## AKTA KIMIA

## INDONESIA
Pengaruh Konsentrasi NaCl terhadap Efisiensi Inhibisi Korosi Tinplate oleh L-citrulline
Harmami * , Zilfirdausi Ahla Zakaria dan Ita Ulfin
1,3J urusan Kimia,FMIPA, ITS, Surabaya
2 Alumni Kimia, FMIPA, ITS, Surabaya
* harmami@chem.its.ac.id

## Abstract
Tinplate adalah  baja lunak yang dilapisi timah putih pada kedua sisinya. Tinplate sering digunakan sebagai kaleng  makanan.  Adanya  penambahan  garam  NaCl  dalam  makanan  dapat  menyebabkan  terjadinya  korosi pada kaleng/ tinplate tersebut. Dalam penelitian ini telah dipelajari pengaruh konsentrasi NaCl sebagai media korosi terhadap efisiensi  inhibisi korosi tinplate oleh L-Citrulline dengan menggunakan  metoda Polarisasi Potensiodinamik. L- citrulline yang banyak terdapat pada buah timun-timunan seperti semangka,  melon dll, dapat digunakan sebagai inhibitor karena bersifat ramah lingkungan, tidak toksik, murah, melimpah di alam, dan  mudah  diperbarui    Hasil    menunjukkan  bahwa  konsentrasi    NaCl  sebagai  media  korosi  tinplate mempengaruhi efisiensi inhibisi L-citrulline pada korosi tinplate, dimana dalam media 2% NaCl efisiensinya mencapai  74,59%  dengan  penurunan  laju  korosi    sebesar  75,63%  untuk  konsentrasi L-citrulline 150  mg CTL/L  sedangkan  dalam  media  3%  NaCl  untuk  konsentrasi L-citrulline yang  sama    efisiensi  inhibisinya sebesar  68,97% dengan penurunan laju korosi sebesar 68,95%. Pada konsentrasi NaCl yang sama masing- masing pada 2% ataupun 3%, makin tinggi konsentrasi L-citrulline yang ditambahkan maka efiensi inhibisi korosinya  juga  meningkat. L-citrulline dapat  menghambat  laju  korosi tinplate dalam  media  NaCl    melalui adsorpsi dengan tipe adsorpsi isotermal Freundlich.
Kata kunci: L-Citrulline, efisiensi inhibisi, korosi tinplate  dan konsentrasi NaCl .

## I. Pendahuluan
Tinplate  merupakan  lembaran  baja karbon  yang  dilapisi  timah  putih  (Sn). Tinplate umumnya digunakan sebagai kaleng pengemas  makanan.  Lapisan  timah  tersebut masih dapat mengalami korosi karena adanya bahan-bahan  korosif  yang  terkandung  dalam makanan  seperti  ion  Cl  yang  ditambahkan dalam  bentuk  garam  NaCl  [1],  Oleh  karena itu  banyak  industri  pengemasan  makanan
kaleng  yang  membutuhkan  inhibitor  untuk menghambat terjadinya korosi [2].
Inhibitor  korosi  adalah  suatu  zat  yang ditambahkan  dalam  jumlah  sedikit  ke  dalam media yang mengkorosi dengan maksud agar tidak  menganggu  proses  maupun  produk utamanya  tetapi  mampu  menurunkan  atau mencegah  reaksi  antara  logam/alloy  logam dengan media yang mengkorosinya. Inhibitor untuk  kaleng  pengemas  makanan  umumnya
Harmami, dkk. Akta Kimia Indonesia 3(1), 2018, 121-126
berasal  dari    bahan  organik.  Bahan  organik yang  berasal  dari  ekstrak  bahan  alam. Ekstrak  bahan  alam  umumnya  mempunyai sifat    tidak  beracun,  ramah  lingkungan, mudah diperoleh, serta harganya relatif tidak mahal.  Karakteristik  dari  inhibitor  organik baik  alami  maupun  buatan  memiliki  struktur heteroatom  seperti  S,  P,  N,  dan  O,  serta ikatan π [3].
Banyak penelitian telah dilakukan terkait  penggunaan  inhibitor  organik  yang dapat  diekstrak  dari  bahan-bahan  yang mudah  didapat  terutama  di  Negara  Tropis seperti Indonesia, antara lain: kina [4],dan L- citrulline  (CTL)  yang  banyak  terdapat  pada buah-buahan  yang  termasuk  dalam  jenis timun-timunan  seperti  melon,  timun,  labu, dan  semangka  (Citrullus  vulgaris)  sebagai kandungan  utamanya.  L-citrulline  (CTL) telah  diteliti  sebagai  inhibitor  korosi  baja lunak  dalam  media  HCl  dengan  prosentase efisiensi  inhibisi  (%EI)  mencapai  lebih  50% [5]. L-citrulline juga telah digunakan sebagai inhibitor  korosi  seng  dalam  air  laut  dengan prosentase efisiensi inhibisi sebesar 82% [6].
Pada penelitian ini L- Sigma-Aldrich)  digunakan  sebagai  inhibitor korosi  kaleng  yang  terbuat  dari  tinplate dalam  media  NaCl.  Dalam  makanan  kaleng umumnya  terdapat  kandungan  NaCl  sebesar 2-3%  yang  dapat  menyebabkan  korosi  pada lapisan  timahnya  [1].  Efisiensi    L-citrulline sebagai  inhibitor  dalam  media  NaCl  dengan konsentrasi  2%(w/v)  dan  3%(w/v)    dikaji dengan
menggunakan metoda potensiodinamik.

## II. Percobaan

## 2.1 Alat dan Bahan
Peralatan  dalam  penelitian  ini  terdiri dari  seperangkat  alat  gelas  dan    potensiostat autolab  Metrohm  tipe  AUT84948  yang dilengkapi  dengan  sel  tiga  elektroda  yang terdiri  dari  elektroda  kerja  yaitu tinplate , elektroda  pembanding  SCE  (Ag/AgCl,Cl - ) dan elektroda bantu platina (Pt).
Bahan-bahan  yang  digunakan  yaitu, NaCl (p.a), ( tinplate ) tipe TP20 , L-citrulline (  98% Sigma-Aldrich),aquabidest, dan aseton.

## 2.2 Metode Penelitian
Media  korosi  2%  dan  3%  NaCl  dibuat tanpa  dan  dengan  penambahan  L-Citrulline dengan  variasi  konsentrasi  25,  50,  75,  100, 125 dan 150 mg/L.
Elektroda  kerja  tinplate  yang  sudah dipersiapkan,  elektroda  Ag/AgCl  sebagai elektroda  pembanding,  dan  platina  sebagai elektroda  bantu,  ketiganya  dimasukkan  ke dalam  media  korosi  masing-masingt  2% NaCl dan 3% NaCl  tanpa dan dengan variasi konsentrasi inhibitor dan dibiarkan selama 10 menit.  Kemudian  ujung-ujung  elektroda tersebut  dihubungkan  dengan  potensiostat dan    polarisasi  dilakukan  dari  -250mV sampai  dengan  250  mV  dengan  kecepatan scan 1mV/detik pada suhu kamar [7].

## III. Hasil dan Pembahasan

## 3.1 Karakterisasi Koagulan Cair
Hasil  pengukuran  parameter  korosi khususnya  densitas  arus  korosi  tinplate masing-masing  dalam  media  2%  dan  3%
Harmami, dkk. Akta Kimia Indonesia 3(1), 2018, 121-126
NaCl  tanpa dan dengan adanya penambahan inhibitor L-Citrulline dengan metode polarisasi  potensiodinamik  didapatkan  kurva
polarisasi  potensiodinamik  seperti  pada Gambar 1 dan Gambar 2.
Gambar 1:Kurva polarisasi tinplate dalam media korosi 2% NaCl dengan variasi konsentrasi L- citrulline
Gambar 2:Kurva polarisasi tinplate dalam media korosi 3% NaCl dengan variasi konsentrasi L- citrulline
Hasil  ekstrapolasi  Tafel  dari  kurva polarisasi  pada  gambar  1  dan  gambar  2 tersebut  diperoleh  parameter  korosi  tinplate dalam  media  2%  dan  3%  NaCl  masing- masing seperti ditunjukkan pada Tabel 1 dan Tabel 2.
Tabel 1. Parameter Korosi tinplate pada 2% NaCl dengan adanya L-Citrullline dengan variasi
konsentrasi Media Korosi + CTL (mg/L) I kor (µA/cm 2 ) EI (%) 0 3,05 - 25 2,53 17,10 50 2,29 25,20 75 1,97 35,44 100 1,51 50,54 125 1,30 57,46 150 0.95 68,97
Tabel 2 : Parameter Korosi tinplate pada 3% NaCl dengan adanya L-Citrullline dengan variasi konsentrasi
Media Korosi + CTL (mg/L) I kor (µA/cm 2 ) EI (%) 0 2,92 - 25 1,76 39,73 50 1,18 55,93 75 0,92 66,73 100 0,77 73,56 125 0,72 74,14 150 0,71 74,59
Data Tabel  1  dan Tabel 2 menunjukkan bahwa  pada  konsentrasi  media    masing- masing  2%  dan  3%  NaCl,  efisiensi  inhibisi L-Citrullin  meningkat  dengan  peningkatan konsentrasi  dan  adanya  penambahan  l- citrullin  150  mg/L  mampu  menurunkan densitas  arus  korosi  (Ikor)  sebesar  75,6% dengan efisiensi inhibisi sebesar 74,59%.
Penurunan  densitas  arus  korosi  seiring dengan  peningkatan  konsentrasi  inhibitor disebabkan karena terjadinya adsorbsi inhibitor  pada  permukaan  tinplate  sehingga dapat  menghalangi  interaksi  antara  tinplate dengan media NaCl.
Penggunaan  inhibitor  pada  Konsentrasi media  korosi  2%  NaCl  menunjukkan  bahwa penambahan L-Citrulline dalam jumlah yang sama, lebih besar efisiensi inhibisi  korosinya dibandingkan  dalam  media  korosi  3%  NaCl seperti ditunjukkan pada Gambar 3.
Adanya penambahan konsentrasi ion Cl- dalam  media  korosi  akan  mempercepat terjadinya  pembentukan  garam  klorida  dari tinplate  yang  kemudian  dapat  mengalami hidrolisa  dan  dapat  menurunkan  pH  media [8].  Dengan  penurunan  pH  media  maka densitas  arus  akan  semakin  besar  dan efisiensi  inhibisi  L-Citrulline  menjadi  lebih rendah.
Efisiensi inhibisi dapat dikaitkan dengan besarnya luas pelingkupan permukaan tinplate  (Θ)  dan  dapat  ditentukan  dari persamaan:
% 100 x I Ii I IE   (1)
dan       Θ = IE /100
(2)
dimana  I  dan  Ii  adalah  densitas  arus  korosi tinplate  pada  media  korosi  NaCl  masing- masing  sebelum  dan  sesudah  ditambah dengan inhibitor.
Hasil  pengeplotan  luas  pelingkupan permukaan  tinplate  terhadap  konsentrasi inhibitor  pada  beberapa  tipe  adsorpsi isotermal,  menunjukkan  bahwa  adsorpsi  L  – Citrulline  pada  permukaan  baja  mengikuti adsorpsi isotermal Freundlich dengan koefisien  korelasi  (r2)  =  0,9835  dan  nilai konstanta  adsorpsi  (Kads)  sebesar      0,0122.
Berdasarkan  nilai  Kads  tersebut  dapat dihitung  besarnya  energi  bebas  Gibbs adsorpsi melalui persamaan [9] :
(3)
Dimana  C  merupakan  konsentrasi  pada antarmuka  larutan/logam,  yang  menyatakan konsentrasi air,  R  adalah  konstanta  gas ideal dan T adalah suhu pengujian, dan didapatkan nilai ΔGads sebesar  - 23,315 kJ/mol. Hal itu menunjukkan  bahwa  adsorpsi  L-Citrulline pada permukaan Tinplate merupakan adsorpsi  fisik.  Adsorpsi  fisik  terjadi  karena adanya  interaksi  elektrostatik  antara  muatan pada  molekul  inhibitor  dengan  muatan  pada permukaan logam [10].
Gambar 3 : Perbandingan efisiensi inhibisi L-Citrulline dengan variasi  konsentrasi dalam media korosi 2% dan 3% NaCl.

## IV. Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa konsentrasi    NaCl  sebagai  media  korosi tinplate  mempengaruhi  efisiensi  inhibisi L- citrulline pada korosi tinplate, dimana dalam media  2%  NaCl  efisiensinya  mencapai 74,59%  dengan  penurunan  laju  korosi sebesar  75,63%  untuk  konsentrasi L- citrulline 150  mg  CTL/L  sedangkan  dalam media  3%  NaCl  untuk  konsentrasi L- citrulline yang  sama    efisiensi  inhibisinya sebesar    68,97%  dengan  penurunan  laju korosi  sebesar  68,95%.  Pada  konsentrasi NaCl  yang  sama  masing-masing  pada  2% ataupun  3%,  makin  tinggi  konsentrasi L- citrulline yang  ditambahkan  maka  efiensi inhibisi  korosinya  juga  meningkat. L- citrulline dapat  menghambat  laju  korosi tinplate dalam media NaCl  melalui adsorpsi fisik dengan tipe adsorpsi isotermal
FreundlichUcapan Terima Kasih

## Daftar Pustaka
[1] D.Xia,, Song, S., Wang, J., Bi, H., Jiang, Y.,
Han,  Z.,  (2012)  “Corrosion  behavior  of tinplate  in  NaCl  solution” Trans.  Nonferrous Met. Soc. China 22, 717–724 .
[2] M.Scendo,  (2007),  The  effect  of  purine  on the  corrosion  of  copper  in  chloride  solution, Jurnal of Corrosion Science, Vol 49, 373-390
[3] Irfan  Mardhani  dan  Harmami,  (2013),  “ Pengaruh Suhu terhadap Korosi Baja SS 304 dalam  media  1M  HCl  dengan  adanya
Inhibitor  Kinina”,  Jurnal  sains  dan  Seni POMITS vol 2, No.2, 2337-3520
[4] M.I. Award, (2006) “ Eco Friendly Corrosion Inhibitors:  Inhibitive  Action  of  Quinine  for Corrosion of Low Carbon Steel in 1M HCl”, Jurnal  of  Applied  Electrochemistry,  Vol  36,
1163-1168
[5] N.A Odewunmi, S.A. Umoren, Z.M. Gasem, S.A.  Ganiyu,  Q.  Muhammad,(2015)  “ L- citrulline :  An  active  corrosion  inhibitor component  of  watermelon  rind  extract  for mild  steel  in  HCl  medium”. J.  Taiwan  Inst. Chem. Eng. 51, 177–185.
[6] A.Petchiammal,  P.Rani,  D.,  S.,  S.,  K.,  K., (2012),  “Corrosion  Protection  of  Zinc  in Natural  Sea  Water  using  Citrullus  Vulgaris peel  as  an  Inhibitor”, Research  Journal  of Chemical Science 2(4), 24–34.
[7] Dedi  Restiawan  dan  Harmami  (2013),  “ Kinina  sebagai  inhibitor  korosi  Baja  SS  304 dalam  media  1M  H 2 SO 4 dengan  Variasi Suhu”, Jurnal sains dan Seni POMITS vol 2,
No.1, 2337-3520
[8] Talbot  D.  (1998) Corrosion  Science  and Technology .  first  ed.,  CRC  press,  Boca Raton,.
[9] Atkins  P.  (2006), Physical  Chemistry .  eight ed.,  W.  H.  Freeman  and  Company  New York,  University  of  Oxford,  and  Fellow  of Lincoln College, Oxford.
[10] F.Bentiss,  M.Lebrini,  M.Lagrenee,  (2005), Thermodynamic  characterization  of  metal dissolution and inhibitr adsorption processes in mild steel/2.5 bis(n-thionyl)-1,3,4- thiadiazoles/hydrochloric acid system,
Corrosion Science, Vol 47,2915-2931