Korozyon ve Önlenmesi

1. Metallerin doğal ortamda bozunmasına korozyon denmektedir. Bu olayın elektrokimyasal karşılığı nedir?

korozyon: metalin yükseltgenmesi

• A) Metalin indirgenmesi
• B) Metalin erimesi
• C) Metalin yükseltgenerek elektron vermesi
• D) Metalin buharlaşması
• E) Metalin donması

Doğru cevap: C — Korozyon, metalin kendiliğinden yükseltgenip elektron vermesidir.

1. Bozunan metalin yüzeyinde atomlar iyona dönüşür; demir için bu $Fe \rightarrow Fe^{2+} + 2e^-$ biçiminde yazılır.
2. Atomun iyona dönüşürken elektron kaybetmesi yükseltgenmedir. Öyleyse korozyon bir yükseltgenme olayıdır.
3. Verilen elektronları ortamdaki oksijen alıp indirgenir; iki yarı olay birlikte kendiliğinden yürüyen bir redoks tepkimesi kurar.
4. Denetleyelim: metaller doğada çoğunlukla oksit ya da sülfür bileşiği hâlinde bulunur ✓ — korozyon, metalin bu kararlı bileşik hâline geri dönmesidir.

2. Demirin paslanabilmesi için gereken koşullar sorulmaktadır. Bu koşullar hangileridir?

paslanma: su + O_2

• A) Yalnız su
• B) Yalnız oksijen
• C) Hem su hem oksijenin birlikte bulunması
• D) Yalnız ısı
• E) Yalnız ışık

Doğru cevap: C — Demirin paslanması için hem suyun hem oksijenin birlikte bulunması gerekir.

1. Paslanma elektrokimyasal bir olaydır: yüzeyin bir bölgesinde yükseltgenme, başka bir bölgesinde indirgenme olur ve iyonların taşınması gerekir.
2. Su, bu iyon taşınmasını sağlayan elektrolit ortamı kurar. Su olmazsa yüzeydeki devre tamamlanmaz.
3. Oksijen ise demirin verdiği elektronları alan yükseltgendir. Oksijen olmazsa elektronu alacak tanecik bulunmaz ve demir yükseltgenemez.
4. Denetleyelim: kuru havada bırakılan çivi paslanmaz; kaynatılıp yağla örtülmüş suda (oksijeni alınmış) bekleyen çivi de paslanmaz ✓ — ikisi de zorunlu.

3. Deniz kıyısındaki ve kışın tuz dökülen yollardaki araçların daha hızlı paslandığı gözlenmektedir. Tuzun etkisi nedir?

• A) Tuzun demiri eritmesi
• B) Tuzun suyu ısıtması
• C) Tuzun demiri kaplaması
• D) Suyun iletkenliğini artırıp elektrokimyasal olayı hızlandırması
• E) Tuzun oksijeni artırması

Doğru cevap: D — Tuz, çözeltinin iletkenliğini artırarak korozyonun elektrokimyasal ilerleyişini hızlandırır.

1. Korozyonda yüzeydeki anot bölgesinden katot bölgesine doğru bir yük akışı olur; bu akışın çözelti tarafındaki taşıyıcıları iyonlardır.
2. Saf suda iyon derişimi çok düşüktür ve yük taşınması yavaş kalır.
3. Tuz suda çözününce Na⁺ ve Cl⁻ iyonları serbest kalır; iyon derişimi ve dolayısıyla iletkenlik artar. Devre kolay tamamlandığı için korozyon hızlanır.
4. Denetleyelim: deniz kıyısındaki ve kışın tuz dökülen yollardaki araçların daha çabuk paslanması bu açıklamayla uyumlu ✓.

4. Paslanan bir demir yüzeyinin farklı bölgelerinin farklı roller üstlendiği belirtilmektedir. Bu bölgelerin işlevi nedir?

• A) Bir bölge anot gibi davranıp demiri yükseltgenir, başka bir bölge katot gibi davranıp oksijeni indirger
• B) Bütün yüzey aynı davranır
• C) Yalnız kenarlar tepkir
• D) Hiçbir bölge tepkimeye girmez
• E) Yalnız merkez tepkir

Doğru cevap: A — Paslanan yüzeyde bir bölge anot gibi davranıp demiri yükseltgenir, başka bir bölge katot gibi davranıp oksijeni indirger.

1. Tek bir metal parçasının her noktası birbirinin aynı değildir: gerilme altındaki, kirli ya da oksijeni az olan bölgeler farklı davranır.
2. Bu farklılık yüzeyde minik galvanik hücreler kurar. Elektron veren bölge anot olur: $Fe \rightarrow Fe^{2+} + 2e^-$.
3. Elektronlar metalin içinden, oksijene daha kolay ulaşan bölgeye akar; orada oksijen ve su elektronları alır, yani o bölge katot gibi davranır.
4. Denetleyelim: paslanma yüzeye eşit yayılmaz, belirli noktalarda çukurlaşarak başlar ✓ — anot bölgelerinin yerel olduğunu bu gösteriyor.

5. Tabloda iki korozyon önleme yöntemi karşılaştırılmış, biri boş bırakılmıştır. Tabloda eksik kalan açıklama hangisidir?

• A) Metali ısıtmak
• B) Metali boyamak
• C) Metali kurutmak
• D) Metali daha aktif bir metale bağlayarak onun yerine yükseltgenmesini sağlamak
• E) Metali ağırlaştırmak

Doğru cevap: D — Katodik koruma, metali daha aktif bir metale bağlayarak onun yerine yükseltgenmesini sağlar.

1. Tablodaki ilk yöntem kaplamadır; ilkesi metali su ve oksijenden fiziksel bir örtüyle yalıtmaktır.
2. Katodik koruma ise fiziksel değil elektrokimyasaldır: korunacak metal katot durumunda tutulur, katotta ise yükseltgenme olmaz.
3. Bunu sağlamak için metale daha aktif bir metal (magnezyum, çinko) bağlanır; aktif metal elektron vermeye daha istekli olduğu için kurban anot olarak yükseltgenip aşınır.
4. Denetleyelim: kaplama çizilince koruma biter, katodik koruma ise yüzey zedelense bile sürer ✓ — iki yöntemin ilkesi gerçekten farklı.

6. Gemi gövdelerine ve yer altı boru hatlarına çinko ya da magnezyum bloklar bağlandığı bilinmektedir. Bu blokların işlevi nedir?

kurban anot: daha aktif metal

• A) Gemiyi ağırlaştırmak
• B) Daha aktif oldukları için önce kendileri yükseltgenip korunan metali katot durumunda tutmak
• C) Gemiyi hızlandırmak
• D) Suyu temizlemek
• E) Gövdeyi ısıtmak

Doğru cevap: B — Bu bloklara "kurban anot" denir. Zamanla erirler ve düzenli olarak değiştirilirler; eridikleri sürece korunan metal hiç yükseltgenmez.

1. Çinko ve magnezyum demirden aktiftir.
2. Elektronu onlar verir, anot olurlar.
3. Korunan metal katot olur, yükseltgenmez.

7. Alüminyumun demirden daha aktif olmasına karşın açık havada bozunmadan kalabildiği gözlenmektedir. Bu davranışın nedeni nedir?

Al_2O_3: siki, koruyucu

• A) Alüminyumun yükseltgenmemesi
• B) Alüminyumun hafif olması
• C) Yüzeyde oluşan ince ve sıkı oksit tabakasının altındaki metali koruması
• D) Alüminyumun soğuk olması
• E) Alüminyumun iletken olması

Doğru cevap: C — Alüminyum yüzeyinde oluşan ince ve sıkı oksit tabakası altındaki metali ortamdan yalıtır.

1. Alüminyum demirden daha aktiftir ve havayla karşılaşır karşılaşmaz yükseltgenir; yani aslında hemen tepkimeye girer.
2. Oluşan alüminyum oksit ($Al_2O_3$) tabakası yoğun, gözeneksiz ve metale sıkıca tutunan bir yapıdadır.
3. Bu tabaka su ve oksijenin altına geçmesini engeller; tepkime birkaç atom kalınlığında durur ve metalin geri kalanı korunur.
4. Denetleyelim: alüminyum pencere doğramaları yıllarca dışarıda kaldığı hâlde bozunmuyor ✓ — koruma bu tabakadan geliyor.

8. Demir pasının alüminyum oksit gibi koruyucu olmadığı, tersine korozyonu sürdürdüğü belirtilmektedir. Bu farkın nedeni nedir?

pas: gozenekli, koruma yok

• A) Pasın renkli olması
• B) Pasın ağır olması
• C) Pasın gözenekli ve dökülen bir yapıda olması; su ve oksijenin altına geçmesine izin vermesi
• D) Pasın sert olması
• E) Pasın iletken olması

Doğru cevap: C — Demir pası gözenekli ve dökülen bir yapıda olduğu için su ile oksijenin altına geçmesine izin verir ve korozyonu durduramaz.

1. Koruyucu bir oksit tabakasının iki özelliği olmalıdır: metale sıkıca tutunmak ve su ile gazı geçirmemek.
2. Demir pası ise gevşek ve gözeneklidir; hacmi altındaki metalinkinden büyük olduğu için gerilir ve pul pul dökülür.
3. Tabaka döküldükçe altındaki temiz demir yüzeyi yeniden açığa çıkar ve su ile oksijene doğrudan ulaşır; korozyon derine doğru sürer.
4. Denetleyelim: paslı bir demir yüzey kazındığında altından yine bozunmuş bir kat çıkar, alüminyumda ise tabaka çok ince kalır ✓ — iki oksit farklı davranıyor.

9. Paslanmaz çeliğin bileşimine krom eklendiği bilinmektedir. Kromun sağladığı koruma nasıl işler?

• A) Kromun yüzeyde ince ve sıkı bir oksit tabakası oluşturup altını korumaya alması
• B) Kromun demiri kaplaması
• C) Kromun çeliği sertleştirmesi
• D) Kromun suyu itmesi
• E) Kromun çeliği ısıtması

Doğru cevap: A — Paslanmaz çelikte krom, yüzeyde ince ve sıkı bir oksit tabakası oluşturarak altındaki metali korumaya alır.

1. Krom demirden daha kolay yükseltgenir; yüzeydeki krom atomları havayla karşılaşınca hemen krom oksit tabakası oluşturur.
2. Bu tabaka birkaç atom kalınlığındadır ama gözeneksizdir ve metale sıkıca tutunur, su ile oksijenin içeri geçmesini engeller.
3. Yüzey çizildiğinde açığa çıkan krom atomları yeniden oksitlenir ve tabaka kendini yeniler. Koruma bu yüzden kalıcıdır.
4. Denetleyelim: paslanmaz çelik bıçaklar kesilip çizildikleri hâlde paslanmıyor ✓ — koruma boya gibi tek seferlik değil, yenilenebilir.

10. Çöl gibi kurak bölgelerdeki metal yapıların onlarca yıl paslanmadan kalabildiği gözlenmektedir. Bu durumun açıklaması nedir?

• A) Sıcaklığın yüksek olması
• B) Kumun koruması
• C) Oksijenin az olması
• D) Nemin çok düşük olması; elektrolit ortam oluşmadığı için elektrokimyasal olay yürüyemez
• E) Rüzgârın etkisi

Doğru cevap: D — Kurak bölgelerde nem çok düşük olduğu için elektrolit ortam oluşmaz ve korozyonun elektrokimyasal yürüyüşü durur.

1. Korozyon, yüzeydeki anot ve katot bölgeleri arasında iyon taşınmasını gerektirir; bu taşınma ancak bir su filmi varsa olabilir.
2. Çölde havadaki nem çok düşüktür; metal yüzeyinde sürekli bir su filmi oluşmaz.
3. Su filmi olmayınca devre tamamlanmaz ve oksijen bol olsa bile demir iyonlaşamaz. Bu yüzden yapılar onlarca yıl bozunmadan kalabilir.
4. Denetleyelim: aynı metal nemli deniz havasına konsaydı aylar içinde paslanırdı ✓ — belirleyici etken nem.

11. Bakır bir boru ile demir bir borunun doğrudan birleştirildiği tesisatlarda demir tarafın hızla delindiği gözlenmektedir. Bu sonucun nedeni nedir?

galvanik korozyon: aktif metal anot

• A) Bakırın demiri ısıtması
• B) Suyun basıncı
• C) Demirin ince olması
• D) İki metalin temasıyla galvanik hücre oluşması; demir daha aktif olduğu için anot olup hızla yükseltgenmesi
• E) Bakırın kirlenmesi

Doğru cevap: D — Farklı iki metalin nemli ortamda teması galvanik korozyon yaratır. Aktif olan metal anot olur ve tek başınayken olduğundan çok daha hızlı bozunur; bu yüzden araya yalıtkan ek parçalar konur.

1. İki farklı metal temas ediyor, ortam nemli.
2. Galvanik hücre oluşur.
3. Aktif metal (demir) anot olur, hızla bozunur.

12. Büyük yer altı tanklarında kurban anot yerine dış güç kaynağıyla koruma uygulandığı bilinmektedir. Bu yöntemin ilkesi nedir?

• A) Tankı ısıtmak
• B) Tanka dışarıdan sürekli elektron beslenerek katot durumunda tutulması
• C) Tankı boyamak
• D) Tankı kurutmak
• E) Tankı kaplamak

Doğru cevap: B — Dış akımla korumada tanka dışarıdan sürekli elektron beslenir ve tank katot durumunda tutulur.

1. Yükseltgenme elektron kaybıdır; bir metal elektron kaybetmediği sürece korozyona uğramaz.
2. Dış güç kaynağı tanka sürekli elektron pompalar; tank elektron veren değil, elektron alan taraf, yani katot olur.
3. Yükseltgenme, devrenin öteki ucundaki yardımcı anotta gerçekleşir. Tankın kendisi yükseltgenmediği için bozunmaz.
4. Denetleyelim: kurban anot zamanla tükenip değiştirilmeyi gerektirir, dış akımla koruma ise akım sürdükçe çalışır ✓ — büyük yapılarda bu yüzden yeğleniyor.

13. Grafikte demirin korozyon hızının tuz derişimine göre değişimi verilmiştir. Grafikten çıkarılan sonuç nedir?

• A) Tuzun korozyonu yavaşlattığı
• B) Tuzun etkisiz olduğu
• C) Ölçümün hatalı olduğu
• D) Korozyonun sabit olduğu
• E) Derişim arttıkça korozyonun hızlandığı ve etkinin giderek belirginleştiği

Doğru cevap: E — Grafik, tuz derişimi arttıkça korozyon hızının arttığını ve artışın giderek belirginleştiğini gösterir.

1. Yatay eksen çözeltideki tuz derişimini, düşey eksen korozyon hızını veriyor; eğri soldan sağa sürekli yükseliyor.
2. Yükseliş düzgün değil: derişim eşit aralıklarla artarken hızdaki artış her adımda daha büyük oluyor, yani eğri gittikçe dikleşiyor.
3. Bunun nedeni tuzun iyon derişimini ve çözeltinin iletkenliğini artırmasıdır; yük taşınması kolaylaştıkça elektrokimyasal olay hızlanır.
4. Denetleyelim: derişim sıfıra yaklaştığında hız da en düşük değerinde ✓ — saf suda korozyonun yavaş olması bu grafikle uyumlu.

14. Korozyonun ülke ekonomilerine yıllık büyük maliyetler yüklediği belirtilmektedir. Bu maliyetin başlıca kaynağı nedir?

• A) Metallerin renk değiştirmesi
• B) Yapıların, araçların ve boru hatlarının erken yenilenmesi ile bakım ve güvenlik harcamaları
• C) Metallerin ağırlaşması
• D) Metallerin ısınması
• E) Metallerin parlaması

Doğru cevap: B — Korozyonun maliyeti, yapıların ve boru hatlarının erken yenilenmesi ile bakım ve güvenlik harcamalarından doğar.

1. Korozyon yalnız yüzeyin görünümünü değiştirmez; taşıyıcı kesiti inceltip metalin dayanımını düşürür.
2. Kesit inceldikçe köprü, gemi, araç ve boru hattı gibi yapılar öngörülen ömrünü doldurmadan değiştirilmek zorunda kalır.
3. Buna düzenli denetim, boyama, katodik koruma ve kaçak onarımı gibi bakım giderleri ile kaza riskini önlemenin maliyeti eklenir; yıllık gider bu kalemlerden oluşur.
4. Denetleyelim: önleyici bakımın sonradan yapılan onarımdan ucuza gelmesi de bu maliyet yapısını doğruluyor ✓.

15. Bakım sırasında metal parçaların yağlanmasının korozyonu geciktirdiği bilinmektedir. Bu etkinin nedeni nedir?

• A) Yağın metali sertleştirmesi
• B) Yağın metali ısıtması
• C) Yağın metali indirgemesi
• D) Yağın iletkenliği artırması
• E) Yağ filminin su ve oksijenin yüzeye ulaşmasını engellemesi

Doğru cevap: E — Yağ filmi, su ve oksijenin metal yüzeyine ulaşmasını engellediği için korozyonu geciktirir.

1. Korozyonun yürümesi için yüzeyde bir su filmi ve ona ulaşan oksijen gerekir; bu ikisinden biri kesilirse olay durur.
2. Yağ apolar bir maddedir, su ile karışmaz ve metal yüzeyine yayılarak ince, sürekli bir film oluşturur.
3. Bu film yüzeyi elektrolit ortamdan yalıtır; su tutunamaz, oksijen metale ulaşamaz ve elektrokimyasal devre kurulamaz.
4. Denetleyelim: ilke boya ve plastik kaplamayla aynıdır, ama yağ silinip aktığı için koruma geçicidir ✓ — bu yüzden yağlama düzenli yinelenir.

16. Korozyona dirençli alaşımlar geliştirilirken izlenen temel yaklaşım sorulmaktadır. Doğru açıklama hangisidir?

• A) Alaşımı ağırlaştırmak
• B) Alaşımı ısıtmak
• C) Alaşımı renklendirmek
• D) Alaşımı yumuşatmak
• E) Yüzeyde koruyucu oksit tabakası oluşturabilen elementler eklemek

Doğru cevap: E — Korozyona dirençli alaşımlar, yüzeyde koruyucu oksit tabakası oluşturabilen elementler eklenerek geliştirilir.

1. Metali koruyan şey, yüzeyde oluşan gözeneksiz ve sıkı tutunan bir oksit filmidir; bu film metali su ve oksijenden yalıtır.
2. Krom, nikel ve alüminyum gibi elementler böyle bir film oluşturma özelliğine sahiptir.
3. Bu elementler uygun oranda alaşıma katılınca yüzey kendiliğinden korunur ve film zedelendiğinde yenilenir. Paslanmaz çelik bu yaklaşımın ürünüdür.
4. Denetleyelim: aynı ilke alüminyumun doğal oksit tabakasında da işliyor ✓ — geliştirme, doğada gözlenen korumanın alaşıma taşınmasıdır.

17. Bir su damlasının altındaki demir yüzeyde çukurlaşmanın damlanın ortasında başladığı gözlenmektedir. Bu davranışın açıklaması nedir?

• A) Damlanın ortasının daha sıcak olması
• B) Damlanın ortasında oksijenin az olması; o bölgenin anot, kenarların katot gibi davranması
• C) Damlanın ortasının kirli olması
• D) Damlanın kenarlarının kuru olması
• E) Damlanın ortasının tuzlu olması

Doğru cevap: B — Damlanın ortasında oksijen az olduğu için o bölge anot, oksijene kolay ulaşan kenarlar ise katot gibi davranır.

1. Havadaki oksijen su damlasının içine kenarlardan daha kolay yayılır; damlanın ortası en kalın bölgedir ve oraya oksijen güç ulaşır.
2. Oksijeni bol olan kenarlarda indirgenme yürür: $O_2 + 2H_2O + 4e^- \rightarrow 4OH^-$. Bu bölgeler katot gibi davranır.
3. Elektronları besleyecek yükseltgenme ise oksijeni az olan orta bölgede olur: $Fe \rightarrow Fe^{2+} + 2e^-$. Metal orada çözündüğü için çukurlaşma ortada başlar.
4. Denetleyelim: kenarlarda metal çözünmez, orada oluşan hidroksit birikir ✓ — gözlemde çukur ortada, pas halkası kenara yakın görülüyor.

18. Sıcak iklimlerde ve sıcak su tesisatlarında korozyonun daha hızlı ilerlediği ölçülmektedir. Bu hızlanmanın nedeni nedir?

• A) Sıcaklığın kimyasal tepkime hızını artırması
• B) Sıcaklığın oksijeni artırması
• C) Sıcaklığın metali sertleştirmesi
• D) Sıcaklığın suyu azaltması
• E) Sıcaklığın iletkenliği düşürmesi

Doğru cevap: A — Sıcaklık kimyasal tepkime hızını artırdığı için korozyon sıcak ortamlarda daha hızlı ilerler.

1. Korozyon bir kimyasal tepkimedir; hızı, taneciklerin etkin çarpışma sayısına bağlıdır.
2. Sıcaklık arttıkça taneciklerin ortalama kinetik enerjisi ve birim zamandaki çarpışma sayısı artar; eşik enerjisini aşan çarpışmaların oranı da yükselir.
3. Bu yüzden aynı ortamda yalnız sıcaklığı yükseltmek korozyon hızını artırır; sıcak su tesisatlarında ölçülen hızlanma buradan gelir.
4. Denetleyelim: sıcaklık arttıkça suda çözünen oksijen azalır, yani etki tek yönlü değil; buna karşın ölçümde hız yükseliyor ✓ — tepkime hızındaki artış baskın çıkıyor.

19. Bir öğrenci paslanma için hem suyun hem oksijenin gerekli olduğunu göstermek istemektedir. En uygun düzenek hangisidir?

• A) Üç deney tüpüne çivi koyup birine kuru hava, birine kaynatılmış ve yağla örtülmüş su, birine normal su eklemek
• B) Çivileri tartmak
• C) Çivileri boyamak
• D) Çivileri ısıtmak
• E) Çivileri kesmek

Doğru cevap: A — Üç deney tüpünde su ve oksijen koşullarını ayrı ayrı değiştiren düzenek, her iki etkenin de gerekli olduğunu gösterir.

1. İki etkenin gerekliliğini göstermek için her tüpte yalnız bir koşul eksiltilmeli, geri kalan her şey aynı tutulmalıdır.
2. Birinci tüpte kuru hava bulunur: oksijen var, su yok. İkinci tüpte kaynatılmış (çözünmüş oksijeni uzaklaştırılmış) suyun üstü yağla örtülür: su var, oksijen yok.
3. Üçüncü tüpte normal su ve hava vardır, yani ikisi de var. Bir süre sonra yalnız üçüncü tüpteki çivide pas görülür.
4. Denetleyelim: ilk iki tüpten birinde pas çıksaydı o etken gereksiz sayılırdı; hiçbirinde çıkmaması ikisinin de zorunlu olduğunu gösterir ✓.

20. Korozyon metalin kendiliğinden yükseltgenmesidir; su ve oksijen gerektirir, tuz ve sıcaklık hızlandırır, katodik korumayla önlenebilir. Bu bilgiye dayanarak aşağıdakilerden hangisi söylenemez?

• A) Kurak bölgede metaller daha yavaş bozunur.
• B) Kurban anot daha aktif bir metalden seçilir.
• C) Deniz kıyısında korozyon daha hızlıdır.
• D) Boya, metali su ve oksijenden yalıtır.
• E) Demir pası, alüminyum oksidi gibi altındaki metali korur.

Doğru cevap: E — Demir pası gözenekli ve dökülen bir yapıdadır, altındaki metali korumaz; bu yüzden o yargı metinden çıkarılamaz.

1. Metindeki bilgiler tek tek denenir: kurak bölgede su az olduğu için korozyon yavaştır, kurban anot daha aktif metalden seçilir, deniz kıyısında tuz korozyonu hızlandırır, boya metali su ve oksijenden yalıtır. Dördü de metinle uyumlu.
2. Geriye demir pası ile alüminyum oksidin bir tutulduğu yargı kalır. Metin böyle bir eşitlik kurmuyor.
3. Alüminyum oksit sıkı ve geçirimsizdir, metali korur; demir pası ise gözenekli ve gevşektir, su ile oksijenin altına geçmesine izin verir. Öyleyse bu yargı söylenemez.
4. Denetleyelim: pas koruyucu olsaydı demir yapılar bir kez paslandıktan sonra bozunmayı durdururdu ✓ — oysa paslanma derine doğru sürüyor.