## Manutech :

## Jurnal Teknologi Manufaktur
Vol. 14, No. 01, (2022) p-ISSN : 2089-5550 e-ISSN : 2621-3397

## Pemanfaatan Ekstrak Abu Sekam Padi Sebagai Green Inhibitor Pada Baja Karbon Dalam Media NaCl
Devi Eka Septiyani A 1 , Destri Muliastri 2
1 Politeknik Negeri Bandung, Kota Bandung
2 Politeknik Negeri Bandung, Kota Bandung devi.eka@polban.ac.id
Received : 8 April 2022 ; Received in revised form : 26 Mei 2022 ; Accepted : 6 Juni 2022

## Abstract
Rice husk ash is a high resources of silica about 20%. Husk ash contains silica as much as 87% - 97%. One of the uses of silica is to control the occurrence of corrosion by adding a green inhibitor from rice husk ash extract. Furthermore, green inhibitors were tested for their content by FTIR. In the next step, a green inhibitor was added to 3.5% NaCl corrosive media with variations of green inhibitor 0%, 1%, 3%, 5%, and 7% and the length of immersion of  ST41 steel plate for 7 days for weight loss testing. The next process is the corrosion rate test, weight loss test and morphology test to see the depth of corrosion that occurs on the plate. The results of the FTIR test showed the presence of silica contained in the green inhibitor of rice husk ash extract. The addition of this green inhibitor causes a decrease in the corrosion rate of ST 41 Steel in a 3.5% NaCl solution. In the Potentiodynamic Polarization (PDP) test, the corrosion rate value with the  addition  of  5%  green  inhibitor’s  decreased  from  0,01482  mpy  to  0.00319  mpy    with  an  inhibition efficiency value of 78,446%. Changes in the corrosion rate on the morphology of steel that had been soaked for 7 days were characterized by optical microscopy, it was seen that corrosion growth decreased with increasing concentration of green inhibitor.
Keywords: green inhibitor, rice husk ash, corrosion rate.

## Abstrak
Abu sekam padi adalah sumber silica yang cukup tinggi berkisar 20%. Abu sekam mengandung silica sebanyak 87%-97%. Salah satu pemanfaatan silica adalah sebagai  pengendalian terjadinya korosi dilakukan dengan penambahan green inhibitor dari ekstrak abu sekam padi. Selanjutnya, green inhibitor diuji kandungannya dengan FTIR. Tahap berikutnya green inhibitor ditambahkan kedalam media korosif NaCl 3,5% dengan variasi green inhibitor 0%, 1%, 3%, 5% dan 7% dan lama perendaman plat baja ST41 selama  7  hari  untuk  pengujian  weight  loss.  Proses  selanjutnya  dilakukan  pengujian  laju  korosi,  uji kehilangan berat dan uji morfologi untuk melihat kedalaman korosi yang terjadi pada plat. Hasil pengujian FTIR menunjukkan adanya silica yang terapat pada green inhibitor ekstrak abu sekam padi. Penambahan green inhibitor ini menyebabkan penurunan laju korosi pada Baja ST 41 dalam larutan NaCl 3,5%. Pada pengujian  Potensiodynamic  Polarization  (PDP)  didapatkan    nilai  laju  korosi  pada  penambahan  green inhibitor 5% laju korosi turun dari 0,01482 mpy menjadi 0,00319 mpy dengan nilai efisiensi inhibisi sebesar 78,446%. Perubahan laju korosi pada morfologi  baja yang telah direndam selama  7  hari  dikarakteriasi dengan mikroskop optik terlihat pertumbuhan korosi semakin berkurang dengan peningkatan konsentrasi green inhibitor.
Kata kunci: green inhibitor, ekstrak abu sekam padi, laju korosi.

## 1.   PENDAHULUAN
Baja paling banyak digunakan sebagai bahan industri yang merupakan sumber sangat besar, baik digunakan sebagai komponen utama maupun komponen pendukung, dimana sebagian ditentukan oleh nilai  ekonomisnya.  Baja  memiliki  sifat  yang  sangat  bervariasi  mulai  dari  yang  paling  lunak  dan  mudah dibentuk sampai yang paling keras dan sebagian besar mudah mengalami korosi sehingga menyebabkan penurunan daya guna baja [1][2].
Fenomena  terjadinya  korosi  sering  kali  menjadi  masalah  besar  dalam  bidang  material  dan industri  [3].  Bencana  dan  kerugian  ditimbulkan  akibat  fenomena  korosi.  Fenomena  terjadinya  korosi dapat  mengurangi  kemampuan  suatu  konstruksi  bangunan  dalam  menahan  beban  yang  diberikan, akibatnya  dapat  menimbulkan  kerugian-kerugian  seperti  robohnya  suatu  konstruksi,  terjadinya kebocoran pipa, hingga ledakan akibat kegagalan peralatan industri [4]. Hal ini dapat terjadi apabila tidak diantisipasi sejak dini. Kerugian yang terjadi tidak hanya sebatas kerugian moril dan materil, namun juga keselamatan pekerjanya [5].
Pencegahan korosi dapat dilakukan yaitu salah satunya dengan menggunakan inhibitor korosi. Inhibitor  korosi  alami  (green  inhibitor)  banyak  dikembangkan  saat  ini  karena  ekonomis  dan  ramah lingkungan [6]. Inhibitor korosi dapat mencegah atau meminimalisir terjadinya korosi ketika ditambahkan dalam konsentrasi kecil ke suatu media korosi dengan membentuk suatu lapisan monomolekul pada suatu permukaan sehingga dapat menghalangi kontak langsung antara logam dengan media korosif [7].
Penelitian serupa pernah dilakukan oleh Destri dkk dengan menggunakan ekstrak kulit mangga dengan  metode  maserasi  pada  baja  AISI  1070.  Laju  korosi  optimum  diperoleh  pada  konsentrasi  8  mL dengan nilai 31,784 mm/year dengan efisiensi inhibisi 92% [8]. Subir Paul dkk melakukan penelitian sejenis pada  lingkungan  asam  yaitu  0.5-3  M  H2SO4  dengan  menggunakan  ekstrak  biji  papaya  muda  yang  di ekstrak dengan metode destilasi air ganda. Peningkatan konsentrasi (200 – 1500 ppm) dapat mengurangi laju  korosi  pada  baja  karbon  di  semua  variasi  lingkungan  asam  [9].  Penelitian  lainnya  dilakukan  oleh Ahmad dengan menggunakan inhibitor sekam padi beras hitam pada baja mild steel dengan media 1M HCL.  Efisiensi  optimum  mencapai  91%  dengan  penambahan  2000  ppm  ekstrak  inhibitor  pada  hari  ke- enam [10].
Salah  satu  pemanfaatan  sekam  padi  dapat  digunakan  sebagai  inhibitor  alami.  Hingga  saat  ini pemanfaatan sekam padi masih relatif rendah hanya sebatas sebagai bahan bakar, abu gosok, dan media tanam.  Tingginya  kadar  silika  dalam  abu  sekam  padi  dapat  dimanfaatkan  sebagai  inhibitor  alami  yang dapat menghambat laju korosi pada baja [11].
Dalam penelitian ini, inhibitor alami diekstrak dari sekam padi dengan metode maserasi. Inhibitor tersebut ditambahkan dalam media NaCl 3.5% untuk melihat laju korosi yang terjadi pada baja ST 41. Baja ST  41  merupakan  baja  dengan  kandungan  karbon  rendah  dengan  komposisi  karbon  sebesar  0,08%  - 0,20%.  Baja  ST  41  merupakan  baja  struktur,  mempunyai  kekuatan  tinggi,  nilai  kekerasan  cukup  dan stabilitas dimensi yang baik [12].

## 2.   METODE PENELITIAN
Prosedur pertama dari penelitian ini adalah pembuatan ekstraksi silica dari Abu Sekam padi. Abu Sekam Padi yang telah bersih ditimbang sebanyak 500 gram direndam dalam Natrium Hidroksida (NaOH) 5%  selama  7  hari,  dan  dihari  ketiga  NaOH  5%  diganti  dengan  larutan  NaOH  yang  baru  dengan  tujuan menghilangkan  pengotor  dan  direndam  kembali  sampai  hari  ketujuh.  Setelah  hari  ketujuh,  larutan disaring  dan dipanaskan dengan menggunakan hot plate hingga didapatkan ekstrak silika pekat. Proses kedua yaitu, ekstrak silica diuji FTIR. Tahap Ketiga yaitu persiapan plat baja ST 41 yang akan diuji untuk melihat  laju  korosi  yang  terjadi  dalam  media  korosi  air  laut  buatan,  NaCl  3.5%  dengan  variasi  green inhibitor sebanyak 0% (tanpa penambahan green inhibitor), 1%, 3%, 5% dan 7%.
Pencegahan laju korosi pada baja karbon ST 41 dengan penambahan green inhibitor ini dilakukan pada  permukaan  baja  karbon  dengan  direndam  pada  larutan  NaCl  3.5%  berdasarkan  pengujian potensiodynamic dan uji weight loss untuk mengetahui laju korosi serta melihat kedalaman korosi yang terjadi  dengan  karakterisasi  morfologi.  Pengujian  pertama  yaitu  uji  korosi  potensiodynamic  dengan merendam plat baja ST 41 kedalam media korosif (NaCl 3.5%) dengan penambahan variasi green inhibitor. Pengujian kedua adalah uji weight loss dengan merendam plat baja dalam NaCl 3.5% selama 7 hari dengan menambahkan inhibitor dan tanpa inhibitor seperti pengujian sebelumnya  dan pengujian terakhir adalah melihat mikrostruktur pada permukaan baja ST 41 setelah dilakukan proses perendaman selama 7 hari. Setelah proses perendaman, masing-masing variasi inhibitor akan diukur kedalaman korosi yang terjadi dengan menggunakan mikroskop optik.

## 3.   HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bagian ini diberikan hasil penelitian yang dilakukan berdasarkan pengujian FTIR, Uji Korosi, Uji Weight Loss dan Morfologi.

## 3.1.   Hasil Analisis FTIR
Hasil analisis spektrum FTIR silika abu sekam padi pada gambar 13 terdapat 5 gugus fungsi yang tajam. Serapan pada daerah 3414 cm-1 dengan intensitas kuat dan bentuk pita lebar yang menunjukkan adanya  gugus  fungsi  silika  dan  gugus  silanol  (OH)  yang  terjadi  akibat  interaksi  air  dengan  silika  dan menghasilkan  ikatan  Si-OH  atau  silanol.  Pita  serapan  tajam  pada  panjang  gelombang  1658,78  cm -1 mempunyai ikatan C-O dari hemiselulosa yang terlarut. Puncak ketiga adalah panjang gelombang 997,20 cm -1 mempunyai pita serapan yang tajam dan intensitas tinggi menunjukkan adanya ikatan Si-O. Puncak lainnya yaitu 721,38 cm -1 dan 457,13 cm -1 muncul akibat adanya deformasi Si-O[13].
Gambar 1. Grafik FTIR Ekstrak Abu Sekam Padi

## 3.2.   Hasil Pengujian Korosi
Pada sub bab ini diberikan hasil dari laju korosi pada baja ST41 dalam media korosif NaCL 3,5% dengan  pengujian  potensiodynamic  (PDP).  Pengujian  PDP  menggunakan  tafel  fit  dengan  cara  menarik garis linier di kedua sisi kurva bagian dalam sehingga dihasilkan nilai Ecorr, Icorr, nilai ba (slope of anodic tafel  reaction)  dan  bc  (slope  of  cathodic  tafel  reaction)  dan  nilai  laju  korosinya  (corrosion  rate/CR). Berdasarkan hasil yang diperoleh dari tafel fit hasil pengujian PDP dirangkum sesuai dengan Tabel 1.
Tabel 1. Laju Korosi dan Efisiensi Inhibisi
Laju  korosi  tertinggi  terdapat  pada  sampel  tanpa  penambahan  green  inhibitor  yaitu  sebesar 0,01482 mpy. Pada tabel terlihat bahwa dengan penambahan green inhibitor laju korosi menurun . Hal ini menunjukkan  bahwa  dengan  penambahan  green  inhibitor  ekstrak  silika  abu  sekam  padi  cukup  efektif dalam menghambat laju korosi.
500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2500 3000 3500 4000 4500 1/cm 20 30 40 50 60 70 80 90 100 %T 3 4 1 4 .0 0 1 6 5 8 .7 8 9 9 7 .2 0 7 2 1 .3 8 4 5 7 .1 3 inhsekampadi Konsentrasi (%) ba (mV/dec) bc (mV/dec) Ecorr (V) Icorr (A) CR (mpy) %IE 0 59,577 104,43 -0,42887 1,218x10 -6 0,01482 - 1 588,24 128,28 -0,27836 3,178x10 -7 0,00387 73,913 3 1064,2 498,16 -0,25126 2,549x10 -7 0,00310 79,074 5 1004,7 310,61 -0,15927 2,626x10 -7 0,00319 78,446 7 673,31 123,71 -0,35678 2,251x10 -7 0,00274 81,521
Gambar 2. Hasil Pengujian PDP
Gambar  2  menujukkan  hasil  dari  pengujian  polarisasi  potensiodinamik,  grafik  yang  terbentuk membentuk seperti huruf Y dengan titik tertinggi pada penambahan 1% dan 7% green inhibitor. Hal ini menunjukkan bahwa penambahan 1% dan 7% laju korosinya tinggi. Kinerja penambahan green inhibitor pada  konsentrasi  7%  tidak  mampu  lagi  untuk  menghambat  terjadinya  korosi  karena  larutan  sudah melewati batas jenuh, sehingga kinerjanya menjadi kurang efektif.
Berdasarkan Gambar 3 berikut, bahwa konsentrasi optimum dalam penambahan green inhibitor ekstrak silika adalah 5 %. Hal ini juga terlihat pada pengujian kehilangan berat dan hasil morfologi pada setiap variasi konsentrasi.
Gambar 3. Grafik Perbandingan Laju Korosi dan Efisiensi Inhibisi
Mekanisme  kerja  green  inhibitor  yaitu  dengan  pembentukan  lapisan  molekul  tunggal  yang diserap  pada  permukaan  logam  sehingga  dapat  membentuk  lapisan  baru  pada  permukaan  logam sehingga dapat menghambat laju korosi. Pada Gambar 3 menunjukkan efisiensi inhibisi terhadap variasi konsentrasi green inhibitor meningkat dan laju korosi turun, hal ini disebabkan karenan kandungan silica yang terdapat pada abu sekam padi, membentuk lapisan sehingga meningkatkan efisiensi inhibisi.
0,7 0,72 0,74 0,76 0,78 0,8 0,82 0,84 0,0025 0,0027 0,0029 0,0031 0,0033 0,0035 0,0037 0,0039 1 3 5 7 Ef isi e n si ( % ) La ju Ko ro si (mm /a ) Konsentrasi (%) Laju Korosi
Efisiensi

## 3.3.   Hasil Pengujian Kehilangan Berat (Weight Loss)
Pengujian  weight  loss  merupakan  pengujian  kehilangan  berat.  Pengujian  ini  bertujuan  untuk mengetahui laju korosi pada Baja ST 41 dengan dan tanpa green inhibitor. Pengujian ini dilakukan dengan menimbang berat awal sampel Baja ST 41 terlebih dahulu kemudian dilakukan perendaman (immersion) kedalam larutan NaCl 3,5% dengan penambahan variasi konsentrasi inhibitor 0%, 1%, 3%, 5% dan 7% yang direndam selama 7 hari. Hasil dari pengujian weight loss dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Grafik Hubungan Antara Prosentase Green Inhibitor Dengan Laju Korosi
Berdasarkan  grafik  pada  gambar  4,  menunjukkan  laju  korosi  menjadi  turun    ketika  baja  ST41 ditambahkan green inhibitor. Hal ini disebabkan karena penambahan inhibitor dapat melindungi logam dengan membentuk lapisan hidrofobik pada permukaan logam. Gugus nitrogen pada senyawa inhibitor memiliki pasangan electron bebas yang menyebabkan inhibitor cenderung bermuatan negative sehingga inhibitor akan membentuk lapisan pada permukaan logam.

## 3.4.   Hasil Karakterisasi Morfologi
Pengujian  mikrostuktur  dilakukan  setelah  sampel  baja  ST41  direndam  selama  7  hari.  Hal  ini dilakukan untuk melihat kedalaman korosi pada sampel baja ST41 setelah direndam dalam media korosif NaCl 3,5%.
Gambar 5. Hasil Mikrostruktur Baja ST 41 Tanpa Perendaman dan Setelah Direndam Dalam Medium Korosif Tanpa Penambahan Inhibitor (perbesaran 20x)
0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0 1 3 5 7 0,0146166860,014054505 0,009744457 0,0046848350,004872229 La ju K o ro si (m p y)
Prosentase  green inihibitor (%)
Tanpa perendaman
Penambahan Inhibitor 0%
Gambar 6. Baja ST 41 Setelah Direndam Dalam Medium Korosif Dengan Penambahan Inhibitor 1% dan 3% (perbesaran 20x)
Gambar 7. Baja ST 41 Setelah Direndam Dalam Medium Korosif Dengan Penambahan Inhibitor 5% dan 7% (perbesaran 20x)
Tabel 2. Hasil Pengukuran Kedalam Korosi Pada Mikrostruktur Dengan Perbesaran 20x – 100x
Perbesaran Kedalaman Korosi (μm) Tanpa perendaman 0% 1% 3% 5% 7% 20x 29,97 61,05 18,72 29,59 3,74 24,35 50x 29,77 61,77 18,21 18,61 3,70 21,18 100x 14,91 29,15 9,71 8,56 1,70 12,47
Hasil mikrostruktur terlihat korosi yg terbentuk pada sampel baja ST41 tanpa perendaman, sudah mempunyai korosi yang cukup banyak dan dalam. Sampel baja ST41 yang telah direndam dalam air laut buatan  NaCl  3,5%  tanpa  penambahan  inhibitor  korosi  yang  terbentuk  bertambah  banyak  dan  terlihat korosi menembus batas butir pada mikrostruktur baja ST41. Dengan penambahan inhibitor yang semakin banyak  yaitu  pada  prosentase  1%,  3%  dan  5%  terlihat  korosi  yang  terbentuk  semakin  berkurang  dan sedikit serta kedalaman korosi juga menurun. Hal ini menunjukkan bahwa dengan penambahan  green inhibitor  efektif  dalam  pencegahan  korosi  pada  baja  karbon  ST41.  Namun  dengan  penambahan konsentrasi  7%,  korosi  mulai  muncul  kembali.  Pada  gambar  terlihat,  perendaman  7%,  korosi  yang terbentuk  cukup  dalam  dan  lebar  hingga  menembus  batas  butir.  Hal  ini  terjadi  karena  penambahan inhibitor yang terlalu banyak menyebabkan larutan menjadi jenuh sehingga lapisan yang terbentuk sangat mudah lepas dari permukaan specimen.
Penambahan Inhibitor 3%
Penambahan Inhibitor 1%
Penambahan Inhibitor 5%
Penambahan Inhibitor 7%

## 4.   SIMPULAN
Penambahan variasi konsentrasi green inhibitor ekstrak abu sekam padi dapat menurunkan laju korosi  dan  meningkatkan  efisiensi  inhibisi  pada  Baja  ST  41.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  penambahan green inhibitor cukup efektif dalam menghambat laju korosi pada baja ST 41.
Mekanisme inhibisi green inhibitor pada baja ST41 dalam media NaCl 3.5% cukup efektif dalam menghambat laju korosi dengan adanya peningkatan konsentrasi green inhibitor abu sekam padi. Efisiensi inhibisi optimum terdapat pada konsentrasi 5% yaitu 78,446% pada pengujian PDP. Pertumbuhan korosi pada baja ST 41 semakin berkurang dengan penambahan green inhibitor.

## DAFTAR PUSTAKA
[1].  A. Rochmat, “UJI KEMAMPUAN TANIN DAUN KETAPANG SEBAGAI INHIBISI KOROSI PADA 1 Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa,” no. June, 2019.
[2].  R. Damayanti, P. K. Karo, and A. Riyanto, “Pemanfaatan Biomassa Sebagai Inhibitor Organik Pada Baja Aisi 1020 Di Universitas Lampung,” J. Teor. dan Apl. Fis., vol. 7, no. 2, pp. 197–206, 2019, doi: 10.23960/jtaf.v7i2.2055.
[3].  B. E. A. Rani and B. B. J. Basu, “Green inhibitors for corrosion protection of metals and alloys: An overview,” Int. J. Corros., vol. 2012, no. i, 2012, doi: 10.1155/2012/380217.
[4].  S. Handani and M. S. Elta, “Pengaruh Inhibitor Ekstrak Daun Pepaya Terhadap Korosi Baja Karbon Schedule 40 Grade B Erw Dalam Medium Air Laut Dan Air Tawar,” J. Ris. Kim., vol. 5, no. 2, p. 175, 2012, doi: 10.25077/jrk.v5i2.219.
[5].  M. K. Sinaga, S. R. Muria, and D. T. Kimia, “PENGGUNAAN INHIBITOR DARI EKSTRAK DAUN KETAPANG ( Terminalia catappa L ) DENGAN METODE SOKLETASI UNTUK MENGENDALIKAN LAJU KOROSI PADA BAJA KARBON ASTM A36,” vol. 7, pp. 1–5, 2020.
[6].  M.  Goyal,  S.  Kumar,  I.  Bahadur,  C.  Verma,  and  E.  E.  Ebenso,  “Organic  corrosion  inhibitors  for industrial cleaning of ferrous and non-ferrous metals in acidic solutions: A review,” J. Mol. Liq., vol. 256, no. February, pp. 565–573, 2018, doi: 10.1016/j.molliq.2018.02.045.
[7].  L. T. Popoola, “Organic green corrosion inhibitors (OGCIs): A critical review,” Corros. Rev., vol. 37, no. 2, pp. 71–102, 2019, doi: 10.1515/corrrev-2018-0058.
[8].  D. Muliastri, D. E. Septiyani, N. Afif, V. T. Sirenden, and J. N. R. Suprihartini, “Application of Organic Inhibitors to the Corrosion of Materials AISI 1070 Steel,” Curr. J. Int. J. Appl. Technol. Res., vol. 2, no. 1, pp. 12–20, 2021, doi: 10.35313/ijatr.v2i1.39.
[9].  S. Paul and I. Koley, “Corrosion Inhibition of Carbon Steel in Acidic Environment by Papaya Seed as Green Inhibitor,” J. Bio- Tribo-Corrosion, vol. 2, no. 2, Jun. 2016, doi: 10.1007/s40735-016-0035-2.
[10]. A. Maksum, “Inhibitor Korosi Yang Ramah Lingkungan,” Politeknologi, vol. 10, no. 3, 2011.
[11]. J. F. Fatriansyah, F. W. Situmorang, and D. Dhaneswara, “Ekstraksi Silika dari Sekam Padi: Metode Refluks  dengan  NaOH  dan  Pengendapan  Menggunakan  Asam  Kuat  (HCl)  Dan  Asam  Lemah (CH3COOH),” Pros. Semin. Nas. Fis. Univ. Riau ke-3 2018 Pekanbaru, no. September, pp. 123–127, 2018.
[12]. M. Nofri and T. Acang, “Analisis Sifat Mekanika Baja SKD 61 Dengan Baja ST 41 Dilakukan Hardening Dengan  Variasi  Temperatur,”  Bina  Tek.,  vol.  13,  no.  2,  pp.  189–199,  2017,  [Online].  Available: https://ejournal.upnvj.ac.id/index.php/BinaTeknika/article/view/1322.
[13]. P. A. Handayani, E. Nurjanah, and D. Pita, “PEMANFAATAN LIMBAH SEKAM PADI MENJADI SILIKA GEL,” J. Bahan Alam Terbarukan, vol. 3, no. Edisi 2, 2014.