1. Deney 1. ELEKTROKİMYASAL KOROZYONUN TEMEL İLKELERİ
NOT: Korozyon hakkında ek bilgi bölümü deneyerden önce okunmalıdır.
1. DENEYİN AMACI
Korozyon olaylarının büyük bir çoğunluğu elektrokimyasal mekanizma ile gelişir. Bu
deneylerin amacı elektrokimyasal korozyonun temel ilkelerini deneyler yardımı ile
göstermektir. Deneyleri tamamlayan öğrancinin standard potansiyel, referans elektrot,
temel katodik reaksiyonlar, korozyon potansiyeli, korozyon akımı, korozyon hücresinin
elemanlarını, mikro ve makro korozyon hücrelerini öğrenmesi beklenir.
Deneyler;
 korozyon hücresi,
 mikrokorozyon hücresi,
 elektrokimyasal korozyonda temel katodik reaksiyonlar,
 oksijen konsantrasyonu hücresi,
 galvanik korozyon
olmak üzere beş kısımdan oluşur.
2. TEORİK BİLGİLER (Genel)
Hava ve dolayısı ile onun bir bileşeni olan oksijen gazı atmosferle temas eden her tür su
içinde belirli bir oranda çözünür. Su içinde çözünmüş oksijen gazı metal yüzeyinde
"redüklenerek", yani elektron alarak, ionik hale dönmeye meyillidir. Eğer redüksiyon
için gerekli elektronlar metal tarafından sağlanırsa, elektronlarını oksijene vererek
"oksitlenen" metal atomları katı halden "sulu ion" haline geçerek kimyasal değişime
uğrarlar.
Metal-sulu ortam ara yüzeyinde metalin kimyasal şekil değiştirmesi "korozyon" olarak
tanımlanır. Sulu ortamlarda elektron alış-verişi ile gelişen oksidasyon (elektron verme)
ve redüksiyon (elektron alma) reaksiyonlarına "elektrokimyasal" reaksiyonlar denir.
Elektrokimyasal bir reaksiyonda elektron alış-verişi iki farklı faz arasındaki (örneğin:
katı-sıvı) devamlı ve elektriksel yük dengesi bozulmuş bölgede (çift tabaka) gerçekleşir.
Su içinde, atmosferde ve toprak altında meydana gelen tüm korozyon reaksiyonları
"elektrokimyasal" reaksiyonlardır.
Korozyonun meydana gelebilmesi için "korozyon hücresi" çevriminin kesintisiz
çalışması gereklidir. Yani anottaki kimyasal değişim sonucunda meydana gelen metal
ionlarının çözeltiye geçmesi ile açığa çıkan elektronlar, elektronik iletken vasıtası ile
katoda taşınırlar ve orada harcanırlar.
2.1.1 Korozyon Hücresi
Yanlız sulu bir ortam içindeki metallerin yüzeyinde değil, atmosfere maruz veya toprak
altına gömülü metallerin yüzeyinde de her zaman değişik kalınlıkta su veya su filmi
mevcuttur. Hava ve dolayısı ile onun bir bileşeni olan oksijen gazı atmosferle temas eden
her tür su içinde belirli bir oranda çözünür. Su içinde çözünmüş oksijen gazı metal
yüzeyinde "redüklenerek", yani elektron alarak, ionik hale dönmeye meyillidir. Eğer

2. redüksiyon için gerekli elektronlar metal tarafından sağlanırsa, elektronlarını oksijene
vererek "oksitlenen" metal atomları katı halden "sulu ion" haline geçerek kimyasal
değişime uğrarlar. Metal-sulu ortam ara yüzeyinde metalin bu kimyasal şekil
değiştirmesi "korozyon" olarak tanımlanır. Sulu ortamlarda elektron alış-verişi ile gelişen
oksidasyon (elektron verme) ve redüksiyon (elektron alma) reaksiyonlarına
"elektrokimyasal" reaksiyonlar denir. Elektrokimyasal bir reaksiyonda elektron
alış-verişi iki farklı faz arasındaki (örneğin: katı-sıvı) devamlı ve elektriksel yük dengesi
bozulmuş bölgede (çift tabaka) gerçekleşir. Su içinde, atmosferde ve toprak altında
meydana gelen tüm korozyon reaksiyonları "elektrokimyasal" reaksiyonlardır.
Metallerde elektron hareketi akım (I) olarak ölçülür. Elektron hareketi ile akım yönü
birbirine terstir. Akım birim zamanda hareket eden elektronların bir ölçüsü olduğu için
aynı zamanda anottaki kimyasal değişikliğinde miktarını gösterir. Katot yüzeyinde
harcanan elektronlar yüzeyde örneğin oksijenin (O2), hidroksil (OH") ionu haline
dönüşümüne neden olurlar, elektronlar sulu çözelti içinde hareket ederek akımın anot ile
katot arasında geçişini sağlarlar. Pozitif yüklü ionlar katoda, negatif yüklü ionlar anoda
giderler. Böylece hücre çevrimi tamamlanmış olur.
Korozyon hücresinde geçen akıma "korozyon akımı"(ikor) denir. Korozyon hücresinde
anot reaksiyonunun (korozyon) hızı ile katot reaksiyonunun hızları birbirine eşittir (ianot
= ikatot=ikor) Eğer ortamda redüklenecek yani elektron harcayacak madde yoksa
korozyonda meydana gelmez, anotta açığa çıkabilecek elektronlar harcanamaz. Başka bir
deyişle katodik olay yoksa veya oluşumu engellenebilirse anodik reaksiyon, yani
korozyon da olmaz. Örneğin kazan sularından çözünmüş oksijenin temizlenmesi
korozyonu durdurabilir. Buna ilave olarak aşağıdaki durumlarda da korozyon meydana
gelmez.
1. Anot ile katot bölgeleri arasında elektronik bağ yoksa; yani elektronlar anot olarak
davranan bölgeye taşınamıyorsa,
2. Anot ile çözelti veya katot ile çözelti arasında temas egellenirse,
3. Sistemde sulu iletken yoksa.
Metalin çözünmesi, yani korozyon hızı, karşıt reaksiyonun yani redüksiyon
reaksiyonunun hızı ile orantılıdır. Çözelti içinde redüklenecek madde miktarı düşük ise
korozyon hücresindeki korozyon hızı da (ikor) düşüktür. Zira korozyon hızı katodik
reaksiyonun hızı ile (ikatot) kontrollüdür, artma tehlikesi yoktur. Örneğin deniz suyunda
metallerin korozyonu çözünmüş oksijen miktarı ile orantılıdır; dolayısı ile de deniz
suyunda metallerin korozyon hızları metal cinsine göre çok büyük oranlarda değişmez.
Korozyona neden olan en önemli katodik olay, sulu ortamda çözünmüş oksijen gazının
redüksiyonudur. Bunu sulu çözeltilerdeki hidrojen ionunun redüksiyonu takip eder. Asit
ortamlardaki hidrojen ionu miktarı çözünmüş oksijenden çok daha fazladır ve dolayısı ile
asidik çözeltilerde hidrojen ionu redüksiyonu, çözünmüş oksijen reaksiyonundan daha
önemli bir katodik olaydır. Ayrıca sulu çözeltide bulunan diğer redüklenebilecek ionlar
da (örneğin ferrik demir ve nitrat gibi) katodik reaksiyonu oluşturabilirler.
Korozyon olayında çözünmenin meydana geldiği bölge (anot) ile redüksiyonun oluştuğu
bölge (katot) birbirinden ayrı ise metal yanlız anot bölgesinde çözünür. Bu durumda
"bölgesel" veya "tercihli" bir korozyon söz konusudur. Bu tip korozyonun oluştuğu
korozyon hücresine "makrokorozyon hücresi" de denir. Uygulamada karşılaşılan
korozyon hücrelerinin büyük bir kısmı "makrokorozyon" hücresi ve korozyon şekli de
"bölgesel" korozyondur. Bazı durumlarda metal yüzeyinde atomal boyutta bir nokta, hem

3. anot ve bunu takiben de katot olarak davranabilir. Sonuçta metalin tüm yüzeyi "tekdüze"
olarak çözünür. Herhangi bir zaman kesitinde olayları incelediğimizde ise bu durumda
dahi "anot-katot ve diğer elemanlardan" oluşan korozyon hücresini tanımlayabiliriz. Bu
tip korozyonun meydana geldiği korozyon hücresine "mikrokorozyon" hücresi denir.
Asit bir çözeltide çinko metali bu şekilde homojen olarak çözünür. Katot reaksiyonu
hidrojen ionunun redüklenmesi ve hidrojen gazı çıkışıdır. (2H+
+2e" ->H2)
2.1.2. Korozyon hücresi elemanları:
Elektronik iletken: Anotta açığa çıkan elektronları katoda taşıyan metalik iletkendir.
Anot ile katodun birbiri ile teması da bu iletişimi sağlar, veya aynı bir metalin bir bölgesi
anot, diğer başka bir bölgesi ise katot olarak davranır.
Anot: Korozyona uğrayan (oksitlenen) metal. Örnek: Fe-> Fe+2
+ 2e"
Katot: Anotta açığa çıkan elektronları harcayan reaksiyonun (redüksiyon) meydana
geldiği metal yüzeyi
Örnek: 02+2H20+4e-> 40H"
Elektrolit: Elektrolitik iletken. Sulu çözelti. Anot ve katot arasında ionik bağ sağlayan ve
elektrik akımının iyonlar vasıtası ile iletildiği ortam.
Ara Yüzey: Korozyon reaksiyonunun ve redüksiyonun meydana geldiği metal-çözelti
ara yüzeyleri.
3. DENEYLER
3.1 Korozyon Hücresi
3.1.1 Deneyin Amacı
Bu deneyde öğrencinin korozyon hücresini kurarak hücre elemanlarını tanımlaması
amaçlanmaktadır.
3.1.2 Kullanılan Cihaz ve Malzemeler
 Karbon çeliği levhalar
 Bakır levhalar
 Bağlantı elemanları
 Beher
 1 ohm'luk direnç
 %3,5'lik NaCl çözeltisi
 Elektrometre
 Sıfır dirençli ampermetre
 Kalomel elektrod
3.1.3 Deneyin Yapılışı
1 adet karbon çeliği levhanın yüzeyi zımparalandıktan sonra %3,5'luk NaCl çözeltisine
daldırılır ve elektrometre ile kalomel elektrot referans elektroduna karşı potansiyeli
okunur ve kaydedilir.
Aynı çözeltiye yüzeyi temizlenmiş bakır levha daldırılır ve elektrometre ile kalomel
elektroda karşı potansiyeli okunur ve kaydedilir.

4. Bu işlem tamamlandıktan sonra bakır ve çelik levha birbirine iletken vasıtası ile bağlanır.
Sistemin potansiyeli elektrometre ile ve sistemden geçen akım sıfır dirençli ampermetre
ile okunur ve kaydedilir. İki elektrot arasına bağlanan 1 ohm'luk direnç üzerinden
potansiyel okunur ve akım hesaplanır.
İSTENENLER
1. %3,5'luk NaCl çözeltisi içerisinde bakır ve çelik levhaları birbirine bağlayarak
oluşturulan korozyon hücresinin elemanlarını tanımlayınız (Katot, anot, elektronik ve
elektrolitik iletken).
2. Potansiyel ölçümlerinde neden referans elektrot kullanırız. Ölçtüğünüz çelik ve
bakırın potansiyellerini Standard hidrojen elektroduna göre hesaplayınız.
3. Referans elektrot kullanarak ölçtüğünüz çelik ve bakırın potansiyellerini tanımlayınız.
4. Sistemden neden akım geçmektedir. Akımın geçmesini sağlayan elektrokimyasal
reaksiyonları yazınız.
3.2. Mikro Korozyon Hücresi
3.2.1 Deneyin Amacı
Bu deneyler ile öğrencinin aynı metal üzerinde anodik ve katodik bölgelerin oluşumu ile
meydana gelen mikro korozyon hücrelerini kavraması ve bu mikro hücrelerin oluşumuna
neden olan faktörleri kavraması amaçlanmaktadır.
3.2.2 Kullanılan Cihaz ve Malzemeler
 Çelik çivi
 Çelik vida
 Bakır levha
 Aluminyum levha
 0,1 NNaOH çözeltisi
 1 g/l demir iyonu içeren demir sülfat çözeltisi
 2 adet petri kabı
 3 g NaCl + lg K3Fe(CN)6 +10 damla fenolftaleyin içeren agar agar jeli
3.1.3 Deneyin Yapılışı
0,1N NaOH çözeltisi içerisine 1 damla fenolftaleyin indikatörü damlatılarak renk
değişimi gözlenir ve kaydedilir.
lg/1 demir iyonu içeren çözelti içerisine 1 damla potasyum ferrosiyanür çözeltisi
damlatılarak renk değişimi gözlenir ve kaydedilir.
Birer adet çivi ve vida alınır yüzeyleri pasından zımpara ile temizlenir. Asetonlu pamukla
yüzeyleri silindikten sonra taze hazırlanmış ve katılaşmak üzere olan petri kabının
içerisindeki agar agar jelinin içine yerleştirilir. Jel katılaşana kadar petri kabı hiç
oynatılmaz.
Bir çivi bükülür, bir vida bakır levhaya vidalanır sökülür, bir vida aluminyum levhaya
vidalanır sökülür.
Bu üç örnek taze hazırlanmış ve katılaşmak üzere olan petri kabının içerisindeki agar agar
jelinin içine yerleştirilir. Jel katılaşana kadar petri kabı hiç oynatılmaz. Her beş örnek
üzerinde oluşan değişimler deney süresince incelenir ve kayıt edilir.

5. İSTENENLER
1. İndikatör ilaveleri ile NaOH ve Fe iyonu içeren çözeltilerdeki renk değişimleri neyi
ifade etmektedir?
2. Agar agar jeli içerisindeki vida ve çivi üzerindeki gözlemlerinizin anlamları nelerdir?
3. Bükülmüş çivide anodik alanlar hangi bölgelerde yoğunlaşmıştır? Nedenlerini
açıklayınız.
4. Bakır ve aluminyum levhaya vidalanıp sökülen vidalardaki gözlemlerinizi, bu
işlemleri görmemiş vidadaki gözlemleriniz ile karşılaştırınız. Örnekler üzerindeki
anodik ve katodik bölgeler farklılık göstermekte midir? Açıklayınız.
3.3 Elektrokimyasal Korozyonda Temel Katodik Reaksiyonlar
3.3.1 Deneyin Amacı
Bu deneylerde öğrencinin temel katodik reaksiyonları gözlemlemesi amaçlanmaktadır.
3.3.2 Kullanılan Cihaz ve Malzemeler
 Karbon çeliği levhalar
 Beher
 -%3,5'lik NaCl çözeltisi
 İN sülfürik asit çözeltisi
 K3Fe(CN)6 indikatör çözeltisi
3.1.3 Deneyin Yapılışı
K3Fe(CN)6 indikatör çözeltisi katılmış İN sülfürik asit içerisine çelik parça daldırılarak
yüzeyinde gelişen olaylar incelenir ve kaydedilir. Çözeltinin başlangıçtaki ve 30 dk
sonraki rengi gözlenir ve renk değişimi kaydedilir.
K3Fe(CN)6 indikatör çözeltisi katılmış %3,5'lik NaCl çözeltisine çelik parça daldırılarak
yüzeyinde gelişen olaylar incelenir ve kaydedilir. Çözeltinin başlangıçtaki ve 30 dk
sonraki rengi gözlenir ve renk değişimi kaydedilir.
İSTENENLER
1. Asit çözeltiye daldırılan çelik yüzeyinde gelişen olayları tanımlayınız. Anodik ve
katodik reaksiyonları yazınız. Bu olayda anodik ve katodik reaksiyonlar nasıl ve
nerede meydana gelmektedir?
2. %3,5'lik NaCl çözeltisi içerisine daldırılan çelik korozyona uğramakta mıdır?
Uğruyor ise anodik ve katodik reaksiyonları yazınız. Bu olayda anodik ve katodik
reaksiyonlar nasıl ve nerede meydana gelmektedir?

6. 3.4 Oksijen Konsantrasyonu Hücreleri
3.4.1 Deneyin Amacı
Bu deneyde öğrencilerden oksijen paradoksu olarak bilinen olayı anlamaları
beklenmektedir.
3.4.2 Kullanılan Cihaz ve Malzemeler
 Çelik levha
 3g NaCl +lg K3Fe(CN)6 +10 damla fenolftaleyin indikatörü içeren 100 ml saf su
çözeltisi
3.4.3 Deneyin Yapılışı
Çelik levhanın yüzeyi temizlenip, zımpara ile parlatılır ve asetonla silinerek kurutulur.
Temizlenmiş numunenin yüzeyine 1 damla indikatör içeren çözelti damlatılır. Damlanın
altında ve kenarında oluşan renk değişiklikleri incelenerek kaydedilir.
İSTENENLER
1. Damlanın altında ve kenarında gözlenen renk değişikliklerinin nedenlerini açıklayınız
ve gelişen reaksiyonların formüllerini yazınız.
2. Damlanın kenarları ve ortası oksijen konsantrasyonu açısından nasıl fark gösterir?
3. Çözelti içerisindeki çözünmüş oksijen konsantrasyonunun artışının korozyon hızını
arttırdığı bilinmektedir. Bu deneydeki gözlemleriniz bu olayı doğruluyor mu?
Doğrulamıyor ise nedenlerini açıklayınız.
4. Damla deneyi benzeri koşullar daha başka nasıl meydana gelebilir? Örnek veriniz.
YARARLANILABİLECEK KAYNAKLAR:
1. D. A. Jones, Principles and Prevention of Corrosion, 2nd Edition, Prentice Hall, Pub.
NJ. USA, 1996
2. E.Heitz, R. Henkhaus, A. Rahmel (English Translation: R. B. Waterhouse, Edited by
D. R. Holmes) Corrosion Science - An Experimental Approach, Ellis Horwood Pub.
Chichester, UK, 1992