Chemische und mikrobiologische Grundlagen der Wassertechnologie 3-4 Elektrochemische Korrosion

Chemische und mikrobiologische Grundlagen der Wassertechnologie 3-3 Galvanische Elemente „Tauchen zwei verschiedene Metalle in eine Elektrolytlösung so besteht zwischen diesen Metallen eine elektrische Spannung (eine Potentialdifferenz). Eine solche Kombination Metall 1 / Elektrolytlösung / Metall 2 wird als galvanisches Element bezeichnet. Die Spannung eines galvanisches Elementes ist um so größer, je mehr sich die beiden Metalle in ihren Standardpotentialen unterscheiden. Die Urspannung U eines galvanisches Elements ist gleich der Differenz der Standardpotentiale E der beiden Metalle U = E1 – E 2. Bei einem galvanisches Element fließen die Elektronen vom Minuspol zum Pluspol. Minuspol ist das unedlere Metall, an dem ein Überschuss an (negativ geladenen) Elektronen herrscht. Pluspol ist das edlere Metall,, an dem ein Mangel an (negativ geladenen) Elektronen herrscht.“ (1) Chemische und mikrobiologische Grundlagen der Wassertechnologie 3-3

Chemische und mikrobiologische Grundlagen der Wassertechnologie 3-3 Korrosion „Die Bildung kleiner galvanischer Elemente ist eine der Hauptursachen der Korrosion von Metallen. Man versteht darunter die Zerstörung eines Metalls durch bestimmte chemische Einflüsse (corrodere lat. = zernagen, zerfressen). Neben der Korrosion durch Gase (z.B. Chlor, Chlorwasserstoff) und Säuren ist vor allem die elektrochemische Korrosion von großer Bedeutung. Dabei wird ein Metall entweder durch Elektrolyse (durch sogenannte vagabundierende Ströme; dort wo das betreffende Metall zur Anode wird) oder durch Bildung von „Lokalelementen“ korrodiert. Ein solches Lokalelement ist nichts anderes als eine kleine kurzgeschlossene galvanische Zelle, die durch Berührung zweier verschieden edler Metalle entsteht. Die Berührungsstelle taucht in eine Elektrolytlösung. Das unedlere Metall löst sich auf, während an edleren meist H3O+-Ionen zu Wasserstoff reduziert werden. Die bei der Reduktion von H3O+-Ionen aus einem wässrigen Elektrolyten zurückbleibenden OH- -Ionen bilden mit den Ionen des unedleren Metalls häufig schwerlösliche Hydroxide und wasserhaltige Oxide. Wegen ihrer meist lockeren Struktur können diese Produkte allerdings häufig nicht als Schutzschicht wirken. Manche Ionen (z.B. Cl-) fördern das Auflösen des unedlen Metalls durch Katalysatorwirkung; andere Ionen wirken ähnlich, indem sie mit dem Metall-Ionen Komplexe bilden.“ (2) Chemische und mikrobiologische Grundlagen der Wassertechnologie 3-3

Chemische und mikrobiologische Grundlagen der Wassertechnologie 3-3 Korrosion „Korrosion durch Lokalelementbildung ist besonders bei unedlen Metallen sehr häufig, da schon kleine Verunreinigungen der Oberfläche mit einem edleren Metall zum Zustandekommen von Lokalelementen genügen. Besonders gefährdet sind natürlich Stellen, wo sich bei Geräten öder Apparaten zwei verschieden edle Metalle berühren (Messsingschrauben in Aluminium, verchromtes Eisen mit verletzter Chromschicht usw.). Unter Umständen kann sogar schon verschiedene Oberflächenbeschaffenheit ein und desselben Metalls genügen, um Lokalelemente zu erzeugen. Stellen mit dicker Oxidschicht verhalten sich z.B. edler als angefeilte oder an der Oberfläche sonst wie verletzte Stellen, so daß das Metall allmählich korrodiert wird. “ (2) Quelle: Chemgapedia.de Chemische und mikrobiologische Grundlagen der Wassertechnologie 3-3

Chemische und mikrobiologische Grundlagen der Wassertechnologie 3-3 Korrosion „Wird ein Metall von der Oberfläche her durch elektrochemische Reaktionen zerstört, so bezeichnet man das elektrochemische Korrosion. Elektrochemische Korrosion tritt ein, wenn an die Berührungsstelle zweier verschiedener Metalle eine Elektrolytlösung gelangt. Die beiden sich berührenden Metalle ergeben zusammen mit der Elektrolytlösung ein kurzgeschlossenes galvanisches Element (ein sogenannten Lokalelement). Bei der elektrochemischen Korrosion wird stets das unedlere Metall zerstört.“(1) Chemische und mikrobiologische Grundlagen der Wassertechnologie 3-3

Chemische und mikrobiologische Grundlagen der Wassertechnologie 3-3 Korrosion „ Reaktionen: 2 Fe 2 Fe2+ + 4 e- 4 H2O 4 H+ + 4 OH- 4 H+ + O2 + 4 e- 2 H2O _______________________________________________ 2 Fe + 2 H2O + O2 2 Fe2+ + 4 OH- Es bildet sich 2 Fe(OH)2 , das unter dem Einfluss von Wasser und Luft Rost bildet. Fe(OH)2 FeO + H2O “ (1) Quelle: Wikipedia.de Chemische und mikrobiologische Grundlagen der Wassertechnologie 3-3

Chemische und mikrobiologische Grundlagen der Wassertechnologie 3-3 Korrosion Literaturquellen: Es wurde als Quellen verwendet: Übernommen aus: Nachschlagebücher für Grundlagenfächer Chemie, Schröter, Lautenschläger, VEB Fachbuchverlag Leipzig Chemie, Hans Rudolf Christen, Verlag Sauerländer Kurzes Lehrbuch der anorganischen und allgemeinen Chemie, J. Fenner und H Siegers, Springer Verlag Chemie.de Rechnen in der Chemie, Walter-Wittenberger, Springer -Verlag Chemische und mikrobiologische Grundlagen der Wassertechnologie 3-3