Chemie

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Zuletzt aktualisiert: 14. November 2019

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Namen: Luca Anteunis, Rilum Osmanaj, Muslimat Gulachmedow, Raphael Kress

Korrosion

Als Korrosion im technischen Sinn bezeichnet man die chemische Reaktion eines Werkstoffes mit seiner Umgebung. Diese Reaktion bewirkt dabei eine Beeinträchtigung der Funktion des Stoffes. Die am häufigsten bekannte Korrosion ist die Bildung von Rost, durch das Oxidieren von Eisen. Rost verursacht volkswirtschaftliche Schäden jedes Jahr, die  Milliarden von Euros kosten.

Korrosionsarten

1.    Flächenkorrosion:      die Oberfläche wird gleichmäßig beschädigt

2.    Muldenkorrosion:      die Oberfläche wird ungleichmäßig stark beschädigt

3.    Lochkorrosion:          nur kleine Bereiche der Oberfläche werden zerstört

4.    Spaltkorrosion:         die Werkstoffoberfläche wird in schmalen Spalten, z. B. in Schweißnähten,

                                      angegriffen

Den Rost beim Eisen sollte man entfernen, da selbst unter dem Rost das Eisen weiter rosten kann! Den Rost kann man durch abbürsten, abkratzen oder durch Säuren entfernen.

Bildung von Korrosion:

-Hauptsächlich besteht das zu Rost korrodierte Eisen aus Eisen(III)-oxid-hydroxid FeO(OH)

-Korrosion bei Eisen entsteht, wenn  Wasser, Luft und Eisen miteinander reagieren

-Normalerweise überzieht sich ein Metall mit einer sogenannten Oxidschicht, die das darunter liegende Metall   vor weiterer Oxidation schützt. Diese Schichten sind dichtgenug, sodass die Luft oder die Luftfeuchtigkeit das  darunter liegende Metall nicht berühren kann.

-Wegen der blättrigen Eisenoxidschicht,  kann laufend Feuchtigkeit und Luft an das darunterliegende Metall gelangen. Aus diesem Grund kann der Oxidationsprozess (das Rosten) ständig voranschreiten.

-Die chemische Formel von Rost ist FeO(OH). Durch eine starke Erhitzung kann Wasser freigesetzt werden.

Vergleich dreier Metalle

Vergleich der Korrosion bei edlen und unedlen Metallen

Korrosionsschutz:

Man schützt Metalle vor der Korrosion durch das Aufbringen korrosionsfester Überzüge z.B.: Verzinken, Verchromen, Lack, Farbe, Fett oder Öl, Legierung etc.

Opferanoden

Als Schutzmaßnahme können sogenannte Opferanoden dafür sorgen, dass die Korrosion des Werkstoffes unterbunden wird. Dabei handelt es sich um einen aktiven Korrosionsschutz, da durch einen andauernden elektrochemischen Prozess verhindert wird, dass der Werkstoff oxidiert. Dabei liefert die Opferanode Elektronen an den Werkstoff, der dadurch "gerettet" wird, dass er gleich viele Elektronen aufnimmt, wie der durch die Oxidation an zum Beispiel Luft, verlieren würde. Folglich bleibt die Funktion des Werkstoffes erhalten. Die Anode wird dabei "geopfert", da sie, statt des Werkstoffes, oxidiert. Damit das Prinzip der Opferanode funktioniert, muss diese aber unedler, als der Werkstoff sein.

Passivierung

Da der Werkstoff nicht mit Sauerstoff, Salzlösungen oder Feuchtigkeit reagieren soll, wird beim passiven Korrosionsschutz das Eisen mit einem anderen Material, einem korrosionsfesten Überzug, z.B.: Zink, Chrom, Lack, Farbe, Fett oder Öl, Legierung, überzogen, sodass es nicht in Berührung mit Sauerstoff, Feuchtigkeit oder einer Salzlösung kommt.

Wenn manche Stoffe, zum Beispiel Aluminium korrodiert, dann entsteht eine Oxidschicht. Diese zerstört nicht das Aluminium, sondern dient als eine feste Schutzschicht. Wenn Metalle einer korrosiven Umwelt ausgesetzt sind, so hängt es von den chemischen Eigenschaften des Stoffes. So haben unedlere Metalle, wie zum Beispiel Aluminium oder Eisen einen größeren Drang zur Korrosion, als edle Metalle wie Gold oder Silber.

Dauerhafte Elektronenzufuhr durch angelegte Spannung

Weiterhin kann an die Korrosion durch Anlegen einer negativen Spannung verhindert werden. Dabei werden dem Werkstoff dauerhaft die Elektronen des angelegten Stromes hinzugefügt, sodass dieser nicht oxidiert. Der Nachteil liegt bei dieser Korrisionsschutzart darin, dass dauerhaft eine Spannung angelegt sein muss.