Perencat kakisan hijau dari ekstrak Etlingera Elatior dalam 0.5 M HCI terhadap keluli lembut

Abstract

Isu kakisan sering berlaku pada sistem perpaipan berikutan dengan penggunaan larutan berasid seperti asid hidroklorik secara meluas dalam industri minyak dan gas untuk membersihkan permukaan dalam paip. Hal ini mengakibatkan kemerosotan logam berlaku yang disebabkan oleh tindak balas kimia di atas permukaan logam. Oleh itu, Bunga Kantan (Etlingera elatior) telah digunakan dalam kajian ini sebagai perencat kakisan hijau pada keluli lembut dalam medium berasid, 0.5 M asid hidroklorik dengan nilai pH 1.0. Terdapat tiga objektif yang terkandung dalam kajian ini, pertama ialah mengenalpasti sebatian dan kumpulan berfungsi yang wujud dalam formulasi ekstrak Etlingera Elatior, kedua ialah menilai kecekapan dan kadar kakisan keluli lembut menggunakan formulasi ekstrak Etlingera Elatior dalam kepekatan dan suhu yang berbeza dan objektif ketiga ialah menganalisa morfologi dan mikrostruktur yang terbentuk di atas permukaan keluli lembut dengan kehadiran dan tanpa kehadiran perencat kakisan. Pengekstrakan pati minyak Etlingera Elatior telah dilakukan dengan menggunakan pelarut etanol dan seterusnya dikeringkan melalui dua kaedah pengeringan yang berbeza iaitu pengeringan dalam ketuhar dan pengeringan dalam mesin penyejuk beku-kering. Hasil dapatan mendapati pengeringan dalam dalam mesin penyejuk bekukering menghasilkan sebanyak 7.14% berbanding pengeringan dalam ketuhar iaitu 6.47%. Hasil pencirian ekstrak dikaji menggunakan analisis spektroskopi inframerah transform-fourier (FTIR) dan spektroskopi jisim-kromatografi gas (GC-MS) membuktikan kehadiran kumpulan-kumpulan berfungsi yang terdapat dalam pati minyak Etlingera Elatior iaitu kumpulan hidroksil (O-H) dan alkena (C=C) yang sepadan dengan ciri umum proses penjerapan yang baik dalam perencatan kakisan dan disokong dengan keputusan spektrum GC-MS dengan kehadiran empat struktur molekul utama yang terbentuk iailah asid palmitik (17.94%), asid stearik (16.87%), siklododekan (11.81%) dan asid laurik (7.71%). Dalam kaedah ujian kakisan dengan menggunakan kaedah pengurangan berat dan pengukuran elektrokimia berpekatan dari 250 ppm hingga 1050 ppm mendapati bahawa nilai peratusan kecekapan perencatan paling tinggi ialah pada kepekatan 950 ppm (91%) dengan kadar kakisan sebanyak 0.13 mm/tahun manakala ujian potentiodinamik mencatatkan nilai peratusan kecekapan perencatan 88% dengan kadar kakisan 0.60mm/tahun. Suhu yang berbeza turut digunakan iaitu 25˚C, 35˚C, 45˚C, 55˚C dan 65˚C. Suhu paling optimum dan efisien penjerapan berlaku ialah pada 25˚C kerana suhu yang semakin tinggi menyebabkan tenaga kinetik molekul terserap meningkat dan mengatasi daya tarikan elektrostatik oleh permukaan keluli lembut. Morfologi bagi keluli lembut setelah ujian kakisan menggunakan optikal mikroskopi dan mikroskopi pengimbasan elektron (SEM) mendapati permukaan keluli lembut lebih licin dan tidak terhakis apabila direndam dengan larutan mengandungi perencat kakisan. Berdasarkan kajian termodinamik dan kinetik mematuhi model penjerapan Langmuir dengan nilai (ΔG˚ads) berada dalam julat -16.52 kJ mol-1 hingga -18.61 kJ. Melalui keputusan teori fungsi ketumpatan (DFT), tapak penjerapan didapati berada pada atom O dan C dapat disimpulkan dari analisis orbit ΔE (HOMO-LUMO). Ikatan kimia yang terbentuk adalah hasil daripada pendermaan elektron molekul perencat aktif ke permukaan Fe kosong dan seterusnya menghasilkan perencatan kakisan yang cekap. Dalam kajian ini, ekstrak tumbuhan Etlingera Elatior berkepekatan 950 ppm berkesan untuk merencat kakisan logam dalam medium berasid dengan nilai pH 1.0.