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Korrosionsschutz

Galvanisieren

Beim Galvanisieren werden metallische Schutzschichten elektrochemisch abgeschieden. Dabei wird das zu schützende Metall wieder zu Kathode und das aufzubringende Metall zur Anode. Die beiden Elektroden werden in einen bestimmten Metallsalzlösung hinein gehalten. An der Anode werden Metall-Ionen oxidiert, die anschließend an der Kathode abgeschieden werden. Damit dieses Metallschicht gut haftet, muss das zu schützende Metall eine fett- und oxidfreie Metalloberfläche besitzen.

Zink als Schutzschicht

Für eine langfristige Verwendung von Eisen wird Zink als Schutzschicht verwendet. Beispiele dafür sind:
Laternenpfähle, Zäune, Leitplanken, Pfähle von Verkehrsschildern, ...
Zink besitzt ein niedrigeres Standard-Elektrodenpotenzial als Eisen. Das bedeutet, dass das Zink oxidiert wird und Zink-Ionen in die Lösung abgegeben werden. In der Zinkschicht herrscht dann ein Elektronenüberschuss.



Durch die negative Ladung werden die Zinkionen angezogen. Dadurch kehren einige Zinkionen zur Metallschicht zurück, nehmen Elektronen auf und werden zu Zinkatomen reduziert. Deshalb können sogar kleinere Risse in der Zinkschicht wieder verschossen werden.

Zn(s)Zn2+(aq)+2e-


Die Elektronen wandern auch zum Eisen und laden es negativ auf. Durch die negative Ladung, wird die Bildung von Eisen-Ionen verhindert.

Zinn als Schutzschicht

Verzinntes Eisen (Weißblech) wird in Deutschland hauptsächlich für Getränkedosen verwendet, obwohl Zinn ein höheres Standardpotenzial als Eisen besitzt. Ist die Zinnschicht nämlich nicht beschädigt, findet auch keine Korrosion des Eisens statt. Ist aber die Zinnschicht beschädigt, so gehen nicht die Zinn-Ionen in Lösung, sondern die Eisen-Ionen. Dann korrodiert Eisen als das unedlere Metall.

Korrosionsschutz durch Opferanoden (z.B. Tankanlagen)

Metalle die sich im Wasser oder im Boden befinden, werden vor der Korrosion geschützt, indem man das Metall zur Kathode einer galvanischen Zelle macht. Man verbindet das Metall,das vor dem korrodieren geschützt werden soll, leitend mit einem unedleren Metall. Wenn ein Metall anstelle eines anderen Metall korrodiert und als Metall- Ion in die Lösung geht, bezeichnet man dieses als Opferanode. Durch die Oxidation der Opferanode wird die Opferanode negativ aufgeladen. Es herrscht einen Elektronenüberschuss.

Anode (Besipiel Magnesium): Mg(s)Mg2+(aq)+2e-


Da die Opferanode mit dem zu schützenden Metall leitend verbunden ist, wandern die Elektronen zur Kathode (Metall das vor dem Korrosion geschützt werden soll). Das zu schützende Metall wird dadurch auch negativ aufgeladen. Durch die negative Ladung wird die Ionbildung und Korrosion an dem schützende Metall unterbunden.

Aktiver Korrosionsschutz

Ein weitere Art des kathodischen Korrosionsschutzes wäre das Anlegen einer Fremdspannung (aktiver Korrosionsschutz). Ein Metall oxidiert nicht zu Metall-Ionen, wenn es negativ aufgeladen ist. Man verbindet das Metall, das vor der Korrosion geschützt werden soll, mit dem Minuspol einer Spannungsquelle. Dadurch fließen Elektronen in das Metall hinein, wodurch es negativ aufgeladen wird. So wird das Metall ebenfalls vor dem Korrodieren geschützt.



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