Demirin yapay deniz suyu içindeki korozyonuna sülfat (SO4), karbonat (CO3) ve nitrat (NO3) iyonlarının etkileri

Abstract

ÖZET S04= iyonunun Y. D. S. içindeki demirin korozyonuna etkisinin SO4 derişimine ve çözelti pH'ına bağımlı olduğu saptanmıştır. Kütle kaybına dayalı çalışma, derişime bakımlılığı, polarizasyon eşimi çalışmaları ise daha ziyade pH'a bağımlılığı göstermektedir. Kütle kaybına dayalı korozyon hızlarına bakılacak olursa (Şekil 4-6) 10-3 ve 10- 2M SO4, çalışılan her üç pH'ta da(pH=4, 6, 8) demirin korozyon hızına fazla bir etki etmemektedir. 10-1M SO4= ise her üç pH'ta zayıf fakat belirgin bir inhibisyon etkisi göstermektedir. Polarizasyon eğimi (Rp-1) çalışmalarında sülfat etkisinin pH'a bağmlılığı daha net bir şekilde görülmektedir. pH>=8'de (Şekil 7.x) S04= iyonunun Y.D. S. içinde demirin korozyonuna zayıf bir inhibisyon etkisi yaptığı görülmektedir. pH=6 ve pH=5'5'te bu zayıf inhibisyon etkisi, daha da zayıf bir şekilde devam etmektedir (Şekil 7.x ) pH=5'te S04= iyonunun Y.D. S. içinde demirin korozyonunu hızlandırmaya başlamakta ve bu hızlandırma etkisi pH=4'te(Şekil 7. A ) çok net bir şekilde görülmektedir. Bu bulgular ışığında, pH=5-6 arası bir değerde bir dönüm noktası veya kritik pH'tan bahsetmek olanaklıdır. Bu kritik pH'ın altında S04= iyonları Y. D. S. içinde demirin korozyonunu hızlandırmakta, kritik pH'ın üstünde ise demirin Y. D. S. içindeki korozyonuna inhibisyon etkisi yapmaktadır denilebilir. C03= iyonunun Y. D. S. içindeki demirin korozyonuna etkisi karmaşık bir durum sergilemektedir. Kütle kaybı çalışmalarında ve polarizasyon eğimi belirlemelerinde 10-3M CO3= iyonunun Y. D. S. içindeki demirin korozyonuna çalışılan96 her üç pH'ta da(pH= 4, 6, 8) pek etki etmediği saptanmıştır. pH=8'de kütle kaybı çalışmaları 10-2 ve 10-1M C03='m Y. D. S. içindeki demirin korozyonunu artırdığını gösterirken, polarizasyon eğimi ölçümlerinde 10-2 ve 10-3m C03= etkileri farklı yönde olmuştur. Potansiyokinetik anodik polarizasyon eğrileri de 10-1M C03='ın demirin Y. D. S. içindeki korozyonunu yavaşlattığını göstermektedir. 10-3 ve 10-2M CO3= etkisi akım-potansiyel eğrilerinde görülmemektedir. NO3- iyonlarının etkisi araştırma yöntemine göre farklılıklar sergilemektedir. Çalışılan her üç pH'ta (4, 6, 8) kütle kaybına dayalı ölçümler NO3- iyonunun Y. D. S. içindeki demirin korozyonunu hızlandırdığını göstermektedir. pH düştükçe ve NO 3- derişimi arttıkça, korozyon hızı artmaktadır. Polarizasyon eğimi ölçümlerinde ise NO3- içeren Y. D. S. içinde elde edilen polarizasyon eğimi (Rp-l) değerleri sade Y. D. S. içinde elde edilen değerlerden daha küçüktür. Daha küçük (Rp-1) değerleri N03-'ın Y. D. S. içindeki demirin korozyonuna inhibisyon etkisi yaptığını göstermektedir. Her üç pH için(pH=4, 6, 8) 10-3M NO3- ilavesiyle (Rp-l) değeri küçülmüş ancak NO3- derişimi arttıkça belirgin bir küçülme olmamıştır. Potansiyokinetik anodik polarizasyon çalışmasında NO3- etkisinin pH'a bağlı olduğu kanısı uyanmaktadır. pH=8 ve pH=6'da NO3- iyonu çok zayıf bir inhibisyon etkisi gösterirken (Şekil 22,23), pH=4'te (Şekil 24) hiçbir etkisi görülmemiştir. Amonyum Nitrat Y. D. S. içinde demirin korozyonunu artırmaktadır. Yapılan tüm çalışmalarda bulgular uyum içindedir. Amonyum Nitratın Y. D. S. içindeki demirin korozyonunu hızlandırması NO-3 etkisinden olmayıp NH+497 etkisinden kaynaklanmaktadır. Kompleks yapıcı etkisiyle NH4+ iyonu korozyon ürünü çözünürlüğünü artırmakta ve demirin korozyonunu hızlandırmaktadır.

98 The Effects of Sulphate (SO4=), Carbonate (C03=) and of Nitrate (N03-) Ions on the Corrosion of Iron in SSW SUMMARY The effect of SO4= ions on the corrosion of iron in SSW depends on the concentration of S04= ions and on the pH of the solution. The weight loss measurements display the dependence on concentration and the polarization resistance studies indicate the dependence on pH. The corrosion rates based on weight loss measurements (Figure 4- 6) show that at a concentration of 10~3and 10~2m S04= ions do not have any appreciable effect on the corrosion of iron in SSW at all three pH levels investigated. However, S04= ions at a concentration of 10-1M exhibit a weak but distinct inhibition effect on the corrosion of iron in SSW. The polarization resistance measurements indicate that at pH=8( Figure 7,x) SC«4= ions exhibit a weak inhibition effect on the corrosion of iron in SSW. This inhibition effect continuous at pH=6 and at pH=5. 5. At pH=5, the SO4= ions increase the corrosion of iron in SSW. At pH=4 this accelerating effect of SO4= ions become more distinct (Figure 7 ). It is believed that between pH=5-6 there is a turning point or critical pH, below which S(>4= ions accelerate the corrosion of iron and above which they inhibit the corrosion of iron in SSW. The effect of the C03= ions on the corrosion of iron in SSW is rather complex. The weight loss measurements and the polarization resistance studies indicate that 10-3M CO3= ions do not have any notable effect on the corrosion of iron in SSW at all pH levels studied(pH=4, 6, 8). At pH=8, the weight loss measurements indicate that 10-2m and99 10-1M CO3= ions accelerate the corrosion of iron in SSW. The polarization resistance measurements have shown that 10-2m CO3= ions accelerate the corrosion of iron while 10-1M CO3= ions inhibit it. The potentiokinetic anodic polarization measurements indicate that 10-1M CO3= ions inhibit the corrosion of iron while 10-2M and 10-3m ions do not have any clear effect on the corrosion of iron. The effect on N03- ions on the corrosion of iron in SSW has not been established clearly. At all three pH levels studied (pH=4, 6, 8) the weight loss measurements indicate that NO3= ions accelerate the corrosion of iron in SSW. As pH falls and as the NO3- ion concentration increases, the corrosion rate of iron increases in SSW. On the other hand the polarization resistance measurements show that NO3- ions exhibit inhibition effect on the corrosion of iron in SSW. The Rp-1 values have decreased at all pH levels upon the addition of NO3- ions to pure SSW; but this decrease has not continued systematically as the concentration of NO3- ions increased in SSW. The potentiokinetic anodic polarization curves have shown that at pH=8 and 6, the NO3- ions tend to inhibit the corrosion of iron in SSW while at pH=4 no distinct effect, has been observed for all three concentrations. Ammonium Nitrate accelerates the corrosion of iron in SSW. The results of different kinds of measurements are all in agreement. This accelerating effect of NH4NO3 is not due to NO3- ions but is due to NH4+ ions. The NH4+ ions with complex forming ability are believed to increase the solubility of the corrosion products formed hence they accelerate the corrosion of iron in SSW.