Korozif Madde Nedir? Korozif Madde Zehirlenmesi ve Tedavisi

Katı maddeler ile reaksiyona girip bu maddelerin üzerinde tuz ve oksit oluşturan maddelere korozif madde denir. Bu maddeler cilde veya göze temas ettiğinde kalıcı zarar verir. Korozif etki gösteren maddeler; sülfirik asit nitrik asit hipoklorik asit gibi mineral asitler ve soda potas amonyak (amonyak zehirlenmesi) hipoklorid (çamaşır suyu) gibi kostik alkalilerdir.

Belirti ve Bulgular

Temas eden mukoza bölgesindeki ağrının şiddeti kusma ile birlikte artar. Kanlı kusmalar sıktır. Glottis ödemi gelişebilir. Akut dönem atlatılırsa özofagus iltihaplanması ve mediastinit gastrik perforasyon (bağırsak delinmesi) ve özofagus (yemek borusu) darlığı gelişebilir.

Tedavi ve Bakım 

Mide yıkama kusturma yada asit ve baz gibi nötrolizan tedavisi uygulanmaz. Aktif kömürün yararı yoktur. 200 ml su veya süt içilir. IV sıvı tedavisi yapılır. Ciddi glottis ödemi varsa trakeostomi (gırtlağa nefes alımı için delik açılması) yapılır. Darlık gelişmemesi için kortikosteroidler kullanılır. Perforasyon veya peritonit ya da geç dönemde ortaya çıkan darlıklarda cerrahi girişim yapılır.

Korozyon nedir?

Özellikle oksijenin olmak üzere, çevrenin, maddeyi fiziki ve kimyevi olarak bozması olayıdır. Her ne kadar seramik, ahşap, plastik ve lastiğin dış yüzleri, bazı gaz veya sıvılarla temasa geldiğinde bozulma gösterirse de, korozyon deyimi, genel olarak metaller için kullanılır. Korozyonun en çok rastlananı paslanmadır

Metal olmayan maddelerin korozyon özellikleri, modern teknolojide çok önemli ise de, normal atmosferik şartlardan daha fazla etkilenen metallerin korozyonu üzerine pekçok araştırmalar yapılmıştır. Maddenin korozyon sebepiyle bozulmasının boyutu, kendi kimyevi özelliklerine ve çevrenin madde ile olan ilişkisine bağlıdır. Mesela, bir sanayi ortamı içinde bulunan demir, bir müddet sonra

demir oksid (Fe 2 O 3 H 2 O) halini alır. Yani demir paslanır. Meydana gelen bu pas, oksijen ve suyu

geçirir. Bu sebepten pas altındaki demir, paslanmaya devam eder. Bu olay demirin tamamen pas almasına kadar sürer. Mesela, sanayi ortamında bulunan bakır durumunda ise korozyon sonucu

CuSO 4 3Cu(OH) 2 meydana gelir, bu ise demirdekinin tam tersine olarak havanın metale erişmesini

önleyen bir boya tabakası gibi davranır.

Korozyonun oluşu: Korozyon, maddenin daha kararlı bileşikler meydana getirme eğilimi olarak kabul edilebilir. Korozyon sonucu ortaya çıkan maddeler, genellikle saf metalin elde edildiği bileşiklerdir. Mesela, demir paslandığında ortaya çıkan oksidler, tabiattaki demir cevherinde rastlanan bileşiklerdendir.

Korozyon, genellikle bir elektrokimyasal olaydır. Korozyona uğrayan metal, küçük bir galvanik pil gibi davranır. Metalin yüzeyinde, metal iyonize olur. Metalin iki bölgesi arasında veya aynı ortamdaki iki farklı metal arasında elektron akışı olur. Bu şartlar altında metal, -daha çok pozitif oksidasyon reaksiyonu değeriyle- anodu meydana getirir ve iyonize olur. Daha çok negatif oksidasyon reaksiyonu

değeriyle, diğer metal kısmı katodu hasıl eder ve kimyasal olarak reaksiyona girmez. Çevre ise elektrolit olarak vazife yapar. Mesela, demir çatı için alüminyum çivi kullanılırsa, katot durumunda olan demir çatı, çivilerin civarında korozyona uğramaz. Ancak, demirle temasta olmadıkları zamana göre, anod durumda olan alüminyum çivi birkaç defa daha hızlı korozyona uğrar.

Tek parça bir metalde, bazen metalin kristal yapısının şekil değiştirmesinin bir sonucu olarak meydana gelir. Şekil verme ve imalat sırasında, kristaller, çapı 1 mm’den daha küçük olan kristallere parçalanır. Bu parçalar, birbirine benzemekle beraber yönleri farklıdır. Bu fark sebepiyle her bir parça biraz farklı oksitlenme değerine sahiptir. Eğer böyle bir metalin dış yüzü, mesela tuzlu su gibi, korozyona sebep olacak bir sıvı ile temasa gelirse, iki parçacık arasında küçük bir pil hasıl olur. Anod parçacığı korozyona uğrarken, katot kendini muhafaza eder.

Korozyon çeşitleri: Çevre ve maddeye bağlı olarak çok değişik korozyon çeşitleri mevcuttur. Galvanik korozyon, iki farklı metalin aynı elektrik iletken ortamda bir araya geldiklerinde meydana gelir. Oksitlenmeye daha fazla dirençli olan metal katod olurken, diğer az dirençli olan metal anod olur ve bu metal, hızlı bir korozyona uğrar.

Diğer bir tür korozyon da, metali saran iletken sıvının homojen olmaması sonucunda ortaya çıkar. Katod ve anod, iyonların yoğunluk farkından doğar. bazen da korozyon, metal üzerinde küçük delikler şeklinde meydana gelir. Bu koruyucu kaplamanın yerel eksikliği sonucu görülebilir.

Korozyon, ayrıca metalin işlenmesi sırasında ortaya çıkacak gerilmelerle beraber meydana gelerek çatlaklara sebep olur. Bu türde gerilmenin yapıldığı yerlerde korozyon çabuk ilerler ve bunun sonucu meydana gelecek kırılma ani olur.

Kristallerin parçalanmasından meydana gelen parçacıklardaki gerilmeler veya aralarındaki yabancı maddeler de korozyona sebep olabilir. Korozyona sebep olabilecek ortamda bu parçacıkların sınırları anod olurken, kendileri katod olurlar.

Korozyonun önlenmesi: Çevrede yapılacak değişiklik, korozyona önemli şekilde tesir eder. Maddenin saf olmamasının korozyonu çabuklaştırdığı tespit edilmiştir. Bazı türlerin de korozyonu önlediği anlaşılmıştır. Boya, metallerdeki korozyonu önlemek için çok iyi bir tedbirdir. Çünkü havanın nüfuzunu önlemektedir. Her ne kadar boya da atmosfer etkisinde bozulma eğilimi gösterirse de bu çok yavaştır. Uygun alaşımların kullanılması, metalleri korozyona karşı mukavim kılar. Mesela pirince, alüminyum ilavesi korozyonu azaltır.

Elektro-kaplama da korozyonu azaltır. Nikel ve krom gibi metaller bu maksatla kullanılır. Plastik, seramik ve lastik gibi malzeme ile metaller kaplanarak korozyona mukavim hale getirilebilir.

Korunacak metalin korozyon işleminde katod haline getirilmesi ve anodun yok edilmesiyle de koruma yapmak mümkündür. Bu teknik yaygın bir şekilde, gömülü hava gazı ve su borularının korunmasında kullanılır. Anodu feda etmek yerine, uygun büyüklükte elektrik yükünün kullanılması da mümkündür.

 Tatlı Suda Korozyon

Tatlı suyun korozifliği esas olarak oksijen muhtevası, sertlik, klorür muhtevası ve sülfür muhtevasına bağlıdır. Sülfür muhtevası fazla olan suda çelik, çabuk korozyona uğrar. Tatlı suları çözünmüş mineral tuzlar ve çözünmüş oksijen (Ç.O.) bakımından şu şekilde sınıflandırmak mümkündür:

1- Tuz yok, çözünmüş oksijen var;
Mineral tuz yoksa Ç.O. ihtiva eden suda PH artışı korozyonu arttırır. PH fazla yüksek değilse daha çok oyuklu korozyon görülür. Su yüzeyi kesitindeki farklı havalanma da Ç.O. farklılıklarına yol açarak bu bölgede korozyon hızını arttırır.

2- Tuz yok, çözünmüş oksijen yok;
Ç.O. olmadığı zaman, böyle bir suyun çelik kap içindeki PH’ı 8.4’dür ve korozyon ihmal edilebilir seviyelerde bulunur. Ancak bütün tabii sular bir dereceye kadar mineralizdir.

3- Karbonat tuzları yok, çözünmüş oksijen var;
Böyle bir suda Cl- ve SO4-2 iyonlarındaki artış belli bir PH değerinde oyuklu korozyonu şiddetlendirir. Sıcaklık artışı hem homojen dağılımlı hem de oyuklu korozyonu arttırır.

4- Karbonat tuzları var (Ca+2 yok), çözünmüş oksijen var;
Karbonat mineralleri, Ç.O. ihtiva eden sularda Cl- ve SO4-2 tuzlarının aksine korozyonu inhibe eder. Bu inhibisyonun olabilmesi için; alkalinite konsantrasyonunun Cl- ve SO4-2 tuzlarından 5-10 misli fazla olması gerekir. Bu şartlarda PH= 6.5-7.0 de inhibisyon maksimum, PH= 8-9 da minimum olur. Alkalinite konsantrasyonu bu seviyenin altında ise korozyon artar.

5- Tuz var, çözünmüş oksijen yok;
Ç.O. yoksa, korozyon ihmal edilecek seviyelerdedir. Diğer çözünmüş tuzların etkisi çözünmüş oksijen yanında mevcut oldukları zaman görülür.



6- Kalsiyum tuzları var, çözünmüş oksijen var;
Kalsiyum tuzlarının bulunduğu sularda CaCO3 tabakası ayrışarak malzeme yüzeyinde ince bir tabaka oluşturur. Bu tabakanın iyon iletimini engellemeyen bir koruyucu film tabakası olarak hareket etmesi halinde korozyon azalır. Bu tabakanın ve dolayısı ile suyun korozyona neden olup olmayacağı “doyma indeksi” ile tesbit edilir.

Tabii sularda, tabaka oluşumuna yol açan komponentler kalsiyum ve magnezyum tuzlarıdır. Kalsiyum ve magnezyum tuzları suda tamamen çözünmüş olarak bulunurlar. Silisyum da tabaka oluşumuna yol açan bir elementtir, ancak suda serbest element olarak bulunmaz. Ya SiO3 veya SiO2 şeklinde bulunur. SiO2 kolloidal hal olup, suda çözünmez.

Tabii sularda kalsiyum ve magnezyum genellikle bikarbonat, karbonat, sülfat ve klorür şekillerinde yer alırlar. Bikarbonatlar “geçici sertliği” sülfat ve klorürler ise “kalıcı sertliği” temsil eder. Bikarbonatlar CO2 vasıtasıyla suda muhafaza edilirler. Bikarbonatlardan CO2 ayrılırsa karbonat çözeltisi meydana gelir;

Ca(HCO3)2 = CaCO3 + H2O + CO2 ........(1.1)
Mg(HCO3)2 = MgCO3 + H2O + CO2 .......(1.2)

CaCO3 ve MgCO3’ın her ikisi de pratikçe suda çözünmezler. Bu bakımdan bunlar bulundukları kabın iç çeperlerinde ince bir tabaka oluşumuna yol açarlar. Yukarıdaki reaksiyonlar yüksek sıcaklıkta meydana gelirse de, belirli şartlar altında, düşük sıcaklıklarda da CO2 uzaklaşabilir. Tabaka teşekkülünü arttıran diğer faktörler şunlardır; 1) Yüksek alkalinite ile birlikte yüksek PH; 2) Koagülasyon ve flokülasyon prosesiyle CaCO3 veya 3Mg(OH)2.3H20 partikül büyüklüklerinin artması; 3) Suyun düşük hızlarda hareket etmesiyle çökme zamanının artışı; 4) Optimum izo elektrik nokta; 5) Yüzey aktif kimyasal maddelerin bulunmayışı; 6) Isı transferinin fazla oluşu; 7) Düşük yüzey gerilimi.

Kalsiyum sülfatın çözünürlüğü sıcaklıkla ters orantılıdır. Sıcaklık arttıkça çözünürlük azalır. Yüksek sıcaklıklarda, kalsiyum sülfat susuz hale dönüşür ve çok sert bir çöküntü tabaka oluşturur. Suyun korozif özelliğini ortaya koyan doyma indeksi (D.İ.) aşağıdaki gibi ifade edilebilir;

Doyma İndeksi = PHgerçek – PHS ..........(1.3)
Burada PHgerçek, suyun PH-metre ile ölçülerek bulunan PH değeridir. PHS ise suyun CaCO3 ile doygun olduğu durumdaki PH değeridir. Şayet PHgerçek > PHS ise D.İ’si (+) çıkar ve bu durumda su metal için koruyucudur. Çünkü kalsiyum karbonat ince bir tabaka halinde metal yüzeyinde ayrışabilir. PHgerçek < PHS olduğu zaman D. İ’si (-) dir ve su metal için koroziftir.

Doyma indeksini deneysel olarak bulabilmek için laboratuar testlerine başvurulur. Bunun için şu deneyin yapılması gerekir: 1) Suyun PH’si ölçülür, 2) Suya toz halinde CaCO3 eklenip doyma sağlanıncaya kadar beklenir, 3) PH yeniden ölçülür. Şayet PH da bir artma oluyorsa su korozif demektir.

Metal yüzeyine ayrışan CaCO3 tabakasının koruyucu olması için fazla kalın olmayıp, boşluksuz olması gerekir. Bunun içinde D. İ + 0.5 olması lazımdır. Yüksek sıcaklıklarda kalın bir CaCO3 tabakası oluşacağı için, bu tabaka koruyucu olma özelliğini kaybeder. Sıcaklığın değişme gösterdiği bir sistemde, D.İ. de değişecektir. Ancak belli alkalinite ve PH aralıklarında D.İ.’nin değişmediği anlaşılmıştır. Bu alkalinite ve PH aralıkları Tablo 1’de verilmiştir.

Alkalinite (mg/l CaCO3)

PH (Oda sıcaklığında)

50

8.1 – 8.65

100

8.6 – 9.20

150

– 9.50

200

8.9 – 9.70

Tablo 1. Sıcaklık değişimlerine rağmen D.İ.’nin değişmediği alkalinite ve PH sınırları

Doyma indeksini, sıcaklık, toplam katı madde, kalsiyum ve M.O. alkalinitesinden bulmak için hazırlanmış abaklar vardır. Ayrıca D.İ. “LANGELİER İNDEKSİ” adı verilen indekslerle de bulunabilir.

D.İ. nin çok yüksek çıkması süratli bir şekilde karbonat tabakası oluşacağını gösterir. Bu durumda oluşan tabaka koruyucu etkinliğini kaybeder.
Suda Ç.O. bulunuyorsa, CaCO3 oluşum ve çökelimi O2 den etkilenir. O2 indirgenmesi nötr sularda oluşan korozyonda katodik reaksiyonu temsil eder:

O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
Bu reaksiyonun oluştuğu alanlarda su bazik özellik kazanır. Bazik olanlarda CaCO3 kolayca kaplanarak korozyon olayının yer alabildiği alan küçülmüş olur. Bu arada çelik ve demir donanımlarda oluşan korozyon ürünü Fe(OH)3, kalsiyum karbonatın yapısına girerek, gözenekleri kapatır ve daha sıkı yapı oluşturur. Böylece tabaka daha koruyucu olur.

Sonuç olarak; D.İ. (-) olan sular koroziftir. Korozyon Ç.O. ye bağlı olarak artar. O2 ihtiva etmeyen sularda korozyon hızı PH değerine bağlıdır. D.İ. (-) olan suların, D.İ. lerini (+) yapmak için suya Na2CO3 veya Ca(OH)2 gibi kalevi özellikte maddeler katmak gerekir. Burada yapılabilecek diğer bir işlem de suyun hava ile temas yüzeyini arttırarak CO2’nin sudan ayrılmasını temin etmektir.