Perpustakaan Digital ITB

Korosi baja karbon masih menjadi tantangan besar di berbagai industri karena dapat menyebabkan kerugian material dan keselamatan. Pencarian senyawa inhibitor ramah lingkungan dan efisien seperti cairan ion menjadi penting. Cairan ion berpotensi sebagai inhibitor korosi karena mampu membentuk lapisan pelindung stabil pada permukaan logam yang menghambat serangan agresif lingkungan korosi, salah satunya adalah cairan ion berbasis imidazolium yang menunjukkan efektivitas tinggi dalam menghambat korosi melalui interaksi kuat antara kation imidazolium dan permukaan logam. Penelitian ini bertujuan mengevaluasi efektivitas cairan ion 1-desil-3 metilimidazolium bromida (DMImBr) sebagai inhibitor korosi baja karbon dalam tiga lingkungan korosif berbeda, yaitu NaCl, HCl, dan NaOH. Fokus utama penelitian ini adalah untuk mengkaji pengaruh temperatur, konsentrasi, dan jenis lingkungan terhadap efisiensi inhibisi, serta kajian termodinamika adsorpsi dan kinetika proses korosi. DMImBr disintesis melalui metode refluks dan Microwave-Assisted Organic Synthesis (MAOS) dengan rendemen tertinggi mencapai 87,06% pada metode MAOS. Hasil sintesis telah dikonfirmasi melalui Kromatografi Lapis Tipis (KLT), uji titik leleh, Spektroskopi FTIR, dan NMR. Uji efisiensi inhibisi dilakukan menggunakan metode gravimetri dan Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) dalam larutan HCl, NaCl, dan NaOH pada variasi konsentrasi dan temperatur. Hasil pengujian gravimetri menunjukkan bahwa laju korosi tertinggi terjadi pada suhu 50?°C dalam larutan HCl sebesar 46,91 mmpy, diikuti NaCl sebesar 23,38 mmpy, dan terendah pada NaOH sebesar 5,44 mmpy. Efisiensi inhibisi maksimum DMImBr mencapai 88,03% dalam HCl pada 100 ppm dan 50?°C, 81,25% dalam NaCl pada 50?°C, dan 59,52% dalam NaOH pada 40?°C. Uji EIS mengonfirmasi efisiensi tertinggi sebesar 90,65% dalam HCl pada 50?°C, sedangkan NaCl mencapai 78,21% dan NaOH 69,55%. Kurva Nyquist menunjukkan bahwa inhibisi di NaCl melibatkan mekanisme difusi, sementara di NaOH terjadi degradasi lapisan pasif pada temperatur tinggi. Model adsorpsi yang sesuai untuk sistem NaCl adalah isoterm freundlich (permukaan heterogen dan adsorpsi multilayer), sedangkan HCl dan NaOH mengikuti model langmuir (permukaan homogen dan adsorpsi monolayer). Semua proses adsorpsi bersifat spontan (?G?ads <0), dengan nilai ?G?ads berkisar dari ?17,93 hingga ?40,70 kJ/mol, mengindikasikan adsorpsi campuran fisik dan kimia. Adsorpsi dalam HCl dan NaCl bersifat endotermik (?H?ads > 0), sementara dalam NaOH bersifat eksotermik. Nilai ?S?ads tertinggi ditemukan dalam HCl (306,60 J/mol·K), menunjukkan peningkatan ketidakteraturan akibat desorpsi air. Kajian kinetika menunjukkan bahwa penambahan inhibitor meningkatkan nilai energi aktivasi (E?) dan entalpi aktivasi (?H‡) pada semua media, mengindikasikan pembentukan barier energi baru terhadap korosi. Nilai entropi aktivasi (?S‡) negatif di seluruh sistem, menunjukkan keadaan transisi yang lebih teratur; nilai paling negatif dalam HCl mencerminkan interaksi yang paling kuat antara inhibitor dan permukaan logam. Studi komputasi menggunakan pendekatan DFT menunjukkan bahwa DMImBr memiliki keseimbangan reaktivitas dan kestabilan kimia yang mendukung fungsinya sebagai inhibitor korosi. Sifat ambifilik atom C1 dan C2, serta peran dominan Br? sebagai pusat donor elektron, memungkinkan terbentuknya interaksi kuat dan sinergis dengan permukaan logam, sehingga memperkuat daya adsorpsi dan efektivitas perlindungan terhadap korosi. Hasil penelitian menunjukkan DMImBr menunjukkan efisiensi inhibisi terbaik dalam lingkungan HCl, diikuti NaCl, dan paling rendah dalam NaOH, baik secara gravimetri, elektrokimia, maupun termodinamika dan kinetika.