Yayan Sunarya 30503005

Pembimbing:
Dr. Ing. Cynthia L. Radiman
Dr. Hj. Sadijah Achmad, DEA
Dr. H. Bunbun Bundjali
Yayan Sunarya
30503005
1. Latar belakang
Campuran minyak mentah:
o Asam-asam organik
o Garam-garam anorganik
o Gas CO2 dan H2S
Temperatur hingga 380K
Sumur minyak bumi
Minyak mentah
Senyawa:
 anorganik
 organik
Asam amino
Inhibitor
korosi
O
O
O
H2N
H2N
H2N
O
H2N
OH
OH
OH
OH
CH2
CH3
H
H3C
Glisin (gly)
Alanin (ala)
O
OH
HS
Sistein (cys)
Treonin (thr)
O
H
N
O
H2N
OH
H2N
OH
OH
HN
Prolin (pro)
Fenilalanin (phe)
Triptofan (trp)
sistein
Cu/H2SO4 1 M
sistein/alanin
Cu/HCl 0,5 M
sistein
Steel/H2SO4 1 M
Matos, dkk. 2004
Zhang, dkk. 2005
Silva, dkk. 2006

Sistein, glisin, alanin, histidin, lisin, dan leusin pada korosi
Cu-Ni/NaCl 0,6 M (Badawy, dkk., 2006)

Sistein pada korosi Cu/HCl 1 M dan pada Cu/NaCl 0,6 M
(Ismail, 2007)

Sistein, metionin, dan alanin pada korosi Pb-Ca-Sn /H2SO4
0,5 M (Kiani, dkk., 2008)
Dalam lingkungan yang sesuai kondisi
sumur minyak bumi belum dikaji
O
H2N
OH
Peran gugus fungsi dalam molekul asam
amino pada proses inhibisi korosi baja
karbon belum dikaji
R
Kondisi/komposisi media yang dapat
meningkatkan peran gugus fungsi pada
proses inhibisi belum dikaji
a. Manakah asam amino yang memiliki potensi
sebagai inhibitor korosi baja karbon paling tinggi
b. Bagaimana mekanisme inhibisi dari asam amino
terpilih
c. Bagaimana peran gugus fungsi dalam proses
inhibisi korosi baja karbon
d. Pada kondisi/komposisi media bagaimana yang
memungkinkan gugus fungsi berperan optimal
e. Bagaimana efektifitas inhibisi dari asam amino
Mempelajari mekanisme dan efisiensi inhibisi asam
amino terpilih pada korosi baja karbon dalam
larutan elektrolit jenuh CO2 pada temperatur dan pH
yang divariasikan
1. Pendekatan
 Elektrokimia
 Simulasi komputer
 Struktur dan sifat fisik
2. Metoda
 Polarisasi (Tafel)
 Spektroskopi impedansi (EIS)
 Simulasi rangkaian listrik ekivalen
 Karakterisasi
Baja karbon
Asam amino
Elektroda kerja
Seleksi
Sel
elektrokimia
Asam amino
hasil seleksi
Tafel dan EIS
Produk
korosi/inhibisi
Laju korosi
Impedansi
Simulasi komputer
Karakterisasi
Model rangkaian
listrik ekivalen
Struktur permukaan
baja karbon
Mekanisme dan
efisiensi inhibisi
1. Laju korosi baja karbon
3,0
Vkor/mm.th-1
Vkor/mm.th-1
3,0
2,0
1,0
2,0
1,0
0,0
0,0
0
6
12
18
24
t/jam
300
320
340
360
T/K
Vkor/mm.th-1
4,0
3,0
Katoda : 2H+(aq) + 2e-  H2(g)
2,0
Anoda : Fe(s)  Fe2+(aq) + 2e-
1,0
Total
0,0
3,0
3,5
4,0
pH
4,5
5,0
: Fe(s) + H+(aq)  Fe2+(aq) + H2(g)
1,0
Gly
Ala
Cys
Trp
Thr
Pro
Phe
0,8
0,6
q
0,4
0,2
0,0
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
C/mM
 Kemampuan inhibisi korosi dari asam amino:
cys > thr > trp  ala  gly  pro > phe
 Sistein ditetapkan sebagai kandidat inhibitor korosi
baja karbon yang diuji
Blanko
3,0
Cys 0,1 mM
2,4
Vkor/mm.th-1
Vkor/mm.th-1
3,0
1,8
1,2
2,4
1,8
1,2
0,6
0,6
0,0
0,0
0
6
12
18
300
24
t/jam
310
320
330
340
350
360
T/K
16
3,2
Vkor/mm.th-1
Vkor/mm.th-1
4,0
2,4
1,6
0,8
0,0
pH 4,0
12
8
4
0
3,0
3,5
4,0
pH
4,5
5,0
320
340
T/K
360
1,0
Langmuir
0,3
0,9
0,2
0,8
q
Ci/q
0,4
0,2
y = 1,076x + 0,016
R² = 0,999
0,1
Temkin
0,7
y = 0,215x + 1,006
R² = 0,982
0,6
0,5
0,0
0,0
0,1
0,1
0,2
Cinh
0,3
0,4
-1,4
-1,2
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
log Cinh
 Proses inhibisi sistein melalui adsorpsi secara fisik (Gads
= 20,276 kJ mol-1) mengikuti isoterm adsorpsi Langmuir
 Terjadi bakutolak antar molekul-molekul sistein teradsorpsi
berdasarkan isoterm adsorpsi Temkin
O
N
C
S
Na
Fe
Cl
Berdasarkan teknik EDS, pada permukaan baja karbon
ditemukan unsur-unsur berikut C: 5,89%; O: 4,15%; N:
0,74%, S: 0,31%
Media tanpa sistein
-Zi(ohm.cm2)
60
40
20
0
20
60
100
Zr(ohm.cm2)
140
Media berisi sistein pada T < 330K, pH = 3,0 dan 5,0
-Zi(kohm.cm2)
0,3
0,2
0,1
0,0
0,0
0,2
0,4
Zr(kohm.cm2)
0,6
-Zi(kohm.cm2)
0,09
0,06
0,03
0,00
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
Zr(kohm.cm2)
 Proses inhibisi melalui pembentukan lapisan pelindung
yang tidak merata
 Proses korosi dikendalikan oleh
o Kinetika transfer muatan pada T < 330K
o Transfer massa pada T > 330K
(a)
(b)
Citra permukaan baja karbon hasil analisis SEM dalam
(a) media tanpa sistein, (b) media mengandung sistein
oksigen
karbon
nitrogen
belerang
2,0
Vkor/mm.th-1
1,6
Blanko
0,4
Inhibitor
hidrogen
Fraksi inhibisi
1,778
1,302
1,215
1,2
0,8
3-AMP
Alanin
Sistein
0,902
0,804
0,255
0,790
0,374
0,258
0,0
AMP
alanin
sistein
Gugus fungsi –SH berperan
dalam proses inhibisi melalui
antaraksi dengan permukaan
baja karbon membentuk
lapisan pelindung
Alanin
3-AMP
2,4
Sistein
2,4
Vkor/mm.th-1
Vkor/mm.th-1
3,0
1,8
1,2
0,6
0,0
Alanin
3-AMP
Sistein
1,8
1,2
0,6
0
290
310
330
T/K
350
370
3
3,5
Pada temperatur tinggi dan pH rendah:
 peran gugus –SH menurun
 peran gugus –NH3+ cenderung meningkat
4
pH
4,5
5
100
100
EI  90%
80
EI/%
EI/%
80
60
40
Tafel
60
40
EIS
20
20
0
6
12
18
t/jam
24
2,5
30
3,5
4,5
5,5
pH
100
100
80
80
EI  80%
EI/%
EI/%
EI  82%
60
60
40
40
20
20
290
310
330
T/K
350
370
EI  89%
0,0
0,1
0,2
0,3
C/mM
0,4
0,5
Menurut Roberge (1991): inhibitor dinyatakan efektif jika,
EI ≥ 90% pada 40 ppm (0,33 mM)
EI ≥ 95% pada 80 ppm (0,66 mM)
Sistein dinyatakan efektif pada t > 12 jam; [cys] ≥ 0,10 mM;
T = 300K; pH = 4,75 (CO2 jenuh)
80
80
EI/%
100
EI/%
100
60
40
Tiourea
Sistein
20
EI  85%
60
pH 4,0
40
Tafel
EIS
20
0
0,1
0,2
C/mM
0,3
0,4
320
340
T/K
Dalam lingkungan sesuai sumur produksi sistein dinyatakan
efektif pada [cys] > 0,25 mM; T > 350K; pH ≥ 4,0
360
1. Sistein memiliki kemampuan inhibisi korosi pada
baja karbon paling tinggi
2. Mekanisme inhibisi melalui pembentukan lapisan
pelindung teradsorpsi secara fisik
3. Gugus yang berperan optimal adalah gugus –SH
4. Peran gugus fungsi –SH dan –NH2 dipengaruhi oleh
temperatur dan pH:
o Gugus –SH berperan optimal pada pH tinggi dan
temperatur rendah,
o gugus –NH2 berperan optimal pada pH rendah
dan temperatur tinggi
5. Sistein tergolong efektif pada pH tinggi dan
Temperatur kamar atau di atas 340K
1. Disamping T, pH, t, dan [Cinh], sebaiknya ditambah
variabel Valir media dan komposisi w/o
2. Dalam memilih inhibitor korosi dari golongan senyawa
organik, disamping pertimbangan gugus fungsi
sebaiknya dipertimbangkan juga aspek struktur
 Badawy, W.A., Ismail, K.M., Fathi, A.M., (2006): Corrosion control of Cu–
Ni alloys in neutral chloride solutions by amino acids, Electrochim.
Acta, 51, 4182–4189
 Ismail, K.M., (2007): Evaluation of cysteine as environmentally friendly
corrosion inhibitor for copper in neutral and acidic chloride
solutions, Electrochim. Acta, 52, 7811–7819
 Kiani, M.A., Mousavi, M.F., Ghasemi, S., Shamsipur, M., dan Kazemi
S.H., (2008): Inhibitory effect of some amino acids on corrosion of PbCa-Sn alloy in sulfuric acid solution, Corros. Sci., xxx, xxx-xxx, 1-11.
 Matos, J.B., Pereira, L.P., Agostinho, S.M.L., Barcia, O.E., Cordeiro, G.O
dan Elia, E.D., (2004): Effect of cysteine on the anodic dissolution of
copper in sulfuric acid medium, J. Electroanal. Chem., 570, 91–94
 Nice, P.I., Takabe, H., dan Ueda, M., (2000): The development and
implementation of a new alloyed steel for oil and gas production
wells, Corrosion 2000, 154, (Houston, TX, NACE)
Dalam jurnal ilmiah:
Sunarya, Y., Radiman, C.L., Achmad, S., Bundjali, B., (2008): Evaluasi
sistein sebagai inhibitor korosi baja karbon API 5L X65 dalam larutan NaCl
jenuh CO2 dengan kendali pH bufer asetat, J. Itenas, 2,12.
Dalam seminar/proceeding:
1. Sunarya, Y., Radiman, C.L., Achmad, S., Bundjali, B., (2006): Amino
acids as corrosion inhibitor of carbon steel, Int. Confer. Math and
Natur. Sci. Proceeding ICMNS, 623-626.
2. Sunarya, Y., Radiman, C.L., Achmad, S., Bundjali, B., (2006): Pengaruh
gugus merkapto dalam sistein terhadap laju korosi baja
karbon, Seminar Nasional Kimia, UNY.
3. Sunarya, Y., Radiman, C.L., Achmad, S., Bundjali, B., (2007): Pengaruh
temperatur terhadap mekanisme inhibisi sistein pada korosi baja
karbon dalam larutan NaCl jenuh CO2, Seminar Nasional Kimia, UNS
4. Sunarya, Y., Radiman, C.L., Achmad, S., Bundjali, B., (2007): Cysteine
as a green corrosion inhibitor for carbon steel in CO2 aerated 1% NaCl
media with acidic buffer, Int. Confer. Chem. Sci., Proceeding ICCS, 1-6.
Kepada yang terhormat
1. Ibu Dr. Ing. Cynthia L. Radiman; Ibu Dr. Hj. Sadijah Achmad
dan Bpk Dr. H. Bunbun Bundjali, serta Bpk Dr. Bambang
Ariewahjoedi, M.Sc.
2. Departemen Pendidikan Nasional, khususnya Dirjen Dikti
3. Rektor UPI dan Dekan FPMIPA UPI
4. Dekan Sekolah Pascasarjana ITB, Dekan dan para wakil Dekan
FMIPA-ITB, dan Ketua Program Magister dan Doktor Kimia
FMIPA-ITB, beserta staf