Passivierung und Opferanode
Ich muss ein Referat über Korrosion halten im Fach Chemie. Beim Korrosionsschutz habe ich die verfahren Galvanisierung, Passivierung und Opferanode gefunden. Die Galvanisierung habe ich bereits, jedoch finde ich im Internet keine ausführliche Beschreibung zur Passivierung und alles, was ich bisher dazu fand hat sich ziemlich ähnlich wie die Galvanisierung, also Veredelung mit einem edleren metall angehört. Was ist da der Unterschied ? Außerdem weiß ich nicht genau, wie ich das mit der Opferanode erklären soll. Ich weiß zwar, dass ein unedlerer Stoff an das zu schützende Metall leitend gebunden wird und auch irgendetwas abfängt, nur was fängt es ab und wie erkläre ich es am besten bei einem Referat ? Und ist folgende Gesamtreaktion richtig ?: 2 Fe3+ + 3 O2- --> Fe2O3
Wäre echt toll, wenn ihr mir dabei noch helfen könntet.
3 Antworten
Hi, eine an sich unedle Oberfläche (Alu, Nirosta-Stahl, Nickel, Chrom) wird durch Passivierung (meist Oxidation) zum inerten Nichtleiter. Es fließt also fast kein Strom mehr. Überzieht sich mit einer hauchdünnen Oxidhaut, die (fast) undurchlässig ist und isoliert. Aluminium überzieht sich an Luft mit einer nanodicken Al2O3 Oxidhaut. Diese kann elektrisch verstärkt werden (bis in 1/10 mm) Bereich), heißt dann: Eloxal (elektr. oxidiertes Alu). Genauso bei Ni und Cr. Cr überzieht sich mit einer Cr2O3 Oxidhaut, die den Cr vor Korrosion schützt. Cr und Ni vererben ihre passivierenden Eigenschaften dem Stahl, sodaß hochlegierte Cr und Cr-Ni-Stähle rostbeständig sind. ACHTUNG: diese Eigenschaften besitzen sie nur in aerober Umgebeung. Wirrd Sauerstoff ferngehalten (anaerobe Bedingungen), kann sich die Passivschicht nicht erneuernd ausbilden, der Nirosta, Alu, Chrom usw. rostet. Siehe hierzu Stromdichte - Potentialkurve (Link, 1. Bild). Bei Opferanode (Mg oder Zn) opfert sich der unedlere Partner, schützt deswegen den edlen (leitend verbundenen) Partner (Fe) vor Korrosion: verzinkte Stahlgeländer, Masten, Bauteile in Waschmaschine, Auto. Mg Opferelektroden in Öltanks usw.. Geht etwa so: Zn gibt in wässrigem Medium Elektronen ab, geht in Lösung. Drunter befindliches Eisen behält seine Elektronen, wird nicht zum Kation. Geht also auch nicht in Lösung. Achtung: bei ca. 60°C erfolgt Potentialumkehr, Zn ist dann edler als Fe. Dann geht Fe in Lösung (verzinkte Warmwasserrohre). O iwird 2-wertig negativ reduziert. 3x O nehmen (3 x 2) 6 Elektronen auf. Fe liegt 2 (FeO), 2-3 (Fe3O4) oder 3 wertig (Fe2O3) vor. Die (2 x 3) 6 Elektronen der 2 Fe Atome werden an die 3 O-Atome abgegeben. F Fe wird zum Fe+++ Kation oxidiert. die 3 O werden zu 3O-- reduziert. Ergibt: Fe2O3. Richtig. Gruß Osmond
Also, Oxid-Ionen in dieser Form kommen in der Natur quasi überhaupt nicht vor, an der trockenen Luft reagieren tatsächlich Eisen und Sauerstoff miteinander. In wässriger Lösung ist das noch etwas komplizierter (z.B. an einem Schiffsrumpf). Da entstehen in der Regel Metallhydroxide, oft auch leichtlösliche Hydroxo-Komplexe, wodurch das Metall quasi im Meer verschwindet...
Bei Passivierung wird nix mit einem edleren Metall veredelt. Die Oberfläche wird mit einem reaktionsträgen Material überzogen – in der Regel ist das das entsprechende Oxid. Bei einigen Metallen passiert das von allein, bei Aluminium bildet sich z.B. eine stabile Aluminiumoxidschicht, die das darunter liegende Metall luftdicht abschließt und eine weitere Oxidation verhindert.
Bei der Opferanode wird zuerst das unedlere Metall, also die Opferanode, oxidiert, bevor das zu schützende Metall angegriffen wird.
http://www.euro-inox.org/pdf/map/Passivating_Pickling_DE.pdf