Ringkasan Jurnal Kimia

Latar Belakang :

Pengaruh Temperatur Terhadap Reaksi Fosfonat dalam Inhibitor Kerak
pada Sumur Minyak

Kerak (scale) merupakan masalah yang cukup kompleks dan selalu terjadi diladang-ladang
minyak. Kerak didefinisikan sebagai suatu deposit dari senyawa-senyawa anorganik yang
terendapkan dan membentuk timbunan kristal pada permukaan suatu subtansi (Kemmer, 1979).
Kerak yang terbentuk pada pipa-pipa akan memperkecil diameter dan menghambat aliran
fluida pada sistem pipa tersebut. Terganggunya aliran fluida menyebabkan suhu semakin naik
dan tekanan semakin tinggi maka kemungkinan pipa akan pecah dan rusak.

Salah satu cara untuk mencegah terbentuknya kerak diladang-ladang minyak
adalah dengan menginjeksikan bahan-bahan kimia pencegah kerak (scale inhibitor) ke dalam
air formasi. Prinsip kerja dari scale inhibitor yaitu pembentukan senyawa kompleks (chelat)
antara scale inhibitor dengan unsur-unsur pembentuk kerak.

Senyawa kompleks yang terbentuk larut dalam air sehingga menutup
kemungkinan pertumbuhan kristal yang besar. Di samping itu dapat mencegah kristal kerak untuk
melekat pada permukaan pipa.

Pada umumnya scale inhibitor yang digunakan di ladang-ladang minyak dibagi atas
dua tipe yaitu scale inhibitor anorganik dan scale inhibitor organik. Senyawa anorganik fosfat yang

umum digunakan sebagai inhibitor adalah kondesat fosfat dan dehidrat fosfat. Anorganik
fosfat banyak digunakan sebagai scale inhibitor sebelum berkembangnya fosfonat, fosfat ester
dan polimer.

Hasil dan Pembahasan :

Penentuan Fosfonat dalam Scale Inhibitor Jet-Cote 592 dan Servo-UCA 301 merupakan
scale inhibitor fosfonat yang berwujut cair. Hasil analisa fosfat dan fosfat total dari 0,05 mL scale
inhihitor dalam aquades dan air formasi yang tidak diinjeksi dengan bahan kimia .

Hasil di atas menunjukkan bahwa sebelum scale inhibitor diinjeksikan ke dalam air formasi
(sumur minyak) telah ada 8493 ppm dalam Jet Cote-592 dan 5605 ppm dalam Servo UCA-301
fosfat. Fosfat ini mungkin berasal dari fosfonat yang telah berubah menjadi fosfat. Dalam air
formasi ternyata kandungan fosfatnya lebih tinggi dibanding dalam aquades, yang berarti di
dalam air formasi juga terdapat fosfat sehingga scale inhibitor yang diencerkan dalam air
formasi kandungan fosfat lebih tinggi dibandingdalam aquades.
Kandungan fosfonat yang masih aktif diketahui dengan menentukan kandungan fosfat
total yang dikurangi dengan fosfat yang ada di dalamnya. Dalam setiap 0.05 mL Jet Cote-592
terdapat rata-rata 107373 ppm fosfonat dan 92969 ppm dalam Servo UCA-301. Angka
tersebut menunjukkan bahwa kandungan fosfonat Jet-Cote 592 sedikit lebih tinggi

dibanding Servo-UCA 301.

Pengaruh Temperatur Terhadap Perubahan
Fosfonat
Pengaruh temperatur terhadap perubahan fosfonat menjadi fosfa, fosfonat yang berubah menjadi fosfat semakin banyak dengan naiknya temperatur. Pada temperatur rendah perubahannya kecil, tetapi semakin naik temperatur semakin banyak fosfonat yang berubah menjadi fosfat.

Hasil  menunjukkan bahwa sebelum scale inhibitor diinjeksikan ke dalam
air formasi (sumur minyak) telah ada 8493 ppm dalam Jet Cote-592 dan 5605 ppm dalam Servo
UCA-301 fosfat. Fosfat ini mungkin berasal dari fosfonat yang telah berubah menjadi fosfat.
Dalam air formasi ternyata kandungan fosfatnya lebih tinggi dibanding dalam aquades, yang
berarti di dalam air formasi juga terdapat fosfat sehingga scale inhibitor yang diencerkan dalam banding dalam aquades. Kandungan fosfonat yang masih aktifdiketahui dengan menentukan kandungan fosfat total yang dikurangi dengan fosfat yang ada di dalamnya. Dalam setiap 0.05 mL Jet Cote-592terdapat rata-rata 107373 ppm fosfonat dan 92969 ppm dalam Servo UCA-301. Angka
tersebut menunjukkan bahwa kandungan fosfonat Jet-Cote 592 sedikit lebih tinggi dibanding Servo-UCA 301.

Scale Inhibitor pada Sumur Minyak
Untuk mengetahui kandungan fosfonat dalam sumur minyak, dilakukan analisis fosfat dan
fosfat total yang terdapat dalam air formasi yang telah diinjeksi dengan scale inhibitor.
Kemungkinan besar air formasi juga mengandung fosfat maka dilakukan analisis
fosfat pada air formasi dari sumur yang tidak diinjeksi dengan scale inhibitor. Air formasi
yang dipilih letaknya berdekatan dengan sumur minyak yang diinjeksi dengan scale inhibitor.
Hasil analisa kandungan fosfat dan fosfat total pada sumur yang diinjeksi dengan scale inhibitor
dan fosfat pada sumur yang tidak diinjeksi dengan bahan kimia .

Peluang Penelitian Dan Selanjutnya :

Temperatur mempengaruhi perubahan fosfonat menjadi fosfat dimana perubahannya semakin
besar dengan semakin naiknya temperatur. Scale inhibitor Servo UCA-301 dan Jet Cote-592 ,

lebih baik digunakan pada temperatur dibawah 200oF. Perubahan fosfonat yang terjadi di dalam air
formasi sumur minyak Bekasap Selatan dan Pematang sebesar 5,99% dan 8,36% untuk Servo-
UCA 301serta 6,13% dan 8,24% untuk Jet-Cote592.

Artikel Perkaratan Pada Logam Besi

a.                  Pengertian Korosi atau Perkarataan

Korosi atau perkaratan logam merupakan proses oksidasi sebuah logam dengan udara atau elektrolit lainnya, dimana udara atau elektrolit akan mengami reduksi, sehingga proses korosi merupakan proses elektrokimia, lihat Gambar 7.11.

Gambar 7.11. Korosi logam Fe dan berubah menjadi oksidanya

b.                  Proses terjadinya karat

Korosi terjadi melalui reaksi redoks, di mana logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen mengalami reduksi. Karat logam umumnya berupa oksida atau karbonat. Karat pada besi berupa zat yang berwarna cokelat-merah dengan rumus kimia Fe2O3·xH2O. Oksida besi (karat) dapat mengelupas, sehingga secara bertahap permukaan yang baru terbuka itu mengalami korosi. Berbeda dengan aluminium, hasil korosi berupa Al2O3 membentuk lapisan yang melindungi lapisan logam dari korosi selanjutnya. Hal ini dapat menerangkan mengapa panic dari besi lebih cepat rusak jika dibiarkan, sedangkan panci dari aluminium lebih awet.

Korosi secara keseluruhan merupakan proses elektrokimia. Pada korosi besi, bagian tertentu dari besi sebagai anode, di mana besi mengalami oksidasi.

Fe(s) à Fe²⁺(aq) + 2e^–

Elektron yang dibebaskan dalam oksidasi akan mengalir ke bagian lain untuk mereduksi oksigen.

O₂(g) + 2 H₂O(l) + 4e^–à 4 OH^–(l)

Ion besi(II) yang terbentuk pada anode akan teroksidasi membentuk besi(III) yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi Fe₂O₃·xH₂O yang disebut karat.

              

Gambar Proses Perkaratan Besi

              

 

c.                   Penyebab terjadinya  karat

Berdasarkan pengetahuan tentang mekanisme korosi, Anda tentu dapat menyimpulkan faktor-faktor apa yang menyebabkan terbentuknya korosi pada logam sehingga korosi dapat dihindari.

Percobaan / Praktikum Faktor-Faktor yang Dapat Menyebabkan Korosi

Tujuan :

Menjelaskan faktor-faktor yang dapat menyebabkan korosi.

Alat :

1. Tabung reaksi
2. Paku
3. Ampelas

Bahan :

1. Air
2. CaCl₂
3. Oli
4. NaCl 0,5%
5. Aseton

Langkah Kerja :

1. Sediakan 5 buah tabung. Masing-masing diisi dengan paku yang permukaannya sudah diampelas dan dibersihkan dengan aseton.
2. Tabung 1 diisi dengan sedikit air agar sebagian paku terendam air dan sebagian lagi bersentuhan dengan udara.
3. Tabung 2 diisi dengan udara tanpa uap air (tambahkan CaCl₂ untuk menyerap uap air dari udara) dan tabung ditutup rapat.
4. Tabung 3 diisi dengan air tanpa udara terlarut, yaitu air yang sudah dididihkan dan tabung ditutup rapat.
5. Tabung 4 diisi dengan oli agar tidak ada udara maupun uap air yang masuk.
6. Tabung 5 diisi dengan sedikit larutan NaCl 0,5% (sebagian paku terendam larutan dan sebagian lagi bersentuhan dengan udara.
7. Amati perubahan yang terjadi pada paku setiap hari selama 3 hari.

Pertanyaan :

1. Bagaimana kondisi paku pada setiap tabung reaksi? Pada tabung manakah paku berkarat dan tidak berkarat?
2. Apa kesimpulan Anda tentang percobaan ini? Diskusikan dengan teman sekelompok Anda.

Setelah dibiarkan beberapa hari, logam besi (paku) akan terkorosi yang dibuktikan oleh terbentuknya karat (karat adalah produk dari peristiwa korosi). Korosi dapat terjadi jika ada udara (khususnya gas O₂) dan air. Jika hanya ada air atau gas O₂ saja, korosi tidak terjadi. Adanya garam terlarut dalam air akan mempercepat proses korosi. Hal ini disebabkan dalam larutan garam terdapat ion-ion yang membantu mempercepat hantaran ion-ion Fe²⁺ hasil oksidasi.

Kekerasan karat meningkat dengan cepat oleh adanya garam sebab kelarutan garam meningkatkan daya hantar ion-ion oleh larutan sehingga mempercepat proses korosi. Ion-ion klorida juga membentuk senyawa kompleks yang stabil dengan ion Fe³⁺. Faktor ini cenderung meningkatkan kelarutan besi sehingga dapat mempercepat korosi

Kesimpulan yang menyebabkan karat pada besi:

1.      Kelembabanudara

2.      Elektrolit

3.      Zatterlarutpembentukasam (CO₂, SO₂)

4.      Adanya O₂

5.      Lapisanpadapermukaanlogam

6.      Letaklogamdalamderetpotensialreduksi

d.                Persamaan reaksi pembentukan karat

Pada daerah anodik (daerah permukaan yang bersentuhan dengan air) terjadi pelarutan atom-atom besi disertai pelepasan elektron membentuk ion Fe²⁺ yang larut dalam air.

Fe(s) → Fe²⁺(aq) + 2e^–(ANODE)

Elektron yang dilepaskan mengalir melalui besi, sebagaimana elektron mengalir melalui rangkaian luar pada sel volta menuju daerah katodik hingga terjadi reduksi gas oksigen dari udara:

O₂(g) + 2H₂O(g) + 2e^– → 4OH^–(aq)(KATODE)

Ion Fe²⁺ yang larut dalam tetesan air bergerak menuju daerah katodik, sebagaimana ion-ion melewati jembatan garam dalam sel volta dan bereaksi dengan ion-ion OH^– membentuk Fe(OH)₂. Fe(OH)₂ yang terbentuk dioksidasi oleh oksigen membentuk karat.

Fe²⁺(aq) + 4OH^–(aq) → Fe(OH)₂(s)

2Fe(OH)₂(s) + O₂(g) → Fe₂O₃.nH₂O(s)

Reaksi keseluruhan pada korosi besi adalah sebagai berikut (lihat mekanisme pada Gambar 2) :

4Fe(s) + 3O2(g) + n H2O(l)	→	2Fe2O3.nH2O(s)
		Karat

e.                 Oksidator dan reduktor

Sejak dulu, para pakar kimia sudah mengetahui bahwa oksigen dapat bereaksi dengan banyak unsur. Senyawa yang terbentuk dari hasil reaksi dengan oksigen dinamakan oksida sehingga reaksi antara oksigen dan suatu unsur dinamakan reaksi oksidasi seperti contoh pada Gambar 7.1.

Gambar 7.1 Fosfor putih dalam air diaerasi dengan udara sehingga terjadi reaksi oksidasi disertai nyala api dalam air.
P₄(s) + 5O₂(g) →2P₂O₅(g)

Karat besi adalah senyawa yang terbentuk dari hasil reaksi antara besi dan oksigen (besi oksida). Perkaratan besi merupakan salah satu contoh dari reaksi oksidasi. Persamaan reaksi pembentukan oksida besi dapat ditulis sebagai berikut.

4Fe(s) + 3O₂(g) → 2Fe₂O₃(s)

Pada reaksi tersebut, besi mengalami oksidasi dengan cara mengikat oksigen menjadi besi oksida. Kebalikan dari reaksi oksidasi dinamakan reaksi reduksi. Pada reaksi reduksi terjadi pelepasan oksigen. Besi oksida dapat direduksi dengan cara direaksikan dengan gas hidrogen, persamaan reaksinya:

Fe₂O₃(s) + 3H₂(g)→2Fe(s) + 3H₂O(g)

Contoh:

C(s) + O₂(g)→CO₂(g) (reaksi oksidasi)

CO(g) + H₂(g) →C(s) + H₂O(g) (reaksi reduksi)

2SO₂(g) + O₂(g) →2SO₃(g) (reaksi oksidasi)

CH₄(g) + 2O₂(g)→CO₂(s) + 2H₂O(g) (reaksi oksidasi)

ü  Hasil Analisis

Hasil analisis dari logam besi yang berubah menjadi karat adalah Korosi atau perkaratan logam merupakan proses oksidasi sebuah logam dengan udara atau elektrolit lainnya, dimana udara atau elektrolit akan mengami reduksi, sehingga proses korosi merupakan proses elektrokimia,

dangan proses Korosi terjadi melalui reaksi redoks, di mana logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen mengalami reduksi.

Penyebabnya  antara lain :

1.      Kelembabanudara

2.      Elektrolit

3.      Zatterlarutpembentukasam (CO₂, SO₂)

4.      Adanya O₂

5.      Lapisanpadapermukaanlogam

6.      Letaklogamdalamderetpotensialreduksi

   Untuk itu persamaan reaksi pembentukan karatnya dapat dituliskan dengan :

Fe(s) → Fe²⁺(aq) + 2e^–(ANODE)

O₂(g) + 2H₂O(g) + 2e^– → 4OH^–(aq) (KATODE)

Reaksi keseluruhan pada korosi besi adalah sebagai berikut (lihat mekanisme pada Gambar 2) :

4Fe(s) + 3O2(g) + n H2O(l)	→	2Fe2O3.nH2O(s)
		Karat

    

   Karat besi adalah senyawa yang terbentuk dari hasil reaksi antara besi dan oksigen (besi oksida). Perkaratan besi merupakan salah satu contoh dari reaksi oksidasi. Persamaan reaksi pembentukan oksida besi dapat ditulis sebagai berikut.

4Fe(s) + 3O₂(g) → 2Fe₂O₃(s)

Pada reaksi tersebut, besi mengalami oksidasi dengan cara mengikat oksigen menjadi besi oksida. Kebalikan dari reaksi oksidasi dinamakan reaksi reduksi. Pada reaksi reduksi terjadi pelepasan oksigen. Besi oksida dapat direduksi dengan cara direaksikan dengan gas hidrogen, persamaan reaksinya:

Fe₂O₃(s) + 3H₂(g)→2Fe(s) + 3H₂O(g)

ü  Kesimpulan

Korosi atau perkaratan logam merupakan proses oksidasi sebuah logam dengan udara atau elektrolit lainnya, dimana udara atau elektrolit akan mengami reduksi, sehingga proses korosi merupakan proses elektrokimia

1.                       proses terjadinya perkaratan :

Korosi terjadi melalui reaksi redoks, di mana logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen mengalami reduksi

2. penyebab terjadinya karat :

1.      Kelembabanudara

2.      Elektrolit

3.      Zatterlarutpembentukasam (CO₂, SO₂)

4.      Adanya O₂

5.      Lapisanpadapermukaanlogam

6.      Letaklogamdalamderetpotensialreduksi

3. persamaan reaksi pembentukan karat :

Anode:Fe(s) → Fe²⁺(aq) + 2e^–
Katode: O₂(g) + 2H₂O(g) + 2e^– → 4OH^–(aq)

4. oksidator dan reduktor

reaksi oksidasi, pada reaksi tersebut besi mengalami oksidasi dengan cara mengikat oksigen menjadi besi oksida. Kebalikan dari reaksi oksidasi dinamakan reaksi
Pada reaksi reduksi terjadi pelepasan oksigen