanan dan penyusunan/ penumpukan.
" Kemampuan melindungi isinya dari berbagai resiko dari luar, misalnya perlindungan dari udara panas/dingin, sinar/cahaya matahari, bau asing, benturan/tekanan mekanis, kontaminasi mikroorganisme.
" Kemampuan sebagai daya tarik terhadap konsumen. Dalam hal ini identifikasi, informasi dan penampilan seperti bentuk, warna dan keindahan bahan kemasan harus mendapatkan perhatian. Persyaratan ekonomi, artinya kemampuan dalam memenuhi keinginan pasar, sasaran masyarakat dan tempat tujuan pemesan.
" Mempunyai ukuran, bentuk dan bobot yang sesuai dengan norma atau standar yang ada, mudah dibuang, dan mudah dibentuk atau dicetak.
Sifat perapatannya dibedakan atas dua jenis yaitu;
(a). Perapat statis, adalah perapatan bagian yang tidak bergerak terhadap satu sama lain, seperti paking tutup silinder head, karter, dan lainnya.
(b). Perapat dinamis, adalah perapatan bagian-bagian yang bergerak terhadap satu sama lain. perapatan dinamis ini dapat dibedakan dalam dua kelompok, yaitu perapatan bagian-bagian yang bergerak bolak-balik terhadap satu sama lain dan perapatan bagian-bagian yang berputar terhadap satu sama lain.
Penggolongan Kemasan /Packaging
Packaging atau kemasan dapat digolongkan berdasarkan beberapa hal antara lain:
1. Frekuensi Pemakaian
" Kemasan Sekali Pakai (Disposable), yaitu kemasan yang langsung dibuang setelah satu kali pakai. Contohnya bungkus plastik es, bungkus permen, bungkus daun, karton dus, makanan kaleng dll.
" Kemasan yang Dapat Dipakai Berulang Kali (Multi Trip), seperti beberapa jenis botol minuman (limun, bir) dan botol kecap. Wadah-wadah tersebut umumnya tidak dibuang oleh konsumen, akan tetapi dikembalikan lagi pada agen penjual untuk kemudian dimanfaatkan ulang oleh pabrik.
" Kemasan yang Tidak Dibuang (Semi Disposable). Wadah-wadah ini biasanya digunakan untuk kepentingan lain di rumah konsumen setelah dipakai, misalnya kaleng biskuit, kaleng susu, dan berbagai jenis botol. Wadah-wadah tersebut digunakan untuk penyimpanan bumbu, kopi, gula, dan sebagainya.
2. Struktur Sistem Kemas Berdasarkan letak atau kedudukan :
" Kemasan Primer, yaitu bahan kemas langsung mewadahi bahan pangan (kaleng susu, botol minuman, bungkus tempe)
" Kemasan Sekunder, yaitu kemasan yang fungsi utamanya melindungi kelompok kemasan lainnya, seperti misalnya kotak karton untuk wadah kaleng susu, kotak kayu untuk wadah buah-buahan yang dibungkus, keranjang tempe, dan sebagainya.
" Kemasan Tersier dan Kuartener, yaitu apabila masih diperlukan lagi pengemasan setelah kemasan primer, sekunder dan tersier. Umumnya digunakan sebagai pelindung selama pengangkutan.
3. Sifat Kekakuan Bahan Kemas
" Kemasan fleksibel, yaitu bila bahan kemas mudah dilenturkan, misalnya plastik, kertas, foil.
" Kemasan kaku, yaitu bila bahan kemas bersifat keras, kaku, tidak tahan lenturan, patah bila dipaksa dibengkokkan. Misalnya kayu, gelas, dan logam.
" Kemasan semi kaku/semi fleksibel, yaitu bahan kemas yang memiliki sifat-sifat antara kemasan fleksibel dan kemasan kaku, seperti botol plastik (susu, kecap, saus) dan wadah bahan yang berbentuk pasta.
4. Sifat Perlindungan Terhadap Lingkungan
" Kemasan Hermetis, yaitu wadah yang secara sempurna tidak dapat dilalui oleh gas, misalnya kaleng dan botol gelas.
" Kemasan Tahan Cahaya, yaitu wadah yang tidak bersifat transparan, misalnya kemasan logam, kertas dan foil. Kemasan ini cocok untuk bahan pangan yang mengandung lemak dan vitamin yang tinggi, serta makanan yang difermentasi.
" Kemasan Tahan Suhu Tinggi, jenis ini digunakan untuk bahan pangan yang memerlukan proses pemanasan, sterilisasi, atau pasteurisasi.
5. Tingkat Kesiapan pakai
" Wadah Siap Pakai, yaitu bahan kemas yang siap untuk diisi dengan bentuk yang telah sempurna sejak keluar dari pabrik. Contohnya adalah wadah botol, wadah kaleng, dan sebagainya.
" Wadah Siap Dirakit atau disebut juga wadah lipatan, yaitu kemasan yang masih memerlukan tahap perakitan sebelum pengisian, misalnya kaleng dalam bentuk lempengan dan silinder fleksibel, wadah yang terbuat dari kertas, foil atau plastik.
Fungsi Packaging Dan Informasi Produk
Dalam mendesain packaging, fungsi juga merupakan salah satu pertimbangan utama yang menentukan bentuk yang spesifik dari kemasan produk. Fungsi packaging seringkali juga dapat dijadikan Unique Selling Point, karena berpengaruh langsung terhadap pemakaian produk. Misalnya seperti tutup yang lebih mudah dibuka, botol yang lebih enak digenggam, dan lain sebagainya.
(BAHAN BUKAN LOGAM)
DISUSUN OLEH
HERI UTOMO
2009
TEKNIK KIMIA
INSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI AL KAMAL
SERANG
2011
1. POLIMER
Suatu polimer adalah rantai berulang dari atom yang panjang, terbentuk dari pengikat yang berupa molekul identik yang disebut monomer. Sekalipun biasanya merupakan organik (memiliki rantai karbon), ada juga banyak polimer inorganik. Contoh terkenal dari polimer adalah plastik dan DNA.
Meskipun istilah polimer lebih populer menunjuk kepada plastik, tetapi polimer sebenarnya terdiri dari banyak kelas material alami dan sintetik dengan sifat dan kegunaan yang beragam. Bahan polimer alami seperti shellac dan amber telah digunakan selama beberapa abad.Kertas diproduksi dari selulosa, sebuah polisakarida yang terjadi secara alami yang ditemukan dalam tumbuhan. Biopolimer seperti proteindan asam nukleat memainkan peranan penting dalam proses biologi.
Dari berbagai jenis polimer yang banyak kita jumpai, polimer dapat digolongkan berdasarkan asalnya, pembuatannya, jenis monomer, sifatnya terhadap panas dan reaksi pembentukannya.
a. Penggolongan polimer berdasarkan asalnya
Berdasarkan asalnya, polimer dapat dibedakan atas polimer alam dan polimer sintesis.
1) Polimer Alam
Polimer alam adalah polimer yang terdapat di alam dan berasal dari makhluk hidup. Contoh polimer alam dapat dilihat pada table di bawah ini
No Polimer Monomer Polimerisasi Contoh
1. Pati/amilum Glukosa Kondensasi Biji-bijian, akar umbi
2. Selulosa Glukosa Kondensasi Sayur, Kayu, Kapas
3. Protein Asam amino Kondensasi Susu, daging, telur, wol, sutera
4. Asam nukleat Nukleotida Kondensasi Molekul DNA dan RNA (sel)
5. Karet alam Isoprena Adisi Getah pohon karet
Sifat-sifat polimer alam kurang menguntungkan. Contohnya, karet alam kadang-kadang cepat rusak, tidak elastis, dan berombak. Hal tersebut dapat terjadi karena karet alamtidak tahan terhadap minyak bensin atau minyak tanah serta lama terbuka di udara. Contoh lain, sutera dan wol merupakan senyawa protein bahan makanan bakteri, sehingga wol dan sutera cepat rusak. Umumnya polimer alam mempunyai sifat hidrofilik (suka air), sukar dilebur dan sukar dicetak, sehingga sangat sukar mengembangkan fungsi polimer alam untuk tujuan-tujuan yang lebih luas dalam kehidupan masyarakat sehari-hari.
2) Polimer Sintesis
Polimer sintesis atau polimer buatan adalah polimer yang tidak terdapat di alam dan harus dibuat oleh manusia. Sampai saat ini, para ahli kimia polimer telah melakukan penelitian struktur molekul alam guna mengembangkan polimer sintesisnya. Dari hasil penelitian tersebut dihasilkan polimer sintesis yang dapat dirancang sifat-sifatnya, seperti tinggi rendahnya titik lebur, kelenturan dan kekerasannya, serta ketahanannya terhadap zat kimia. Tujuannya, agar diperoleh polimer sintesis yang penggunaannya sesuai yang diharapkan. Polimer sintesis yang telah dikembangkan guna kepentingan komersil, misalnya pembentukan serat untuk benang kain dan produksi ban yang elastisterhadap jalan raya. Ahli kimia saat ini sudah berhasil mengembangkan beratus-ratus jenis polimer sintesis untuk tujuan yang lebih luas. Contoh polimer sintesis dapat dilihat pada tabel di bawah ini :
No Polimer Monomer Terdapat pada
1. Polietena Etena Kantung, kabel plastik
2. Polipropena Propena Tali, karung, botol plastik
3. PVC Vinil klorida Pipa paralon, pelapis lantai
4. Polivinil alcohol Vinil alcohol Bak air
5. Teflon Tetrafluoroetena Wajan atau panci anti lengket
6. Dakron Metil tereftalat dan etilena glikol Pipa rekam magnetik, kain atau tekstil (wol sintetis)
7. Nilon Asam adipat dan heksametilena diamin Tekstil
8. Polibutadiena Butadiena Ban motor
9. Poliester Ester dan etilena glikol Ban mobil
10. Melamin Fenol formaldehida Piring dan gelas melamin
11. Epoksi resin Metoksi benzena dan alcohol sekunder Penyalut cat (cat epoksi)
b. Penggolongan Polimer Berdasarkan Proses Pembentukannya
Reaksi pembentukan polimer dinamakan polimerisasi, jadi reaksi polimerisasi adalah reaksi penggabungan molekul-molekul kecil (monomer) membentuk molekul yang besar (polimer). Ada dua jenis polimerisasi, yaitu polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi.
1) Polimer adisi
Seperti yang telah kita ketahui, bahwa reaksi adisi adalah reaksi pemecahan ikatan rangkap menjadi ikatan tunggal sehingga ada atom yang bertambah di dalam senyawa yang terbentuk. Jadi, polimerisasi adisi adalah reaksi pembentukan polimer dari monomer-monomer yang berikatan rangkap (ikatan tak jenuh). Pada reaksi ini monomer membuka ikatan rangkapnya lalu berikatan dengan monomer lain sehingga menghasilkan polimer yang berikatan tunggal (ikatan jenuh). Artinya, monomer pembentuk polimer adisi adalah senyawa yang ikatan karbon berikatan rangkap seperti alkena, sterina, dan haloalkena. Polimer adisi ini biasanya identik dengan plastik, karena hampir semua plastik dibuat dengan polimerisasi adisi. Misalnya polietena, polipropena, polivinil klorida, teflon dan poliisoprena.
Berikut beberapa contoh pembentukannya :
a. Pembentukan polietena (polietilena) dari etena (etilena)
O2
nCH2 = CH2 - (CH2 - CH2)n -
etena tegangan tinggi polietena
b. Pembentuka teflon dari tetrafluoro etena
nCF2 = CF2 - (CF2 - CF2)n -
tetrafluoroetena politetraetilena (teflon)
c. Pembentukan polivinil dari isoprena (2-metil-1,3-butadiena)
nCH2 = CH2 - (CH2 - CH)n -
Cl Cl
d. Pembentukan polisoprena dari isoprena (2-metil-1,3-butadiena)
CH3 CH3
nH2C = C - CH = CH2 - (HC = C - CH = CH)n -
Pada pembentukan poliisoprena, mula-mula kedua ikatan rangkap dari nomor 1 dan C nomor 3 terbuka, kemudian ikatan tunggal dari C nomor 2 dan C nomor 3 membentuk ikatan rangkap. Dari contoh-contoh reaksi di atas, dapat disimpulkan bahwa pada polimerisasi adisi tidak terbentuk hasil samping dan monomernya harus mengandung ikatan rangkap. Contoh polimer adisi dapat dilihat pada tabel di bawah ini.
Monomer Polimer Nama polimer Kegunaan
Polietilena Tas plastik, botol, mainan, isolasi listrik
Polipropilena Karpet plastik, botol
Polistirena Pernis kayu, styrofoam, isolasi plastik, gelas plastik, mainan, bahan pengepakkan
Polivinil klorida Pipa, genteng plastik
Polivinil dienklorida Plastik wrap
Politetraetilena (teflon) Alat masak, isolasi listrik (penutup kabel)
Poliakrilonitril Wig (rambut palsu), cat, benang
Polivinilasetat Tekstil, gumresin, cat
Polimetilmetakrilat Bahan pembuat gelas, pembuat bola bowling
2) Polimer kondensasi
Kondensasi merupakan reaksi penggabungab gugus-gugus fungsi antara kedua monomernya. Artinya, polimerisasi kondensasi adalah reaksi pembentukan polimer dari monomer-monomer yang mempunyai dua gugus fungsi. Misalnya, senyawa polipeptida atau protein dan polisakarida merupakan senyawa biomolekul yang dibentuk oleh reaksi polimerisasi kondensasi. Berikut beberapa contoh pembentukan polimerisasi kondensasi.
a) Pembentukan nilon
Nilon merupakan suatu polimer yang ditemukan oleh Wallace Hume Carothers di tahun 1934 sewaktu bekerja di perusahaan Du Pont. Polimer nilon dibentuk dari monomer asam 6-aminoheksanoat (HOOCCH2(CH2)3CH2NH2). Dalam polimerisasi ini, gugus karboksil dari monomer berikatan dengan gugus amino dari monomer tersebut.
Adapun nilon-66 dibentuk dengan heteropolimer (monomernya beragam), yaitu antara heksametilena diamina, (1,6-heksana diamin) dengan asam adipat (asam 1,6-heksanadioat). Pada heteropolimer (kopolimer) setiap 2 monomer yang berlainan bersatu akan dihasilkan 2 molekul air.
b) Pembentukan polyester (polietilena tereftalat) atau dakron
Sama halnya pada nilon-66, polyester dakron dibentuk oleh 2 polimer berlainan, yaitu dari etilena glikol (polialkohol) dengan dimetil tereftalat (senyawa ester). Dapat disimpulkan bahwa polimerisasi kondensasi akan menghasilkan molekul kecil air dan monomernya mempunyai gugus fungsi pada kedua ujung rantainya. Apabila dirumuskan, secara umum reaksinya adalah sebagai berikut :
n monomer ? 1 polimer + (n - 1) H2O
c) Penggolongan polimer berdasarkan jenis monomernya
Berdasarkan jenis monomernya, polimer dapat terdiri atas homopolimer dan kopolimer
1) Homopolimer
Homopolimer adalah polimer yang monomernya sejenis. Contohnya, selulosa dan protein.
(-P-P-P-P-P-P-P-P-)n
Pada polimer adisi homopolimer, ikatan rangkapnya terbuka lalu berikatan membentuk polimer yang berikatan tunggal.
2) Kopolimer
Kopolimer atau disebut juga heteropolimer adalah polimer yang monomernya tidak sejenis. Contoh dakron, nilon-66, melamin (fenol formaldehida). Proses pembentukan polimer berlangsung dengan suhu dan tekanan tinggi atau dibantu dengan katalis, namun tanpa katalis strukyur molekul yang terbentuk tidak beraturan. Jadi, fungsi katalis adalah untuk mengendalikan proses pembentukan striktur molekul polimer agar lebih teratur sehingga sifat-sifat polimer yang diperoleh sesuai dengan yang diharapkan. Contoh struktur rantai molekul polimer tidak beraturan 9produk polimerisasi tanpa katalis) adalah sebagai berikut :
(-P-S-S-P-P-S-S-S-P-S-P-)n
Kopolimer tidak beraturan
Pada proses pembentukan polimer yang digunakan katalis, struktur molekul yang terbentuk akan beraturan. Contoh struktur rantai molekul polimer teratur (produk polimerisasi dengan katalis) adalah sebagai berikut :
Sistem blok :
(-P-P-P-S-S-S-P-P-P-S-S-S-)n
Kopolimer blok
Sistem berseling : (-P-S-P-S-P-S-P-S-P-S-P-S-P-)n
Kopolimer berseling
d) Penggolongan polimer berdasarkan sifatnya terhadap panas
Berdasarkan sifatnya terhadap panas, polimer dapat dibedakan atas polimer termoplas (tidak tahan panas, seperti plastik) dan polimer termosting (tahan panas, seperti melamin).
1) Polimer termoplas
Polimer termoplas adalah polimer yang tidak tahan panas. Polimer tersebut apabila dipanaskan akan meleleh (melunak), dan dapat dilebur untuk dicetak kembali (didaur ulang). Contohnya polietilene, polipropilena, dan PVC.
2) Polimer termosting
Polimer termosting adalah polimer yang tahan panas. Polimer tersebut apabila dipanaskan tidak akan meleleh (sukar melunak), dan sukar didaur ulang. Contohnya melamin dan bakelit.
B. Polimer Buatan
Dalam kehidupan sehari-hari, kita pasti banyak menggunakan polimer buatan. Berikut ini beberapa contoh polimer buatan di sekitar kita :
1) Karet Sintetis
Dengan semakin meningkatnya kebutuhan akan ban mobil dan motor, ahli-ahli kimia organic telah mengembangkan pembuatan karet sintetis untuk mempercepat perolehan kebutuhan tersebut.
Karet-karet sintetis tersebut dibuat dengan menggunakan bahan dasar monomer, seperti butadiene dan stirena denganm cara kopolimerisasi.
Polibutadiena-stirena disebut juga dengan Buna atau nama dagangnya SBR (stirena-butadiena rubber). Ada dua jenis Buna, yaitu Buna-N dan Buna-S. tidak seperti polimer lain yang monomernya 1:1, pada Buna-N perbandingan antara 1,3-butadiena dan stirena adalah 3:1, sedangkan Buna-S perbandingan antara 1,3-butadiena dan stirena adalah 7:3. polimer tersebutb merupakan karet sintetis yang kuat hamper menyamai karet alam karena resisten oksidasi dan abrasi dibandingkan karet alam. SBR mengandung ikatan rangkap dan dapat di cross-linked kan dengan sulfur dengan proses vulkanisasi. Saat ini Buna banyak digunakan sebagai ban mobil.
Jika karet yang divulkanisasi ini diregangkan, jembatan belerang menahan rantai-rantai polimer sehingga tidak mudah putus, kemudian karet tersebut akan kembali pada bentuk semula setelah meregang. Karet sintetis lain adalah neoprene yang berasal dari monomer kloropropena, polibutadiena, dan Thiokol.
2) Serat Sintetis
Kapas merupakan serat alam yang merupakan polimer dari karbohidrat (selulosa), dan polimer dari protein (wol dan sutera). Seperti halnya karet, serat memiliki polimer sintetis, yaitu nilon dan poliester (dakron).
Dakron atau tetoron merupakan polyester. Polimer ini yang sangat kuat, sangat lentur dan transparan. Polimer ini juga digunakan untuk membuat sintetis dan membuat lembaran film tipis yang dalam perdagangan disebut mylar. Mylar banyak digunakan untuk pita rekam magnetic dan untuk membuat gelembung balon yang dimanfaatkan dalam penelitian cuaca di atmosfer.
Nilon-66 merupakan serat polimer yang titik leburnya tinggi. Disebut nilon-66 karena polimernya tersususn dari enam atom C dari 1,6-heksametilena diamina dan enam atom C dari molekul asam 1,6 heksanadioat. Nilon-66 digunakan untuk serat kain.
3) Orlon
Orlon merupakan polimer adisi dari monomer akrilonitril. Polimer ini merupakan serat sintetis, seperti wol digunakan dalam tekstil sebagai campuran wol, karpet, dan kaus kaki.
4) Plastik
Plastik merupakan polimer sintetis yang paling populer karena banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari.
Berdasarkan jenis monomernya, ada beberapa jenis plastik yaitu sebagai berikut :
a) Polietena (Polietilena)
Polietilena merupakan polimer plastik yang sifatnya ulet (liat), massa jenis rendah, lentur, sukar rusak apabila lama dalam keadaan terbuka di udara maupun apabila terkena tanah Lumpur, tetapi tidak tahan panas. Polietena adalah plastik yang banyak diproduksi, dicetak lembaran untuk kantong plastik, pembungkus halaman, ember, dsb.
b) Polipropena (Polipropilena)
Polipropena mempunyai sifat yang sama dengan polietena. Oleh karena plastik ini juga banyak diproduksi, hanya kekuatannya lebih besar dari polietena dan lebih tahan panas serta tahan terhadap reaksi asam dan basa. Plastik ini juga digunakan untuk membuat botol plastik, karung, bak air, tali, dan kanel listrik (insulator).
c) PVC (Polivinil Klorida)
PVC mempunyai sifat keras dan kaku digunakan untuk membuat pipa plastik, pipa paralon, pipa kabel listrik, kulit sintetis, dan ubin plastik.
d) Teflon (Tetrafluoroetena)
Teflon merupakan lapisan tipis yang sangat tahan panas dan tahan terhadap bahan kimia. Teflon digunakan untuk pelapis wajan (panic anti lengket), pelapis tangki di pabrik kimia, pipa anti patah, dan kabel listrik.
e) Bakelit (Fenol Formaldehida)
Bakelit adalah suatu jenis polimer yang dibuat dari dua jenis monomer, yaitu fenol dan formaldehida. Polimer ini sangat keras, titik leburnya sangat tinggi dantahan api. Bakelit digunakan untuk instalasi listrik dan alat-alat yang tahan suhu tinggi, misalnya asbak dan fiting lampu listrik.
f) Flexiglass (Polimetil Metakrilat)
Polimetil Metakrilat disingkat PMMA mempunyai nama dagang flexiglass. Polimetil metakrilat merupakan polimerisasi adisi dari monomer metil metakrilat (H2C = CH-COOH3). PMMA merupakan plastik yang kuat dan transparan. Polimer ini digunakan untuk jendela pesawat terbang dan lampu belakang mobil.
C. Kegunaan Polimer
Kegunaan polimer dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut :
a) Plastik Polietilentereftalat (PET)
Plastik PET merupakan serat sintetik poliester (dakron) yang transparan dengan daya tahan kuat, tahan terhadap asam, kedap udara, fleksibel, dan tidak rapuh. Dalam hal penggunaannya, plastik PET menempati urutan pertama. Penggunannya sekitar 72 % sebagai kemasan minuman dengan kualitas yang baik. Plastik PET merupakan poliester yang dapat dicampur dengan polimer alam seperti : sutera, wol dan katun untuk menghasilkan bahan pakaian yang bersifat tahan lama dan mudah perawatannya.
b) Plastik Polietena/Polietilena (PE)
Terdapat dua jenis plastik PE, yaitu Low Density Polyethylene (LDPE) dan High Density Polyethylene (HDPE). Plastik LDPE banyak digunakan sebagai kantung plastik serta pembungkus makanan dan barang. Plastik HDPE banyak digunakan sebagai bahan dasar membuat mainan anak-anak, pipa yang kuat, tangki korek api gas, badan radio dan televisi, serta piringan hitam.
c) Polivinil Klorida (PVC)
Plastik PVC bersifat termoplastik dengan daya tahan kuat. Plastik ini juga bersifat tahan serta kedap terhadap minyak dan bahan organik. Ada dua tipe plastik PVC yaitu bentuk kaku dan bentuk fleksibel.
Plastik bentuk kaku digunakan untuk membuat konstruksi bangunan, mainan anak-anak, pipa PVC (paralon), meja, lemari, piringan hitam, dan beberapa komponen mobil. Adapun plastik bentuk fleksibel, jenis ini digunakan untuk membuat selang plastik dan isolasi listrik.
Dalam hal penggunaannya, plastic PVC menempati urutan ketiga dan sekitar 68 % digunakan untuk konstruksi bangunan (pipa saluran air).
d) Plastik Nilon
Plastik nilon merupakan polimer poliamida (proses pembentukannya seperti pembentukan protein). Plastik Nilon ditemukan pada tahun 1934 oleh Wallace Carothers dari Du Pont Company. Ketika itu, Carothers mereaksikan asam adipat dan heksametilendiamin. Plastik yang bersifat sangat Kuat (tidak cepat rusak) dan halus ini banyak digunakan untuk pakaian, peralatan kemah dan panjat tebing, peralatan rumah tangga serta peralatan laboratorium.
e) Karet Sintetik
Karet Sintetik yang terkenal adalah Styrene Butadiene Rubber (SBR), suatu polimer yang terbentuk dari reaksi polemerisasi antara stirena dan 1,3-butadiena. Karet sintetik ini banyak digunakan untuk membuat ban kendaraan karena memiliki kekuatan yang baik dan tidak mengembang apabila terkena minyak atau bensin.
f) Wol
Wol adalah serat alami dari protein hewani (keratin) yang tidak larut. Struktur protein wol yang lentur menghasilkan kain dengan mutu yang baik, namun kadang-kadang menimbulkan masalah karena dapat mengerut dalam pencucian. Oleh karena itu, wol dicampur dengan PET untuk menghasilkan kain yang bermutu baik dan tidak mengerut pada saat pencucian.
g) Kapas
Kapas merupakan serat alami dari bahan nabati (selulosa) yang paling banyak digunakan (hamper 50 % pemakaian serat alami berasal dari kapas). Kain katun dibuat dari serat kapas dengan perlakuan kimia sehingga menghasilkan kain yang kuat, enak dipakai, dan mudah perawatannya.
2. KERAMIK
Keramik pada awalnya berasal dari bahasa Yunani keramikos yang artinya suatu bentuk dari tanah liat yang telah mengalami proses pembakaran.
Kamus dan ensiklopedia tahun 1950-an mendefinisikan keramik sebagai suatu hasil seni dan teknologi untuk menghasilkan barang dari tanah liat yang dibakar, seperti gerabah, genteng,porselin, dan sebagainya. Tetapi saat ini tidak semua keramik berasal dari tanah liat. Definisi pengertian keramik terbaru mencakup semua bahan bukan logam dan anorganik yang berbentuk padat.
Umumnya senyawa keramik lebih stabil dalam lingkungan termal dan kimia dibandingkan elemennya. Bahan baku keramik yang umum dipakai adalah felspard, ball clay, kwarsa, kaolin, dan air. Sifat keramik sangat ditentukan oleh struktur kristal, komposisi kimia dan mineral bawaannya. Oleh karena itu sifat keramik juga tergantung pada lingkungan geologi dimana bahan diperoleh. Secara umum strukturnya sangat rumit dengan sedikit elektron-elektron bebas.
Kurangnya beberapa elektron bebas keramik membuat sebagian besar bahan keramik secara kelistrikan bukan merupakan konduktor dan juga menjadi konduktor panas yang jelek. Di samping itu keramik mempunyai sifat rapuh, keras, dan kaku. Keramik secara umum mempunyai kekuatan tekan lebih baik dibanding kekuatan tariknya.
Klasifikasi keramik
A. Keramik tradisional
Keramik tradisional yaitu keramik yang dibuat dengan menggunakan bahan alam, seperti kuarsa, kaolin, dll. Yang termasuk keramik ini adalah: barang pecah belah (dinnerware), keperluan rumah tangga (tile, bricks), dan untuk industri (refractory).
B. Keramik halus
Fine ceramics (keramik modern atau biasa disebut keramik teknik, advanced ceramic, engineering ceramic, techical ceramic) adalah keramik yang dibuat dengan menggunakan oksida-oksida logam atau logam, seperti: oksida logam (Al2O3, ZrO2, MgO,dll). Penggunaannya: elemen pemanas, semikonduktor, komponen turbin, dan pada bidang medis.
Kegunaan Keramik Industri
Keramik dinilai dari propertinya. Kegunaan keramik beragam disesuaikan dengan kemampuan dan daya tahannya. Keramik dengan properti elektrik dan magnetik dapat digunakan sebagai insulator, semikoncuktor, konduktor dan magnet. Keramik dengan properti yang berbeda dapat digunakan pada aerospace, biomedis, konstruksi bangunan, dan industri nuklir.
Beberapa contoh penggunaan keramik industri:
o Peralatan yang dibuat dari alumina dan silikon nitrida dapat digunakan sebagai pemotong, pembentuk dan penghancur logam.
o Keramik tipe zirconias, silikon nitrida maupun karbida dapat digunakan untuk saluran pada rotorturbocharger diesel temperatur tinggi dan Gas-Turbine Engine.
o Keramik sebagai insulator adalah aluminum oksida (AlO3). Keramik sebagai semikonduktor adalah barium titanate (BaTiO3) dan strontium titanate (SrTiO3). Sebagai superkonduktor adalah senyawa berbasis tembaga oksida.
o Keramik dengan campuran semen dan logam digunakan untuk pelapis pelindung panas pada pesawat ulang-alik dan satelit.
o Keramik Biomedical jenis porous alumina digunakan sebagai implants pada tubuh manusia. Porous alumina dapat berikatan dengan tulang dan jaringan tubuh.
o Butiran uranium termasuk keramik yang digunakan untuk pembangkit listrik tenaga nuklir. Butiran ini dibentuk dari gas uranium hexafluorida (UF6).
o Keramik berbasis feldspar dan tanah liat digunakan pada industri bahan bangunan.
o Keramik juga digunakan sebagai coating (pelapis) untuk mencagah korosi. Keramik yang digunakan adalah jenis enamel. Peralatan rumah tangga yang menggunakan pelapisan enamel ini diantaranya adalah kulkas, kompor gas, mesin cuci, mesin pengering.
3. KACA
Kaca merupakan materi bening dan transparan (tembus pandang) yang biasanya di hasilkan dari campuran silikon atau bahan silikon dioksida (SiO2), yang secara kimia sama dengan kuarsa (bahasa Inggris: kwarts). Biasanya dibuat dari pasir. Suhu lelehnya adalah 2000derajat Celsius.
Kaca juga memiliki beberapa arti:
1. halaman buku (dalam beberapa bahasa daerah)
2. cermin, benda yang dapat memantulkan cahaya / bentuk
3. barang yang mudah pecah
Kaca merupakan materi bening dan transparan (tembus pandang) yang biasanya di hasilkan dari campuran silikon atau bahan silikon dioksida(SiO2), yang secara kimia sama dengan kuarsa (bahasa Inggris: kwarts). Biasanya dibuat dari pasir. Suhu lelehnya adalah 2000 Derajat Celcius.
Jenis kaca yang paling umum di kenal dan yang telah digunakan sejak berabad-abad silam sebagai jendela dan gelas minum adalah kaca soda kapur, yang terbuat dari 75% silica (SiO2) ditambah Na2O, CaO, dan sedikit aditif lain.
Di dalam ilmu pengetahuan, istilah kaca didefinisikan dalam arti yang luas, kaca dapat dibuat dari paduan bahan yang berbeda: paduan logam, ion-ion yang di cairkan, molekul cair, dan polimer. Untuk banyak aplikasi seperti; botol, kaca mata, gelas dll.
Kaca memainkan peran penting dalam ilmu pengetahuan dan industri. Karena struktur kimianya, fisik, dan khususnya sifat optik kaca cocok untuk aplikasi optik dan bahan Optoelektronik, peralatan laboratorium, isolator termal, bahan penguat, dan seni kaca (seni, kaca studio).
Kaca adalah salah satu produk industri kimia yang paling akrab dengan kehidupan kita sehari-hari. Tetapi seberapa banyakkah yang kita ketahui tentang senyawa unik ini? Inilah beberapa fakta tentang kaca.
Dipandang dari segi fisika kaca merupakan zat cair yang sangat dingin. Disebut demikian karena struktur partikel-partikel penyusunnya yang saling berjauhan seperti dalam zat cair namun dia sendiri berwujud padat. Ini terjadi akibat proses pendinginan (cooling) yang sangat cepat, sehingga partikel-partikel silika tidak "sempat" menyusun diri secara teratur. Dari segi kimia, kaca adalah gabungan dari berbagai oksida anorganik yang tidak mudah menguap , yang dihasilkan dari dekomposisi dan peleburan senyawa alkali dan alkali tanah, pasir serta berbagai penyusun lainnya. Kaca memiliki sifat-sifat yang khas dibanding dengan golongan keramik lainnya. Kekhasan sifat-sifat kaca ini terutama dipengaruhi oleh keunikan silika (SiO2) dan proses pembentukannya.
Beberapa sifat-sifat kaca secara umum adalah:
" Padatan amorf (short range order).
" Berwujud padat tapi susunan atom-atomnya seperti pada zat cair.
" Tidak memiliki titik lebur yang pasti (ada range tertentu)
" Mempunyai viskositas cukup tinggi (lebih besar dari 1012 Pa.s)
" Transparan, tahan terhadap serangan kimia, kecuali hidrogen fluorida. Karena itulah kaca banyak dipakai untuk peralatan laboratorium.
" Efektif sebagai isolator.
" Mampu menahan vakum tetapi rapuh terhadap benturan.
Reaksi yang terjadi dalam pembuatan kaca secara ringkas adalah sebagai berikut:
Na2CO3 + aSiO2 ? Na2O.aSiO2 + CO2
CaCO3 + bSiO2 ? CaO.bSiO2 + CO2
Na2SO4 + cSiO2 + C ? Na2O.cSiO2 + SO2 + SO2 + CO
Walaupun saat ini terdapat ribuan macam formulasi kaca yang dikembangkan dalam 30 tahun terakhir ini namun gamping, silika dan soda masih merupakan bahan baku dari 90 persen kaca yang diproduksi di dunia.
Secara umum, kaca komersial dapat dikelompokkan menjadi beberapa golongan:
1. Silika lebur.
Silika lebur atau silika vitreo dibuat melalui pirolisis silikon tetraklorida pada suhu tinggi, atau dari peleburan kuarsa atau pasir murni. Kaca ini sering disebut kaca kuarsa (quartz glass). Kaca ini mempunyai ciri-ciri nilai ekspansi rendah dan titik pelunakan tinggi. Karena itu, kaca ini mempunyai ketahanan termal lebih tinggi daripada kaca lain. Kaca ini juga sangat transparan terhadap radiasi ultraviolet. Kaca jenis inilah yang sering digunakan sebagai kuvet untuk spektrometer UV-Visible yang harganya sekitar dua jutaan per kuvet.
2. Alkali silikat
Alkali silikat adalah satu-satunya kaca yang mengandung dua komponen yang di publikasikan secara komersial. Pada proses pembuatannya pasir dan soda dilebur bersama-sama, dan hasilnya disebut Natrium silikat. Larutan silikat soda juga dikenal sebagai kaca larut air (water soluble glass) dan banyak dipakai sebagai adhesif dalam pembuatan kotak-kotak karton gelombang yang memiliki sifat tahan api.
3. Kaca soda gamping
Kaca soda gamping (soda-lime glass) merupakan 95 persen dari semua kaca yang dihasilkan. Kaca ini digunakan untuk membuat segala macam bejana, kaca lembaran, jendela mobil dan barang pecah belah.
4. Kaca timbal
Dengan menggunakan oksida timbal sebagai pengganti kalsium dalam campuran kaca cair, didapatlah kaca timbal (lead glass). Kaca ini sangat penting dalam bidang optik, karena mempunyai indeks refraksi dan dispersi yang tinggi. Kandungan timbalnya bisa mencapai 82% (densitas 8,0, indeks bias 2,2). Kandungan timbal inilah yang memberikan kecemerlangan pada "kaca potong" (cut glass). Kaca ini juga digunakan dalam jumlah besar untuk membuat bola lampu, lampu reklame neon, radiotron, terutama karena kaca ini mempunyai tahanan (resistance) listrik tinggi. Kaca ini juga cocok dipakai sebagai perisai radiasi nuklir.
5. Kaca borosilikat
Kaca borosilikat biasanya mengandung 10 sampai 20% B2O3, 80% sampai 87% silika, dan kurang dari 10% Na2O. Kaca jenis ini mempunyai koefisien ekspansi termal rendah, lebih tahan terhadap kejutan dan mempunyai stabilitas kimia tinggi, serta tahanan listrik tinggi. Kaca borosilikat juga digunakan sebagai isolator tegangan tinggi, dan digunakan juga untuk lensa teleskop seperti misalnya lensa 500 cm di Mt. Palomer (AS).
6. Kaca khusus
Kaca berwarna , bersalut, opal, translusen, kaca keselamatan, fitokrom, kaca optik dan kaca keramik semuanya termasuk kaca khusus. Komposisinya berbeda-beda tergantung pada produk akhir yang diinginkan.
7. Serat kaca (fiber glass)
Serat kaca dibuat dari komposisi kaca khusus, yang tahan terhadap kondisi cuaca. Kaca ini biasanya mempunyai kandungan silika sekitar 55%, dan alkali lebih rendah.
4. ASBES
Asbes adalah istilah pasar untuk bermacam-macam mineral yang dapat dipisah-pisahkan hingga menjadi serabut yang fleksibel. Berdasarkan komposisi mineralnya, asbes dapat digolongkan menjadi dua bagian. Golongan serpentin; yaitu mineral krisotil yang merupakan hidroksida magnesium silikat dengan komposisi Mg6(OH)6(Si4O11) H2O, Golongan amfibol; yaitu mineral krosidolit, antofilit, amosit, aktinolit dan tremolit.
Walaupun sudah jelas mineral asbes terdiri dari silikat-silikat kompleks, tetapi dalam menulis komposisi mineral asbes terdapat perbedaan. Semula dianggap bahwa silikatnya terdiri dari molekul Si11O12. Akan tetapi berdasarkan hasil penyelidikan sinar-X, sebenarnya silikat-silikat itu terdiri dari molekul-molekul Si4O11.
Yang banyak digunakan dalam industri adalah asbes jenis krisotil.
Perbedaan dalam serat asbes selain karena panjang seratnya berlainan, juga karena sifatnya yang berbeda. Satu jenis serat asbes pada umumnya dapat dimanfaatkan untuk beberapa penggunaan yaitu dari serat yang berukuran panjang hingga yang halus.
Pembagian atas dasar dapat atau tidaknya serat asbes dipintal ialah :
1) Serat asbes yang dipintal, digunakan untuk :
- Kopling, tirai dan layar, gasket, sarung tangan, kantong-kantong asbes, pelapis ketel uap, pelapis dinding, pakaian pemadam kebakaran, pelapis rem, ban mobil, bahan tekstil asbes, dan lain-lain.
- Alat pemadam api, benang asbes, pita, tali, alat penyam-bung pipa uap, alat listrik, alat kimia, gasket keperluan laboratorium, dan pelilit kawat listrik.
2) Serabut yang tidak dapat dipintal terdiri atas:
- Semen asbes untuk pelapis tanur dan ketel serta pipanya, dinding, lantai, alat-alat kimia dan listrik
- Asbes untuk atap;
- Kertas asbes untuk lantai dan atap, penutup pipa isolator-isolator panas dan listrik;
- Dinding-dinding asbes untuk rumah dan pabrik, macam-macam isolasi, gasket, ketel, dan tanur;
- Macam-macam bahan campuran lain yang menggunakan asbes sangat halus dan kebanyakan asbes sebagai bubur.
Asbes amfibol yang biasa digunakan sebagai bahan serat tekstil adalah dari jenis varitas krosidolit. Hal ini berhubungan dengan daya pintalnya yang sesuai dengan kebutuhan industri tekstil. Krisotil dan antagonit termasuk ke dalam golongan asbes serpentin. Krisotil juga merupakan jenis asbes yang sangat penting dalam industri pertekstilan.
5. BAHAN PERAPAT (PACKING)
Bahan paking ialah bahan yang digunakan untuk perapat ruangan yang berisi zat cair atau gas. Packaging (pengemasan) merupakan wadah atau pembungkus yang dapat membantu mencegah atau mengurangi kerusakan, melindungi produk yang ada di dalamnya, melindungi dari bahaya pencemaran serta gangguan fisik (gesekan, benturan, getaran). Di samping itu pacaging (pengemasan) berfungsi untuk menempatkan suatu hasil pengolahan atau produk industri agar mempunyai bentuk-bentuk yang memudahkan dalam penyimpanan, pengangkutan dan distribusi.
Dari segi promosi wadah atau pembungkus berfungsi sebagai perangsang atau daya tarik pembeli. Karena itu bentuk, warna dan dekorasi dari kemasan perlu diperhatikan dalam perencanaannya.
Dalam dunia design grafis packaging merupakan salah satu media yang banyak di gunakan oleh konsumen sebagai pelindung produk dan juga daya tarik produk. Dalam menentukan fungsi perlindungan dari pengemasan, maka perlu dipertimbangkan aspek-aspek mutu produk yang akan dilindungi. Mutu produk ketika mencapai konsumen tergantung pada kondisi bahan mentah, metoda pengolahan dan kondisi penyimpanan.
Dengan demikian fungsi kemasan harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:
" Kemampuan/daya membungkus yang baik untuk memudahkan dalam penanganan, pengangkutan, distribusi, penyimpanan dan penyusunan/ penumpukan.
" Kemampuan melindungi isinya dari berbagai resiko dari luar, misalnya perlindungan dari udara panas/dingin, sinar/cahaya matahari, bau asing, benturan/tekanan mekanis, kontaminasi mikroorganisme.
" Kemampuan sebagai daya tarik terhadap konsumen. Dalam hal ini identifikasi, informasi dan penampilan seperti bentuk, warna dan keindahan bahan kemasan harus mendapatkan perhatian. Persyaratan ekonomi, artinya kemampuan dalam memenuhi keinginan pasar, sasaran masyarakat dan tempat tujuan pemesan.
" Mempunyai ukuran, bentuk dan bobot yang sesuai dengan norma atau standar yang ada, mudah dibuang, dan mudah dibentuk atau dicetak.
Sifat perapatannya dibedakan atas dua jenis yaitu;
(a). Perapat statis, adalah perapatan bagian yang tidak bergerak terhadap satu sama lain, seperti paking tutup silinder head, karter, dan lainnya.
(b). Perapat dinamis, adalah perapatan bagian-bagian yang bergerak terhadap satu sama lain. perapatan dinamis ini dapat dibedakan dalam dua kelompok, yaitu perapatan bagian-bagian yang bergerak bolak-balik terhadap satu sama lain dan perapatan bagian-bagian yang berputar terhadap satu sama lain.
Penggolongan Kemasan /Packaging
Packaging atau kemasan dapat digolongkan berdasarkan beberapa hal antara lain:
1. Frekuensi Pemakaian
" Kemasan Sekali Pakai (Disposable), yaitu kemasan yang langsung dibuang setelah satu kali pakai. Contohnya bungkus plastik es, bungkus permen, bungkus daun, karton dus, makanan kaleng dll.
" Kemasan yang Dapat Dipakai Berulang Kali (Multi Trip), seperti beberapa jenis botol minuman (limun, bir) dan botol kecap. Wadah-wadah tersebut umumnya tidak dibuang oleh konsumen, akan tetapi dikembalikan lagi pada agen penjual untuk kemudian dimanfaatkan ulang oleh pabrik.
" Kemasan yang Tidak Dibuang (Semi Disposable). Wadah-wadah ini biasanya digunakan untuk kepentingan lain di rumah konsumen setelah dipakai, misalnya kaleng biskuit, kaleng susu, dan berbagai jenis botol. Wadah-wadah tersebut digunakan untuk penyimpanan bumbu, kopi, gula, dan sebagainya.
2. Struktur Sistem Kemas Berdasarkan letak atau kedudukan :
" Kemasan Primer, yaitu bahan kemas langsung mewadahi bahan pangan (kaleng susu, botol minuman, bungkus tempe)
" Kemasan Sekunder, yaitu kemasan yang fungsi utamanya melindungi kelompok kemasan lainnya, seperti misalnya kotak karton untuk wadah kaleng susu, kotak kayu untuk wadah buah-buahan yang dibungkus, keranjang tempe, dan sebagainya.
" Kemasan Tersier dan Kuartener, yaitu apabila masih diperlukan lagi pengemasan setelah kemasan primer, sekunder dan tersier. Umumnya digunakan sebagai pelindung selama pengangkutan.
3. Sifat Kekakuan Bahan Kemas
" Kemasan fleksibel, yaitu bila bahan kemas mudah dilenturkan, misalnya plastik, kertas, foil.
" Kemasan kaku, yaitu bila bahan kemas bersifat keras, kaku, tidak tahan lenturan, patah bila dipaksa dibengkokkan. Misalnya kayu, gelas, dan logam.
" Kemasan semi kaku/semi fleksibel, yaitu bahan kemas yang memiliki sifat-sifat antara kemasan fleksibel dan kemasan kaku, seperti botol plastik (susu, kecap, saus) dan wadah bahan yang berbentuk pasta.
4. Sifat Perlindungan Terhadap Lingkungan
" Kemasan Hermetis, yaitu wadah yang secara sempurna tidak dapat dilalui oleh gas, misalnya kaleng dan botol gelas.
" Kemasan Tahan Cahaya, yaitu wadah yang tidak bersifat transparan, misalnya kemasan logam, kertas dan foil. Kemasan ini cocok untuk bahan pangan yang mengandung lemak dan vitamin yang tinggi, serta makanan yang difermentasi.
" Kemasan Tahan Suhu Tinggi, jenis ini digunakan untuk bahan pangan yang memerlukan proses pemanasan, sterilisasi, atau pasteurisasi.
5. Tingkat Kesiapan pakai
" Wadah Siap Pakai, yaitu bahan kemas yang siap untuk diisi dengan bentuk yang telah sempurna sejak keluar dari pabrik. Contohnya adalah wadah botol, wadah kaleng, dan sebagainya.
" Wadah Siap Dirakit atau disebut juga wadah lipatan, yaitu kemasan yang masih memerlukan tahap perakitan sebelum pengisian, misalnya kaleng dalam bentuk lempengan dan silinder fleksibel, wadah yang terbuat dari kertas, foil atau plastik.
Fungsi Packaging Dan Informasi Produk
Dalam mendesain packaging, fungsi juga merupakan salah satu pertimbangan utama yang menentukan bentuk yang spesifik dari kemasan produk. Fungsi packaging seringkali juga dapat dijadikan Unique Selling Point, karena berpengaruh langsung terhadap pemakaian produk. Misalnya seperti tutup yang lebih mudah dibuka, botol yang lebih enak digenggam, dan lain sebagainya.
makalah dapur tinggi
MAKALAH
DAPUR TINGGI
DISUSUN OLEH
HERI UTOMO
2009025023
INSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI AL KAMAL
SERANG
2010
DAPUR TINGGI
Didalam perut bumi tempat kita tinggal ternyata banyak sekali mengandung zat-zat yang berguna untuk keperluan hidup kita sehari-hari, misalnya minyak tanah, bensin, solar dan lain-lainnya yang disebut minyak bumi. Disamping itu juga terdapat unsur-unsur kimia yang berguna bagi manusia seperti bijih besi, nikel, tembaga, uranium, titanium, timah dan masih banyak lagi, beserta mineral dan batu-batuan. Salah satu zat yang terdapat di dalam bumi yang sangat berguna bagi manusia ialah air dengan rumus kimianya H2O, sebab tanpa air manusia sukar sekali mempertahankan kehidupannya. Mineral adalah suatu bahan yang banyak terdapat di dalam bumi, yang mempunyai bentuk dan ciri-ciri khusus serta mempunyai susunan kimia yang tetap. Sedangkan batu-batuan merupakan gabungan antara dua macam atau lebih mineral-mineral dan tidak mempunyai susunan kimia yang tetap. Bijih ialah mineral atau batu-batuan yang mengandung satu macam atau beberapa macam logam dalam prosentase yang cukup banyak untuk dijadikan bahan tambang. Banyaknya logam yang terkandung dalam bijih itu berbeda-beda. Logam dalam keadaan murni jarang sekali terdapat di dalam bumi, kebanyakan merupakan senyawa-senyawa oksida, sulfida, karbonat, dan sulfat yang merupakan bijih logam yang perlu diproses menjadi bahan logam yang bermanfaat bagi manusia.
Pembuatan Besi Kasar
Bahan utama untuk membuat besi kasar adalah bijih besi. Berbagai macam bijih besi yang terdapat di dalam kulit bumi berupa oksid besi dan karbonat besi, diantaranya yang terpenting adalah sebagai berikut.
1. Batu besi coklat (2Fe2O3 + 3H2O) dengan kandungan besi berkisar 40%.
2. Batu besi merah yang juga disebut hematit (Fe2O3) dengan kandungan besi berkisar 50%.
3. Batu besi magnet (Fe2O4) berwarna hijau tua kehitaman, bersifat magnetis dengan mengandung besi berkisar 60%.
4. Batu besi kalsit atau spat (FeCO3) yang juga disebut sferosiderit dengan mengandung besi berkisar 40%.
Bijih besi dari tambang biasanya masih bercampur dengan pasir, tanah liat, dan batu-batuan dalam bongkah-bongkahan yang tidak sama besar. Untuk kelancaran proses pengolahan bijih besi, bongkah-bongkah tersebut dipecahkan dengan mesin pemecah, kemudian disortir antara bijih besih dan batu-batuan ikutan dengan tromol magnet. Pekerjaan selanjutnya adalah mencuci bijih besi tersebut dan mengelompokkan menurut besarnya, bijihbesi halus dan butir-butir yang kecil diaglomir di dalam dapur sinter atau rol hingga berupa bola-bola yang dapat dipakai kembali sebagai isi dapur. Setelah bijih besi itu dipanggang di dalam dapur panggang agar kering dan unsur-unsur yang mudah menjadi gas keluar dari bijih kemudian dibawa ke dapur tinggi diolah menjadi besi kasar.
Bahan yang digunakan dalam proses dapur tinggi untuk menghasilkan besi kasar dari dapur tinggi diperlukan bahan-bahan antara lain : Bijih besi, batu kapur, bahan bakar dan udara panas.
1. Bijih Besi.
Bijih besi didapat dari tambang setelah melalui proses pendahuluan. Bijih besi merupakan bahan pokok dari dapur tinggi.
2. Batu Kapur.
Batu kapur digunakan untluk mengikat bahan-bahan yang ikut campur dalam cairan besi untuk menjadikan terak. Dengan adanya terak yang terletak di permukaan cairan-besi ini, terjadinya oksidasi oleh udara dapat dihindari. Sebagai bahan tambahan biasanya digunakan batu kapur (CaCO3) murni, kadang Pula dolomit yang merupakan campuran dari CaCO3 dan MgCO3.
3. Bahan Bakar.
Dahan bakar yang diqunakan dalam proses dapur tinggi ialah kokas, arang kayu, juga antrasit.
4. Udara panas.
Udara panas digunakan untuk mengadakan pembakaran dengan bahan bakar menjadi CO2 dan gas CO guna menimbulkan panas,juga untuk mereduksi bijih-bijih besi. Udara panas dihembuskan dengan maksud agar pembakaran sempurna, hingga kebutuhan kokas berkurang. Pemanasan udara dilakukan pada dapur pemanas cowper.
Dapur tinggi mempunyai bentuk dua buah kerucut yang berdiri satu di atas yang lain pada alasnya. Pada bagian atas adalah tungkunya yang melebar ke bawah, sehingga muatannya dengan mudah meluncur kebawah dan tidak terjadi kemacetan. Bagian bawah melebar ke atas dengan maksud agar muatannya tetap berada di bagian ini. Dapur tinggi dibuat dari susunan batu tahan api yang diberi selubung baja pelat untuk memperkokoh konstruksinya. Dapur diisi dari atas dengan alat pengisi. Berturut-turut dimasukkan kokas, bahan tambahan (batu kapur) dan bijih besi. Kokas adalah arang batu bara yaitu batu bara yang sudah didestilasikan secara kering dan mengandung belerang yang sangat rendah sekali. Kokas berfungsi sebagai bahan bakarnya dan membutuhkan zat asam yang banyak sebagai pengembus. Agar proses dapat berjalan dengan cepat udara pengembus itu perlu dipanaskan terlebih dahulu di dalam dapur pemanas udara.
Besi cair di dalam dapur tinggi, kemudian dicerat dan dituang menjadi besi kasar, dalam bentuk balok-balok besi kasar yang digunakan sebagai bahan ancuran untuk pembuatan besi tuang (di dalam dapur kubah), atau dalam keadaan cair dipindahkan pada bagian pembuatan baja di dalam konvertor atau dapur baja yang lain, misalnya dapur Siemen Martin. Batu kapur sebagai bahan tambahan gunanya untuk mengikat abu kokas dan batu-batu ikutan hingga menjadi terak yang dengan mudah dapat dipisahkan dari besi kasar. Terak itu sendiri di dalam proses berfungsi sebagai pelindung cairan besi kasar dari oksida yang mungkin mengurangi hasil yang diperoleh karena terbakarnya besi kasar cair itu. Batu kapur (CaCO3) terurai mengikat batu-batu ikutan dan unsur-unsur lain.
Proses dalam Dapur Tinggi
Prinsip dari proses dapur tinggi adalah prinsip reduksi. Pada proses ini zat karbon monoksida dapat menyerap zat asam dari ikatan-ikatan besi zat asam pada suhu tinggi. Pada pembakaran suhu tinggi + 18000 C dengan udara panas, maka dihasilkan suhu yang dapat menyelenggarakan reduksi tersebut. Agar tidak terjadi pembuntuan karena proses berlangsung maka diberi batu kapur sebagai bahan tambahan. Bahan tambahan bersifat asam apabila bijih besinya mempunyai sifat basa dan sebaliknya bahan tambahan diberikan yang bersifat basa apabila bijih besi bersifat asam. Gas yang terbentuk dalam dapur tinggi selanjutnya dialirkan keluar melalui bagian atas dan ke dalam pemanas udara. Terak yang menetes ke bawah melindungi besi kasar dari oksida oleh udara panas yang dimasukkan, terak ini kemudian dipisahkan. Proses reduksi di dalam dapur tinggi tersebut berlangsung sebagai berikut:
Zat arang dari kokas terbakar menurut reaksi :
C+O2 CO2
sebagian dari CO2 bersama dengan zat arang membentuk zat yang berada ditempat yang lebih atas yaitu gas CO.
CO2+C 2CO
Di bagian atas dapur tinggi pada suhu 3000 sampai 8000 C oksid besi yang lebih tinggi diubah menjadi oksid yang lebih rendah oleh reduksi tidak langsung dengan CO tersebut menurut prinsip :
Fe2O3+CO 2FeO+CO2
Pada waktu proses berlangsung muatan turun ke bawah dan terjadi reduksi tidak langsung menurut prinsip : FeO+CO FeO+CO2
Reduksi ini disebut tidak langsung karena bukan zat arang murni yang mereduksi melainkan persenyawaan zat arang dengan oksigen. Sedangkan reduksi langsung terjadi pada bagian yang terpanas dari dapur, yaitu langsung di atas pipa pengembus. Reduksi ini berlangsung sebagai berikut. FeO+C Fe+CO
CO yang terbentuk itulah yang naik ke atas untuk mengadakan reduksi tidak langsung tadi. Setiap 4 sampai 6 jam dapur tinggi dicerat, pertama dikeluarkan teraknya dan baru kemudian besi. Besi yang keluar dari dapur tinggi disebut besi kasar atau besi mentah yang digunakan untuk membuat baja pada dapur pengolahan baja atau dituang menjadi balok-balok tuangan yang dikirimkan pada pabrik-pabrik pembuatan baja sebagai bahan baku. Besi cair dicerat dan dituang menjadi besi kasar dalam bentuk balok-balok besi kasar yang digunakan sebagai bahan ancuran untuk pembuatan besi tuang (di dalam dapur kubah) atau masih dalam keadaan cair dipindahkan pada bagian pembuatan baja (dapur Siemen Martin). Terak yang keluar dari dapur tinggi dapat pula dimanfaatkan menjadi bahan pembuatan pasir terak atau wol terak sebagai bahan isolasi atau sebagai bahan campuran semen. Besi cair yang dihasilkan dari proses dapur tinggi sebelum dituang menjadi balok besin kasar sebagai bahan ancuran di pabrik penuangan, perlu dicampur dahulu di dalam bak pencampur agar kualitas dan susunannya seragam. Dalam bak pencampur dikumpulkan besi kasar cair dari bermacam-macam dapur tinggi yang ada untuk mendapatkan besi kasar cair yang sama dan merata. Untuk menghasilkan besi kasar yang sedikit mengandung belerang di dalam bak pencampur tersebut dipanaskan lagi menggunakan gas dapur tinggi.
Pembuatan Baja dari Besi Kasar
Besi kasar sebagai hasil dari dapur tinggi masih banyak mengandung unsurunsur yang tidak cocok untuk bahan konstruksi, misalnya zat arang (karbon) yang terlalu tinggi, fosfor, belerang, silisium dan sebagainya. Unsur-unsur ini harus serendah mungkin dengan berbagai cara.
Untuk menurunkan kadar karbon dan unsur tambahan lainnya dari besi kasar digunakan dengan cara sebagai berikut.
1). Proses Konvertor :
a. Proses Bessemer untuk besi kasar dengan kadar fosfor yang rendah.
b. Proses Thomas untuk besi kasar dengan kadar fosfor yang tinggi.
c. Proses Oksi, proses LD, Kaldo dan Oberhauser.
2). Proses Martin (dapur Siemen Martin)
a. Proses Martin asam untuk besi kasar dengan kadar fosfor rendah.
b. Proses Martin basa untuk besi kasar dengan kadar fosfor tinggi.
3). Dapur Listrik untuk baja Campuran
a. Dapur listrik busur nyala api.
b. Dapur listrik induksi.
(a). Proses Bessemer
Konvertor Bessemer adalah sebuah bejana baja dengan lapisan batu tahan api yang bersifat asam. Dibagian atasnya terbuka sedangkan pada bagian bawahnya terdapat sejumlah lubang-lubang untuk saluran udara. Bejana ini dapat diguling-gulingkan. Korvertor Bessemer diisi dengan besi kasar kelabu yang banyak mengandung silisium. Silisium dan mangan terbakar pertama kali, setelah itu baru zat arang yang terbakar. Pada saat udara mengalir melalui besi kasar udara membakar zat arang dan campuran tambahan sehingga isi dapur masih tetap dalam keadaan encer. Setelah lebih kurang 20 menit, semua zat arang telah terbakar dan terak yang terjadi dikeluarkan. Mengingat baja membutuhkan karbo sebesar 0,0 sampai 1,7 %, maka pada waktu proses terlalu banyak yang hilang terbakar, kekurangan itu harus ditambahy dalam bentuk besi yang banyak mengandung karbon. Dengan jalan ini kadar karbon ditingkatkan lagi. dari oksidasi besi yang terbentuk dan mengandung zat asam dapat dikurangi dengan besi yang mengandung mangan. Udara masih dihembuskan ke dalam bejana tadi dengan maksud untuk mendapatkan campuran yang baik. Kemudian terak dibuang lagi dan selanjutnya muatan dituangkan ke dalam panci penuang. Pada proses Bessemer menggunakan besi kasar dengan kandungan fosfor dan belerang yang rendah tetapi kandungan fosfor dan belerang masih tetap agak tinggi karena dalam prosesnya kedua unsur tersebut tidak terbakar sama sekali. Hasil dari konvertor Bessemer disebut baja Bessemer yang banyak digunakan untuk bahan konstruksi. Proses Bessemer juga disebut proses asam karena muatannya bersifat asam dan batu tahan apinya juga bersifat asam. Apabila digunakan muatan yang bersifat basa lapisan batu itu akan rusak akibat reaksi penggaraman.
(b). Proses Thomas
Konvertor Thomas juga disebut konvertor basa dan prosesnya adalah proses basa, sebab batu tahan apinya bersifat basa serta digunakan untuk mengolah besi kasar yang bersifat basa. Muatan konvertor Thomas adalah besi kasar putih yang banyak mengandung fosfor. Proses pembakaran sama dengan proses pada konvertor Bessemer, hanya saja pada proses Thomas fosfor terbakar setelah zat arangnya terbakar. Pengaliran udara tidak terus-menerus dilakukan karena besinya sendiri akan terbakar. Pencegahan pembakaran itu dilakukan dengan menganggap selesai prosesnya walaupun kandungan fosfor masih tetap tinggi. Guna mengikat fosfor yang terbentuk pada proses ini maka diberi bahan tambahan batu kapur agar menjadi terak. Terak yang bersifat basa ini dapat dimanfaatkan menjadi pupuk buatan yang dikenal dengan nama pupuk fosfat. Hasil proses yang keluar dari konvertor Thomas disebut baja Thomas yang biasa digunakan sebagai bahan konstruksi dan pelat ketel.
(c). Proses Martin
Proses lain untuk membuat baja dari bahan besi kasar adalah menggunakan dapur Siemens Martin yang sering disebut proses Martin. Dapur ini terdiri atas satu tungku untuk bahan yang dicairkan dan biasanya menggunakan empat ruangan sebagai pemanas gas dan udara. Pada proses ini digunakan muatan besi bekas yang dicampur dengan besi kasar sehingga dapat menghasilkan baja dengan kualitas yang lebih baik jika dibandingkan dengan baja Bessemer maupun Thomas. Gas yang akan dibakar dengan udara untuk pembakaran dialirkan ke dalam ruangan-ruangan melalui batu tahan api yang sudah dipanaskan dengan temperatur 600 sampai 900 derajat celcius. dengan demikian nyala apinya mempunyai suhu yang tinggi, kira-kira 1800 derajat celcius. gas pembakaran yang bergerak ke luar masih memberikan panas kedalam ruang yang kedua, dengan menggunakan keran pengatur maka gas panas dan udara pembakaran masuk ke dalam ruangan tersebut secara bergantian dipanaskan dan didinginkan. Bahan bakar yang digunakan adalah gas dapur tinggi, minyak yang digaskan (stookolie) dan juga gas generator. Pada pembakaran zat arang terjadi gas CO dan CO2 yang naik ke atas dan mengakibatkan cairannya bergolak, dengan demikian akan terjadi hubungann yang erat antara api dengan bahan muatan yang dimasukkan ke dapur tinggi. Bahan tambahan akan bersenyawa dengan zat asam membentuk terak yang menutup cairan tersebut sehingga melindungi cairan itu dari oksida lebih lanjut. Setelah proses berjalan selama 6 jam, terak dikeluarkan dengan memiringkan dapur tersebut dan kemudian baja cair dapat dicerat. Hasil akhir dari proses Martin disebut baja Martin. Baja ini bermutu baik karena komposisinya dapat diatur dan ditentukan dengan teliti pada proses yang berlangsung agak lama. Lapisan dapur pada proses Martin dapat bersifat asam atau basa tergantung dari besi kasarnya mengandung fosfor sedikit atau banyak. Proses Martin asam teradi apabila mengolah besi kasar yang bersifat asam atau mengandung fosfor rendah dan sebaliknya dikatakan proses Martin basa apabila muatannya bersifat basa dan mengandung fosfor yang tinggi. Keuntungan dari proses Martin disbanding proses Bessemer dan Thomas adalah sebagai berikut :
a. Proses lebih lama sehingga dapat menghasilkan susunan yang lebih baik dengan jalan percobaan-percobaan.
b. Unsur-unsur yang tidak dikehendaki dan kotoran-kotoran dapat dihindarkan atau dibersihkan.
c. Penambahan besi bekas dan bahan tambahan lainnya pada akhir proses menyebabkan susunannya dapat diatur sebaik-baiknya. Selain keuntungan di atas dan karena udara pembakaran mengalir di atas cairan maka hasil akhir akan sedikit mengandung zat asam dan zat lemas. Proses Martin basa biasanya masih mengandung beberapa kotoran seperti zat asam, belerang, fosfor dan sebagainya. Sedangkan pada proses Martin asam kadar kotoran-kotoran tersebut lebih kecil.
(d). Proses Oksi
Proses konvertor yang lebih modern adalah proses oksi, pada proses ini menggunakan bahan besi kasar yang mempunyai komposisi kurang baik apabila dikerjakan dengan konvertor Bessemer maupun Thomas. Disini zat asam murni dihembuskan di atas cairan dan kadang-kadang juga kedalam cairan besi, sehingga karbon, silisium, mangan dan sebagainya terbakar. Hasil pembakaran unsur-unsur tersebut ditampung oleh bahan tambahan batu kapur dan terikat menjadi terak yang mengapung di atas cairan besi. Proses pembakaran zat asam dengan zat arang terjadi pada panas yang tinggi sekali, maka diperlukan pendinginan dengan jalan memberikan tambahan baja bekas. Hasil akhir dari proses ini adalah baja oksi yang bermutu sangat baik karena pengaruh buruk dari unsur udara tidak ada. Oleh karena itu baja oksi baik sekali digunakan sebagai bahan pembuatan konstruksi dan komponen-komponen mesin, seperti : poros, baut, pasak, batang penggerak dan lain-lainnya. Keuntungan dari proses oksi adalah sebagai berikut :
a. Waktu proses relatif pendek.
b. Hasilnya mengandung fosfor (P)dan belerang (S) yang rendah.
c. Hasil yang diproduksi relatif lebih banyak dalam tempo yang sama
dibanding proses lainnya.
d. Biaya produksi baja tiap ton lebih murah.
(e). Proses Hoecsch
Proses Hoecsch merupakan penyempurnaan dari proses Martin. Caranya adalah setelah muatan di dalam dapur Siemens Martin mencair kemudian langsung dikeluarkan dan dimasukkan dalam kuali yang terbuka untuk membakar fosfor dan belerang. Sementara pembakaran dilakukan dapur Siemens Martin dibersihkan dan kemudian lantai dapur ditaburi dengan serbuk bijih besi (Fe2O3 atau Fe3O4). Setelah selesai mengadakan pembakaran fosfor, belerang dan besi cair yang berada di dalam kuali tadi dimasukkan kembali ke dalam dapur Siemens Martin untuk menyelesaikan pembakaran unsur-unsur lain yang belum hilang, terutama zat arang. Setelah proses pembakaran zat arang dianggap selesai, terak yang terjadi dikeluarkan selanjutnya baja cair ditampung dalam panci penuangan untuk dituang atau dicetak menjadi balok tuangan.
(f). Proses Bertrand Thield
Proses ini menggunakan dua buah dapur Siemens Martin. Pada dapur yang pertama dilakukan pemijaran dan pembakaran untuk memisahkan fosfor sedangkan dalam dapur kedua diisi dengan besi cair hasil dari dapur yang pertama setelah teraknya dikeluarkan. Proses di dalam dapur yang kedua tersebut juga diberi tambahan bijih besi yang baru.
(g). Proses Dupleks
Proses ini dilakukan dengan cara mengeluarkan zat arang terlebih dahulu yang berada konvertor-konvertor dan memurnikannya di dalam dapur Siemens Martin. Proses Dupleks terutama dilakukan oleh pabrik-pabrik baja yang berada di dekat perusahaan dapur tinggi. Setelah proses di dalam dapur tinggi (setelah teraknya dihilangkan) cairan besi kasar itu dimasukkan kedalam konvertor (Bessemer atau Thomas) dan dicampur dengan batu kapur serta baja bekas dalam jumlah yang dikehendaki. Pengembusan udara di dalam konvertor dilakukan sampai kandungan fosfor menjadi rendah kira-kira 1 sampai 1,5 %, ditambah dengan kokas yang telah digiling selanjutnya memindahkan isinya ke dalam dapur Siemens Martin.
(h). Proses Thalbot
Proses Thalbot dilakukan dengan menggunakan dapur Siemens Martin yang dapat diputar-putar dan dijungkitkan. Setelah pemijaran didalam dapur Martin, sebagian cairan dituangkan ke dalam panci tuang dan ke dalam dapur tadi sambil ditambahkan besi kasar, bijih besi dan batu kapur.
Proses selanjutnya adalah menjaga agar cairan besi di dalam panic tuang tadi tidak terjadi oksidasi, artinya mengusahakan pendinginan yang cepat. Akibat dari cara ini adalah hasil yang diperoleh dalam setiap proses dari satu dapur tidak sama kualitasnya. Baja yang dihasilkan dari proses Thalbot adalah baja biasa seperti hasil dari proses konvertor Bessemer maupun Thomas.
(i). Proses Dapur Listrik
Dapur listrik digunakan untuk pembuatan baja yang tahan terhadap suhu tinggi. Dapur ini mempunyai keuntungan-keuntungan sebagai berikut,
a. Jumlah panas yang diperlukan dapat dapat diatur sebaik-baiknya.
b. Pengaruh zat asam praktis tidak ada.
c. Susunan besi tidak dipengaruhi oleh aliran listrik.
Sedangkan kekurangannya adalah harga listrik yang mahal. Dapur listrik dibagi menjadi dua kelompok yaitu dapur listrik busur cahaya dan dapur listrik induksi.
1. Dapur busur cahaya
Dapur ini berdasarkan prinsip panas yang memancar dari busur api, dapur ini juga dikenal dengan sebutan dapur busur nyala api. Dapur ini merupakan suatu tungku yang bagian atasnya digantungkan dua batang arang sebagai elektroda pada arus bolak-balik atau dengan tiga buah elektroda arang yang dialirkan arus putar. Misalnya pada dapur Stassano busur api terjadi antara tiga ujung elektroda arang yang berada di atas baja yang dilebur melalui ujung elektroda itu dengan arus putar. Pada dapur Girod, arus bolak balik mengalir melalui satu elektroda yang membentuk busur api di antara kutub dan baja cair selanjutnya dikeluarkan melalui enam buah elektroda baja yang didinginkan dengan air ke dasar tungku. Pada dapur Heroult menggunakan dua elektroda arang dengan arus bolakbalik dan dapat juga menggunakan tiga buah elektroda pada arus putar. Arus listrik membentuk busur nyala dari elektroda kepada cairan dan kembali dari cairan ke elektroda lainnya.
2. Dapur induksi
Dapur induksi dapat dibedakan atas dapur induksi frekuensi rendah dan dapur induksi frekuensi tinggi. Pada dapur induksi dibangkitkan suatu arus induksi dalam cairan baja sehingga menimbulkan panas dalam cairan baja itu sendiri sedangkan dinding dapurnya hanya menerima pengaruh listrik yang kecil saja.
a. Dapur induksi frekuensi rendah, bekerja menurut prinsip transformator. Dapur ini berupa saluran keliling teras dari baja yang beserta isinya dipandang sebagai gulungan sekunder transformator yang dihubungkan singkat, akibat hubungan singkat tersebut di dalam dapur mengalir suatu aliran listrik yang besar dan membangkitkan panas yang tinggi. Akibatnya isi dapur mencair dan campuran-campuran tambahan dioksidasikan.
b.Dapur induksi frekuensi tinggi, dapur ini terdiri atas suatu kuali yang diberi kumparan besar di sekelilingnya. Apabila dalam kumparan dialirkan arus bolak-balik maka terjadilah arus putar didalam isi dapur. Arus ini merupakan aliran listrik hubungan singkat dan panas yang dibangkitkan sangat tinggi sehingga mencairkan isi dapur dan campuran tambahan yang lain serta mengkoksidasikannya. Hasil akhir dari dapur listrik disebut baja elektro yang bermutu sangat baik untuk digunakan sebagai alat perkakas misalnya pahat, alat tumbuk dan lain-lainnya.
(j). Proses Dapur Aduk
Dapur aduk merupakan cara pembuatan baja yang konvensional dengan cara melebur besi kasar di dalam dapur nyala api bersama-sama dengan terak (FeO) untuk mendapatkan zat asam. Dengan cara mengaduk-aduk dengan batang besi dan ke bawah permukaan dimasukkan udara maka terjadilah suatu masa lunak dari baja yang banyak mengandung terak. Apabila gumpalan-gumpalan yang dibuat dalam dapur telah mencapai kirakira 60 kg dikeluarkan, maka langkah selajutnya adalah mengeluarkan terak dengan jalan menempanya atau dipres. Dalam proses aduk ini lebih banyak melibatkan pekerjaan tangan serta kapasitas produksi yang kecil maka cara ini dipandang tidak efisien dan jarang digunakan pada pabrik-pabrik baja
DAPUR TINGGI
DISUSUN OLEH
HERI UTOMO
2009025023
INSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI AL KAMAL
SERANG
2010
DAPUR TINGGI
Didalam perut bumi tempat kita tinggal ternyata banyak sekali mengandung zat-zat yang berguna untuk keperluan hidup kita sehari-hari, misalnya minyak tanah, bensin, solar dan lain-lainnya yang disebut minyak bumi. Disamping itu juga terdapat unsur-unsur kimia yang berguna bagi manusia seperti bijih besi, nikel, tembaga, uranium, titanium, timah dan masih banyak lagi, beserta mineral dan batu-batuan. Salah satu zat yang terdapat di dalam bumi yang sangat berguna bagi manusia ialah air dengan rumus kimianya H2O, sebab tanpa air manusia sukar sekali mempertahankan kehidupannya. Mineral adalah suatu bahan yang banyak terdapat di dalam bumi, yang mempunyai bentuk dan ciri-ciri khusus serta mempunyai susunan kimia yang tetap. Sedangkan batu-batuan merupakan gabungan antara dua macam atau lebih mineral-mineral dan tidak mempunyai susunan kimia yang tetap. Bijih ialah mineral atau batu-batuan yang mengandung satu macam atau beberapa macam logam dalam prosentase yang cukup banyak untuk dijadikan bahan tambang. Banyaknya logam yang terkandung dalam bijih itu berbeda-beda. Logam dalam keadaan murni jarang sekali terdapat di dalam bumi, kebanyakan merupakan senyawa-senyawa oksida, sulfida, karbonat, dan sulfat yang merupakan bijih logam yang perlu diproses menjadi bahan logam yang bermanfaat bagi manusia.
Pembuatan Besi Kasar
Bahan utama untuk membuat besi kasar adalah bijih besi. Berbagai macam bijih besi yang terdapat di dalam kulit bumi berupa oksid besi dan karbonat besi, diantaranya yang terpenting adalah sebagai berikut.
1. Batu besi coklat (2Fe2O3 + 3H2O) dengan kandungan besi berkisar 40%.
2. Batu besi merah yang juga disebut hematit (Fe2O3) dengan kandungan besi berkisar 50%.
3. Batu besi magnet (Fe2O4) berwarna hijau tua kehitaman, bersifat magnetis dengan mengandung besi berkisar 60%.
4. Batu besi kalsit atau spat (FeCO3) yang juga disebut sferosiderit dengan mengandung besi berkisar 40%.
Bijih besi dari tambang biasanya masih bercampur dengan pasir, tanah liat, dan batu-batuan dalam bongkah-bongkahan yang tidak sama besar. Untuk kelancaran proses pengolahan bijih besi, bongkah-bongkah tersebut dipecahkan dengan mesin pemecah, kemudian disortir antara bijih besih dan batu-batuan ikutan dengan tromol magnet. Pekerjaan selanjutnya adalah mencuci bijih besi tersebut dan mengelompokkan menurut besarnya, bijihbesi halus dan butir-butir yang kecil diaglomir di dalam dapur sinter atau rol hingga berupa bola-bola yang dapat dipakai kembali sebagai isi dapur. Setelah bijih besi itu dipanggang di dalam dapur panggang agar kering dan unsur-unsur yang mudah menjadi gas keluar dari bijih kemudian dibawa ke dapur tinggi diolah menjadi besi kasar.
Bahan yang digunakan dalam proses dapur tinggi untuk menghasilkan besi kasar dari dapur tinggi diperlukan bahan-bahan antara lain : Bijih besi, batu kapur, bahan bakar dan udara panas.
1. Bijih Besi.
Bijih besi didapat dari tambang setelah melalui proses pendahuluan. Bijih besi merupakan bahan pokok dari dapur tinggi.
2. Batu Kapur.
Batu kapur digunakan untluk mengikat bahan-bahan yang ikut campur dalam cairan besi untuk menjadikan terak. Dengan adanya terak yang terletak di permukaan cairan-besi ini, terjadinya oksidasi oleh udara dapat dihindari. Sebagai bahan tambahan biasanya digunakan batu kapur (CaCO3) murni, kadang Pula dolomit yang merupakan campuran dari CaCO3 dan MgCO3.
3. Bahan Bakar.
Dahan bakar yang diqunakan dalam proses dapur tinggi ialah kokas, arang kayu, juga antrasit.
4. Udara panas.
Udara panas digunakan untuk mengadakan pembakaran dengan bahan bakar menjadi CO2 dan gas CO guna menimbulkan panas,juga untuk mereduksi bijih-bijih besi. Udara panas dihembuskan dengan maksud agar pembakaran sempurna, hingga kebutuhan kokas berkurang. Pemanasan udara dilakukan pada dapur pemanas cowper.
Dapur tinggi mempunyai bentuk dua buah kerucut yang berdiri satu di atas yang lain pada alasnya. Pada bagian atas adalah tungkunya yang melebar ke bawah, sehingga muatannya dengan mudah meluncur kebawah dan tidak terjadi kemacetan. Bagian bawah melebar ke atas dengan maksud agar muatannya tetap berada di bagian ini. Dapur tinggi dibuat dari susunan batu tahan api yang diberi selubung baja pelat untuk memperkokoh konstruksinya. Dapur diisi dari atas dengan alat pengisi. Berturut-turut dimasukkan kokas, bahan tambahan (batu kapur) dan bijih besi. Kokas adalah arang batu bara yaitu batu bara yang sudah didestilasikan secara kering dan mengandung belerang yang sangat rendah sekali. Kokas berfungsi sebagai bahan bakarnya dan membutuhkan zat asam yang banyak sebagai pengembus. Agar proses dapat berjalan dengan cepat udara pengembus itu perlu dipanaskan terlebih dahulu di dalam dapur pemanas udara.
Besi cair di dalam dapur tinggi, kemudian dicerat dan dituang menjadi besi kasar, dalam bentuk balok-balok besi kasar yang digunakan sebagai bahan ancuran untuk pembuatan besi tuang (di dalam dapur kubah), atau dalam keadaan cair dipindahkan pada bagian pembuatan baja di dalam konvertor atau dapur baja yang lain, misalnya dapur Siemen Martin. Batu kapur sebagai bahan tambahan gunanya untuk mengikat abu kokas dan batu-batu ikutan hingga menjadi terak yang dengan mudah dapat dipisahkan dari besi kasar. Terak itu sendiri di dalam proses berfungsi sebagai pelindung cairan besi kasar dari oksida yang mungkin mengurangi hasil yang diperoleh karena terbakarnya besi kasar cair itu. Batu kapur (CaCO3) terurai mengikat batu-batu ikutan dan unsur-unsur lain.
Proses dalam Dapur Tinggi
Prinsip dari proses dapur tinggi adalah prinsip reduksi. Pada proses ini zat karbon monoksida dapat menyerap zat asam dari ikatan-ikatan besi zat asam pada suhu tinggi. Pada pembakaran suhu tinggi + 18000 C dengan udara panas, maka dihasilkan suhu yang dapat menyelenggarakan reduksi tersebut. Agar tidak terjadi pembuntuan karena proses berlangsung maka diberi batu kapur sebagai bahan tambahan. Bahan tambahan bersifat asam apabila bijih besinya mempunyai sifat basa dan sebaliknya bahan tambahan diberikan yang bersifat basa apabila bijih besi bersifat asam. Gas yang terbentuk dalam dapur tinggi selanjutnya dialirkan keluar melalui bagian atas dan ke dalam pemanas udara. Terak yang menetes ke bawah melindungi besi kasar dari oksida oleh udara panas yang dimasukkan, terak ini kemudian dipisahkan. Proses reduksi di dalam dapur tinggi tersebut berlangsung sebagai berikut:
Zat arang dari kokas terbakar menurut reaksi :
C+O2 CO2
sebagian dari CO2 bersama dengan zat arang membentuk zat yang berada ditempat yang lebih atas yaitu gas CO.
CO2+C 2CO
Di bagian atas dapur tinggi pada suhu 3000 sampai 8000 C oksid besi yang lebih tinggi diubah menjadi oksid yang lebih rendah oleh reduksi tidak langsung dengan CO tersebut menurut prinsip :
Fe2O3+CO 2FeO+CO2
Pada waktu proses berlangsung muatan turun ke bawah dan terjadi reduksi tidak langsung menurut prinsip : FeO+CO FeO+CO2
Reduksi ini disebut tidak langsung karena bukan zat arang murni yang mereduksi melainkan persenyawaan zat arang dengan oksigen. Sedangkan reduksi langsung terjadi pada bagian yang terpanas dari dapur, yaitu langsung di atas pipa pengembus. Reduksi ini berlangsung sebagai berikut. FeO+C Fe+CO
CO yang terbentuk itulah yang naik ke atas untuk mengadakan reduksi tidak langsung tadi. Setiap 4 sampai 6 jam dapur tinggi dicerat, pertama dikeluarkan teraknya dan baru kemudian besi. Besi yang keluar dari dapur tinggi disebut besi kasar atau besi mentah yang digunakan untuk membuat baja pada dapur pengolahan baja atau dituang menjadi balok-balok tuangan yang dikirimkan pada pabrik-pabrik pembuatan baja sebagai bahan baku. Besi cair dicerat dan dituang menjadi besi kasar dalam bentuk balok-balok besi kasar yang digunakan sebagai bahan ancuran untuk pembuatan besi tuang (di dalam dapur kubah) atau masih dalam keadaan cair dipindahkan pada bagian pembuatan baja (dapur Siemen Martin). Terak yang keluar dari dapur tinggi dapat pula dimanfaatkan menjadi bahan pembuatan pasir terak atau wol terak sebagai bahan isolasi atau sebagai bahan campuran semen. Besi cair yang dihasilkan dari proses dapur tinggi sebelum dituang menjadi balok besin kasar sebagai bahan ancuran di pabrik penuangan, perlu dicampur dahulu di dalam bak pencampur agar kualitas dan susunannya seragam. Dalam bak pencampur dikumpulkan besi kasar cair dari bermacam-macam dapur tinggi yang ada untuk mendapatkan besi kasar cair yang sama dan merata. Untuk menghasilkan besi kasar yang sedikit mengandung belerang di dalam bak pencampur tersebut dipanaskan lagi menggunakan gas dapur tinggi.
Pembuatan Baja dari Besi Kasar
Besi kasar sebagai hasil dari dapur tinggi masih banyak mengandung unsurunsur yang tidak cocok untuk bahan konstruksi, misalnya zat arang (karbon) yang terlalu tinggi, fosfor, belerang, silisium dan sebagainya. Unsur-unsur ini harus serendah mungkin dengan berbagai cara.
Untuk menurunkan kadar karbon dan unsur tambahan lainnya dari besi kasar digunakan dengan cara sebagai berikut.
1). Proses Konvertor :
a. Proses Bessemer untuk besi kasar dengan kadar fosfor yang rendah.
b. Proses Thomas untuk besi kasar dengan kadar fosfor yang tinggi.
c. Proses Oksi, proses LD, Kaldo dan Oberhauser.
2). Proses Martin (dapur Siemen Martin)
a. Proses Martin asam untuk besi kasar dengan kadar fosfor rendah.
b. Proses Martin basa untuk besi kasar dengan kadar fosfor tinggi.
3). Dapur Listrik untuk baja Campuran
a. Dapur listrik busur nyala api.
b. Dapur listrik induksi.
(a). Proses Bessemer
Konvertor Bessemer adalah sebuah bejana baja dengan lapisan batu tahan api yang bersifat asam. Dibagian atasnya terbuka sedangkan pada bagian bawahnya terdapat sejumlah lubang-lubang untuk saluran udara. Bejana ini dapat diguling-gulingkan. Korvertor Bessemer diisi dengan besi kasar kelabu yang banyak mengandung silisium. Silisium dan mangan terbakar pertama kali, setelah itu baru zat arang yang terbakar. Pada saat udara mengalir melalui besi kasar udara membakar zat arang dan campuran tambahan sehingga isi dapur masih tetap dalam keadaan encer. Setelah lebih kurang 20 menit, semua zat arang telah terbakar dan terak yang terjadi dikeluarkan. Mengingat baja membutuhkan karbo sebesar 0,0 sampai 1,7 %, maka pada waktu proses terlalu banyak yang hilang terbakar, kekurangan itu harus ditambahy dalam bentuk besi yang banyak mengandung karbon. Dengan jalan ini kadar karbon ditingkatkan lagi. dari oksidasi besi yang terbentuk dan mengandung zat asam dapat dikurangi dengan besi yang mengandung mangan. Udara masih dihembuskan ke dalam bejana tadi dengan maksud untuk mendapatkan campuran yang baik. Kemudian terak dibuang lagi dan selanjutnya muatan dituangkan ke dalam panci penuang. Pada proses Bessemer menggunakan besi kasar dengan kandungan fosfor dan belerang yang rendah tetapi kandungan fosfor dan belerang masih tetap agak tinggi karena dalam prosesnya kedua unsur tersebut tidak terbakar sama sekali. Hasil dari konvertor Bessemer disebut baja Bessemer yang banyak digunakan untuk bahan konstruksi. Proses Bessemer juga disebut proses asam karena muatannya bersifat asam dan batu tahan apinya juga bersifat asam. Apabila digunakan muatan yang bersifat basa lapisan batu itu akan rusak akibat reaksi penggaraman.
(b). Proses Thomas
Konvertor Thomas juga disebut konvertor basa dan prosesnya adalah proses basa, sebab batu tahan apinya bersifat basa serta digunakan untuk mengolah besi kasar yang bersifat basa. Muatan konvertor Thomas adalah besi kasar putih yang banyak mengandung fosfor. Proses pembakaran sama dengan proses pada konvertor Bessemer, hanya saja pada proses Thomas fosfor terbakar setelah zat arangnya terbakar. Pengaliran udara tidak terus-menerus dilakukan karena besinya sendiri akan terbakar. Pencegahan pembakaran itu dilakukan dengan menganggap selesai prosesnya walaupun kandungan fosfor masih tetap tinggi. Guna mengikat fosfor yang terbentuk pada proses ini maka diberi bahan tambahan batu kapur agar menjadi terak. Terak yang bersifat basa ini dapat dimanfaatkan menjadi pupuk buatan yang dikenal dengan nama pupuk fosfat. Hasil proses yang keluar dari konvertor Thomas disebut baja Thomas yang biasa digunakan sebagai bahan konstruksi dan pelat ketel.
(c). Proses Martin
Proses lain untuk membuat baja dari bahan besi kasar adalah menggunakan dapur Siemens Martin yang sering disebut proses Martin. Dapur ini terdiri atas satu tungku untuk bahan yang dicairkan dan biasanya menggunakan empat ruangan sebagai pemanas gas dan udara. Pada proses ini digunakan muatan besi bekas yang dicampur dengan besi kasar sehingga dapat menghasilkan baja dengan kualitas yang lebih baik jika dibandingkan dengan baja Bessemer maupun Thomas. Gas yang akan dibakar dengan udara untuk pembakaran dialirkan ke dalam ruangan-ruangan melalui batu tahan api yang sudah dipanaskan dengan temperatur 600 sampai 900 derajat celcius. dengan demikian nyala apinya mempunyai suhu yang tinggi, kira-kira 1800 derajat celcius. gas pembakaran yang bergerak ke luar masih memberikan panas kedalam ruang yang kedua, dengan menggunakan keran pengatur maka gas panas dan udara pembakaran masuk ke dalam ruangan tersebut secara bergantian dipanaskan dan didinginkan. Bahan bakar yang digunakan adalah gas dapur tinggi, minyak yang digaskan (stookolie) dan juga gas generator. Pada pembakaran zat arang terjadi gas CO dan CO2 yang naik ke atas dan mengakibatkan cairannya bergolak, dengan demikian akan terjadi hubungann yang erat antara api dengan bahan muatan yang dimasukkan ke dapur tinggi. Bahan tambahan akan bersenyawa dengan zat asam membentuk terak yang menutup cairan tersebut sehingga melindungi cairan itu dari oksida lebih lanjut. Setelah proses berjalan selama 6 jam, terak dikeluarkan dengan memiringkan dapur tersebut dan kemudian baja cair dapat dicerat. Hasil akhir dari proses Martin disebut baja Martin. Baja ini bermutu baik karena komposisinya dapat diatur dan ditentukan dengan teliti pada proses yang berlangsung agak lama. Lapisan dapur pada proses Martin dapat bersifat asam atau basa tergantung dari besi kasarnya mengandung fosfor sedikit atau banyak. Proses Martin asam teradi apabila mengolah besi kasar yang bersifat asam atau mengandung fosfor rendah dan sebaliknya dikatakan proses Martin basa apabila muatannya bersifat basa dan mengandung fosfor yang tinggi. Keuntungan dari proses Martin disbanding proses Bessemer dan Thomas adalah sebagai berikut :
a. Proses lebih lama sehingga dapat menghasilkan susunan yang lebih baik dengan jalan percobaan-percobaan.
b. Unsur-unsur yang tidak dikehendaki dan kotoran-kotoran dapat dihindarkan atau dibersihkan.
c. Penambahan besi bekas dan bahan tambahan lainnya pada akhir proses menyebabkan susunannya dapat diatur sebaik-baiknya. Selain keuntungan di atas dan karena udara pembakaran mengalir di atas cairan maka hasil akhir akan sedikit mengandung zat asam dan zat lemas. Proses Martin basa biasanya masih mengandung beberapa kotoran seperti zat asam, belerang, fosfor dan sebagainya. Sedangkan pada proses Martin asam kadar kotoran-kotoran tersebut lebih kecil.
(d). Proses Oksi
Proses konvertor yang lebih modern adalah proses oksi, pada proses ini menggunakan bahan besi kasar yang mempunyai komposisi kurang baik apabila dikerjakan dengan konvertor Bessemer maupun Thomas. Disini zat asam murni dihembuskan di atas cairan dan kadang-kadang juga kedalam cairan besi, sehingga karbon, silisium, mangan dan sebagainya terbakar. Hasil pembakaran unsur-unsur tersebut ditampung oleh bahan tambahan batu kapur dan terikat menjadi terak yang mengapung di atas cairan besi. Proses pembakaran zat asam dengan zat arang terjadi pada panas yang tinggi sekali, maka diperlukan pendinginan dengan jalan memberikan tambahan baja bekas. Hasil akhir dari proses ini adalah baja oksi yang bermutu sangat baik karena pengaruh buruk dari unsur udara tidak ada. Oleh karena itu baja oksi baik sekali digunakan sebagai bahan pembuatan konstruksi dan komponen-komponen mesin, seperti : poros, baut, pasak, batang penggerak dan lain-lainnya. Keuntungan dari proses oksi adalah sebagai berikut :
a. Waktu proses relatif pendek.
b. Hasilnya mengandung fosfor (P)dan belerang (S) yang rendah.
c. Hasil yang diproduksi relatif lebih banyak dalam tempo yang sama
dibanding proses lainnya.
d. Biaya produksi baja tiap ton lebih murah.
(e). Proses Hoecsch
Proses Hoecsch merupakan penyempurnaan dari proses Martin. Caranya adalah setelah muatan di dalam dapur Siemens Martin mencair kemudian langsung dikeluarkan dan dimasukkan dalam kuali yang terbuka untuk membakar fosfor dan belerang. Sementara pembakaran dilakukan dapur Siemens Martin dibersihkan dan kemudian lantai dapur ditaburi dengan serbuk bijih besi (Fe2O3 atau Fe3O4). Setelah selesai mengadakan pembakaran fosfor, belerang dan besi cair yang berada di dalam kuali tadi dimasukkan kembali ke dalam dapur Siemens Martin untuk menyelesaikan pembakaran unsur-unsur lain yang belum hilang, terutama zat arang. Setelah proses pembakaran zat arang dianggap selesai, terak yang terjadi dikeluarkan selanjutnya baja cair ditampung dalam panci penuangan untuk dituang atau dicetak menjadi balok tuangan.
(f). Proses Bertrand Thield
Proses ini menggunakan dua buah dapur Siemens Martin. Pada dapur yang pertama dilakukan pemijaran dan pembakaran untuk memisahkan fosfor sedangkan dalam dapur kedua diisi dengan besi cair hasil dari dapur yang pertama setelah teraknya dikeluarkan. Proses di dalam dapur yang kedua tersebut juga diberi tambahan bijih besi yang baru.
(g). Proses Dupleks
Proses ini dilakukan dengan cara mengeluarkan zat arang terlebih dahulu yang berada konvertor-konvertor dan memurnikannya di dalam dapur Siemens Martin. Proses Dupleks terutama dilakukan oleh pabrik-pabrik baja yang berada di dekat perusahaan dapur tinggi. Setelah proses di dalam dapur tinggi (setelah teraknya dihilangkan) cairan besi kasar itu dimasukkan kedalam konvertor (Bessemer atau Thomas) dan dicampur dengan batu kapur serta baja bekas dalam jumlah yang dikehendaki. Pengembusan udara di dalam konvertor dilakukan sampai kandungan fosfor menjadi rendah kira-kira 1 sampai 1,5 %, ditambah dengan kokas yang telah digiling selanjutnya memindahkan isinya ke dalam dapur Siemens Martin.
(h). Proses Thalbot
Proses Thalbot dilakukan dengan menggunakan dapur Siemens Martin yang dapat diputar-putar dan dijungkitkan. Setelah pemijaran didalam dapur Martin, sebagian cairan dituangkan ke dalam panci tuang dan ke dalam dapur tadi sambil ditambahkan besi kasar, bijih besi dan batu kapur.
Proses selanjutnya adalah menjaga agar cairan besi di dalam panic tuang tadi tidak terjadi oksidasi, artinya mengusahakan pendinginan yang cepat. Akibat dari cara ini adalah hasil yang diperoleh dalam setiap proses dari satu dapur tidak sama kualitasnya. Baja yang dihasilkan dari proses Thalbot adalah baja biasa seperti hasil dari proses konvertor Bessemer maupun Thomas.
(i). Proses Dapur Listrik
Dapur listrik digunakan untuk pembuatan baja yang tahan terhadap suhu tinggi. Dapur ini mempunyai keuntungan-keuntungan sebagai berikut,
a. Jumlah panas yang diperlukan dapat dapat diatur sebaik-baiknya.
b. Pengaruh zat asam praktis tidak ada.
c. Susunan besi tidak dipengaruhi oleh aliran listrik.
Sedangkan kekurangannya adalah harga listrik yang mahal. Dapur listrik dibagi menjadi dua kelompok yaitu dapur listrik busur cahaya dan dapur listrik induksi.
1. Dapur busur cahaya
Dapur ini berdasarkan prinsip panas yang memancar dari busur api, dapur ini juga dikenal dengan sebutan dapur busur nyala api. Dapur ini merupakan suatu tungku yang bagian atasnya digantungkan dua batang arang sebagai elektroda pada arus bolak-balik atau dengan tiga buah elektroda arang yang dialirkan arus putar. Misalnya pada dapur Stassano busur api terjadi antara tiga ujung elektroda arang yang berada di atas baja yang dilebur melalui ujung elektroda itu dengan arus putar. Pada dapur Girod, arus bolak balik mengalir melalui satu elektroda yang membentuk busur api di antara kutub dan baja cair selanjutnya dikeluarkan melalui enam buah elektroda baja yang didinginkan dengan air ke dasar tungku. Pada dapur Heroult menggunakan dua elektroda arang dengan arus bolakbalik dan dapat juga menggunakan tiga buah elektroda pada arus putar. Arus listrik membentuk busur nyala dari elektroda kepada cairan dan kembali dari cairan ke elektroda lainnya.
2. Dapur induksi
Dapur induksi dapat dibedakan atas dapur induksi frekuensi rendah dan dapur induksi frekuensi tinggi. Pada dapur induksi dibangkitkan suatu arus induksi dalam cairan baja sehingga menimbulkan panas dalam cairan baja itu sendiri sedangkan dinding dapurnya hanya menerima pengaruh listrik yang kecil saja.
a. Dapur induksi frekuensi rendah, bekerja menurut prinsip transformator. Dapur ini berupa saluran keliling teras dari baja yang beserta isinya dipandang sebagai gulungan sekunder transformator yang dihubungkan singkat, akibat hubungan singkat tersebut di dalam dapur mengalir suatu aliran listrik yang besar dan membangkitkan panas yang tinggi. Akibatnya isi dapur mencair dan campuran-campuran tambahan dioksidasikan.
b.Dapur induksi frekuensi tinggi, dapur ini terdiri atas suatu kuali yang diberi kumparan besar di sekelilingnya. Apabila dalam kumparan dialirkan arus bolak-balik maka terjadilah arus putar didalam isi dapur. Arus ini merupakan aliran listrik hubungan singkat dan panas yang dibangkitkan sangat tinggi sehingga mencairkan isi dapur dan campuran tambahan yang lain serta mengkoksidasikannya. Hasil akhir dari dapur listrik disebut baja elektro yang bermutu sangat baik untuk digunakan sebagai alat perkakas misalnya pahat, alat tumbuk dan lain-lainnya.
(j). Proses Dapur Aduk
Dapur aduk merupakan cara pembuatan baja yang konvensional dengan cara melebur besi kasar di dalam dapur nyala api bersama-sama dengan terak (FeO) untuk mendapatkan zat asam. Dengan cara mengaduk-aduk dengan batang besi dan ke bawah permukaan dimasukkan udara maka terjadilah suatu masa lunak dari baja yang banyak mengandung terak. Apabila gumpalan-gumpalan yang dibuat dalam dapur telah mencapai kirakira 60 kg dikeluarkan, maka langkah selajutnya adalah mengeluarkan terak dengan jalan menempanya atau dipres. Dalam proses aduk ini lebih banyak melibatkan pekerjaan tangan serta kapasitas produksi yang kecil maka cara ini dipandang tidak efisien dan jarang digunakan pada pabrik-pabrik baja
makalah humudifikasi
MAKALAH OPERASI PEMISAHAN I
1. DITA HENDRIANITA NIM : 200825091
2. HERI UTOMO NIM : 200925023
3. BAHARUDDIN AFANDI NIM : 201025023
INSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI
AL-KAMAL (ISTA)
2010-2011
Tatanan Kandang Domba Garut
(Tata Udara Humidifikasi)
A. PENDAHULUAN
" Tata Udara di Dalam Kandang
Untuk tumbuh dan berkembang dengan optimal, baik secara fisiologis maupun psikologis, ternak membutuhkan makanan, minuman, dan udara bersih dengan kualitas dan kuantitas yang mencukupi. Pemenuhan kebutuhan terhadap makanan dan minuman dapat dicukupi dari kegiatan pemberian pakan, yang sudah menjadi rutinitas operasional peternakan.Untuk memenuhi kebutuhan udara bersih, hanya dapat disediakan oleh lingkungan sekitar. Karakteristik lingkungan sekitar kandang, pengalaman serta pengetahuan peternak dalam penataan kawasan peternakan, memiliki peranan penting dalam mengendalikan iklim mikro di dalam kandang pengendalian pasif. Faktor yang menentukan pengendalian iklim di dalam kandang, dapat diduga melalui pendekatan pada sifat termodinamika udara dan ventilasi (Badan Standarisasi Nasional, 2001).
B. TEORI DASAR
" Termodinamika Udara
Udara merupakan campuran gas-gas, termasuk di antaranya udara kering dan uap air, yang berada di zona atmosfer bumi (http://www.wikipedia.org, 2008a). Karakteristik udara yang efektif terhadap kehidupan ternak, dicirikan dengan ketersediaan oksigen dalam jumlah yang mencukupi, tanpa disertai gas-gas lain yang berdampak negatif bagi ternak. Identifikasi termodinamika udara merupakan kegiatan pengondisian udara sebagai bentuk pengendalian iklim pada bangunan dalam menyediakan kenyamanan bagi manusia, hewan, tanaman, maupun proses-proses industri (http://www.taftan.com, 1998). Menurut Zain dkk. (2005), terdapat delapan sifat termodinamika untuk mengidentifikasi udara.
" Suhu Bola Kering
Suhu bola kering atau dry bulb temperature (Tdb) merupakan suhu campuran udara kering dan uap air yang diukur melalui skala termometer raksa secara langsung (http://www.taftan.com, 1998). Suhu udara bola kering tidak dipengaruhi oleh jumlah uap air yang terkandung dalam udara. Menurut Zain dkk. (2005), dalam proses kesetimbangan kalor, suhu bola kering memengaruhi intensitas kalor yang diproduksi melalui penguapan (respirasi/evaporasi) maupun melalui konveksi, salah satunya dari sistem ventilasi.
" Suhu Titik Embun
Suhu titik embun atau dew point temperature (Tdp) merupakan suhu dari campuran udara saat terjadi kondensasi, ketika udara didinginkan. Kondensasi terjadi pada kelembaban mutlak dan tekanan parsial yang konstan, dikarenakan kalor yang terkandung di dalam campuran udara dilepaskan (Zain dkk., 2005).
" Suhu Bola Basah
Suhu bola basah atau wet bulb temperature (Twb) merupakan suhu dimana kesetimbangan terjadi antara campuran udara dengan uap air. Suhu bola basah akan dicapai, jika udara secara adiabatis telah jenuh oleh penguapan uap air (Zain dkk., 2005). Menurut http://www.taftan.com (1998), pengukuran suhu bola basah dapat dilakukan melalui termometer raksa yang terbalut kain basah pada ujung sensornya, dengan tujuan untuk mengurangi efek radiasi di dalam udara.
" Tekanan Uap Parsial
Tekanan uap parsial (Pv) dihasilkan oleh molekul uap air yang terkandung di dalam udara lembab, pada suhu yang sama. Apabila udara mencapai kondisi jenuh, maka tekanan uap tersebut disebut tekanan uap jenuh (Pvs) (Zain dkk., 2005). Menurut http://www.taftan.com (1998), tekanan uap parsial dapat didekati dengan persamaan :
Pendugaan tekanan uap jenuh dapat didekati dengan persamaan :
Keterangan :
Pv = Tekanan uap parsial (kPa)
Pvs = Tekanan uap jenuh (kPa)
Pa = Tekanan atmosfer (101,3238 kPa)
Tdb = Suhu bola kering (ﾺC)
Twb = Suhu bola basah (ﾺC)
" Entalpi
Entalpi (h) merupakan sifat termal dari campuran udara dan uap air yang menunjukkan intensitas kalor total, yang terdiri dari kalor sensibel dan kalor laten dalam udara lembab per satuan massa udara kering, di atas suhu acuan (kJ/kgudara kering). Menurut Zain dkk. (2005), entalpi spesifik untuk satu kg udara kering dapat didekati dengan persamaan :
Keterangan :
h = Entalpi (kJ/kg)
Tdb = Suhu bola kering (ﾺC)
W = Kelembaban mutlak (kguap air/kgudara kering)
" Volume Spesifik
Volume spesifik (v) merupakan volume udara di dalam ruangan yang diisi oleh satu kg udara kering (m3/kgudara kering). Menurut Zain dkk. (2005), volume spesifik udara dapat didekati dengan persamaan berikut :
Keterangan :
v = Volume spesifik (m3/kgudara kering)
P = Tekanan atmosfer (101,3238 kPa)
R = Tetapan gas (8.314.041 J/kg.mol.K)
Tdb = Suhu bola kering (ﾰC)
W = Kelembaban mutlak (kguap air/kgudara kering)
" Kelembaban Relatif
Menurut Zain dkk. (2005), kelembaban relatif atau relative humidity (RH) merupakan salah satu sifat termodinamika udara yang menyatakan perbandingan tekanan uap parsial (Pv) terhadap tekanan uap jenuh (Pvs), pada suhu konstan.
Kelembaban relatif merupakan hasil perbandingan antara massa aktual uap air dari campuran udara terhadap massa uap air yang menjadi jenuh pada suhu yang sama, yang dinyatakan dalam satuan %. Menurut Zain dkk. (2005), kelembaban relatif dapat didekati dengan persamaan :
Keterangan :
RH = Kelembaban relatif (%)
Pv = Tekanan uap parsial (kPa)
Pvs = Tekanan uap jenuh (kPa)
" Kelembaban Mutlak
Menurut Zain dkk. (2005), kelembaban mutlak atau rasio kelembaban (W) adalah massa uap air (mu) yang terkandung dalam udara lembab per satuan massa udara kering (ma), yang dapat didekati dengan persamaan berikut :
Keterangan :
W = Kelembaban mutlak (kguap air/kgudara kering)
Pv = Tekanan uap parsial (kPa)
Pvs = tekanan uap jenuh (kPa)
" Alat-alat Penduga Termodinamika Udara
Untuk menentukan karakteristik termodinamika udara di dalam ruangan, selain menggunakan persamaan-persamaan termodinamika udara pada bahasan sebelumnya, juga terdapat alat-alat lain yang dapat digunakan, yaitu sling psikrometer dan diagram psikrometrik. Sling psikrometer merupakan alat ukur parameter suhu bola basah dan suhu bola kering, yang digunakan pada kecepatan udara antara 2 dan 5 m/s. Menurut Smith (2008), Sling psikrometer memiliki tingkat akurasi yang cukup tinggi (Gambar 7).
Psikrometrik merupakan ilmu yang mempelajari hubungan antara sifat fisik dan termal dalam campuran udara. Psikrometrik juga merupakan media identifikasi campuran udara yang dapat dimodifikasi sebagai output dari proses pengendalian iklim, untuk menyediakan kenyamanan bagi manusia, hewan, tanaman, maupun proses-proses industri (Badan Standarisasi Nasional, 2001).
Gambar 7 Sling Psikrometer (Alat Penduga Termodinamika Udara)
(Sumber : http://www.taftan.com, 1998)
Diagram psikrometrik merupakan diagram penyederhanaan dari sifat-sifat udara ataupun penyajian secara grafis dari sifat-sifat termodinamika udara (Gambar 8 dan 9). Dalam upaya identifikasi termodinamika udara menggunakan diagram psikrometrik, sedikitnya dibutuhkan dua parameter untuk menduga sifat udara yang lain, melalui titik temu dari dua variabel tersebut. Menurut Zain dkk. (2005), diagram psikrometrik juga dapat digunakan untuk mengidentifikasi proses fisik yang terjadi di lingkungan, antara lain : (Gambar 10)
1. Proses pemanasan
Pada proses pemanasan, terjadi peningkatan suhu bola kering, suhu bola basah, entalpi, dan volume spesifik dari udara lembab, sedangkan pada kelembaban relatif terjadi penurunan. Perubahan tidak terjadi pada kelembaban mutlak, suhu titik embun, dan tekanan uap parsial.
2. Proses pendinginan
Pada proses pendinginan, terjadi penurunan suhu bola kering, suhu bola basah, dan volume spesifik, sedangkan pada kelembaban relatif terjadi peningkatan. Perubahan tidak terjadi pada kelembaban mutlak, suhu titik embun, dan tekanan uap parsial.
3. Proses pemanasan dengan humidifikasi
Pada proses pemanasan dengan humidifikasi terjadi peningkatan parameter entalpi, kelembaban mutlak, tekanan uap, suhu bola kering, suhu bola basah, suhu titik embun dan volume spesifik, sedangkan pada parameter kelembaban relatif umumnya mengalami penurunan.
4. Proses pendinginan dengan dehumidifikasi
Pada proses pendinginan dengan dehumidifikasi terjadi penurunan suhu bola kering, suhu bola basah, suhu titik embun, entalpi dan volume spesifik.
5. Proses pencampuran
Pada proses pencampuran, hampir semua sifat termodinamika udara mengalami perubahan, baik peningkatan maupun penurunan.
6. Proses pendinginan evaporatif
Pada proses pendinginan evaporatif terjadi penurunan suhu bola kering, sedangkan pada suhu titik embun dan kelembaban mutlak terjadi peningkatan. Perubahan tidak terjadi pada entalpi dan suhu bola basah.
7. Proses pengeringan.
Pada proses pengeringan, perubahan karakteristik sifat-sifat termodinamika udara serupa dengan proses pendinginan evaporatif.
Tabel 3 Karakteristik Sifat Termodinamika Udara dari Tiap-tiap Proses Fisik
No. Proses Fisik Tdb Twb h v RH Tdp W Pv
1. Pemanasan ? ? ? ? ? ? ? ?
2. Pendinginan ? ? ? ? ? ? ? ?
3. Pemanasan humidifikasi ? ? ? ? ? ? ? ?
4. Pendinginan dehumidifikasi ? ? ? ? ? ? ? ?
5. Pendinginan evaporatif ? ? ? ? ? ? ? ?
6. Pengeringan ? ? ? ? ? ? ? ?
7. Pencampuran ? ? ? ? ? ? ? ?
Sumber : Zain dkk. (2005)
Gambar 8 Diagram Psikrometrik (Alat Penduga Termodinamika Udara)
(sumber : Nautica Dehumidifiers Inc., 2008)
Gambar 9 Sifat-sifat Termodinamika Udara pada Diagram Psikrometrik
(sumber : Zain dkk., 2005)
a. Proses Pemanasan
b. Proses Pendinginan
f. Proses Pencampuran
Gambar 10 Karakteristik Proses fisik pada Diagram Psikrometrik
(sumber : Zain dkk., 2005)
Kesimpulan
Dari uraian diatas dapat disimpulkan bahwa :
1. Humidifikasi adalah proses penambahan kandungan air dalam udara .
2. Proses humidifikasi yang dibantu dengan pemanasan akan menghasilkan udara dengan kandungan air yang lebih besar daripada tanpa pemanasan
3. Dehumidifikasi adalah proses pengurangan kandungan air dalam udara. Pemanasan dalam dehumidifikasi bertujuan untuk menguapkan sejumlah air dalam udara proses.
4. Temperatur udara yang keluar dari proses humidifikasi dan dehumidifikasi akan bergantung pada besarnya kalor yang diberikan serta jumlah kandungan air yang ditangkap atau dikeluarkan dari udara.
5. Dengan dijaganya suhu didalam kandang diharapkan kesehatan dan nafsu makan kambing tetap terjaga sehingga kondisinya selalu fit dan tidak mudah sakit.
Daftar Pustaka
Treybal,Robert E.Mass-Transfer Operations.McGraw-Hill International Edition. Third Edition
Job Sheet Praktikum Pilot Plant "Humidifikasi dan Dehumidifikasi"Laboratorium Pilot Plant Politeknik Negeri Bandung
http://www.wikipedia.org, 2008a
http://www.taftan.com, 1998
Zain dkk., 2005
Nautica Dehumidifiers Inc., 2008
1. DITA HENDRIANITA NIM : 200825091
2. HERI UTOMO NIM : 200925023
3. BAHARUDDIN AFANDI NIM : 201025023
INSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI
AL-KAMAL (ISTA)
2010-2011
Tatanan Kandang Domba Garut
(Tata Udara Humidifikasi)
A. PENDAHULUAN
" Tata Udara di Dalam Kandang
Untuk tumbuh dan berkembang dengan optimal, baik secara fisiologis maupun psikologis, ternak membutuhkan makanan, minuman, dan udara bersih dengan kualitas dan kuantitas yang mencukupi. Pemenuhan kebutuhan terhadap makanan dan minuman dapat dicukupi dari kegiatan pemberian pakan, yang sudah menjadi rutinitas operasional peternakan.Untuk memenuhi kebutuhan udara bersih, hanya dapat disediakan oleh lingkungan sekitar. Karakteristik lingkungan sekitar kandang, pengalaman serta pengetahuan peternak dalam penataan kawasan peternakan, memiliki peranan penting dalam mengendalikan iklim mikro di dalam kandang pengendalian pasif. Faktor yang menentukan pengendalian iklim di dalam kandang, dapat diduga melalui pendekatan pada sifat termodinamika udara dan ventilasi (Badan Standarisasi Nasional, 2001).
B. TEORI DASAR
" Termodinamika Udara
Udara merupakan campuran gas-gas, termasuk di antaranya udara kering dan uap air, yang berada di zona atmosfer bumi (http://www.wikipedia.org, 2008a). Karakteristik udara yang efektif terhadap kehidupan ternak, dicirikan dengan ketersediaan oksigen dalam jumlah yang mencukupi, tanpa disertai gas-gas lain yang berdampak negatif bagi ternak. Identifikasi termodinamika udara merupakan kegiatan pengondisian udara sebagai bentuk pengendalian iklim pada bangunan dalam menyediakan kenyamanan bagi manusia, hewan, tanaman, maupun proses-proses industri (http://www.taftan.com, 1998). Menurut Zain dkk. (2005), terdapat delapan sifat termodinamika untuk mengidentifikasi udara.
" Suhu Bola Kering
Suhu bola kering atau dry bulb temperature (Tdb) merupakan suhu campuran udara kering dan uap air yang diukur melalui skala termometer raksa secara langsung (http://www.taftan.com, 1998). Suhu udara bola kering tidak dipengaruhi oleh jumlah uap air yang terkandung dalam udara. Menurut Zain dkk. (2005), dalam proses kesetimbangan kalor, suhu bola kering memengaruhi intensitas kalor yang diproduksi melalui penguapan (respirasi/evaporasi) maupun melalui konveksi, salah satunya dari sistem ventilasi.
" Suhu Titik Embun
Suhu titik embun atau dew point temperature (Tdp) merupakan suhu dari campuran udara saat terjadi kondensasi, ketika udara didinginkan. Kondensasi terjadi pada kelembaban mutlak dan tekanan parsial yang konstan, dikarenakan kalor yang terkandung di dalam campuran udara dilepaskan (Zain dkk., 2005).
" Suhu Bola Basah
Suhu bola basah atau wet bulb temperature (Twb) merupakan suhu dimana kesetimbangan terjadi antara campuran udara dengan uap air. Suhu bola basah akan dicapai, jika udara secara adiabatis telah jenuh oleh penguapan uap air (Zain dkk., 2005). Menurut http://www.taftan.com (1998), pengukuran suhu bola basah dapat dilakukan melalui termometer raksa yang terbalut kain basah pada ujung sensornya, dengan tujuan untuk mengurangi efek radiasi di dalam udara.
" Tekanan Uap Parsial
Tekanan uap parsial (Pv) dihasilkan oleh molekul uap air yang terkandung di dalam udara lembab, pada suhu yang sama. Apabila udara mencapai kondisi jenuh, maka tekanan uap tersebut disebut tekanan uap jenuh (Pvs) (Zain dkk., 2005). Menurut http://www.taftan.com (1998), tekanan uap parsial dapat didekati dengan persamaan :
Pendugaan tekanan uap jenuh dapat didekati dengan persamaan :
Keterangan :
Pv = Tekanan uap parsial (kPa)
Pvs = Tekanan uap jenuh (kPa)
Pa = Tekanan atmosfer (101,3238 kPa)
Tdb = Suhu bola kering (ﾺC)
Twb = Suhu bola basah (ﾺC)
" Entalpi
Entalpi (h) merupakan sifat termal dari campuran udara dan uap air yang menunjukkan intensitas kalor total, yang terdiri dari kalor sensibel dan kalor laten dalam udara lembab per satuan massa udara kering, di atas suhu acuan (kJ/kgudara kering). Menurut Zain dkk. (2005), entalpi spesifik untuk satu kg udara kering dapat didekati dengan persamaan :
Keterangan :
h = Entalpi (kJ/kg)
Tdb = Suhu bola kering (ﾺC)
W = Kelembaban mutlak (kguap air/kgudara kering)
" Volume Spesifik
Volume spesifik (v) merupakan volume udara di dalam ruangan yang diisi oleh satu kg udara kering (m3/kgudara kering). Menurut Zain dkk. (2005), volume spesifik udara dapat didekati dengan persamaan berikut :
Keterangan :
v = Volume spesifik (m3/kgudara kering)
P = Tekanan atmosfer (101,3238 kPa)
R = Tetapan gas (8.314.041 J/kg.mol.K)
Tdb = Suhu bola kering (ﾰC)
W = Kelembaban mutlak (kguap air/kgudara kering)
" Kelembaban Relatif
Menurut Zain dkk. (2005), kelembaban relatif atau relative humidity (RH) merupakan salah satu sifat termodinamika udara yang menyatakan perbandingan tekanan uap parsial (Pv) terhadap tekanan uap jenuh (Pvs), pada suhu konstan.
Kelembaban relatif merupakan hasil perbandingan antara massa aktual uap air dari campuran udara terhadap massa uap air yang menjadi jenuh pada suhu yang sama, yang dinyatakan dalam satuan %. Menurut Zain dkk. (2005), kelembaban relatif dapat didekati dengan persamaan :
Keterangan :
RH = Kelembaban relatif (%)
Pv = Tekanan uap parsial (kPa)
Pvs = Tekanan uap jenuh (kPa)
" Kelembaban Mutlak
Menurut Zain dkk. (2005), kelembaban mutlak atau rasio kelembaban (W) adalah massa uap air (mu) yang terkandung dalam udara lembab per satuan massa udara kering (ma), yang dapat didekati dengan persamaan berikut :
Keterangan :
W = Kelembaban mutlak (kguap air/kgudara kering)
Pv = Tekanan uap parsial (kPa)
Pvs = tekanan uap jenuh (kPa)
" Alat-alat Penduga Termodinamika Udara
Untuk menentukan karakteristik termodinamika udara di dalam ruangan, selain menggunakan persamaan-persamaan termodinamika udara pada bahasan sebelumnya, juga terdapat alat-alat lain yang dapat digunakan, yaitu sling psikrometer dan diagram psikrometrik. Sling psikrometer merupakan alat ukur parameter suhu bola basah dan suhu bola kering, yang digunakan pada kecepatan udara antara 2 dan 5 m/s. Menurut Smith (2008), Sling psikrometer memiliki tingkat akurasi yang cukup tinggi (Gambar 7).
Psikrometrik merupakan ilmu yang mempelajari hubungan antara sifat fisik dan termal dalam campuran udara. Psikrometrik juga merupakan media identifikasi campuran udara yang dapat dimodifikasi sebagai output dari proses pengendalian iklim, untuk menyediakan kenyamanan bagi manusia, hewan, tanaman, maupun proses-proses industri (Badan Standarisasi Nasional, 2001).
Gambar 7 Sling Psikrometer (Alat Penduga Termodinamika Udara)
(Sumber : http://www.taftan.com, 1998)
Diagram psikrometrik merupakan diagram penyederhanaan dari sifat-sifat udara ataupun penyajian secara grafis dari sifat-sifat termodinamika udara (Gambar 8 dan 9). Dalam upaya identifikasi termodinamika udara menggunakan diagram psikrometrik, sedikitnya dibutuhkan dua parameter untuk menduga sifat udara yang lain, melalui titik temu dari dua variabel tersebut. Menurut Zain dkk. (2005), diagram psikrometrik juga dapat digunakan untuk mengidentifikasi proses fisik yang terjadi di lingkungan, antara lain : (Gambar 10)
1. Proses pemanasan
Pada proses pemanasan, terjadi peningkatan suhu bola kering, suhu bola basah, entalpi, dan volume spesifik dari udara lembab, sedangkan pada kelembaban relatif terjadi penurunan. Perubahan tidak terjadi pada kelembaban mutlak, suhu titik embun, dan tekanan uap parsial.
2. Proses pendinginan
Pada proses pendinginan, terjadi penurunan suhu bola kering, suhu bola basah, dan volume spesifik, sedangkan pada kelembaban relatif terjadi peningkatan. Perubahan tidak terjadi pada kelembaban mutlak, suhu titik embun, dan tekanan uap parsial.
3. Proses pemanasan dengan humidifikasi
Pada proses pemanasan dengan humidifikasi terjadi peningkatan parameter entalpi, kelembaban mutlak, tekanan uap, suhu bola kering, suhu bola basah, suhu titik embun dan volume spesifik, sedangkan pada parameter kelembaban relatif umumnya mengalami penurunan.
4. Proses pendinginan dengan dehumidifikasi
Pada proses pendinginan dengan dehumidifikasi terjadi penurunan suhu bola kering, suhu bola basah, suhu titik embun, entalpi dan volume spesifik.
5. Proses pencampuran
Pada proses pencampuran, hampir semua sifat termodinamika udara mengalami perubahan, baik peningkatan maupun penurunan.
6. Proses pendinginan evaporatif
Pada proses pendinginan evaporatif terjadi penurunan suhu bola kering, sedangkan pada suhu titik embun dan kelembaban mutlak terjadi peningkatan. Perubahan tidak terjadi pada entalpi dan suhu bola basah.
7. Proses pengeringan.
Pada proses pengeringan, perubahan karakteristik sifat-sifat termodinamika udara serupa dengan proses pendinginan evaporatif.
Tabel 3 Karakteristik Sifat Termodinamika Udara dari Tiap-tiap Proses Fisik
No. Proses Fisik Tdb Twb h v RH Tdp W Pv
1. Pemanasan ? ? ? ? ? ? ? ?
2. Pendinginan ? ? ? ? ? ? ? ?
3. Pemanasan humidifikasi ? ? ? ? ? ? ? ?
4. Pendinginan dehumidifikasi ? ? ? ? ? ? ? ?
5. Pendinginan evaporatif ? ? ? ? ? ? ? ?
6. Pengeringan ? ? ? ? ? ? ? ?
7. Pencampuran ? ? ? ? ? ? ? ?
Sumber : Zain dkk. (2005)
Gambar 8 Diagram Psikrometrik (Alat Penduga Termodinamika Udara)
(sumber : Nautica Dehumidifiers Inc., 2008)
Gambar 9 Sifat-sifat Termodinamika Udara pada Diagram Psikrometrik
(sumber : Zain dkk., 2005)
a. Proses Pemanasan
b. Proses Pendinginan
f. Proses Pencampuran
Gambar 10 Karakteristik Proses fisik pada Diagram Psikrometrik
(sumber : Zain dkk., 2005)
Kesimpulan
Dari uraian diatas dapat disimpulkan bahwa :
1. Humidifikasi adalah proses penambahan kandungan air dalam udara .
2. Proses humidifikasi yang dibantu dengan pemanasan akan menghasilkan udara dengan kandungan air yang lebih besar daripada tanpa pemanasan
3. Dehumidifikasi adalah proses pengurangan kandungan air dalam udara. Pemanasan dalam dehumidifikasi bertujuan untuk menguapkan sejumlah air dalam udara proses.
4. Temperatur udara yang keluar dari proses humidifikasi dan dehumidifikasi akan bergantung pada besarnya kalor yang diberikan serta jumlah kandungan air yang ditangkap atau dikeluarkan dari udara.
5. Dengan dijaganya suhu didalam kandang diharapkan kesehatan dan nafsu makan kambing tetap terjaga sehingga kondisinya selalu fit dan tidak mudah sakit.
Daftar Pustaka
Treybal,Robert E.Mass-Transfer Operations.McGraw-Hill International Edition. Third Edition
Job Sheet Praktikum Pilot Plant "Humidifikasi dan Dehumidifikasi"Laboratorium Pilot Plant Politeknik Negeri Bandung
http://www.wikipedia.org, 2008a
http://www.taftan.com, 1998
Zain dkk., 2005
Nautica Dehumidifiers Inc., 2008
makalah korosi
MATERIAL BAHAN DAN KOROSI
(KOROSI)
DISUSUN OLEH :
HERI UTOMO
200925023
TEKNIK KIMIA
INSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI AL KAMAL
SERANG
2011
KOROSI
Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan senyawa-senyawa yang tidak dikehendaki. Dalam bahasa sehari-hari, korosi disebut perkaratan. Contoh korosi yang paling lazim adalah perkaratan besi.
Pada peristiwa korosi, logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen (udara) mengalami reduksi. Karat logam umumnya adalah berupa oksida atau karbonat. Rumus kimia karat besi adalah Fe2O3.nH2O, suatu zat padat yang berwarna coklat-merah.
Korosi merupakan proses elektrokimia. Pada korosi besi, bagian tertentu dari besi itu berlaku sebagai anode, di mana besi mengalami oksidasi.
Fe(s) <--> Fe2+(aq) + 2e
Elektron yang dibebaskan di anode mengalir ke bagian lain dari besi itu yang bertindak sebagai katode, di mana oksigen tereduksi.
O2(g) + 4H+(aq) + 4e <--> 2H2O(l)
atau
O2(g) + 2H2O(l) + 4e <--> 4OH-(aq)
Ion besi (II) yang terbentuk pada anode selanjutnya teroksidasi membentuk ion besi (III) yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi, yaitu karat besi. Mengenai bagian mana dari besi itu yang bertindak sebagai anode dan bagian mana yang bertindak sebagai katode, bergantung pada berbagai faktor, misalnya zat pengotor, atau perbedaan rapatan logam itu.
Korosi dapat juga diartikan sebagai serangan yang merusak logam karena logam bereaksi secara kimia atau elektrokimia dengan lingkungan. Ada definisi lain yang mengatakan bahwa korosi adalah kebalikan dari proses ekstraksi logam dari bijih mineralnya. Contohnya, bijih mineral logam besi di alam bebas ada dalam bentuk senyawa besi oksida atau besi sulfida, setelah diekstraksi dan diolah, akan dihasilkan besi yang digunakan untuk pembuatan baja atau baja paduan. Selama pemakaian, baja tersebut akan bereaksi dengan lingkungan yang menyebabkan korosi (kembali menjadi senyawa besi oksida).
Deret Volta dan hukum Nernst akan membantu untuk dapat mengetahui kemungkinan terjadinya korosi. Kecepatan korosi sangat tergantung pada banyak faktor, seperti ada atau tidaknya lapisan oksida, karena lapisan oksida dapat menghalangi beda potensial terhadap elektrodalainnya yang akan sangat berbeda bila masih bersih dari oksida.
A. Proses Terjadinya Korosi
Korosi (Kennet dan Chamberlain, 1991) adalah penurunan mutu logamakibat reaksi elektro kimia dengan lingkungannya. Korosi atau pengkaratan merupakan fenomena kimia pada bahan – bahan logam yang pada dasarnya merupakan reaksi logam menjadi ion pada permukaan logam yang kontak langsung dengan lingkungan berair dan oksigen. Contoh yang paling umum, yaitu kerusakan logam besi dengan terbentuknya karat oksida. Dengan demikian, korosi menimbulkan banyak kerugian.
Korosi logam melibatkan proses anodik, yaitu oksidasi logam menjadi iondengan melepaskan elektron ke dalam (permukaan) logam dan proses katodik yang mengkonsumsi electron tersebut dengan laju yang sama : proses katodik biasanya merupakan reduksi ion hidrogen atau oksigen dari lingkungan sekitarnya. Untuk contoh korosi logam besi dalam udara lembab, misalnya proses reaksinya dapat dinyatakan sebagai berikut :
Anode {Fe(s)→ Fe2+(aq)+ 2 e}
x 2
Katode O2(g)+ 4H+(aq)+ 4 e → 2 H2O(l)
+
Redoks 2 Fe(s) + O2 (g)+ 4 H+(aq)→ 2 Fe2++ 2 H2O(l)
Dari data potensial elektrode dapat dihitung bahwa emf standar untuk proses korosi ini, ,yaitu E0sel =+1,67 V ; reaksi ini terjadi pada lingkungan asam dimana ion H+ sebagian dapat diperoleh dari reaksi karbon dioksida atmosfer dengan air membentuk H2CO3. Ion Fe+2 yang terbentuk, di anode kemudian teroksidasi lebih lanjut oleh oksigen membentuk besi (III) oksida :
4 Fe+2(aq)+ O2 (g) + (4 + 2x) H2O(l) → 2 Fe2O3x H2O + 8 H+(aq)
Hidrat besi (III) oksida inilah yang dikenal sebagai karat besi. Sirkuit listrik dipacu oleh migrasi elektron dan ion, itulah sebabnya korosi cepat terjadi dalamair garam.
Jika proses korosi terjadi dalam lingkungan basa, maka reaksi katodik yang
terjadi, yaitu :
O2 (g) + 2 H2O(l)+ 4e → 4 OH-(aq)
Oksidasi lanjut ion Fe2+ tidak berlangsung karena lambatnya gerak ion inisehingga sulit berhubungan dengan oksigen udara luar, tambahan pula ion inisegera ditangkap oleh garam kompleks hexasianoferat (II) membentuk senyawa kompleks stabil biru. Lingkungan basa tersedia karena kompleks kaliumheksasianoferat (III).
Korosi besi realatif cepat terjadi dan berlangsung terus, sebab lapisan senyawa besi (III) oksida yang terjadi bersifat porous sehingga mudah ditembus oleh udara maupun air. Tetapi meskipun alumunium mempunyai potensial reduksi jauh lebih negatif ketimbang besi, namun proses korosi lanjut menjadi terhambat karena hasil oksidasi Al2O3, yang melapisinya tidak bersifat porous sehingga melindungi logam yang dilapisi dari kontak dengan udara luar.
B. Dampak Dari Korosi
Karatan adalah istilah yang diberikan masyarakat terhadap logam yang
mengalami kerusakan berbentuk keropos. Sedangkan bagian logam yang rusak
dan berwarna hitam kecoklatan pada baja disebut Karat. Secara teoritis karat adalah istilah yang diberikan terhadap satu jenis logam saja yaitu baja, sedangkansecara umum istilah karat lebih tepat disebut korosi. Korosi didefenisikan sebagai degradasi material (khususnya logam dan paduannya) atau sifatnya akibat berinteraksi dengan lingkungannya.
Korosi merupakan proses atau reaksi elektrokimia yang bersifat alamiah dan berlangsung dengan sendirinya, oleh karena itu korosi tidak dapat dicegah atau dihentikan sama sekali. Korosi hanya bisa dikendalikan atau diperlambat lajunya sehingga memperlambat proses perusakannya.
Dilihat dari aspek elektrokimia, korosi merupakan proses terjadinya transferelektron dari logam ke lingkungannya. Logam berlaku sebagai sel yang memberikan elektron (anoda) dan lingkungannya sebagai penerima elektron (katoda). Reaksi yang terjadi pada logam yang mengalami korosi adalah reaksioksidasi, dimana atom-atom logam larut kelingkungannya menjadi ion-ion dengan melepaskan elektron pada logam tersebut. Sedangkan dari katoda terjadi reaksi, dimana ion-ion dari lingkungan mendekati logam dan menangkap elektron - elektron yang tertinggal pada logam.
Dampak yang ditimbulkan korosi sungguh luar biasa. Berdasarkanpengalaman pada tahun-tahun sebelumnya, Amerika Serikat mengalokasikan biaya pengendalian korosi sebesar 80 hingga 126 milyar dollar per tahun. DiIndonesia, dua puluh tahun lalu saja biaya yang ditimbulkan akibat korosi dalam bidang indusri mencapai 5 trilyun rupiah. Nilai tersebut memberi gambaran kepada kita betapa besarnya dampak yang ditimbulkan korosi dan nilai ini semakin meningkat setiap tahunnya karena belum terlaksananya pengendalian korosi secara baik bidang indusri. Dampak yang ditimbulkan korosi dapat berupa kerugian langsung dan kerugian tidak langsung. Kerugian langsung adalah berupa terjadinya kerusakan pada peralatan, permesinan atau stuktur bangunan. Sedangkan kerugian tidak langsung berupa terhentinya aktifitas produksi karena terjadinya penggantian peralatan yang rusak akibat korosi, terjadinya kehilangan produk akibat adanya kerusakan pada kontainer, tanki bahan bakar atau jaringan pemipaan air bersih atau minyak mentah, terakumulasinya produk korosi pada alat penukar panas dan jaringan pemipaannya akan menurunkan efisiensi perpindahan panasnya, dan lain sebagainya. Bahkan kerugian tidak langsung dapat berupa terjadinya kecelakaan yang menimbulkan korban jiwa, seperti kejadian runtuhnya jembatan akibat korosi retak tegang.
Berdasarkan kondisi lingkungannya, korosi dapat diklasifikasikan sebagai korosi basah yaitu korosi yang terjadi dilingkungan air, korosi atmosferik yang terjadi di udara terbuka dankorosi temperatur tinggi yaitu korosi yang terjadi dilingkungan bertemperatur diatas 500oC.
C. Bentuk-Bentuk Korosi
Bentuk-bentuk korosi dapat berupa korosi merata, korosi galvanik, korosisumuran, korosi celah, korosi retak tegang (stress corrosion cracking), korosiretak fatik (corrosion fatique cracking) dan korosi akibat pengaruh hidogen(corrosion induced hydrogen), korosi intergranular, selective leaching, dan korosierosi.
Korosi merata adalah korosi yang terjadi secara serentak diseluruhpermukaan logam, oleh karena itu pada logam yang mengalami korosi merataakan terjadi pengurangan dimensi yang relatif besar per satuan waktu. Kerugian langsung akibat korosi merata berupa kehilangan material konstruksi, keselamatan kerja dan pencemaran lingkungan akibat produk korosi dalam bentuk senyawa yang mencemarkan lingkungan. Sedangkan kerugian tidak langsung, antara lain berupa penurunan kapasitas dan peningkatan biaya perawatan (preventive maintenance).
Korosi galvanik terjadi apabila dua logam yang tidak sama dihubungkan dan berada di lingkungan korosif. Salah satu dari logam tersebut akan mengalami korosi, sementara logam lainnya akan terlindung dari serangan korosi. Logamyang mengalami korosi adalah logam yang memiliki potensial yang lebih rendahdan logam yang tidak mengalami korosi adalah logam yang memiliki potensial lebih tinggi.
Korosi sumuran adalah korosi lokal yang terjadi pada permukaan yang terbuka akibat pecahnya lapisan pasif. Terjadinya korosi sumuran ini diawali dengan pembentukan lapisan pasif dipermukaannya, pada antar muka lapisan pasif dan elektrolit terjadi penurunan pH, sehingga terjadi pelarutan lapisan pasif secara perlahan-lahan dan menyebabkan lapisan pasif pecah sehingga terjadi korosi sumuran. Korosi sumuran ini sangat berbahaya karena lokasi terjadinya sangat kecil tetapi dalam, sehingga dapat menyebabkan peralatan atau struktur patah mendadak.
Korosi celah adalah korosi lokal yang terjadi pada celah diantara duakomponen. Mekanisme terjadinya korosi celah ini diawali dengan terjadi korosi merata diluar dan didalam celah, sehingga terjadi oksidasi logam dan reduksi oksigen. Pada suatu saat oksigen (O2) di dalam celah habis, sedangkan oksigen
(O2) diluar celah masih banyak, akibatnya permukaan logam yang berhubungan dengan bagian luar menjadi katoda dan permukaan logam yang didalam celah menjadi anoda sehingga terbentuk celah yang terkorosi.
Korosi retak tegang (stress corrosion cracking), korosi retak fatik (corrosion
fatique cracking) dan korosi akibat pengaruh hidogen (corrosion induced
hydrogen) adalah bentuk korosi dimana material mengalami keretakan akibat
pengaruh lingkungannya. Korosi retak tegang terjadi pada paduan logam yang mengalami tegangan tarik statis dilingkungan tertentu, seperti : baja tahan karat sangat rentan terhadap lingkungan klorida panas, tembaga rentan dilarutan amonia dan baja karbon rentan terhadap nitrat. Korosi retak fatk terjadi akibat tegangan berulang dilingkungan korosif. Sedangkan korosi akibat pengaruh hidogen terjadi karena berlangsungnya difusi hidrogen kedalam kisi paduan.
Korosi intergranular adalah bentuk korosi yang terjadi pada paduan logam akibat terjadinya reaksi antar unsur logam tersebut di batas butirnya. Seperti yang terjadi pada baja tahan karat austenitik apabila diberi perlakuan panas. Padatemperatur 425 – 815oC karbida krom (Cr23C6) akan mengendap di batas butir. Dengan kandungan krom dibawah 10 %, didaerah pengendapan tersebut akan mengalami korosi dan menurunkan kekuatan baja tahan karat tersebut. Selective leaching adalah korosi yang terjadi pada paduan logam karena pelarutan salah satu unsur paduan yang lebih aktif, seperti yang biasa terjadi pada paduan tembaga-seng. Mekanisme terjadinya korosi selective leaching diawali dengan terjadi pelarutan total terhadap semua unsur. Salah satu unsur pemadu yang potensialnya lebih tinggi akan terdeposisi, sedangkan unsur yangpotensialnya lebih rendah akan larut ke elektrolit. Akibatnya terjadi keropos padalogam paduan tersebut. Contoh lain selective leaching terjadi pada besi tuangkelabu yang digunakan sebagai pipa pembakaran. Berkurangnya besi dalampaduan besi tuang akan menyebabkan paduan tersebut menjadi porous dan lemah,sehingga dapat menyebabkan terjadinya pecah pada pipa.
Kombinasi antara fluida yang korosif dan kecepatan aliran yang tinggimenyebabkan terjadinya korosi erosi, seperti yang terjadi pada pipa baja yangdigunakan untuk mengalirkan uap yang mengandung air.Pengukuran laju korosi
dapat dilakukan dengan berbagai cara. Pengukuran yang paling sederhanabiasanya dilakukan dengan cara mengukur kehilangan logam (berdasarkanperbedaan beratnya). Meskipun demikian beberapa metoda pegukuran laju korosiyang dapat diterapkan antara lain adalah dengan mengukur ion logam yangterdapat dilingkungan, mengukur konduktivitas lingkungan, mengukur berat jenislingkungan atau berdasarkan reaksi dengan metoda elektrokimia. Begitubanyaknya bentuk bentuk korosi yang dapat terjadi, sehingga seyogianya korositersebut dikenali dengan baik untuk dikendalikan, terutama bagi mereka yangmenangani bidang perencanaan dan perawatan peralatan pabrik, saranatransportasi dan fasilitas umum lainnya. Sehingga kedepan diharapkan dapatmeningkatkan umur (life time) peralatan yang digunakan dan yang lebih pentinglagi dapat menghindari terjadinya kecelakaan akibat kegagalan material yangmenimbulkan korban jiwa.
Pencegahan korosi
Pencegahan korosi didasarkan pada dua prinsip berikut :
- Mencegah kontak dengan oksigen dan/atau air
Korosi besi memerlukan oksigen dan air. Bila salah satu tidak ada, maka peristiwa korosi tidak dapat terjadi. Korosi dapat dicegah dengan melapisi besi dengan cat, oli, logam lain yang tahan korosi (logam yang lebih aktif seperti seg dan krom). Penggunaan logam lain yang kurang aktif (timah dan tembaga) sebagai pelapis pada kaleng bertujuan agar kaleng cepat hancur di tanah. Timah atau tembaga bersifat mampercepat proses korosi.
- Perlindungan katoda (pengorbanan anoda)
Besi yang dilapisi atau dihubugkan dengan logam lain yang lebih aktif akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katoda. Di sini, besi berfungsi hanya sebagai tempat terjadinya reduksi oksigen. Logam lain berperan sebagai anoda, dan mengalami reaksi oksidasi. Dalam hal ini besi, sebagai katoda, terlindungi oleh logam lain (sebagai anoda, dikorbankan). Besi akan aman terlindungi selama logam pelindungnya masih ada / belum habis. Untuk perlindungan katoda pada sistem jaringan pipa bawah tanah lazim digunakan logam magnesium, Mg. Logam ini secara berkala harus dikontrol dan diganti.
- Membuat alloy atau paduan logam yang bersifat tahan karat, misalnya besi dicampur dengan logam Ni dan Cr menjadi baja stainless (72% Fe, 19%Cr, 9%Ni).
Beberapa cara untuk menanggulangi besi atau logam lain agar tahan dari proses perkaratan :
1. Melapisi besi atau logam lainnya dengan cat khusus besi yang banyak dijual di toko-toko bahan bangunan.
2. Membuat logam dengan campuran yang serba sama atau homogen ketika pembuatan atau produksi besi atau logam lainnya di pabrik.
3. Pada permukaan logam diberi oli atau vaselin
4. Menghubungkan dengan logam aktif seperti magnesium / Mg melaui kawat agar yang berkarat adalah magnesiumnya. Hal ini banyak dilakukan untuk mencegah berkarat pada tiang listrik besi atau baja. Mg ditanam tidak jauh dari tiang listrik.
5. Melakukan proses galvanisasi dengan cara melapisi logam besi dengan seng tipis atau timah yang terletak di sebelah kiri deret volta.
6. Melakukan proses elektro kimia dengan jalan memberi lapisan timah seperti yang biasa dilakukan pada kaleng.
(KOROSI)
DISUSUN OLEH :
HERI UTOMO
200925023
TEKNIK KIMIA
INSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI AL KAMAL
SERANG
2011
KOROSI
Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan senyawa-senyawa yang tidak dikehendaki. Dalam bahasa sehari-hari, korosi disebut perkaratan. Contoh korosi yang paling lazim adalah perkaratan besi.
Pada peristiwa korosi, logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen (udara) mengalami reduksi. Karat logam umumnya adalah berupa oksida atau karbonat. Rumus kimia karat besi adalah Fe2O3.nH2O, suatu zat padat yang berwarna coklat-merah.
Korosi merupakan proses elektrokimia. Pada korosi besi, bagian tertentu dari besi itu berlaku sebagai anode, di mana besi mengalami oksidasi.
Fe(s) <--> Fe2+(aq) + 2e
Elektron yang dibebaskan di anode mengalir ke bagian lain dari besi itu yang bertindak sebagai katode, di mana oksigen tereduksi.
O2(g) + 4H+(aq) + 4e <--> 2H2O(l)
atau
O2(g) + 2H2O(l) + 4e <--> 4OH-(aq)
Ion besi (II) yang terbentuk pada anode selanjutnya teroksidasi membentuk ion besi (III) yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi, yaitu karat besi. Mengenai bagian mana dari besi itu yang bertindak sebagai anode dan bagian mana yang bertindak sebagai katode, bergantung pada berbagai faktor, misalnya zat pengotor, atau perbedaan rapatan logam itu.
Korosi dapat juga diartikan sebagai serangan yang merusak logam karena logam bereaksi secara kimia atau elektrokimia dengan lingkungan. Ada definisi lain yang mengatakan bahwa korosi adalah kebalikan dari proses ekstraksi logam dari bijih mineralnya. Contohnya, bijih mineral logam besi di alam bebas ada dalam bentuk senyawa besi oksida atau besi sulfida, setelah diekstraksi dan diolah, akan dihasilkan besi yang digunakan untuk pembuatan baja atau baja paduan. Selama pemakaian, baja tersebut akan bereaksi dengan lingkungan yang menyebabkan korosi (kembali menjadi senyawa besi oksida).
Deret Volta dan hukum Nernst akan membantu untuk dapat mengetahui kemungkinan terjadinya korosi. Kecepatan korosi sangat tergantung pada banyak faktor, seperti ada atau tidaknya lapisan oksida, karena lapisan oksida dapat menghalangi beda potensial terhadap elektrodalainnya yang akan sangat berbeda bila masih bersih dari oksida.
A. Proses Terjadinya Korosi
Korosi (Kennet dan Chamberlain, 1991) adalah penurunan mutu logamakibat reaksi elektro kimia dengan lingkungannya. Korosi atau pengkaratan merupakan fenomena kimia pada bahan – bahan logam yang pada dasarnya merupakan reaksi logam menjadi ion pada permukaan logam yang kontak langsung dengan lingkungan berair dan oksigen. Contoh yang paling umum, yaitu kerusakan logam besi dengan terbentuknya karat oksida. Dengan demikian, korosi menimbulkan banyak kerugian.
Korosi logam melibatkan proses anodik, yaitu oksidasi logam menjadi iondengan melepaskan elektron ke dalam (permukaan) logam dan proses katodik yang mengkonsumsi electron tersebut dengan laju yang sama : proses katodik biasanya merupakan reduksi ion hidrogen atau oksigen dari lingkungan sekitarnya. Untuk contoh korosi logam besi dalam udara lembab, misalnya proses reaksinya dapat dinyatakan sebagai berikut :
Anode {Fe(s)→ Fe2+(aq)+ 2 e}
x 2
Katode O2(g)+ 4H+(aq)+ 4 e → 2 H2O(l)
+
Redoks 2 Fe(s) + O2 (g)+ 4 H+(aq)→ 2 Fe2++ 2 H2O(l)
Dari data potensial elektrode dapat dihitung bahwa emf standar untuk proses korosi ini, ,yaitu E0sel =+1,67 V ; reaksi ini terjadi pada lingkungan asam dimana ion H+ sebagian dapat diperoleh dari reaksi karbon dioksida atmosfer dengan air membentuk H2CO3. Ion Fe+2 yang terbentuk, di anode kemudian teroksidasi lebih lanjut oleh oksigen membentuk besi (III) oksida :
4 Fe+2(aq)+ O2 (g) + (4 + 2x) H2O(l) → 2 Fe2O3x H2O + 8 H+(aq)
Hidrat besi (III) oksida inilah yang dikenal sebagai karat besi. Sirkuit listrik dipacu oleh migrasi elektron dan ion, itulah sebabnya korosi cepat terjadi dalamair garam.
Jika proses korosi terjadi dalam lingkungan basa, maka reaksi katodik yang
terjadi, yaitu :
O2 (g) + 2 H2O(l)+ 4e → 4 OH-(aq)
Oksidasi lanjut ion Fe2+ tidak berlangsung karena lambatnya gerak ion inisehingga sulit berhubungan dengan oksigen udara luar, tambahan pula ion inisegera ditangkap oleh garam kompleks hexasianoferat (II) membentuk senyawa kompleks stabil biru. Lingkungan basa tersedia karena kompleks kaliumheksasianoferat (III).
Korosi besi realatif cepat terjadi dan berlangsung terus, sebab lapisan senyawa besi (III) oksida yang terjadi bersifat porous sehingga mudah ditembus oleh udara maupun air. Tetapi meskipun alumunium mempunyai potensial reduksi jauh lebih negatif ketimbang besi, namun proses korosi lanjut menjadi terhambat karena hasil oksidasi Al2O3, yang melapisinya tidak bersifat porous sehingga melindungi logam yang dilapisi dari kontak dengan udara luar.
B. Dampak Dari Korosi
Karatan adalah istilah yang diberikan masyarakat terhadap logam yang
mengalami kerusakan berbentuk keropos. Sedangkan bagian logam yang rusak
dan berwarna hitam kecoklatan pada baja disebut Karat. Secara teoritis karat adalah istilah yang diberikan terhadap satu jenis logam saja yaitu baja, sedangkansecara umum istilah karat lebih tepat disebut korosi. Korosi didefenisikan sebagai degradasi material (khususnya logam dan paduannya) atau sifatnya akibat berinteraksi dengan lingkungannya.
Korosi merupakan proses atau reaksi elektrokimia yang bersifat alamiah dan berlangsung dengan sendirinya, oleh karena itu korosi tidak dapat dicegah atau dihentikan sama sekali. Korosi hanya bisa dikendalikan atau diperlambat lajunya sehingga memperlambat proses perusakannya.
Dilihat dari aspek elektrokimia, korosi merupakan proses terjadinya transferelektron dari logam ke lingkungannya. Logam berlaku sebagai sel yang memberikan elektron (anoda) dan lingkungannya sebagai penerima elektron (katoda). Reaksi yang terjadi pada logam yang mengalami korosi adalah reaksioksidasi, dimana atom-atom logam larut kelingkungannya menjadi ion-ion dengan melepaskan elektron pada logam tersebut. Sedangkan dari katoda terjadi reaksi, dimana ion-ion dari lingkungan mendekati logam dan menangkap elektron - elektron yang tertinggal pada logam.
Dampak yang ditimbulkan korosi sungguh luar biasa. Berdasarkanpengalaman pada tahun-tahun sebelumnya, Amerika Serikat mengalokasikan biaya pengendalian korosi sebesar 80 hingga 126 milyar dollar per tahun. DiIndonesia, dua puluh tahun lalu saja biaya yang ditimbulkan akibat korosi dalam bidang indusri mencapai 5 trilyun rupiah. Nilai tersebut memberi gambaran kepada kita betapa besarnya dampak yang ditimbulkan korosi dan nilai ini semakin meningkat setiap tahunnya karena belum terlaksananya pengendalian korosi secara baik bidang indusri. Dampak yang ditimbulkan korosi dapat berupa kerugian langsung dan kerugian tidak langsung. Kerugian langsung adalah berupa terjadinya kerusakan pada peralatan, permesinan atau stuktur bangunan. Sedangkan kerugian tidak langsung berupa terhentinya aktifitas produksi karena terjadinya penggantian peralatan yang rusak akibat korosi, terjadinya kehilangan produk akibat adanya kerusakan pada kontainer, tanki bahan bakar atau jaringan pemipaan air bersih atau minyak mentah, terakumulasinya produk korosi pada alat penukar panas dan jaringan pemipaannya akan menurunkan efisiensi perpindahan panasnya, dan lain sebagainya. Bahkan kerugian tidak langsung dapat berupa terjadinya kecelakaan yang menimbulkan korban jiwa, seperti kejadian runtuhnya jembatan akibat korosi retak tegang.
Berdasarkan kondisi lingkungannya, korosi dapat diklasifikasikan sebagai korosi basah yaitu korosi yang terjadi dilingkungan air, korosi atmosferik yang terjadi di udara terbuka dankorosi temperatur tinggi yaitu korosi yang terjadi dilingkungan bertemperatur diatas 500oC.
C. Bentuk-Bentuk Korosi
Bentuk-bentuk korosi dapat berupa korosi merata, korosi galvanik, korosisumuran, korosi celah, korosi retak tegang (stress corrosion cracking), korosiretak fatik (corrosion fatique cracking) dan korosi akibat pengaruh hidogen(corrosion induced hydrogen), korosi intergranular, selective leaching, dan korosierosi.
Korosi merata adalah korosi yang terjadi secara serentak diseluruhpermukaan logam, oleh karena itu pada logam yang mengalami korosi merataakan terjadi pengurangan dimensi yang relatif besar per satuan waktu. Kerugian langsung akibat korosi merata berupa kehilangan material konstruksi, keselamatan kerja dan pencemaran lingkungan akibat produk korosi dalam bentuk senyawa yang mencemarkan lingkungan. Sedangkan kerugian tidak langsung, antara lain berupa penurunan kapasitas dan peningkatan biaya perawatan (preventive maintenance).
Korosi galvanik terjadi apabila dua logam yang tidak sama dihubungkan dan berada di lingkungan korosif. Salah satu dari logam tersebut akan mengalami korosi, sementara logam lainnya akan terlindung dari serangan korosi. Logamyang mengalami korosi adalah logam yang memiliki potensial yang lebih rendahdan logam yang tidak mengalami korosi adalah logam yang memiliki potensial lebih tinggi.
Korosi sumuran adalah korosi lokal yang terjadi pada permukaan yang terbuka akibat pecahnya lapisan pasif. Terjadinya korosi sumuran ini diawali dengan pembentukan lapisan pasif dipermukaannya, pada antar muka lapisan pasif dan elektrolit terjadi penurunan pH, sehingga terjadi pelarutan lapisan pasif secara perlahan-lahan dan menyebabkan lapisan pasif pecah sehingga terjadi korosi sumuran. Korosi sumuran ini sangat berbahaya karena lokasi terjadinya sangat kecil tetapi dalam, sehingga dapat menyebabkan peralatan atau struktur patah mendadak.
Korosi celah adalah korosi lokal yang terjadi pada celah diantara duakomponen. Mekanisme terjadinya korosi celah ini diawali dengan terjadi korosi merata diluar dan didalam celah, sehingga terjadi oksidasi logam dan reduksi oksigen. Pada suatu saat oksigen (O2) di dalam celah habis, sedangkan oksigen
(O2) diluar celah masih banyak, akibatnya permukaan logam yang berhubungan dengan bagian luar menjadi katoda dan permukaan logam yang didalam celah menjadi anoda sehingga terbentuk celah yang terkorosi.
Korosi retak tegang (stress corrosion cracking), korosi retak fatik (corrosion
fatique cracking) dan korosi akibat pengaruh hidogen (corrosion induced
hydrogen) adalah bentuk korosi dimana material mengalami keretakan akibat
pengaruh lingkungannya. Korosi retak tegang terjadi pada paduan logam yang mengalami tegangan tarik statis dilingkungan tertentu, seperti : baja tahan karat sangat rentan terhadap lingkungan klorida panas, tembaga rentan dilarutan amonia dan baja karbon rentan terhadap nitrat. Korosi retak fatk terjadi akibat tegangan berulang dilingkungan korosif. Sedangkan korosi akibat pengaruh hidogen terjadi karena berlangsungnya difusi hidrogen kedalam kisi paduan.
Korosi intergranular adalah bentuk korosi yang terjadi pada paduan logam akibat terjadinya reaksi antar unsur logam tersebut di batas butirnya. Seperti yang terjadi pada baja tahan karat austenitik apabila diberi perlakuan panas. Padatemperatur 425 – 815oC karbida krom (Cr23C6) akan mengendap di batas butir. Dengan kandungan krom dibawah 10 %, didaerah pengendapan tersebut akan mengalami korosi dan menurunkan kekuatan baja tahan karat tersebut. Selective leaching adalah korosi yang terjadi pada paduan logam karena pelarutan salah satu unsur paduan yang lebih aktif, seperti yang biasa terjadi pada paduan tembaga-seng. Mekanisme terjadinya korosi selective leaching diawali dengan terjadi pelarutan total terhadap semua unsur. Salah satu unsur pemadu yang potensialnya lebih tinggi akan terdeposisi, sedangkan unsur yangpotensialnya lebih rendah akan larut ke elektrolit. Akibatnya terjadi keropos padalogam paduan tersebut. Contoh lain selective leaching terjadi pada besi tuangkelabu yang digunakan sebagai pipa pembakaran. Berkurangnya besi dalampaduan besi tuang akan menyebabkan paduan tersebut menjadi porous dan lemah,sehingga dapat menyebabkan terjadinya pecah pada pipa.
Kombinasi antara fluida yang korosif dan kecepatan aliran yang tinggimenyebabkan terjadinya korosi erosi, seperti yang terjadi pada pipa baja yangdigunakan untuk mengalirkan uap yang mengandung air.Pengukuran laju korosi
dapat dilakukan dengan berbagai cara. Pengukuran yang paling sederhanabiasanya dilakukan dengan cara mengukur kehilangan logam (berdasarkanperbedaan beratnya). Meskipun demikian beberapa metoda pegukuran laju korosiyang dapat diterapkan antara lain adalah dengan mengukur ion logam yangterdapat dilingkungan, mengukur konduktivitas lingkungan, mengukur berat jenislingkungan atau berdasarkan reaksi dengan metoda elektrokimia. Begitubanyaknya bentuk bentuk korosi yang dapat terjadi, sehingga seyogianya korositersebut dikenali dengan baik untuk dikendalikan, terutama bagi mereka yangmenangani bidang perencanaan dan perawatan peralatan pabrik, saranatransportasi dan fasilitas umum lainnya. Sehingga kedepan diharapkan dapatmeningkatkan umur (life time) peralatan yang digunakan dan yang lebih pentinglagi dapat menghindari terjadinya kecelakaan akibat kegagalan material yangmenimbulkan korban jiwa.
Pencegahan korosi
Pencegahan korosi didasarkan pada dua prinsip berikut :
- Mencegah kontak dengan oksigen dan/atau air
Korosi besi memerlukan oksigen dan air. Bila salah satu tidak ada, maka peristiwa korosi tidak dapat terjadi. Korosi dapat dicegah dengan melapisi besi dengan cat, oli, logam lain yang tahan korosi (logam yang lebih aktif seperti seg dan krom). Penggunaan logam lain yang kurang aktif (timah dan tembaga) sebagai pelapis pada kaleng bertujuan agar kaleng cepat hancur di tanah. Timah atau tembaga bersifat mampercepat proses korosi.
- Perlindungan katoda (pengorbanan anoda)
Besi yang dilapisi atau dihubugkan dengan logam lain yang lebih aktif akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katoda. Di sini, besi berfungsi hanya sebagai tempat terjadinya reduksi oksigen. Logam lain berperan sebagai anoda, dan mengalami reaksi oksidasi. Dalam hal ini besi, sebagai katoda, terlindungi oleh logam lain (sebagai anoda, dikorbankan). Besi akan aman terlindungi selama logam pelindungnya masih ada / belum habis. Untuk perlindungan katoda pada sistem jaringan pipa bawah tanah lazim digunakan logam magnesium, Mg. Logam ini secara berkala harus dikontrol dan diganti.
- Membuat alloy atau paduan logam yang bersifat tahan karat, misalnya besi dicampur dengan logam Ni dan Cr menjadi baja stainless (72% Fe, 19%Cr, 9%Ni).
Beberapa cara untuk menanggulangi besi atau logam lain agar tahan dari proses perkaratan :
1. Melapisi besi atau logam lainnya dengan cat khusus besi yang banyak dijual di toko-toko bahan bangunan.
2. Membuat logam dengan campuran yang serba sama atau homogen ketika pembuatan atau produksi besi atau logam lainnya di pabrik.
3. Pada permukaan logam diberi oli atau vaselin
4. Menghubungkan dengan logam aktif seperti magnesium / Mg melaui kawat agar yang berkarat adalah magnesiumnya. Hal ini banyak dilakukan untuk mencegah berkarat pada tiang listrik besi atau baja. Mg ditanam tidak jauh dari tiang listrik.
5. Melakukan proses galvanisasi dengan cara melapisi logam besi dengan seng tipis atau timah yang terletak di sebelah kiri deret volta.
6. Melakukan proses elektro kimia dengan jalan memberi lapisan timah seperti yang biasa dilakukan pada kaleng.
Langganan:
Postingan (Atom)