[[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 (*Entscheidend für die Zerstörung des Metalls in [[Zink]] neutralen und alkalischen Lösungen ist z.B. immer etwas [[Kupfer]])- Wenn Zink mit CO<sub>2</sub>-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 - Beim 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
*Zum Rosten müssen also [[Sauerstoff]] und [[Wasser]] vorhanden sein;
Hydroxid-Ionen bevorzugt Bildung in sauerstoffreichen Zonen des Wassers
Eisen(II)-Ionen bevorzugen Bildung in sauerstoffarmen Zonen des Wassers
* Durch Diffusion treffen beide aufeinander=> Niederschlag aus Eisenhydroxid=> Luftsauerstoff bewirkt Bildung von poröser Rostschicht
-Entscheidend für die Zerstörung des Metalls in neutralen und alkalischen Lösungen ist der in Wasser gelöste Luftsauerstoff- Eisen gíbt Elektronen an Luftsauerstoff ab -> Eisen4 Fe (IIOH)- Ionen entstehen -<sub>2</sub> +O<sub>2</sub> werden in Wasser gelöst [[Bild:Pfeil.gif]]2 Fe<sub>2</sub> O<sub>3</sub> H<sub>2</sub>O + 2H<sub>2</sub>O-Edlere Metalle im * Rostschicht schütze nicht vor weiterer Korrosion, da die Stelle, wo Eisen oder Eisenoxid fördern die Korrosion aufgrund sich löst, nicht mit der Bildung von LokalelementenRostschicht identisch ist.
2 Fe +02 + 2H20 ------------> 2Fe 2+ +4OH- RedoxreaktionKontaktkorrosion 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 bevorzugen Bildung in Sauerstoffarmen Zonen des Wassers- Durch Diffusion treffen beide aufeinander=> Niederschlag aus Eisenhydroxid=> Luftsauerstoff bewirkt Bildung von poröser RostschichtKorrosionsschutz ==
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.=== 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 = Feuerverzinken (Autos) ===
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 (anodischen)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 = Verzinken durch Elektrolyse ===Da Korrosionen jährlich große Schäden verursachen, überzieht man Metalle mit einem korrosionsbeständigem Überzug.
'''Feuerverzinken (Autos''')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.
[[Bild:Verfahren.jpg]]
Die Stahlbleche werden in 450 C° heiße Schmelze von flüssigem Zink getaucht. An deren Grenzfläche kommt es daraufhin zu einer Eisen=== Phosphatier-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 hochStrasse (Autos) ===
'''Verzinken durch Elektrolyse'''Die Rohkarosserie kommt in ein Reinigungsbad zum reinigen, danach in ein Tauchbad in [[Phosphorsäure]] oder Lösung von Hydrogenphosphaten. Es kommt zur Bildung einer Eisen/- Zinkphosphatschicht auf dem Metall. In die Hohlräume wird flüssiges Wachs gefüllt.
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 Stahloberfläche, wenn diese vorher gut behandelt wurde.
Die Rohkarosserie kommt in ein Reinigungsbad zum sauber machenPflanzenöle, danach in ein Tauchbad in Phosphorsäure Anstriche mit Kunstharzlacken oder Lösung von Hydrogenphosphaten. Es kommt zur Bildung einer Eisen/- Zinkphosphatschicht auf dem Metall. In die Hohlräume wird flüssiges Wachs gefüllt.Chlorkautschuklacken
'''Nichtmetallüberzüge'''
Pflanzenöle, Anstriche mit Kunstharzlacken oder Chlorkautschuklacken=== Passivierung ===
'''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.
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: Hochseeschiffe
Opferanode=> 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 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]]
== Korrosionsfördernde/ hemmende Faktoren ==
In sehr trockener und reiner Luft rostet Eisen nichtGanz rechts sieht man eine ungebrauchte Anode, in feuchter der Mitte eine, die noch zu ca. 60% besteht und Sauerstoffhaltiger Luft bildet sich dagegen auf dem Metall schnell ein Flüssigkeitsfilm.Durch im Wasser gelöste Gase wie Schwefeldioxid, CO2 oder Stickstoffoxid entstehen saure Lösungenganz links eine, welche die Korrosion beschleunigenschon 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 größte 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
2http://de. Was für Korrosionsschutzarten kennst du?wikipedia.org/wiki/Korrosionsschutz
3http://de. Welche Korrosionsfördernden Faktoren kennst du?wikipedia.org/wiki/Wasserstoffkorrosion
4http://de. Warum wird bei Hochseeschiffen der Kathodische Schutz verwendet?wikipedia.org/wiki/Kontaktkorrosion#Kontaktkorrosion