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Sauerstoffkorrosion


Als Sauerstoffkorrosion bezeichnet man einen Korrosionsvorgang, bei dem ein Metall in Gegenwart von Wasser (Luftfeuchtigkeit) durch Sauerstoff oxidiert wird. Bei dieser Redoxreaktion ist Sauerstoff das Oxidationsmittel (ebenso wie bei einer Verbrennung in reiner Sauerstoffatmosphäre), der Vorgang läuft jedoch in Kälte, mit Hilfe von Wasser oder Elektrolytlösung ab und ohne Flammenerscheinungen.

Beispiele

Beispiele für solche Korrosionsvorgänge sind die Bildung von Rost an Eisenwerkstoffen und die Bildung von Patina auf Kupfer. Die Kupferpatinabildung ist jedoch, weil auch Kohlendioxid und Wasser bzw. Kohlensäure beteiligt sind, sowohl der Säurekorrosion wie auch der Sauerstoffkorrosion zuzuordnen.

Voraussetzungen

Die chemische Reaktion des metallischen Werkstoffes erfolgt unter Einwirkung bzw. Verbrauch von Sauerstoff, d. h. der Sauerstoff wirkt als Oxidationsmittel. Dieser Vorgang läuft vornehmlich in alkalischen und neutralen Lösungen ab.

Voraussetzung für eine Sauerstoff-Korrosion sind:

  • neutrale oder alkalische Elektrolytlösung mit gelöstem Sauerstoff (z. B. Wasser an Luft)
  • das Metall-Redoxpaar muss ein geringeres Standardpotenzial als das Redoxpaar [math]\mathrm{O_2 / OH^{-}}[/math] (E = 0,4 V)[1] besitzen.

Ablauf

Die in der Elektrolytlösung gelösten Sauerstoffmoleküle reagieren mit Wasser zu Hydroxid-Ionen, welche mit dem Metall Oxide und Hydroxide bilden können. Dieser Vorgang wird am Beispiel der Rostbildung im Artikel Rost erläutert.

Allgemein lässt sich der Verlauf der Sauerstoffkorrosion wie jede Redoxreaktion in die Teilschritte Oxidation (Elektronenabgabe) und Reduktion (Elektronenaufnahme) aufteilen.

[math]\mathrm{O_2 + 2 \ H_2O + 4 \ e^- \longrightarrow 4 \ OH^-}[/math]

Für ein einwertiges Metall ergäbe sich als Gesamtreaktion somit:

[math]\mathrm{4 \ Me + O_2 + 2 \ H_2O \longrightarrow 4 \ Me^+ \ + 4 \ OH^-}[/math]

Zum Korrosionsvorgang gehört auch, dass sich ein kurzgeschlossenes galvanisches Element bilden kann. Dieses besteht aus zwei Metallen oder Metall-Stücken (Lokalelemente) mit unterschiedlichem Elektrodenpotential (Kathode und Anode) und einer Elektrolytlösung.

Einzelnachweise

  1. Das große Tafelwerk (2002), ISBN 3-464-57146-7, S. 135

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Quelle: Wikipedia - http://de.wikipedia.org/wiki/Sauerstoffkorrosion (Vollständige Liste der Autoren des Textes [Versionsgeschichte])    Lizenz: CC-by-sa-3.0

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