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Metalle verändern sich, wenn sie Luft und Wasser ausgesetzt sind, sie korrodieren; z. B. Fahrräder und Messer rosten, Wasserleitungsrohre werden undicht, in Druckkessel bilden sich Risse.
Arten der Korrosion
1) Säure-Korrosion : Hierbei werden Metalle durch Hydroniumionen oxidiert → es bildet sich Wasserstoff
2) Sauerstoff-Korrosion : Sauerstoff wirkt als Oxidationsmittel, er wird zu Hydroxid-Ionen reduziert.
Säure - Korrosion
Kommt Zink mit CO - haltigem Wasser in Berührung, bildet sich zwischen Zink und Kupfer eine kurzgeschlossene galvanische Zelle, ein Lokalelement.
Die Elektronen fließen zum edleren Kupfer und reduzieren an der Grenzfläche zwischen Kupfer und Wasser Hydronium - Ionen, die sich durch Protolyse der Kohlensäure bilden.
Die Oberfläche wird ständig abgetragen, so dass sich unter Einwirkung der Elektrolyten im Inneren Lokalelemente bilden und sich das unedlere Zink mit der Zeit auflöst.
Sauerstoff - Korrosion
Auch Eisen korrodiert schnell, wenn es mit säurehaltigem Wasser in Berührung kommt. Der Luftsauerstoff ist durch die Zerstörung des Metalls in neutralen oder alkalischen Lösungen verantwortlich. Eisen gibt Elektronen an den Sauerstoff ab, es entstehen Eisen (II)- Ionen, die sich im Wasser lösen. Edlere Fremdmetalle im Eisen oder auch Eisenoxid fördern dabei die Elektronenabgabe.
Zum Rosten muss Sauerstoff und Wasser vorhanden sein. Die Hydroxid - Ionen bilden sich in sauerstoffarmen Bereichen.
KORROSIONSSCHUTZ
1) Metalle mit einer Schicht aus korrosionsbeständigerem Metall zu überziehen, die Luft und Feuchtigkeit abhält. Z.B werden Stahlbleche bei Autoherstellern in eine 450 ° heiße Schmelze von flüssigem Zink getaucht (Feuerverzinken).
Es bildet sich eine Zink-Eisen-Legierung. Es entsteht eine 15 μm dicke Zellschicht, die eine schützende Oxidschicht ausbildet.
2) Stahlbleche lassen sich auch mit Elektrolyse verzinken. Das Blech kommt dabei in eine wässrige Zinksalz-Lösung und wird als Katode (+) geschaltet. Als Anode (-) dient eine Zinkplatte. Aus einer Gleichspannung 20V entsteht eine 5μm dicke Zinkschicht, die gut haftet.
3) Für Autos gibt es auch noch andere Möglichkeiten, z.B. die Phosphatbehandlung. Das Auto wird in ein Tauchbad gehängt, das Phosphorsäure oder eine Lösung von Hydrogenphosphaten enthält. Dabei bildet sich eine mit dem Metall fest verbundene Schicht aus Eisen und Zinkphosphaten auf die dann der Lack aufgetragen wird.
Nichtmetallüberzüge spielen auch eine wichtige Rolle beim Korrosionsschutz. Mit einer Mischung aus Minium und Leinöl erhält man eine gut deckende Anstrichfarbe zum Schutz von Eisenkonstruktionen.
Katodischer Schutz
Um die Korrosion von Tanklagern, unterirdisch verlegten Rohren usw. zu vermeiden, verbindend man das Metall elektrisch leitend mit einem Metall, das sich leichter oxidieren lässt.
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