[[BildDatei:Korrosion1Korrosion.jpg|thumb|600px|'''Korrosionsschaden an einer Wasserleitung durch regelwidrige Installation'''<br />[[:Datei:Korrosion.jpg|Bildquelle: BAM]]]] == 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.
-Metalle sind oft durch geringe Mengen anderer Metalle verunreinigt (in Zink ist z.B. immer etwas Kupfer)
- Wenn Zink mit CO2- haltigem Wasser in Berührung kommt=> Bildung kurzgeschlossener galvanischer Zelle zwischen Zink und Kupfer, wobei die galvanische Zelle als Lokalelement reagiert
- Bei Vergleích der Standartelektrodenpotentiale 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.
Unedles Zink löst sich *Entscheidend für die Zerstörung 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 Laufe Eisen oder Eisenoxid fördern die Korrosion aufgrund der Zeit auf.Bildung von Lokalelementen
2 Fe [[Bild:Pfeil.gif]] 2Fe<sup>2+</sup> +4e<sup>-</sup> Oxidation
2 Fe +O<sub>2</sub> + 2H<sub>2</sub>O [[Bild:Pfeil.gif]]2Fe<sup>2+</sup> +4OH<sup>-</sup> Redoxreaktion
-Entscheidend für die Zérstörung des Metalls in neutralen *Zum Rosten müssen also [[Sauerstoff]] und alkalischen Lösungen ist der in [[Wasser gelöste Luftsauerstoff]] vorhanden sein;Hydroxid- Eisen gíbt Elektronen an Luftsauerstoff ab -> Ionen bevorzugt Bildung in sauerstoffreichen Zonen des WassersEisen(II)- Ionen entstehen -> werden bevorzugen Bildung in Wasser gelöstsauerstoffarmen Zonen des Wassers-Edlere Metalle im Eisen oder Eisenoxid fördern die Korrosion aufgrund der * Durch Diffusion treffen beide aufeinander=> Niederschlag aus Eisenhydroxid=> Luftsauerstoff bewirkt Bildung von Lokalelementenporöser Rostschicht
4 Fe (OH)<sub>2</sub> +O<sub>2</sub> [[Bild:Pfeil.gif]]2 Fe -------------<sub> 2Fe 2</sub> O<sub>3</sub> H<sub>2</sub>O + +4e- Oxidation2H<sub>2</sub>O02 +2H2O + 4e- --------> 4OH- Reduktion* Rostschicht schütze nicht vor weiterer Korrosion, da die Stelle, wo Eisen sich löst, nicht mit der Rostschicht identisch ist.
-Zum Rosten müssen also Sauerstoff Kontaktkorrosion entsteht, wenn sich zwei unterschiedliche metallische Werkstoffe berühren, und Wasser vorhanden sein;Hydroxid- Ionen bevorzugt Bildung in Sauerstoffreichen Zonen des WassersEisenein Elektrolyt, ein Feuchtigkeitsfilm genügt schon vorliegt. Der edlere Werkstoff wirkt dann als Kathode und führt zu einer (IIanodischen)- Ionen bevorzugén Bildung in Sauerstoffarmen Zonen Auflösung des Wassers- Durch Diffusion treffen beide aufeinander=> Niederschlag aus Eisenhydroxid=> Luftsauerstoff bewirkt Bildung von poröser Rostschichtunedleren Metalls. Beispielsweise können Verschraubungen an Stahlteilen, wenn sie mit Edelstahlschrauben durchgeführt werden, starke Korrosion der Gewinde aufweisen.
4 Fe (OH)2 +O2 -------------------> 2 Fe2 O3 H2O + 2H2 O- Rostschicht schütze nicht vor weiterer Korrosion, da die Stelle wo Eisen sich löst nicht mit der Rostschicht identisch ist.== Korrosionsschutz ==
=== Einflussfaktoren ===
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</sub> oder Stickstoffoxid entstehen saure Lösungen, welche die Korrosion beschleunigen. Da Korrosionen jährlich große Schäden verursachen, überzieht man Metalle mit einem korrosionsbeständigem Überzug.
== Kontaktkorrosion ==
Kontaktkorrosion 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 === Feuerverzinken (anodischenAutos)Auflösung des unedleren Metalls. Beispielsweise können Verschraubungen an Stahlteilen, wenn sie mit Edelstahlschrauben durchgeführt werden, starke Korrosion der Gewinde aufweisen.===
[[Bild:Auto.jpg]]
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
== Korrosionsschutz ==
Da Korrosionen jählich große Schäden verursachen, überzieht man Metalle mit einem korrosionbeständigem Überzug.
'''Feuerverzinken (Autos''')=== Verzinken durch Elektrolyse ===
Die Stahlbleche werden Beim Verzinken durch Elektrolyse wird das Stahlblech in 450 C° heiße Schmelze von flüssigem eine wässrige Zink -Lösung getauchtund als Kathode geschaltet, als Anode fungiert die Zinkplatte. An deren Grenzfläche kommt es daraufhin zu Bei einer Eisen-/Zink- Legierung. Die Gleichspannung von 20 Volt haftet eine dünne Zinkschicht auf der Stahloberfläche besitzt nun eine Zinkbeschichtung und ist damit korrosionsbeständig, da Zink an der Luft eine schützende Oxidschicht bildetwenn diese vorher gut behandelt wurde.Nachteil: Energie und Materialverbrauch sind hoch
'''Verzinken durch Elektrolyse'''
Das Stahlblech wird in eine wässrige Zink=== Phosphatier- 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.Strasse (Autos) ===
'''PhosphatierDie Rohkarosserie kommt in ein Reinigungsbad zum reinigen, danach in ein Tauchbad in [[Phosphorsäure]] oder Lösung von Hydrogenphosphaten. Es kommt zur Bildung einer Eisen/- Strasse (Autos)'''Zinkphosphatschicht auf dem Metall. In die Hohlräume wird flüssiges Wachs gefüllt.
Die Rohkarosserie kommt in ein Reinigungsbad zum Sauber machen, danch in ein Tauchbad inPhosphorsäure oder Lösung von Hydrogenphosphaten. Es kommt zur Bildung von einer Eisen/- Zinkphosphatschicht auf dem Metall. In dei Hohlräume wird flüssigen Wachs gefüllt.
'''=== 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 verbibdet verbindet den gefährdeten [[Stahl ]] elektrisch leitend mit eienm einem Metall das leichter oxidiert wird.Bsp. Beispiel: HochseeschiffeOpferanode=> An Stahlteilen von Hochseeschiffen werden Zinkplatte 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 statt
Das 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
In sehr trockener und reiner Luft rostet Eisen nicht, in feuchter und Sauerstoffhaltiger Luft bildet sich dagegen auf dem Metall schnell ein Flüssigkeitsfilmhttp://www.Durch im Wasser gelöste Gase wie Schwefeldioxid, CO2 oder Stickstoffoxid entstehen saure Lösungen, die die Korrosion beschleunigenold.uni-bayreuth.de/departments/ddchemie/umat/korrosion/korrosion.htm
[[Benutzer:Christiane|Christiane]] 11:26, 20. Jan 2008 (CET)
