Korrosion des Eisens (Rosten)

die Korrosion. VerschlieЯt man solche Lebensmittel nun also mit sehr „unedler“(Redoxreihe) Aluminiumfolie beginnt diese unter dem Einfluss der Lebensmittel und des Sauerstoffs zu korrodieren. Anscheinend ist diese Korrosion so stark, dass sich sogar Teile der Aluminiumfolie auflцsen und durch die Metallschьssel in die Lebensmittel wandern. Laut Hersteller sind Al-hydroxidionen (diese bilden sich beim Korrodieren) zwar nicht giftig, man sollte oben genannte Lebensmittel aber trotzdem nicht mit Aluminiumfolie abdecken.

Lokalelemente spielen ebenfalls eine wichtige Rolle. Wie bereits oben beschrieben beschleunigen sie die Korrosion. Da wir aber nur ein Metall vorliegen haben, vermuten wir, dass die Alufolie sowohl die Funktion der Anode als auch der Kathode ьbernimmt.

D.h., dass ein Teil des Aluminiums oxidiert wird, er gibt also Elektronen ab (hier befindet sich offensichtlich die Anode) und ein anderer Teil des Aluminiums dient als Kathode. Die Elektronen, die vom Aluminium abgegeben wurden, wandern zu einem anderen Teil der Aluminiumfolie, diese fungiert als Kathode. In Sдuren, so auch in Sauerkraut, sind immer H3O+Ionen enthalten. Diese nehmen an der Kathode Elektronen auf und entladen sich somit.

Anodenvorgang (Oxidation): 2Al -> 2Al3+ + 6e-

Kathodenvorgang (Reduktion): 6H3O+ + 6e- -> 3H2+ 6H2O

Es hat sich also Wasser und Wasserstoff gebildet. Diesen Vorgang kann man auch mit einer galvanischen Zelle vergleichen, obwohl nur ein Metall vorhanden ist.

Nimmt man an, das Sauerkraut wдre auf einer Silberplatte angerichtet und mit Alufolie abgedeckt, so laufen eben jene Vorgдnge ab, die wir vorangehend beschrieben haben, nur dass die Alufolie diesmal nur die Anode bildet und die Silberplatte die Kathode bildet. (galvanisches Element) Das heiЯt, die H3O+ Ionen entladen sich diesmal an der Silberplatte. Die Reaktionsgleichungen bleiben aber die gleichen.

Vergleich:

Steckt man zwei verschiedene Metalle in eine Zitrone oder einen Apfel (sдurehaltig) so bildet sich ebenfalls ein galvanisches Element, das dem obigen bis auf die Bestandteile (Sauerkraut/Apfel, Zitrone) vцllig gleicht.

Heutzutage ist man weitgehend davon abgekommen Eisen zu fetten (s. Aufg. 3), da es zuverlдssigere Schutzmittel gibt. Man verzinkt Eisen:

Verzinken von Eisen

Wдre Eisen ungeschьtzt, dann wьrde es so lange rosten (Oxidieren), bis nur noch porцses Eisenoxid vorhanden wдre, und der Gegenstand zerfiele.

Man verzinkt Eisen, da es Metalle gibt, die in der Verbindung mit Sauerstoff nicht brцckelig und porцs sind. Wдhrend Eisenoxid von dem noch darunterliegenden Eisen abblдttert und dieses somit weiter rostet (bis irgendwann nichts mehr davon vorhanden ist), bildet bspw. Zink bei der Reaktion mit Sauerstoff eine Schicht (Zinkoxid), die das darunterliegende Metall ьberzieht und aufgrund ihrer Dichte vor weiteren chemischen Reaktionen („Angriffen“) schьtzt. Verzinkt man also Eisen und es korrodiert, bildet die Zinkschicht Zinkoxid welches nun das Eisen vor dem Rosten schьtzt. Bei der Verwendung des Metalls hat man aber praktischerweise immer noch Eisen vorliegen.

Allerdings gibt es noch einen zweiten Grund, welcher dafьr spricht, dass man Eisen verzinken sollte. Dies ist die Redoxreihe:

Zink ist (s. Abbildung) unedler als Eisen, d.h. es ist reaktionsfreudiger. Ist eine Beschдdigung in der Zinkschicht rostet das Eisen trotzdem nicht, weil der dazukommende Stoff lieber mit dem unedleren Zink reagiert.

Somit gewдhrleistet Zink fьr

Eisen einen Rundumschutz.

Man nennt Verzinken auch Passivierung.

(s. Einleitung)

Wenn Zink korrodiert, gibt es Elektronen ab. In Wasser gelцster Sauerstoff nimmt diese Elektronen auf und Bildet Hydroxidionen. Die Zinkionen reagieren dann mit den Hydroxidionen und Sauerstoff.

Reaktionsgleichungen:

Oxidation: 2Zn(s) -> 2Zn2+(aq) + 4e-