Ekstrak Bahan Alam sebagai Alternatif Inhibitor Korosi

"Back to Nature (kembali ke alam)" merupakan istilah yang digunakan oleh banyak orang, agar masyarakat kembali memanfaatkan bahan-bahan kimia yang telah disediakan oleh alam dan bukan bahan sintetis. Trend back to nature ini didasarkan oleh berbagai kekurangan, keamanan, dan bahaya kesehatan dari penggunaan yang terus menerus dari bahan kimia sintetis. Contoh sederhananya adalah dalam bidang pertanian, dimana banyak petani dan konsumen lebih memilih hasil pertanian yang dipupuk dengan mengunakan pupuk alami (kompos/kotoran ternak) dibandingkan dengan pupuk sintetis. Contoh-contoh lainnya adalah penggunaan plastik, dimana sekarang sedang digalakkan pencarian bahan baku plastik alami (biopolimer) yang diharapkan dapat menggantikan peranan plastik sintetis yang bersifat nonbiodegradable dan tidak ramah lingkungan. Begitupun dengan zat aditif makanan (alami dan sintetis), soft drink, dan lain-lain.

Istilah back to nature juga berlaku dalam aplikasinya dibidang kimia korosi. Tetapi sebelum meninjau lebih jauh aplikasinya, mungkin penulis akan menjelaskan terlebih dahulu apa itu korosi dan inhibitor.

Korosi atau secara awam dikenal sebagai pengkaratan merupakan suatu peristiwa kerusakan atau penurunan kualitas suatu bahan logam yang disebabkan oleh terjadi reaksi dengan lingkungan. Biasanya proses korosi logam berlangsung secara elektrokimia yang terjadi secara simultan pada daerah anoda dan katoda yang membentuk rangkaian arus listrik tertutup. Proses pencegahan korosi dapat dilakukan, diantaranya dengan pelapisan pada permukaan logam, perlindungan katodik, penambahan inhibitor korosi dan lain-lain. Sejauh ini, penggunaan inhibitor merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk mencegah korosi, karena biayanya yang relatif murah dan prosesnya yang sederhana.

Inhibitor korosi sendiri didefinisikan sebagai suatu zat yang apabila ditambahkan dalam jumlah sedikit ke dalam lingkungan akan menurunkan serangan korosi lingkungan terhadap logam. Umumnya inhibitor korosi berasal dari senyawa-senyawa organik dan anorganik yang mengandung gugus-gugus yang memiliki pasangan elektron bebas, seperti nitrit, kromat, fospat, urea, fenilalanin, imidazolin, dan senyawa-senyawa amina. Namun demikian, pada kenyataannya bahwa bahan kimia sintesis ini merupakan bahan kimia yang berbahaya, harganya lumayan mahal, dan tidak ramah lingkungan, maka sering industri-industri kecil dan menengah jarang menggunakan inhibitor pada sistem pendingin, sistem pemipaan, dan sistem pengolahan air produksi mereka, untuk melindungi besi/baja dari serangan korosi. Untuk itu penggunaan inhibitor yang aman, mudah didapatkan, bersifat biodegradable, biaya murah, dan ramah lingkungan sangatlah diperlukan.

Bahan Alam sebagai Alternatif Inhibitor

Salah satu alternatifnya adalah ekstrak bahan alam khususnya senyawa yang mengandung atom N, O, P, S, dan atom-atom yang memiliki pasangan elektron bebas. Unsur-unsur yang mengandung pasangan elektron bebas ini nantinya dapat berfungsi sebagai ligan yang akan membentuk senyawa kompleks dengan logam. Dari beberapa hasil penelitian seperti Fraunhofer (1996), diketahui bahwa ekstrak daun tembakau, teh dan kopi dapat efektif sebagai inhibitor pada sampel logam besi, tembaga, dan alumunium dalam medium larutan garam. Keefektifan ini diduga karena ekstrak daun tembakau, teh, dan kopi memiliki unsur nitrogen yang berfungsi sebagai pendonor elektron terhadap logam Fe²⁺ untuk membentuk senyawa kompleks.

Sudrajat dan Ilim (2006) juga mengemukakan bahwa ekstrak daun tembakau, lidah buaya, daun pepaya, daun teh, dan kopi dapat efektif menurunkan laju korosi mild steel dalam medium air laut buatan yang jenuh CO₂. Efektivitas ekstrak bahan alam sebagai inhibitor korosi tidak terlepas dari kandungan nitrogen yang terdapat dalam senyawaan kimianya seperti daun tembakau yang mengandung senyawa-senyawa kimia antara lain nikotin, hidrazin, alanin, quinolin, anilin, piridin, amina, dan lain-lain (Reynolds, 1994). Lidah buaya mengandung aloin, aloenin, aloesin dan asam amino. Daun pepaya mengandung N-asetil-glukosaminida, benzil isotiosianat, asam amino (Andrade et al., 1943). Sedangkan daun teh dan kopi banyak mengandung senyawa kafein dimana kafein dari daun teh lebih banyak dibandingkan kopi.

Mekanisme Proteksi
Mekanisme proteksi ekstrak bahan alam terhadap besi/baja dari serangan korosi diperkirakan hampir sama dengan mekanisme proteksi oleh inhibitor organik. Reaksi yang terjadi antara logam Fe²⁺ dengan medium korosif seperti CO₂ diperkirakan menghasilkan FeCO₃, oksidasi lanjutan menghasilkan Fe₂(CO₃)₃ dan reaksi antara Fe²⁺ dengan inhibitor ekstrak bahan alam menghasilkan senyawa kompleks. Inhibitor ekstrak bahan alam yang mengandung nitrogen mendonorkan sepasang elektronnya pada permukaan logam mild steel ketika ion Fe²⁺ terdifusi ke dalam larutan elektrolit, reaksinya adalah Fe -> Fe²⁺ + 2e^- (melepaskan elektron) dan Fe²⁺ + 2e^- -> Fe (menerima elektron).

Produk yang terbentuk di atas mempunyai kestabilan yang tinggi dibanding dengan Fe saja, sehingga sampel besi/baja yang diberikan inhibitor ekstrak bahan alam akan lebih tahan (ter-proteksi) terhadap korosi. Contoh lainnya, dapat juga dilihat dari struktur senyawa nikotin dan kafein yang terdapat dalam ekstrak daun tembakau, teh, dan kopi, dimana kafein dan nikotin yang mengandung gugus atom nitrogen akan menyumbangkan pasangan elektron bebasnya untuk mendonorkan elektron pada logam Fe2+ sehingga terbentuk senyawa kompleks dengan mekanisme yang sama seperti diatas.

RUBY

Karakteristik :
Variasi warna : Merah-darah, keunguan, dan kecoklatan.
Kadar transparasi : Transparan, translusan, opak.
Kilap polis : Kilap-intan, kilap-kaca.
Indeks bias : 1,766 - 1,774.
Kadar keras : 9.
Berat Jenis : 3,97 - 4,00.
Formula kimia : Al2O3.
Sistim kristal : Heksagonal.
Wilayah penghasil : Myanmar, Srilangka, Muangthai, Tanzania.
Aura batu : Memancar kewibawan, menumbuhkan rasa percaya
diri dan kebijakan dalam mengambil keputusan.



Batu-permata rubi dengan warna merahnya yang mendarah
melambangkan ke perwiraan, kewibawaan, dan rasa percaya-diri yang tinggi.
Tidak tahu darimana asal-usulnya, namun warna "darah-merpati" (
pigeon-blood) pada ribu dinilai paling tinggi di pasaran dunia. Sayangnya
istilah tadi terasa kurang meyakinkan kalau ditafsirkan secara harfiah
karena, seperti apa sih sebenarnya warna darah-merpati itu? lagipula kan tentu ada
bedanya antara darah merpati yang tua dengan yang muda, yang sakit dengan
yangs sehat. Hanya karena salah-kaprah, istilah ini terlanjur susah untuk
dirubah.
Rubi dan safir hakekatnya masih saudara
sekandung dari keluarga mineral korodium. Mereka terlahir dengan warna merah,
baik yang kecoklatan maupun yang keunguan, biasa disebut rubi; sementara
semua keluarga korundum yang berwarna lain lazim diberi nama safir. Kadar
transarasi rubijuga bervariasi, mulai transaparan sampai opak (rubi-daging),
dengan tingkatan harga yang berbeda-beda pula. Dan kalau bicara masalah harga
batu-permata, jenis rubi inilah salah-satu yang paling mahal harganya
didunia. Rubi top yang berbobot lebih dari 10 karat dinilai sampai US$
20,000.00 per karat melebihi harga intan yang setara kualitas dan ukurannya.

#. Fluoride Pada Pasta Gigi........?!

Fluoride Dalam Pasta Gigipun Menyimpan Bahaya

Menggosok gigi merupakan kebiasaan mutlak diperlukan bagi kesehatan. Kebiasaan ini bahkan diajarkan sejak kita masih kecil dengan tujuan agar gigi kita tetap sehat. Sejak dulu, produk pasta gigi erat sekali dengan kandungan fluoride yang tak bisa dipungkiri merupakan salah satu zat yang dibutuhkan tubuh bagi pertumbuhan dan kesehatan gigi. Namun bagaimana sebenarnya dampak fluoride bagi kesehatan?

Di Indonesia, pasta gigi mengandung fluoride mulai muncul sekitar tahun 70-an. Fluoride yang banyak digunakan jenis Sodium Monofluoro Fosfat atau Sodium Fluoride, dengan kadar yang 250 hingga 800 ppm. Secara detail, fluor merupakan salah satu bahan pasta gigi berfungsi memberikan efek deterjen sebagai satu dari tiga bahan utamanya disamping bahan abrasi sebagai pembersih mekanik permukaan gigi dan pemberi rasa segar pada mulut, sementara bahan lainnya sodium bikarbonat dan baking soda sebagai alkalin untuk mengurangi keasaman plak dan mencegah pembusukan, sedangkan pemutih, pemberi rasa dan sebagainya merupakan bahan tambahan pada racikan pasta tersebut.

Dengan efek tersebut, fluoride berfungsi melapisi struktur gigi dan ketahanannya terhadap proses pembusukan serta pemicu proses mineralisasi. Unsur kimia dalam zat ini mengeraskan email gigi pada persenyawaannya. Begitupun, sejak dulu efek kerugiannya juga sudah dipublikasikan secara luas yakni bahayanya bila tertelan dan karena itu juga kita tidak diajarkan menelan pasta gigi.

Kadar penggunaannya memiliki ambang batas yang bisa membahayakan dari efek paparan bila digunakan berlebihan dan tidak sesuai anjuran. Dari literatur yang ada, fluoride dalam kadar berlebihan berakibat sebaliknya dan harus diawasi terutama pemberian terhadap anak-anak yang cenderung menelan odol pada waktu menyikat gigi karena rasa segar yang didapat apalagi bila ditambah perasa tertentu. Bukan hanya dari pasta gigi, kandungan fluoride juga bisa didapat dari konsumsi makanan tertentu dan tersedia dalam bentuk suplemen yang justru sasaran pemberiannya anak-anak.

Bahaya Fluoride

Dari sejumlah berita yang beredar beberapa waktu lalu fluoride disinyalir sebagai salah satu bahan yang digunakan pada pembuatan bom atom. Efek racun kimiawi yang dipaparkan lewat penemuan ini mendorong para peneliti semakin kritis melakukan riset tentang bahaya flouride pada pasta gigi, kemudian banyak berita mempublikasikan efek samping dan bahaya fluoride dalam memicu osteoporosis dan kerusakan sistem saraf terutama pada penggunaan yang salah.

Sekitar awal tahun 2000‚ pemerintah Belgia menjadi pihak pertama melarang peredaran tablet dan permen mengandung fluoride yang selama ini dianjurkan pemberiannya pada anak-anak untuk menguatkan gigi mereka. Riset lain dari Swedia menyorot kecenderungan anak untuk menelan pasta gigi secara tak sengaja melalui air ludah bekas sikat gigi yang kerap memicu kasus overdosis fluoride dan menimbulkan gangguan seperti banyaknya pengeluaran ludah, tumpulnya indera perasa di sekitar mulut sampai ke gangguan pernafasan bahkan kanker.

Keadaan terhambatnya penyerapan kalsium sebagai salah satu manifestasi efek sampingnya juga dikenal dengan istilah fluorosis yang bisa berakibat lanjut pada penurunan IQ, gangguan sistem saraf dan kekebalan tubuh serta kerapuhan tulang dan terhambatnya pertumbuhan.

Di beberapa negara, anjuran penggunaannya sudah dibatasi untuk usia diatas 5 tahun. Di Indonesia telah dihimbau penggunaannya dalam tiap tube pasta gigi tidak lebih dari 500 ppm dari sebelumnya sekitar 1000-1500 ppm dan mengikuti antisipasinya untuk mengurangi penambah rasa sebagai pencegah anak-anak agar tak menelan pasta gigi tersebut.

Di luar kemungkinan pemberitaan efek fluoride ini sebagai fakta, mungkin tak perlu buru-buru menjadi terlalu resah dan was-was menggunakan produk pasta gigi yang mengan-dung fluoride sejauh kadarnya masih di bawah ambang batas yang dianjurkan. Kesadaran konsumen untuk memilih produk masih tetap bisa dilaksanakan, paling tidak untuk memilih pasta gigi dengan kadar fluoride rendah, dan mungkin, dengan adanya pro dan kontra ini salah satu antisipasi terbaik yang bisa dilakukan adalah dengan mengawasi penggunaannya.

Senyawa Kompleks....%#

Senyawa Kompleks Sebagai Katalis


Studi mengenai senyawa kompleks logam transisi menjadi sangat menarik terkait sifat kimianya yang dapat diaplikasikan sebagai katalis. Sifat-sifat logam pusat seperti muatan, tingkatan oksidasi, konfigurasi elektron dan geometri akan memberikan pengaruh pada reaktifitas senyawa kompleks tersebut.

Katalis senyawa kompleks logam transisi dengan rumus umum [M(L)n]x[A]y dimana M adalah ion logam pusat, L adalah ligan lemah dan A adalah anion lawan berdaya koordinasi lemah atau sama sekali non koordinasi, beberapa diantaranya telah diaplikasikan sebagai katalis dalam reaksi kimia organik. Reaktifitas senyawa kompleks logam transisi ini sebagai katalis muncul disebabkan oleh karena dua hal.

Pertama, ligan lemah yang terikat pada ion logam pusat dapat dengan mudah disubsitusi atau digantikan kedudukannya oleh substrat. Kedua, anion lawan yang berdaya koordinasi lemah atau sama sekali non koordinasi yang merupakan suatu asam lewis kuat, dapat meningkatkan keasaman lewis dari logam pusat. Keasaman diperlukan untuk menarik substrat agar terikat ke pusat aktif logam.

Beberapa senyawa kompleks tembaga(II) seperti [Cu(NCCH3)6][B(C6F5)4]2 dan [Cu(NCCH3)6][BF4]2 dilaporkan telah berhasil disintesis dan diaplikasikan pada reaksi kimia organik seperti aziridinasi dan siklopropanasi berbagai senyawa olefin pada tempratur ruang baik pada fasa homogen maupun heterogen. Pada fasa homogen, katalis-katalis ini menunjukkan hasil yang memuaskan dengan rendemen hasil dan selektifitas yang tinggi. Sedangkan pada fasa heterogen katalis-katalis ini menunjukkan penurunan aktifitas setelah digunakan untuk beberapa kali reaksi. Meski demikian, katalis homogen masih memiliki beberapa kelemahan seperti sulitnya pemisahan dari produk, serta akumulasi logam dan ligan yang bersifat toksik dari senyawa komplek logam transisi yang dapat mecemari lingkungan.

Diagram Energi HCl

Molecular Orbital Energy Levels Diagram

HCl is a simple heteronuclear diatomic molecule. The valence ao’s for this molecule are simply the H 1s and the 3s, 3px, 3py, 3pz ao’s of chlorine.
This following are the molecular orbital energy levels diagram of hydrogen chloride....

HCl has four pairs of valence electrons, yields the electronic configuration
(3s)2 (σ3px)2 (π3py)2 (π3pz)2 (σ3p*)
And shows three lone pairs (the 3s and pπn pairs) and one bond pair (from pσ)

Kristal logam & Kristal ionik

> Kristal logam

Kisi kristal logam terdiri atas atom logam yang terikat dengan ikatan logam. Elektron valensi dalam atom logam mudah dikeluarkan (karena energi ionisasinya yang kecil) menghasilkan kation. Bila dua atom logam saling mendekat, orbital atom terluarnya akan tumpang tindih membentuk orbital molekul. Bila atom ketiga mendekati kedua atom tersebut, interaksi antar orbitalnya terjadi dan orbital molekul baru terbentuk. Jadi, sejumlah besar orbital molekul akan terbentuk oleh sejumlah besar atom logam, dan orbital molekul yang dihasilkan akan tersebar di tiga dimensi.
Karena orbital atom bertumpangtindih berulang-ulang, elektron-elektron di kulit terluar setiap atom akan dipengaruhi oleh banyak atom lain. Elektron semacam ini tidak harus dimiliki oleh atom tertentu, tetapi akan bergerak bebas dalam kisi yang dibentuk oleh atom-atom ini. Jadi, elektron-elektron ini disebut dengan elektron bebas.
Sifat-sifat logam yang bemanfaat seperti kedapat-tempa-annya, hantaran listrik dan panas serta kilap logam dapat dihubungkan dengan sifat ikatan logam. Misalnya, logam dapat mempertahankan strukturnya bahkan bila ada deformasi. Hal ini karena ada interaksi yang kuat di berbagai arah antara atom (ion) dan elektron bebas di sekitarnya (Gambar 8.8).

Gambar 8.8 Deformasi sruktur logam.
Logam akan terdeformasi bila gaya yang kuat diberikan, tetapi logam tidak akan putus. Sifat ini karena interaksi yang kuat antara ion logam dan elektron bebas.

Tingginya hantaran panas logam dapat juga dijelaskan dengan elektron bebas ini. Bila salah satu ujung logam dipanaskan, energi kinetik elektron sekitar ujung itu akan meningkat. Peningkatan energi kinetik dengan cepat ditransfer ke elektron bebas. Hantaran listrik dijelaskan dengan cara yang sama. Bila beda tegangan diberikan pada kedua ujung logam, elektron akan mengalir ke arah muatan yang positif.
Kilap logam diakibatkan oleh sejumlah besar orbital molekul kristal logam. Karena sedemikian banyak orbital molekul, celah energi antara tingkat-tingkat energi itu sangat kecil. Bila permukaan logam disinari, elektron akan mengabsorbsi energi sinar tersebut dan tereksitasi. Akibatnya, rentang panjang gelombang cahaya yang diserap sangat lebar. Bila elektron yang tereksitasi melepaskan energi yang diterimanya dan kembali ke keadaan dasar, cahaya dengan rentang panjang gelombang yang lebar akan dipancarkan, yang akan kita amati sebagai kilap logam.


>Kristal ionik

Kristal ionik semacam natrium khlorida (NaCl) dibentuk oleh gaya tarik antara ion bermuatan positif dan negatif. Kristal ionik biasanya memiliki titik leleh tinggo dan hantaran listrik yang rendah. Namun, dalam larutan atau dalam lelehannya, kristal ionik terdisosiasi menjadi ion-ion yang memiliki hantaran listrik.
Biasanya diasumsikan bahwa terbentuk ikatan antara kation dan anion. Dalam kristal ion natrium khlorida, ion natrium dan khlorida diikat oleh ikatan ion. Berlawanan dengan ikatan kovalen, ikatan ion tidak memiliki arah khusus, dan akibatnya, ion natrium akan berinteraksi dengan semua ion khlorida dalam kristal, walaupun intensitas interaksi beragam. Demikian juga, ion khlorida akan berinteraksi dengan semua ion natrium dalam kristal.
Susunan ion dalam kristal ion yang paling stabil adalah susunan dengan jumlah kontak antara partikel bermuatan berlawanan terbesar, atau dengan kata lain, bilangan koordinasinya terbesar. Namun, ukuran kation berbeda dengan ukuran anion, dan akibatnya, ada kecenderungan anion yang lebih besar akan tersusun terjejal, dan kation yang lebih kecil akan berada di celah antar anion.
Dalam kasus natrium khlorida, anion khlorida (jari-jari 0,181 nm) akan membentuk susunan kisi berpusat muka dengan jarak antar atom yang agak panjang sehingga kation natrium yang lebih kecil (0,098 nm) dapat dengan mudah diakomodasi dalam ruangannya (Gambar 8.9(a)). Setiap ion natrium dikelilingi oleh enam ion khlorida (bilangan koordinasi = 6). Demikian juga, setiap ion khlorida dikelilingi oleh enam ion natrium (bilangan koordinasi = 6) (Gambar 8.9(b)). Jadi, dicapai koordinasi 6:6.

Gambar 8.9 Struktur kristal natrium khlorida
Masing-masing ion dikelilingi oleh enam ion yang muatannya berlawanan.
Struktur ini bukan struktur terjejal.

Dalam cesium khlorida, ion cesium yang lebih besar (0,168nm) dari ion natrium dikelilingi oleh 8 ion khlorida membentuk koordinasi 8:8. Ion cesium maupun khlorida seolah secara independen membentuk kisi kubus sederhana, dan satu ion cesium terletak di pusat kubus yang dibentuk oleh 8 ion khlorida (Gambar 8.10)

Gambar 8.10 Struktur kristal cesium khlorida.
Setiap ion dikelilingi oleh delapan ion dengan muatan yang berlawanan.
Struktur ini juga bukan struktur terjejal.

Jelas bahwa struktur kristal garam bergantung pada rasio ukuran kation dan anion. Bila rasio (jarijari kation)/(jari-jari anion) (rC/rA) lebih kecil dari nilai rasio di natrium khlorida, bilangan koordinasinya akan lebih kecil dari enam. Dalam zinka, ion zink dikelilingi hanya oleh empat ion sulfida.