Soru

Zorluk: ZorKorozyon ve Korozyondan Korunma Yöntemleri

Toprak altında bulunan ve demir (FeFe) metalinden yapılmış bir yakıt tankı, bakır (CuCu) borularla doğrudan temas edecek şekilde tesis edilmiştir. Nemli toprak ortamında kalan bu sistemde demir metalinin korozyona uğradığı tespit edilmiştir.

Bazı metallerin standart indirgenme potansiyelleri (E0E^0) aşağıda verilmiştir:
* Mg2+(suda)+2eMg(k)E0=2,37 VMg^{2+}(\text{suda}) + 2e^- \rightarrow Mg(\text{k}) \quad E^0 = -2,37 \text{ V}
* Zn2+(suda)+2eZn(k)E0=0,76 VZn^{2+}(\text{suda}) + 2e^- \rightarrow Zn(\text{k}) \quad E^0 = -0,76 \text{ V}
* Fe2+(suda)+2eFe(k)E0=0,44 VFe^{2+}(\text{suda}) + 2e^- \rightarrow Fe(\text{k}) \quad E^0 = -0,44 \text{ V}
* Sn2+(suda)+2eSn(k)E0=0,14 VSn^{2+}(\text{suda}) + 2e^- \rightarrow Sn(\text{k}) \quad E^0 = -0,14 \text{ V}
* Cu2+(suda)+2eCu(k)E0=+0,34 VCu^{2+}(\text{suda}) + 2e^- \rightarrow Cu(\text{k}) \quad E^0 = +0,34 \text{ V}

Buna göre, bu sistemde gerçekleşen korozyon süreci ve korozyondan korunma yöntemleri ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

  1. Demir tank ile bakır borunun teması demirin korozyonunu hızlandırır; tankı korumak için sisteme bağlı olan kurban anot magnezyum veya çinko metalinden seçilebilir.Cevap
  2. B
    Bakır metalinin indirgenme potansiyeli daha yüksek olduğundan, bakır boru korozyon hücresinde anot olarak davranır ve ilk olarak bakır aşınır.
  3. C
    Tankın dış yüzeyi kalay (SnSn) metali ile kaplandığında, bu kaplama tabakasında bir çatlak oluşursa demir metalinin korozyon hızı çıplak demire göre azalır.
  4. D
    Sisteme kurban anot olarak gümüş (AgAg) elektrot bağlanması, demir tankın katot olarak davranarak korunmasını sağlar.
  5. E
    Korozyon sırasında anot bölgesinde oksijen gazı indirgenirken, katot bölgesinde demir metali yükseltgenir.

Cevap

Demir tank ile bakır borunun teması demirin korozyonunu hızlandırır; tankı korumak için sisteme bağlı olan kurban anot magnezyum veya çinko metalinden seçilebilir.
Demir metalinin standart indirgenme potansiyeli bakırdan daha düşük olduğu için demir bakıra göre anottur ve nemli ortamda korozyonu hızlanır. Demiri korumak için sisteme demirden daha aktif (E0E^0 değeri demirden daha negatif) bir metalin kurban anot olarak bağlanması gerekir. Magnezyum (2,37 V-2,37\text{ V}) ve çinko (0,76 V-0,76\text{ V}) metallerinin indirgenme potansiyelleri demirinkinden (0,44 V-0,44\text{ V}) küçük olduğu için bu amaca uygundur.

Adım Adım Çözüm

1
Metallerin aktifliklerini (yükseltgenme eğilimlerini) belirlemek için standart indirgenme potansiyellerini (E0E^0) karşılaştırmak.
İndirgenme potansiyeli en küçük olan metal en aktiftir. Buna göre aktiflik sırası: Mg>Zn>Fe>Sn>CuMg > Zn > Fe > Sn > Cu şeklindedir.
Bir metalin indirgenme potansiyeli ne kadar küçükse, yükseltgenme eğilimi (aktifliği) o kadar fazladır.
2
Demir yakıt tankı ile bakır boru arasındaki etkileşimi analiz etmek.
Demir (FeFe, E0=0,44 VE^0 = -0,44 \text{ V}) bakırdan (CuCu, E0=+0,34 VE^0 = +0,34 \text{ V}) daha aktif olduğu için anot olarak davranır ve yükseltgenerek korozyona uğrar (FeFe2++2eFe \rightarrow Fe^{2+} + 2e^-). Bakır ise katot görevi görür. Bu temas korozyonu hızlandırır.
Farklı iki metal temas ettiğinde aktif olan anot, pasif olan katot olur.
3
Demir tankı korumak için kurban anot yöntemini değerlendirmek.
Demiri korozyondan korumak için sisteme demirden daha aktif bir metal (kurban anot) bağlanmalıdır. Aktiflik sırasına göre magnezyum (MgMg) veya çinko (ZnZn) demirden daha aktif oldukları için kurban anot olarak seçilebilirler. Bu durumda kurban anot yükseltgenirken demir tank korunmuş olur.
Kurban anot yöntemi, korunmak istenen metal yerine yükseltgenme potansiyeli daha yüksek bir metalin harcanması prensibine dayanır.

Anahtar Kavram

Korozyon, Galvanik Hücre Oluşumu ve Kurban Anot Yöntemi
Bu soruyu puanla