AYT elektroliz ve korozyon konu anlatımı kapsamında elektrolitik hücreler, elektrot ürünlerinin belirlenmesi, Faraday kanunları, seri bağlı elektroliz kapları, suyun elektrolizi, metal kaplama ve korozyondan korunma yöntemleri işlenecektir.
AYT kimya konularının tamamına AYT konu anlatımı arşivinden ulaşabilirsiniz.
Elektrolitik Hücrenin Temeli
Elektroliz Nedir?
Elektroliz, kendiliğinden ilerlemeyen bir redoks tepkimesinin dışarıdan elektrik enerjisi verilerek gerçekleştirilmesidir. Bu işlemin yapıldığı düzeneğe elektrolitik hücre denir. Hücredeki elektrolit, hareketli iyonlar içerdiği için elektrik akımının çözelti veya eriyik içinde sürmesini sağlar.
Redoks tepkimesi ortadan kalkmaz: bir tür elektron verirken başka bir tür elektron alır. Fark, elektron aktarımını başlatan etkidedir. Galvanik hücrede istemli kimyasal değişim elektrik üretirken elektrolitik hücrede güç kaynağı elektronları zorlayarak kimyasal değişim oluşturur. Böylece elektrik enerjisi kimyasal enerjiye dönüştürülür.
Anot, Katot ve Kutupların İşareti
Anot yükseltgenmenin, katot indirgenmenin gerçekleştiği elektrottur. Bu tanımlar hücrenin türüne göre değişmez. Elektrolitik hücrede güç kaynağının pozitif ucu anoda bağlıdır ve anottan elektron çeker; negatif uç katoda bağlıdır ve katoda elektron gönderir. Bu nedenle elektrolitik hücrede anot pozitif, katot negatif işaretlidir.
I. Güç kaynağının pozitif ucuna bağlı elektrot anottur.
II. Katyonlar katoda doğru hareket eder.
III. Elektronlar güç kaynağının negatif ucundan katoda verilir ve anottan pozitif uca çekilir.
yargılarından hangileri doğrudur?
B) Yalnız II
C) I ve II
D) II ve III
E) I, II ve III
Elektron ve İyonların Hareketi
Metal tellerde yükü elektronlar, elektrolitte ise iyonlar taşır. Katyonlar pozitif yüklü oldukları için katoda göç eder ve uygun olanlar elektron alarak indirgenir. Anyonlar anoda göç eder ve uygun olanlar elektron vererek yükseltgenir. İyonların elektroda yönelmesi, mutlaka o iyonun ilk ürün olacağı anlamına gelmez; özellikle sulu çözeltide su da elektrot tepkimesine katılabilir.
Elektronlar elektrolitin içinden bir elektrottan diğerine geçmez. Anottaki yükseltgenme elektron üretir; bu elektronlar güç kaynağının pozitif ucuna çekilir. Güç kaynağı başka elektronları negatif ucundan katoda iter. Akımın sürekli olması için dış devredeki elektron hareketi ile elektrolitteki iyon hareketi birlikte sürer.
Galvanik ve Elektrolitik Hücrelerin Karşılaştırılması
İki hücrede de yükseltgenme anotta, indirgenme katotta gerçekleşir ve elektron alışverişi vardır. Galvanik hücrede tepkime yönünü kimyasal eğilim belirler. Elektrolitik hücrede dış kaynak, tepkimeyi doğal yönünün tersinde ilerletebilir. Bu nedenle aynı iki yarı tepkime, hücrenin çalışma biçimine göre ters yönde yürüyebilir.
Buna göre,
I. Cu elektrodu anottur.
II. Zn2+ iyonları katotta indirgenir.
III. İdeal eşik değerlendirmesinde dış gerilim 1,10 V’tan büyük olmalıdır.
yargılarından hangileri doğrudur?
B) Yalnız II
C) I ve II
D) II ve III
E) I, II ve III
Dış Gerilim ve Tepkimenin Başlama Koşulu
Elektroliz edilecek tepkimenin yazılan yöndeki hücre potansiyeli negatiftir. Dış kaynak, hücrenin karşı yöndeki gerilimini yenmeden net kimyasal değişim sürdürülemez. Kuramsal olarak gerekli en küçük gerilim, ters yöndeki istemli hücrenin gerilim büyüklüğüyle ilişkilidir. Gerçek sistemlerde çözelti direnci, elektrot yüzeyi ve aşırı gerilim denilen kinetik engeller nedeniyle uygulanan gerilim kuramsal değerden daha yüksek olur.
Gerilim ile akım aynı büyüklük değildir. Gerilim tepkimeyi yürüten elektriksel itici farkı, akım ise birim zamanda devreden geçen yük miktarını belirtir. Yeterli gerilim sağlandıktan sonra akım ve süre, oluşan madde miktarını belirler.
B) Kuramsal eşik 0,78 V’tur; gerçek gerekli gerilim daha büyük olabilir.
C) Akım artırılırsa gerekli eşik gerilim sıfır olur.
D) Hücre elektrik enerjisi üretir.
E) Katot güç kaynağının pozitif ucuna bağlanır.
Elektrotlarda Oluşan Maddelerin Belirlenmesi
Erimiş Tuzların Elektrolizi
Erimiş tuz, iyonik katının ısıtılarak sıvı hâle getirilmiş biçimidir. Ortamda çözücü su bulunmadığı için elektrot ürünleri yalnız tuzun iyonlarından oluşur. Katyon katoda gider ve elektron alır; anyon anoda gider ve elektron verir.
Erimiş NaCl’de Na+ katotta Na metaline, Cl− anotta Cl2 gazına dönüşür. İki Na+ iyonunun indirgenmesi iki elektron; iki Cl− iyonunun bir Cl2 oluşturması da iki elektron içerir. Elektron sayıları eşitlenince net tepkime 2NaCl(s)→2Na(k)+Cl2(g) olur.
B) Anotta Ca metali birikir.
C) Ca2+ iyonları anoda yönelir.
D) Katotta Ca, anotta Cl2 oluşur.
E) Elektrolit içinde elektronlar anottan katoda gider.
Sulu Çözeltide Suyun Rolü
Sulu çözeltide tuz iyonlarına ek olarak su molekülleri de elektrot tepkimesine katılabilir. Bu nedenle “katyon katotta metale, anyon anotta ametale dönüşür” genellemesi her sulu çözelti için doğru değildir. Katotta metal katyonu ile suyun indirgenmesi; anotta anyon ile suyun yükseltgenmesi karşılaştırılır.
Katotta su indirgenirse H2 ve OH−, anotta su yükseltgenirse O2 ve H+ oluşabilir. Çözeltinin pH’ı, oluşan H+ ve OH− iyonlarının tüketilip tüketilmemesine göre değişir. Elektrot ürünleri belirlenmeden pH yorumu yapılması eksik kalır.
Katotta İndirgenecek Türün Seçilmesi
Katotta indirgenme gerçekleşir. Birden fazla indirgenebilir tür varsa, verilen koşullarda indirgenme eğilimi daha büyük olan tür önce elektron alır. Soruda standart indirgenme potansiyelleri verilmişse E° değeri daha büyük olan yarı tepkime önceliklidir. Derişim ve gaz basıncı standart değilse gerçek elektrot potansiyellerinin değişebileceği unutulmamalıdır.
Okul düzeyindeki yaygın sulu çözelti yaklaşımında Cu2+, Ag+ gibi hidrojene göre daha kolay indirgenen iyonlar metal olarak birikir; Na+, Mg2+ gibi çok aktif metallerin iyonları yerine su indirgenerek H2 oluşur. Bu, mutlak bir ezber listesi değil indirgenme eğilimlerinin sonucudur.
B) Katotta Mg, anotta Cl2
C) Katotta H2, anotta Cl2
D) Katotta Mg, anotta O2
E) Katotta Na, anotta Mg
Anotta Yükseltgenecek Türün Seçilmesi
Anotta yükseltgenme gerçekleşir. Halojen iyonları Cl−, Br− ve I−, uygun koşullarda elektron vererek sırasıyla Cl2, Br2 ve I2 oluşturabilir. NO3−, SO42− ve PO43− gibi oksijenli çok atomlu anyonlar okul düzeyindeki sulu elektrolizde çoğunlukla boşaltılmaz; bunların yerine su veya OH− yükseltgenerek O2 oluşturur.
F− iyonunun sulu çözeltisinde de suyun yükseltgenmesi daha elverişli olduğundan anotta O2 beklenir. Gerçek endüstriyel elektrolizde derişim, elektrot malzemesi ve aşırı gerilim ürün seçimini etkileyebilir; soruda verilen potansiyel veya öncelik bilgisi esas alınır.
I. Katotta Cu birikir.
II. Anotta O2 oluşur.
III. Elektroliz sürdükçe çözeltinin asitliği artabilir.
yargılarından hangileri doğrudur?
B) Yalnız II
C) I ve II
D) II ve III
E) I, II ve III
İnert ve Aktif Elektrotların Farkı
İnert elektrot, çalışma koşullarında tepkimeye anlamlı ölçüde katılmayan iletken yüzeydir; Pt ve grafit sık kullanılan örneklerdir. İnert elektrot kullanıldığında ürün seçimi çoğunlukla elektrolitteki türler arasında yapılır. Aktif elektrot ise yükseltgenerek çözeltiye iyon verebilir veya başka bir elektrot tepkimesine katılabilir.
CuSO4 çözeltisi Cu elektrotlarla elektroliz edilirse anotta Cu(k)→Cu2++2e−, katotta Cu2++2e−→Cu(k) gerçekleşir. İdeal durumda anotta çözünen Cu miktarı katotta biriken Cu miktarına eşittir ve Cu2+ derişimi büyük ölçüde korunur. Aynı çözelti inert anotla elektroliz edilirse anotta Cu değil su yükseltgenir.
Birden Fazla İyonun Bulunduğu Çözeltiler
Çok iyonlu bir çözeltide seçim ayrı ayrı yapılır: katotta yalnız indirgenebilecek türler, anotta yalnız yükseltgenebilecek türler karşılaştırılır. Bir tür tamamen tükendiğinde aynı elektrottaki ikinci uygun tür devreye girebilir. Bu nedenle uzun süreli elektrolizde “ilk ürün” ile “elektroliz boyunca oluşan bütün ürünler” aynı olmayabilir.
Ürün değişiminin gerçekleştiği an, geçen toplam elektron miktarıyla bulunur. Örneğin 0,10 mol Ag+ iyonunun tamamı Ag’ye dönüşürken 0,10 mol elektron harcanır. Daha fazla yük geçirilirse kalan yük suyun indirgenmesi gibi sonraki katot tepkimesine ayrılabilir.
Şekildeki sulu çözeltide Ag+, Zn2+, Na+, Cl− ve NO3− iyonları bulunmaktadır. Pt elektrotlar inerttir. Verilen koşullarda Ag+‘ın indirgenme eğilimi sudan ve diğer katyonlardan; Cl−‘ın yükseltgenme eğilimi sudan ve NO3−‘tan büyüktür.
İlk oluşan katot ve anot ürünleri hangileridir?
B) Na ve Cl2
C) Zn ve O2
D) H2 ve NO2
E) Ag ve N2
B) 10,8 g ve 0,28 L
C) 16,2 g ve 0,56 L
D) 10,8 g ve 0,56 L
E) 21,6 g ve 1,12 L
Faraday Kanunları ve Elektroliz Hesapları
Faraday’ın birinci kanunu, elektrotlarda oluşan veya çözünen madde miktarının devreden geçen elektrik yüküyle doğru orantılı olduğunu belirtir. İkinci kanun, eşit yük geçirilen farklı elektrolitlerdeki kütle değişimlerinin maddelerin eşdeğer kütleleriyle orantılı olduğunu açıklar. Aşağıdaki bağıntılar bu iki ilişkinin nicel karşılığıdır.
Elektrik Yükü, Akım ve Zaman
Elektrik yükü Q ile, akım şiddeti I ile, süre t ile gösterilir. Bir amper, iletkenden bir saniyede bir coulomb yük geçmesi demektir. Bu nedenle geçen toplam yük Q=I·t bağıntısıyla bulunur. Q’nun birimi coulomb (C), I’nın birimi amper (A), t’nin birimi saniyedir.
Süre dakika veya saat verilmişse saniyeye çevrilir. Akım iki katına çıkarılıp süre yarıya indirilirse Q değişmez; dolayısıyla aynı elektrot tepkimesinde oluşan madde miktarı da değişmez. Gerilim bu bağıntıda yer almaz; yeterli çalışma gerilimi sağlandıktan sonra nicel madde hesabı akım ve süreyle yapılır.
B) 9650 C ve 0,10 F
C) 9650 C ve 1,00 F
D) 19300 C ve 0,20 F
E) 96500 C ve 1,00 F
Faraday Sabiti ve Elektron Miktarı
Bir mol elektronun taşıdığı yükün büyüklüğüne Faraday sabiti denir ve F ile gösterilir. Değeri yaklaşık 96485 C/mol e− olup lise hesaplarında çoğunlukla 96500 C/mol e− alınır. Böylece Q/F oranı devreden geçen elektronun mol sayısını verir.
Bir yarı tepkimedeki elektron katsayısı, oluşan maddeyle elektron miktarı arasındaki köprüdür. Al3++3e−→Al tepkimesinde 3 mol elektron 1 mol Al; 2Cl−→Cl2+2e− tepkimesinde 2 mol elektron 1 mol Cl2 ile ilişkilidir.
B) 5,4 g ve 3,36 L
C) 2,7 g ve 3,36 L
D) 10,8 g ve 6,72 L
E) 16,2 g ve 13,44 L
Elektrotlarda Biriken veya Çözünen Kütle
Bir iyonun z elektron alarak veya vererek bir mol madde oluşturduğu tepkimede madde miktarı n(e−)/z olur. Mol kütlesi M ile gösterilirse elektrot kütle değişimi m=Q·M/(z·F) bağıntısıyla hesaplanır. Buradaki z, elementin periyodik tablodaki grup numarası değil, yazılan yarı tepkimede bir mol ürün başına alınan veya verilen elektron sayısıdır.
Eşdeğer kütle M/z oranıdır. Aynı Q yükünde M/z değeri büyük olan türden daha fazla gram oluşur. Bu ilişki, farklı maddelerin aynı yükle karşılaştırılmasını sağlar.
B) 2
C) 4
D) 3
E) 6
B) 1,73
C) 2,60
D) 5,20
E) 15,60
Gaz Oluşumu ve Hacim Hesapları
Gaz ürünlerinde önce elektron–mol ilişkisi kurulur, sonra gaz yasası uygulanır. Normal koşullarda bir mol ideal gaz yaklaşık 22,4 L hacim kaplar. Farklı sıcaklık ve basınç verilirse PV=nRT kullanılmalıdır. Aynı koşullardaki gazların hacim oranı mol oranına eşittir.
Cl2 ve H2 oluşumunda 1 mol gaz için 2 mol elektron gerekir. O2 oluşumunda kullanılan yarı tepkimeye göre 1 mol O2 için 4 mol elektron gerekir. Bu fark, aynı yükte H2 hacminin O2 hacminin iki katı olmasının nedenidir.
B) 0,20
C) 0,25
D) 0,30
E) 0,40
Seri Bağlı Elektroliz Kapları
Seri bağlı kaplarda aynı akım bütün hücrelerden aynı süre boyunca geçer. Q=I·t olduğundan her kaptan geçen yük ve elektron molü eşittir. Ancak ürünlerin z değerleri farklıysa oluşan mol ve kütleler eşit olmak zorunda değildir.
İki kapta biriken maddeler için m1/(M1/z1)=m2/(M2/z2) yazılabilir. Başka bir ifadeyle m1z1/M1=m2z2/M2‘dir. Eşit olan büyüklük yük olduğundan, soru çözümünde önce ortak elektron miktarı belirlenir.
B) 0,56
C) 2,24
D) 3,36
E) 4,48
Seri bağlı hücrelerin ilkinde Al3+, ikincisinde Ag+ katotta indirgenmektedir. İlk katotta 5,4 g Al biriktiğine göre ikinci katotta kaç gram Ag birikir? (Al=27 g/mol; Ag=108 g/mol)
B) 21,6
C) 32,4
D) 64,8
E) 108,0
Çözelti Derişimi ve pH Değişimi
Elektroliz sırasında iyonlar elektrot ürünü hâline geldikçe çözeltideki mol sayıları değişir. Derişim hesabı için başlangıç molü bulunur, Faraday bağıntısından tüketilen veya oluşan mol belirlenir ve son çözelti hacmine bölünür. Hacim değişimi ihmal ediliyorsa başlangıç hacmi kullanılabilir.
pH yorumu net H+ veya OH− değişimine dayanır. İnert elektrotlu CuSO4‘te Cu2+ katotta tüketilirken anotta suyun yükseltgenmesi H+ oluşturur; çözeltinin asitliği artar. İnert elektrotlu Na2SO4‘te katotta oluşan OH− ile anotta oluşan H+ toplamda birbirini dengeleyebilir; ideal bütün çözelti için büyük bir pH değişimi beklenmez.
B) 0,15
C) 0,10
D) 0,30
E) 0,40
I. Anot kütlesi azalır.
II. Katot kütlesi artar.
III. Anotta çözünen Cu molü ile katotta biriken Cu molü eşittir.
IV. Çözeltideki Cu2+ derişimi ideal olarak değişmez.
yargılarından hangileri doğrudur?
B) I ve III
C) II ve IV
D) I, II ve III
E) I, II, III ve IV
Suyun Elektrolizi ve Elektrolizin Uygulamaları
Hoffman Voltametresi
Hoffman voltametresi, suyun elektroliziyle oluşan H2 ve O2 gazlarını ayrı dereceli tüplerde toplamak için kullanılan düzenektir. Saf suyun iletkenliği çok düşük olduğundan iyon hareketini artırmak amacıyla tepkime ürününü değiştirmeyecek az miktarda uygun elektrolit eklenir. Kaynaklarda sık kullanılan seyreltik H2SO4 bu işlevi görür.
Katotta indirgenme sonucunda H2, anotta yükseltgenme sonucunda O2 oluşur. Net tepkime 2H2O(s)→2H2(g)+O2(g) olduğundan aynı sıcaklık ve basınçta H2 hacmi O2 hacminin iki katıdır. Hacim oranı 2:1 iken kütle oranı aynı değildir: 2 mol H2 4 g, 1 mol O2 32 g’dır.
Hoffman voltametresinde normal koşullarda A tüpünde 44,8 mL, B tüpünde 22,4 mL gaz toplanmıştır. A tüpü katot tarafındadır. Buna göre devreden geçen yük yaklaşık kaç coulombdur? (1 F=96500 C; molar gaz hacmi=22,4 L/mol)
B) 386
C) 193
D) 965
E) 1930
Metal Kaplamacılık
Elektrolizle kaplamada amaç, bir cismin yüzeyine başka bir metali kontrollü olarak biriktirmektir. Kaplanacak cisim katot yapılır; kaplayıcı metalin iyonları katotta elektron alarak cismin üzerine çöker. Çözelti, kaplayıcı metalin iyonlarını içerir.
Kaplayıcı metal aktif anot olarak kullanılırsa anotta çözünerek katotta tüketilen iyonları yeniler. Örneğin nikel kaplamada metal cisim negatif katoda, Ni metali pozitif anoda bağlanır ve elektrolit Ni2+ içerir. Kaplama kütlesi Faraday bağıntısıyla; kaplama kalınlığı ise ayrıca yüzey alanı ve metal yoğunluğuyla ilişkilidir.
B) 1,47
C) 5,87
D) 11,74
E) 29,35
Şekilde X cismi Y metaliyle kaplanmaktadır. Y2+ iyonu içeren çözeltide yan tepkimeler önemsizdir.
I. X katottur.
II. Y levhanın kütlesi azalır.
III. Katotta Y2++2e−→Y gerçekleşir.
IV. İdeal durumda çözeltideki Y2+ derişimi yaklaşık sabit kalır.
yargılarından hangileri doğrudur?
B) I ve III
C) I, II, III ve IV
D) I, II ve III
E) II ve IV
Elektrolitik Arıtma ve Element Eldesi
Elektroliz, bileşiklerden element elde etmede ve metalleri arıtmada kullanılır. Çok aktif metallerin iyonları sulu çözeltide metal yerine H2 oluşmasına yol açabildiği için Na, Mg ve Al gibi metallerin üretiminde erimiş bileşikler kullanılır. Böylece katotta suyla rekabet olmadan metal iyonu indirgenebilir.
Elektrolitik arıtma işleminde saflaştırılacak impür metal anot, ince saf metal levha katot yapılır. Bakır arıtımında anottaki Cu çözünerek Cu2+ olur, katotta saf Cu olarak birikir. Safsızlıkların davranışı potansiyellerine bağlıdır: bazıları çözünmeden anot çamurunda kalır, bazıları çözeltiye geçse bile çalışma potansiyelinde katotta birikmez.
I. Anotta Cu yükseltgenir.
II. Katotta Cu2+ indirgenir.
III. Saf Cu levhanın kütlesi artar.
IV. Bütün safsızlıkların katotta Cu ile birlikte birikmesi amaçlanır.
yargılarından hangileri doğrudur?
B) II ve III
C) I, II ve III
D) I, III ve IV
E) I, II, III ve IV
Korozyon ve Korunma Yöntemleri
Korozyonun Elektrokimyasal Yapısı
Korozyon, bir malzemenin çevresiyle kimyasal veya elektrokimyasal etkileşim sonucu bozunmasıdır. Terim çoğunlukla metaller için kullanılır. Metal atomları elektron vererek iyon hâline geçtiğinde metal yüzeyi aşınır. Nemli ortamda yüzeyin farklı bölgeleri küçük anot ve katot alanları gibi davranabildiğinden korozyon bir elektrokimyasal hücre mekanizmasıyla ilerler.
Korozyon tepkimesi termodinamik olarak istemli olabilir; fakat ekonomik ve yapısal bakımdan istenmez. “İstemli” sözcüğü tepkimenin dışarıdan sürekli elektrik enerjisi olmadan ilerleyebilmesini, “istenen” sözcüğü ise insanın amacını belirtir. Bu iki kavram aynı değildir.
Demirin Paslanma Mekanizması
Demirin nemli havada paslanması için yüzeyde su ve çözünmüş oksijen bulunur. Anodik bölgede Fe(k)→Fe2++2e− gerçekleşir. Elektronlar metal içinde katodik bölgeye gider. Nötr veya bazik ortamda katodik bölgede O2+2H2O+4e−→4OH− tepkimesi oluşabilir.
Fe2+ ve OH− iyonları sonraki basamaklarda hidroksitlere ve oksijen etkisiyle hidratlı demir(III) oksitlere dönüşür. Pas tek ve kesin bileşimli saf bir madde değildir; genel olarak Fe2O3·nH2O biçiminde gösterilen hidratlı ürünler içerir. Pas tabakası gözenekli olduğu için demiri oksijen ve sudan tamamen ayırmaz; korozyon alttan sürebilir.
I. Demirin yükseltgendiği yüzey bölgesi anot gibi davranır.
II. Çözünmüş oksijenin indirgenmesi katodik bölgede gerçekleşebilir.
III. Pas, sabit n değerine sahip tek ve saf Fe2O3·nH2O bileşiği olmak zorundadır.
yargılarından hangileri doğrudur?
B) Yalnız II
C) I ve II
D) II ve III
E) I, II ve III
Korozyon Hızını Etkileyen Koşullar
Su ve oksijenin birlikte bulunması demir paslanmasını kolaylaştırır. Tuzlu su, iyon içerdiği için elektrolitin iletkenliğini artırır ve elektrokimyasal bölgeler arasındaki yük taşınmasını hızlandırabilir. Asidik ortam bazı metallerde katodik H+ indirgenmesini kolaylaştırarak korozyonu hızlandırabilir. Sıcaklık artışı da çoğu durumda tepkime ve taşınma hızlarını artırır.
Farklı metaller elektriksel temas hâlindeyken nemli ortam bir elektrolit oluşturursa galvanik korozyon görülebilir. Daha aktif metal anot olur ve daha hızlı aşınır; daha soy metal katot olarak korunur. Temas eden metallerin aktiflik farkı ve anot–katot yüzey alanları korozyon hızını etkiler.
Paslanma hızları için en uygun sıralama hangisidir?
B) Y>X>Z
C) X=Y>Z
D) Z>X=Y ve X ile Y kesinlikle aynı hızdadır
E) Z en hızlıdır; X ve Y’de su veya oksijenden biri sınırlandığı için paslanma çok yavaştır
Yüzeyi Ortamdan Ayıran Koruma Yöntemleri
Boya, yağ, polimer kaplama veya uygun metal kaplama; metal yüzeyinin su, oksijen ve elektrolitle temasını keserek korozyonu yavaşlatır. Koruyucu tabaka kesintisiz olduğu sürece temel etki fiziksel engeldir. Korozyona dayanıklı alaşım seçmek ve ortamın nem, asitlik veya tuzluluğunu azaltmak da kullanılan yöntemlerdendir.
Bazı metaller yüzeylerinde sıkı ve yapışkan bir oksit tabakası oluşturarak pasifleşir. Alüminyumun ince Al2O3 tabakası alttaki metalin ortamla temasını azaltır. Bu tabaka, demir pası gibi kolayca dökülüp gözenekli bir örtü oluşturmadığı için daha koruyucudur.
Çinko ve Soy Metal Kaplamalarının Farkı
Demirin çinko ile kaplanmasına galvanizleme denir. Çinko demirden daha aktif olduğundan kaplama çizilse bile çinko anot olarak yükseltgenebilir ve demiri katot hâlinde koruyabilir. Koruma yalnız yüzey engeline değil, çinkonun kurban davranışına da dayanır.
Kalay veya bakır gibi demirden daha soy bir metal kaplama sağlamken demiri ortamdan ayırır. Fakat kaplama çizilip elektrolit iki metale de ulaşırsa demir daha aktif olduğundan anot olur ve küçük açık bölgede korozyon hızlanabilir. Bu nedenle “daha soy kaplama her durumda daha güvenlidir” genellemesi doğru değildir.
Katodik Koruma ve Kurban Elektrot
Katodik koruma, korunacak metali elektrokimyasal hücrenin katodu hâline getirerek yükseltgenmesini engeller. Kurban anot yönteminde korunacak demir veya çeliğe Mg, Al ya da Zn gibi daha aktif bir metal elektriksel olarak bağlanır. Aktif metal anot olur, elektron verir ve zamanla tükenir; korunacak yapı elektron alan katot olarak kalır.
Büyük boru hatları ve depolama tanklarında dış doğru akım kaynağıyla uygulanan etkilenmiş akımlı katodik koruma da kullanılabilir. Her iki yöntemde amaç, korunacak metal üzerinde yükseltgenme yerine katodik tepkimelerin sürmesini sağlamaktır. Kurban anot periyodik olarak kontrol edilir ve tükendiğinde değiştirilir.
Özdeş demir parçaları tuzlu suda I. kapta tek başına, II. kapta Zn ile, III. kapta Cu ile elektriksel temas hâlinde bekletiliyor. Aktiflik sırası Zn>Fe>Cu olduğuna göre demirin korozyon hızı hangi sıradadır?
B) II>I>III
C) III>I>II
D) III>II>I
E) I=II=III
Sonraki Konu: Karbon Kimyasına Giriş: Hibritleşme ve Molekül Geometrisi