[[BildDatei:Korrosion.jpg|thumb|600px|'''Korrosionsschaden an einer Wasserleitung durch regelwidrige Installation'''<br />[[:Datei:Korrosion.jpg|Bildquelle: BAM]]]]{{Baustelle}}== Arten der Korrosion ==
'''=== Säure-Korrosion'''=== *[[Metalle]] sind oft durch geringe Mengen anderer Metalle verunreinigt (in [[Zink]] ist z.B. immer etwas [[Kupfer]])*Wenn Zink mit CO<sub>2</sub>-haltigem Wasser in Berührung kommt=> Bildung kurzgeschlossener [[Galvanische Zelle|galvanischer Zelle]] zwischen Zink und Kupfer, wobei die galvanische Zelle als Lokalelement reagiert* Beim Vergleích der Standardelektrodenpotentiale beider Metalle gibt es eine Differenz von 1,1 Volt=> Zink (unedler) löst sich also an den Berührungsstellen zwischen Zink und Kupfer unter Abgabe von Elektronen*Elektronen fließen von Zink zu Kupfer (edler) und reduzieren an der Grenzfläche zwischen Kupfer und Wasser Hydroniumionen, diese haben sich durch [[Protolyse]] der Kohlensäure gebildet.
Säure- KorrosionZn + 2H+ [[Bild: Metalle werden durch Hydroniumionen oxidiert=Pfeil.gif]] Zn<sup>SauerstoffbildungSauerstoff- Korrosion: Sauerstoff fungiert als Oxidationsmittel=2+</sup>+ H<sub>2</sub> Er wird zu Hydroniumionen reduziert
Unedles Zink löst sich im Laufe der Zeit auf.
== Säure Korrosion ==
=== Sauerstoff-Korrosion ===
-Metalle sind oft durch geringe Mengen anderer Metalle verunreinigt (*Entscheidend für die Zerstörung des Metalls in Zink neutralen und alkalischen Lösungen ist z.B. immer etwas Kupfer)- Wenn Zink mit CO2- haltigem der in Wasser in Berührung kommt=> Bildung kurzgeschlossener galvanischer Zelle zwischen Zink und Kupfer, wobei die galvanische Zelle als Lokalelement reagiertgelöste Luftsauerstoff* Eisen gíbt Elektronen an Luftsauerstoff ab - Bei Vergleích der Standartelektrodenpotentiale beider Metalle gibt es eine Differenz von 1,1 Volt=> Zink Eisen(unedlerII) löst sich also an den Berührungsstellen zwischen Zink und Kupfer unter Abgabe von Elektronen-Elektronen fließen von Zink zu Kupfer (edler) und reduzieren an der Grenzfläche zwischen Kupfer und Ionen entstehen -> werden in Wasser Hydroniumionen, diese haben sich durch Protolyse gelöst*Edlere Metalle im Eisen oder Eisenoxid fördern die Korrosion aufgrund der Kohlensäure gebildet.Bildung von Lokalelementen
Unedles Zink löst sich im Laufe der Zeit aufO<sub>2</sub> +2H<sub>2</sub>O + 4e<sup>-</sup> [[Bild:Pfeil.gif]]4OH<sup>- </sup> Reduktion
2 Fe +O<sub>2</sub> + 2H<sub>2</sub>O [[Bild:Pfeil.gif]]2Fe<sup>2+</sup> +4OH<sup>-</sup> Redoxreaktion
== *Zum Rosten müssen also [[Sauerstoff]] und [[Wasser]] vorhanden sein;Hydroxid-Ionen bevorzugt Bildung in sauerstoffreichen Zonen des WassersEisen(II)- Korrosion Ionen bevorzugen Bildung in sauerstoffarmen Zonen des Wassers* Durch Diffusion treffen beide aufeinander=> Niederschlag aus Eisenhydroxid=> Luftsauerstoff bewirkt Bildung von poröser Rostschicht
4 Fe (OH)<sub>2</sub> +O<sub>2</sub> [[Bild:Pfeil.gif]]2 Fe<sub>2</sub> O<sub>3</sub> H<sub>2</sub>O + 2H<sub>2</sub>O
* Rostschicht schütze nicht vor weiterer Korrosion, da die Stelle, wo Eisen sich löst, nicht mit der Rostschicht identisch ist.
-Entscheidend für die Zérstörung des Metalls in neutralen und alkalischen Lösungen ist der in Wasser gelöste Luftsauerstoff- Eisen gíbt Elektronen an Luftsauerstoff ab -> Eisen(II)- Ionen entstehen -> werden in Wasser gelöst-Edlere Metalle im Eisen oder Eisenoxid fördern die Korrosion aufgrund der Bildung von Lokalelementen=== Kontaktkorrosion ===
2 Fe -------------> 2Fe 2+ +4e- Oxidation02 +2H2O + 4e- --------> 4OH- ReduktionKontaktkorrosion entsteht, wenn sich zwei unterschiedliche metallische Werkstoffe berühren, und ein Elektrolyt, ein Feuchtigkeitsfilm genügt schon vorliegt. Der edlere Werkstoff wirkt dann als Kathode und führt zu einer (anodischen)Auflösung des unedleren Metalls. Beispielsweise können Verschraubungen an Stahlteilen, wenn sie mit Edelstahlschrauben durchgeführt werden, starke Korrosion der Gewinde aufweisen.
-Zum Rosten müssen also Sauerstoff und Wasser vorhanden sein;Hydroxid- Ionen bevorzugt Bildung in Sauerstoffreichen Zonen des WassersEisen(II)- Ionen bevorzugén Bildung in Sauerstoffarmen Zonen des Wassers- Durch Diffusion treffen beide aufeinander=> Niederschlag aus Eisenhydroxid=> Luftsauerstoff bewirkt Bildung von poröser Rostschicht= Einflussfaktoren ===
4 Fe (OH)In sehr trockener und reiner Luft rostet Eisen nicht, in feuchter und sauerstoffhaltiger Luft bildet sich dagegen auf dem Metall schnell ein Flüssigkeitsfilm.Durch im Wasser gelöste Gase wie [[Schwefeldioxid]], CO<sub>2 +O2 -------------------</sub> 2 Fe2 O3 H2O + 2H2 O- Rostschicht schütze nicht vor weiterer oder Stickstoffoxid entstehen saure Lösungen, welche die Korrosionbeschleunigen. Da Korrosionen jährlich große Schäden verursachen, da die Stelle wo Eisen sich löst nicht überzieht man Metalle mit der Rostschicht identisch isteinem korrosionsbeständigem Überzug.
=== Feuerverzinken (Autos) ===
== Korrosionsschutz ==Da Korrosionen jählich große Schäden verursachen, überzieht man Metalle mit einem korrosionbeständigem Überzug[[Bild:Auto.jpg]]
'''Feuerverzinken (Autos''')Die Stahlbleche werden in 450 C° heiße Schmelze von flüssigem Zink getaucht. An deren Grenzfläche kommt es daraufhin zu einer Eisen-/Zink- Legierung. Die Stahloberfläche besitzt nun eine Zinkbeschichtung und ist damit korrosionsbeständig, da Zink an der Luft eine schützende Oxidschicht bildet.
Nachteil: Energie und Materialverbrauch sind hoch
'''Verzinken durch Elektrolyse'''
Das Stahlblech wird in eine wässrige Zink- Lösung getaucht und als Kathode geschaltet, als Anode fungiert die Zinkplatte. Bei einer Gleichspannung von 20 Volt haftet eine dünne Zinkschicht auf der Stahlobergläche wenn diese vorher gut behandelt wurde.
'''=== Verzinken durch Elektrolyse === Beim Verzinken durch Elektrolyse wird das Stahlblech in eine wässrige Zink-Lösung getaucht und als Kathode geschaltet, als Anode fungiert die Zinkplatte. Bei einer Gleichspannung von 20 Volt haftet eine dünne Zinkschicht auf der Stahloberfläche, wenn diese vorher gut behandelt wurde. === Phosphatier- Strasse (Autos)'''=== Die Rohkarosserie kommt in ein Reinigungsbad zum Sauber machenreinigen, danch danach in ein Tauchbad inPhosphorsäure in [[Phosphorsäure]] oder Lösung von Hydrogenphosphaten. Es kommt zur Bildung von einer Eisen/- Zinkphosphatschicht auf dem Metall. In dei die Hohlräume wird flüssigen flüssiges Wachs gefüllt. === Nichtmetallüberzüge ===
'''Nichtmetallüberzüge'''
Pflanzenöle, Anstriche mit Kunstharzlacken oder Chlorkautschuklacken
'''=== Passivierung'''===
Überzüge die auf natürlichem Weg entstehen (an der Luft)
[[Aluminium]], [[Chrom ]] und [[Nickel ]] bilden wie [[Zink ]] dünne Oxidschichten und verhindern somit die Korrosion des Metalls darunter. === Kathodischer Schutz === Man verbindet den gefährdeten [[Stahl]] elektrisch leitend mit einem Metall das leichter oxidiert wird.Beispiel: HochseeschiffeOpferanode=> An Stahlteilen von Hochseeschiffen werden Zinkplatten angebracht. Das unedlere Zink gibt über das Eisen Elektronen an Akzeptoren im Meerwasser ab (v.a. gelöster Sauerstoff)=> Die Oxidation findet also am Zink stattDas Zink fungiert als Anode und das Meerwasser(v.a. gelöster Sauerstoff) als Kathode. Somit ist der Stahl geschützt. === Bild einer Opferanode === [[Bild:Opferanode.jpg]] Ganz rechts sieht man eine ungebrauchte Anode, in der Mitte eine, die noch zu ca. 60% besteht und ganz links eine, die schon vollständig aufgelöst ist. == Experimente zur Korrosion ==* [[Korrosion: Experiment]]{{Ex-ch09|{{fb|217}}|1|[[Korrosion und Korrosionsschutz]]|Korrosion und Korrosionsschutz von Eisen}}== Fragen == 1. Was ist der wesentliche Unterschied zwischen Säure- und Sauerstoffkorrosion? 2. Was für Korrosionsschutzarten kennst Du? 3. Welche korrosionsfördernden Faktoren kennst Du? 4. Warum wird bei Hochseeschiffen der kathodische Schutz verwendet? [[Korrosion/ Korrosionsschutz: Antworten]] == Quellen =="Chemie heute - Sekundarbereich II" (1998) Westermenn Schroedel Diesterweg Schöningh Winklers GmbH, Braunschweig S. 154-157 http://de.wikipedia.org/wiki/Korrosion == Links == http://de.wikipedia.org/wiki/Korrosion http://de.wikipedia.org/wiki/Korrosionsschutz http://de.wikipedia.org/wiki/Wasserstoffkorrosion http://de.wikipedia.org/wiki/Kontaktkorrosion#Kontaktkorrosion http://de.wikipedia.org/wiki/Opferanode http://www.old.uni-bayreuth.de/departments/ddchemie/umat/korrosion/korrosion.htm
[[Benutzer:Christiane|Christiane]] 11:26, 20. Jan 2008 (CET)
