 Herhangi bir ortamda elektrot reaksiyonu için eğer ΔG > 0 ise, korozyon olayının gerçekleşemeyeceği kesin olarak söylenebilir. ΔG < 0 olması halinde ise, korozyon olayı mümkün olabilir. Ancak termodinamik olarak korozyon hızı
hakkında bir fikir edinebilmek mümkün değildir. Korozyon hızı reaksiyon kinetiği incelenerek anlaşılabilir. Örneğin pasifleşme nedeniyle korozyon hızı pratikte önemsiz sayılacak kadar küçük kalabilir.
Serbest enerji değişimi-Korozyon Arasındaki İlişki
 Demir, pH = 4 olan (oksijensiz) bir sulu çözelti içinde korozyona uğrar mı?  Korozyon sonucu demir atomu anotta
iki değerli demir iyonu haline dönüşür, katotta hidrojen çıkışı olur.
Fe Fe→ 2+ + 2 e
-2H+ + 2 e- H→ 2
(16)
Korozyonun gerçekleşmesi halinde en az [Fe2+] = 10-6 mol/L demir iyonunun
çözeltiye geçmiş olduğu kabul edilirse, Nernst denklemi kullanılarak korozyon hücresinin potansiyeli hesaplanabilir.
Buna göre korozyon reaksiyonunun serbest entalpi değişimi,
ΔG = - nFE = - 2 x 96500 x 0,381 = - 73533 J/mol
 G < 0 demirin pH = 4 olan oksijensiz sulu çözeltiler içinde korozyona uğrayabilir.
 Yani demir atomunun Fe2+ iyonu haline dönüşebileceğini gösterir.
(17)
ELEKTROT POTANSİYELLERİ
Bir metal çubuk kendi iyonlarını içeren bir çözelti içine daldırılırsa, metal iyonları çözeltiye geçer. Çözelti (+), metal (-) yükle yüklenir. Ara yerde bir potansiyel farkı doğar. Elektron vererek çözeltiye geçen metal iyonları ile, elektron alarak yeniden serbest metal haline geçen metal atomları aşağıdaki dengeyi oluşturur.
(18)
Denge halinde metal ile çözelti arasında oluşan potansiyele elektrot potansiyeli denir. Her metal kendi iyonlarının 1 molar (daha doğrusu aktivitesi 1 olan) çözeltisi içine daldırıldığında 25 °C sıcaklıkta ölçülen potansiyele o metalin standart elektrot potansiyeli denir.
Elektrot potansiyelleri ancak bir yardımcı elektrot (referans elektrot) ile ölçülebilir. Bu amaçla çeşitli referans elektrotlar kullanılır. Referans elektrot olarak, potansiyeli zamanla değişmeyen özel elektrotlar geliştirilmiştir.
(19)
Potansiyometre kullanılarak referans elektrot ile deney elektrodu arasındaki potansiyel farkı ölçülür. Ölçüm sırasında devreden geçen akımın mümkün olduğunca küçük kalması sağlanır. Ölçüm ile elde edilen potansiyel farkı ve
referans elektrodun potansiyel değeri toplanarak elektrot potansiyeli (E)
hesaplanabilir.
Böylece elektrot potansiyelinin mutlak değeri, ölçülen potansiyel farkı ile referans elektrot potansiyelinin toplamı olarak elde edilir. Referans elektrot potansiyeli sabit bir değerdir ve bilinir. Standart hidrojen elektrodun potansiyeli sıfır kabul edilir. Diğer referans elektrotların potansiyeli standart hidrojen elektroda göre ayarlanır. Ne yazık ki, standart hidrojen elektrot pratikte kullanılamaz.
(20)
Standart Hidrojen Elektrot (SHE)
H+ iyonları aktivitesi 1 olan bir çözelti içine daldırılmış bir platin çubuk üzerinden
1 atm basınçta hidrojen gazı geçirilmesi ile elde edilen elektroda standart hidrojen elektrodu denir. Bu elektrodun 25°C deki potansiyeli sıfır kabul edilir.
Doygun Kalomel Elektrot (SCE)
Metalik cıva ve cıva (1) klorür (Hg2CI2) çökeltisinden oluşan katı ile, doygun potasyum klorür çözeltisinin temasından oluşan elektroda doygun kalomel elektrot (SCE) denir. Bu elektrodun 25°C deki potansiyeli + 0,244 Volt’dur.
Gümüş-Gümüş Klorür Elektrot
Gümüş , gümüş klorür ve 0,1 m potasyum klorür çözeltisinden oluşan bir referans elektrottur. Bu elektrodun 25°C deki potansiyeli + 0,288 Volt’dur.
(21)
Doygun Bakır / Bakır Sülfat Elektrot (CSE)
Doygun bakır sülfat çözeltisi içine bir bakır çubuk daldırılarak elde edilir. Bu elektrodun 25°C deki potansiyeli + 0,318 Volt’ dur.
Bir metalin oksidasyon potansiyelinin standart hidrojen elektroduna karşı ölçülmesi aşağıdaki gibi gösterilebilir.
(22)
Burada, PH2 = 1 atm, aH+ = 1 ve aMe = 1 alınacak olursa, metal elektrodun hidrojen elektroda karşı ölçülen oksidasyon potansiyeli,
olarak bulunur. aMe2+ =1 olması halinde E = E° olur.
Potansiyel ne kadar büyük ise, elementin oksitlenme eğilimi de o derece yüksektir.
(23)
a =0,1 olan bir bakır çözeltisi içine daldırılmış bir bakır çubuğun potansiyelini hesaplayınız.
Not: E°Cu/Cu2+ = - 0,337 Volt
ÖRNEK
(24)
KULONMETRE
Elektrotlarda açığa çıkan madde miktarına bağlı olarak devreden geçen elektrik akımı miktarının ölçülmesinde kullanılan cihazlara "kulonmetre” denir.
Ağırlık Kulonmetresi
Gümüş veya bakır iyonu içeren çözeltiler uygun koşullarda elektroliz edilecek olursa, akım yerimi % 100 olur. Bu durumda katotta yalnız bir kimyasal reaksiyon gerçekleşir. Eğer katotta açığa çıkan metal kütlesi tartılarak belirlenirse, bu değer kullanılarak Faraday Yasasına göre devreden geçen akım miktarı
hesaplanabilir. Elektroliz süresi de belli ise, devreden geçen ortalama akım şiddeti de bulunabilir.
(25)
Seyreltik sülfürik asit çözeltisi içine platin elektrotlar daldırılır ve devreden akım geçirilirse katotta hidrojen, anotta ise buna eşdeğer miktarda oksijen gazı
çıkar. Çıkan gazlar ayrı ayrı veya ikisi birlikte bir bürette toplanarak hacmi ölçülür. Faraday Yasasına göre çıkan gazın standart koşullardaki hacmi ile devreden geçen akım miktarı doğru orantılıdır.
(26)
Faraday yasasına göre, elektroliz hücresinden 96500 kulon (1 F) akım geçtiğinde 1 eşdeğer gram madde açığa çıkacaktır. O halde 96500 kulon akım ile katotda 1 gram hidrojen (standart koşullarda 11,2 litre) ve anotda 8 gram oksijen (standart koşullarda 5,6 litre) açığa çıkar.
Kulonmetre büretinde okunan gazların hacmi standart koşullardan farklı olduğu zaman bunun standart koşullara (1 atm basınç ve 273 K) çevrilmesi gerekir. Bunun için aşağıdaki bağıntıdan yararlanılır.
Burada,
V0: Standart koşullardaki gaz hacmi, cm3
V1 : Bürette okunan gaz hacmi, cm3
P1 : Deney ortamının barometrik basıncı, mmHg
T1 : Deney ortamının sıcaklığı, K
T0: Standart sıcaklık, 273 K
(27)
Ancak deney sırasında oluşan gaz genellikle bürette bir su sütunu üzerinde toplanır. Bunun sonucu olarak gaz içinde doygun halde su buharı bulunur. Gerçek gaz basıncını bulmak için, su buharı kısmi basıncının toplam basınçtan çıkarılması gerekir. Su buharı kısmi basıncı ise, söz konusu sıcaklıktaki suyun doygun buhar basıncıdır. Bu durumda hacim düzeltme bağıntısı aşağıdaki şekli alır.
Burada,
b: Suyun T1 sıcaklığındaki doygun buhar basıncıdır ve mmHg olarak tablolardan alınır.
(28)
ÖRNEK:
Bir gaz kulonmetresinde katotta 10 dakikada 120 cm3 hidrojen gazı
toplanmıştır. Devreden geçen akım şiddetini hesaplayınız.
NOT:
Sıcaklık :15 °C, basınç : 750 mmHg
15 °C deki suyun buhar basıncı : 12,8 mmHg dır. ÇÖZÜM:
V0 = 110,3 cm3 bulunur. Bu gaz hacminden gidilerek devreden geçen elektrik
akım miktarı hesaplanabilir.
Q = (110,3) × 96500/11200 = 950 kulon
Q = l × t
(29)
ÖRNEK:
Bir sülfürik asit çözeltisinden 1 saat süreyle 0,536 Amper şiddetinde akım geçirilmektedir. Kulonmetre büretinde kaç cm3 (H
2 + O2) gaz karışımı
toplanacağını hesaplayınız.
Sıcaklık : 25° C, basınç : 700 mmHg ve söz konusu sıcaklıkta su buharı kısmi basıncı : 23,5 mmHg’dır.
ÇÖZÜM:
Devreden geçen akım miktarı,
Q = I × t = 0,536 × 3600 = 1929,6 kulon
Anot ve katotta açığa çıkan eşdeğer madde miktarı,
x = 1929,6 / 96500 = 0,020 eşdeğer gram
Hidrojen gazı hacmi: 0,020 × 11,2 = 0,224 litre
Oksijen gazı hacmi: 0,020 × 5,6 = 0,112 litre
(30)
Bu hacim, standart koşullardaki hacimdir. Bürette toplanan gerçek gaz hacmi aşağıdaki bağıntı ile bulunur.
V1 = 412 cm3 (Hidrojen + oksijen)
Polarizasyon: Hücre potansiyeli ile akımın arasındaki doğrusallığın bozulması olayına hücre polarizasyonu denir. Polarizasyon her iki elektrotta da gözlenebilir. O halde polarizasyon Potansiyel değiştiği halde akımın değişmemesi olayıdır.
Daha fazlasını oku
Şekil
Updating...
Referanslar
Updating...
Download (PPTX - 30 sayfa - 972.37KB)
Benzer konular :
Benzer Belgeler
TOZ METALÜRJİSİ YÖNTEMİ İLE ÜRETİLEN NANOPARTİKÜL KATKILI Ni-B ALAŞIMLARIN MİKRO...
Üretilen bu numunelerin, SEM-EDS, XRD, mikro sertlik, yoğunluk, aşınma ve korozyon sonuçları incelenmiştir. Yapılan çalışmalar
80 0 3
HÜCRE BİYOLOJİSİ (SİTOLOJİ) LABORATUVAR DERSİNİN ÖĞRENCİ GÖRÜŞLERİNE GÖRE DEĞERL...
Öğrencilerin %29,5’lik kısmı bu laboratuvar dersinin etkili işlenebilmesi için ders süresinin yeterli olmadığını düşünürken, %11,4’lük kısmı bu konuda kararsız
86 0 5
Ortaöğretim Kimya ve Fizik Öğretmenlerinin Korozyon Hakkındaki Bilgi Düzeylerin...
Korozyon konusu hakkında araştırmaya katılan fizik ve kimya branşlarındaki öğretmenlerin korozyon hakkındaki bilgi düzeylerin ölçülmesi, korozyonun neden olduğu
85 0 3
Üniversite öğrencilerinin korozyon konusundaki bilgi düzeylerinin ve tutumlarını...
Öğrencilerin Korozyona KarĢı Tutum Ölçeği ortalamalarına yapılan Bonferroni testi sonuçlarına göre yine Metalürji ve Malzeme Mühendisliği bölümü öğrencileri
95 0 1
Eğitim ve Fen Fakültesi Öğrencilerinin Korozyon-Çevre İlişkileri Kavramalarını A...
Bu çalışma eğitim fakültesi kimya öğretmenliği ve fen fakültesi kimya bölümü öğrencilerinin korozyon ile ilgili bilgi düzeylerinin öğrenim gördükleri sınıflara
139 0 0
Üniversite öğrencilerinin fiziksel aktivite düzeyleri ile akademik başarıları ar...
Sonuç olarak 5 fakültede ki öğrencilerin değerlerine ayrı ayrı bakıldığında, öğrencilerin fiziksel aktivite düzeyi ile genel not ortalama ve üniversiteye giriş
88 0 0
Korıeweg-de vries denklemi türünde diferansiyel denklemlerin inverse scattring...
[r]
121 0 0
DNA'nın arkeozomlarla formülasyonu, in vitro karakterizasyonu ve memeli hücre kü...
DOTAP’ın ticari olarak satılan bir transfeksiyon reaktifi olmasına rağmen 1 µl DOTAP ile gerçekleştirilen in vitro transfeksiyon ile 1 µl arkeozom kullanılan in vitro
135 0 3
Bazik Çözeltilerde Molibdenin Anodik Oksidasyonu
Bazik çözeltilerde oluşan oksit filminin çözünmesi ve aktivasyon enerjisinin nötral ve asidik çözeltilere göre daha küçük olması, pasif filmin bazik çözeltiler içinde daha
6 0 0
Ankilozan spondilitte osteoporoz ve kırık sıklığı ile HLA-B27 ve klinik aktivite...
Çalışmamızda PA vertebra ve femur KMY ölçümlerine göre belirlenen osteoporoz ve düşük kemik kitlesi oranları sindesmofit varlığına göre değişmemekteydi,
88 0 0
Histopatolojik tiplerine göre akciğer kanserlerinde PET/BT'deki SUVmax değerleri...
Biz de çalışmamızda akciğer kanserlerinin histopatolojik tipleri arasında SUVmax açısından fark olup olmadığını ve küçük hücre dışı akciğer
73 0 2
Petrol sahalarındaki karakteristik atık suların Ç1040 karbon çelik malzeme yüzey...
Korozyon hızının, korozyon akımının (i CORR ) ve potansiyelinin (E CORR ) hesaplanmasında kullanılan en yaygın ECHEM tekniklerinden bazıları şunlardır; Doğrusal
79 0 0
Poli(N-metilanilin)'in sülfürik asit içeren monomer çözeltisinden paslanmaz çeli...
Korozyon test sonuçları elektroaktif PNMA kaplamanın 304 paslanmaz çelik için korozyona karşı koruyucu bir kaplama olarak kullanılabileceğini göstermiştir. Elektrolit
69 0 0
İntermetalik Malzemeler-6,Hafta
Demir alüminidlerin yüzeyinde koruyucu alümina tabakası oluşması nedeniyle oksidasyon atmosferinde mükemmel korozyon direnci sergilemeleri, bu