Video: Redoxreaktion Teil 4 - Die Korrosion I musstewissen Chemie 2024
Vor über 200 Jahren verlor die britische Marinefregatte Alarm ihre Kupferfolie aufgrund der schnellen Korrosion der Eisennägel, mit denen das Kupfer am Rumpf befestigt wurde. Diese schnelle Korrosion trat aufgrund eines chemischen Prozesses auf, der als galvanische Korrosion bezeichnet wird.
Galvanische Korrosion kann nur auftreten, wenn zwei elektrochemisch unterschiedliche Metalle nahe beieinander liegen und auch in eine elektrolytische Flüssigkeit (zB Salzwasser) eingetaucht sind.
In diesem Fall erzeugen die Metalle und der Elektrolyt eine galvanische Zelle. Die Zelle hat die Wirkung, ein Metall auf Kosten des anderen zu korrodieren.
Im Falle des Alarms wurde das Eisen auf Kosten des Kupfers korrodiert. Bereits zwei Jahre nach dem Anbringen der Kupferbleche waren die Eisennägel, mit denen das Kupfer an der Unterseite des Schiffes befestigt war, bereits stark korrodiert, so dass die Kupferbleche herunterfielen.
Wie galvanische Korrosion wirkt
Metalle und Metalllegierungen besitzen alle unterschiedliche Elektrodenpotentiale. Elektrodenpotentiale sind ein relatives Maß für die Tendenz eines Metalls, in einem gegebenen Elektrolyten aktiv zu werden. Je aktiver oder weniger edel ein Metall ist, desto wahrscheinlicher ist es, eine Anode (positiv geladene Elektrode) in einer elektrolytischen Umgebung zu bilden. Je weniger aktiv oder edler ein Metall ist, desto wahrscheinlicher ist es, in derselben Umgebung eine Kathode (negativ geladene Elektrode) zu bilden.
Der Elektrolyt dient als Leitung für die Ionenmigration und bewegt Metallionen von der Anode zur Kathode. Das Anodenmetall korrodiert dadurch schneller als es sonst der Fall wäre, während das Kathodenmetall langsamer korrodiert und in einigen Fällen überhaupt nicht korrodiert.
Im Falle von Alarm wirkte das Edelmetall (Kupfer) als Kathode, während das niedere Edeleisen als Anode wirkte.
Eisenionen gingen auf Kosten des Kupfers verloren, was schließlich zu einer raschen Verschlechterung der Nägel führte.
Schutz vor galvanischer Korrosion
Mit unserem derzeitigen Verständnis von galvanischer Korrosion sind Schiffe mit Metallhüllen jetzt mit "Opferanoden" ausgestattet, die keine direkte Rolle im Schiffsbetrieb spielen, sondern zum Schutz der strukturellen Komponenten dienen. des Schiffes. Opferanoden bestehen häufig aus Zink und Magnesium, Metalle mit sehr niedrigen Elektrodenpotentialen. Da Opferanoden korrodieren und sich verschlechtern, müssen sie ersetzt werden.
Um zu verstehen, welches Metall eine Anode wird und in elektrolytischen Umgebungen als Kathode fungiert, müssen wir den Adel oder das Elektrodenpotenzial der Metalle verstehen. Dies wird im Allgemeinen in Bezug auf die Standard-Calomel-Elektrode (S.C.E.) gemessen.
Eine Liste der Metalle, geordnet nach dem Elektrodenpotential (Adel) in fließendem Meerwasser, ist in der Tabelle unten zu sehen.
Es sollte auch darauf hingewiesen werden, dass galvanische Korrosion nicht nur in Wasser auftritt. Galvanische Zellen können sich in jedem Elektrolyten, einschließlich feuchter Luft oder im Boden, und in chemischen Umgebungen bilden.
Galvanische Reihe in fließendem Meerwasser
| Gleichstromelektrode | Materialpotential, Volt (gesättigte Calomel-Halbzelle) |
| Graphit | +0. 25 |
| Platin | +0. 15 |
| Zirconium | -0. 04 |
| Typ 316 Edelstahl (passiv) | -0. 05 |
| Typ 304 Edelstahl (passiv) | -0. 08 |
| Monel 400 | -0. 08 |
| Hastelloy C | -0. 08 |
| Titan | -0. 1 |
| Silber | -0. 13 |
| Typ 410 Edelstahl (passiv) | -0. 15 |
| Typ 316 Edelstahl (aktiv) | -0. 18 |
| Nickel | -0. 2 |
| Typ 430 Edelstahl (passiv) | -0. 22 |
| Kupferlegierung 715 (70-30 Cupro-Nickel) | -0. 25 |
| Kupferlegierung 706 (90-10 Cupro-Nickel) | -0. 28 |
| Kupferlegierung 443 (Admiralitätsmessing) | -0. 29 |
| G Bronze | -0. 31 |
| Kupferlegierung 687 (Aluminiummessing) | -0. 32 |
| Kupfer | -0. 36 |
| Legierung 464 (Naval Rolled Brass) | -0. 4 |
| Typ 410 Edelstahl (Aktiv) | -0. 52 |
| Typ 304 Edelstahl (Aktiv) | -0. 53 |
| Typ 430 Edelstahl (Aktiv) | -0. 57 |
| Kohlenstoffstahl | -0. 61 |
| Gusseisen | -0. 61 |
| Aluminium 3003-H | -0. 79 |
| Zink | -1. 03 |
Quelle: ASM Handbook, Vol. 13, Korrosion von Titan und Titanlegierungen, p. 675.
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