Chemische Reaktionen - Beispiele und Erklärungen von Korrosionen

Korrosion kann durch verschiedene chemische Reaktionen bei Metallen entstehen. Die klassischen Korrosionsarten, die im Folgenden auch an Beispielen erklärt werden, sind die Säurekorrosion und die Sauerstoffkorrosion.

Beispiele und Erklärung für die Sauerstoffkorrosion

• Die Sauerstoffkorrosion läuft mithilfe einer neutralen oder alkalischen Lösung ab. Im Alltag ist dies in der Regel Wasser.
• Sauerstoff ist hierbei das Oxidationsmittel. Es nimmt also Elektronen vom Metall auf.
• Metallatome geben Elektronen an das Wasser ab und werden dadurch reduziert. Die Metallkationen gehen anschließend in die Lösung über oder bilden ein schwer lösliches Metallhydroxid. Unter Wasserabspaltung können auch Metalloxide entstehen.
• Beispiel: Chemische Reaktionen, die beim Rosten von Eisen stattfinden.
  Beim Kontakt mit Wasser gibt Eisen im geringen Maß Elektronen an das Wasser ab und bildet mit dem, ständig im Wasser vorkommenden, Hydroxid-Anionen Eisen(II)-hydroxid:
  Fe + 2 OH^- → Fe(OH)₂ + 2 e^- .
  Mit den Elektronen und Wasser reagiert Sauerstoff zu Hydroxid-Anionen:
  2 e^- + 1/2 O₂ + H₂O → 2 OH^- .
  Des Weiteren kann Eisen(II)-hydroxid mit Sauerstoff und Wasser zu Eisen(III)-hydroxid reagieren.
  2 Fe(OH)₂ +1/2 O₂ + H₂O → 2 Fe(OH)₃.
  Wenn das Wasser getrocknet ist, wird auch aus den Hydroxiden Wasser abgespalten. Dadurch bilden sich schwer lösliche Verbindungen.
  Fe(OH)₂ → FeO + H₂O
  Fe(OH)₃ → FeO(OH) + H₂O
  2FeO(OH) → Fe₂O₃ + H₂O

Chemische Reaktionen bei der Säurekorrosion

• Säurekorrosion findet nur unter Sauerstoffmangel statt.
• Dabei gibt ein Metall wie bei der Sauerstoffkorrosion Elektronen an eine wässrige Lösung ab.
• Die Oxoniumionen (H₃O⁺) reagieren mit den Elektronen, sodass Wasserstoff frei wird.
• Beispiel: Die Säurekorrosion findet auch bei Eisen statt. Dabei laufen folgende Reaktionen ab:
  Fe → Fe²+ + 2e^-
  2 H₃O⁺ + 2e^- → 2 H₂O + H₂ .
  Die Eisenkationen können im Anschluss genauso reagieren, wie bei der Sauerstoffkorrosion.

Die genannten Korrosionsarten sind lediglich die bekanntesten Beispiele. Allerdings sind auch weitere Korrosionen möglich. Es können nicht nur Oxide und Hydroxide, sondern auch Sulfite und andere Salze entstehen.