CHEMIE

Chemie für Bauingenieure Block 1 ETHZ – BAUG – HS2011
GALVANISCHE ZELLEN V12
DEF IN IT O N 12. 8 , 12. 9
→ Zwei Halbzellen die mit elektrisch und elektrolytisch
Verbunden sind.
( ) ( )
Oxidation Reduktion
SCHR EIBWEIS E:
| ( ) ‖ ( ) | ( )
(Oxidation/Anode) (Reduktion/Kathode)
Metalle werden aussen geschrieben
Standard ist:
,
VO RG EHEN
→ Bestimme wo Oxidation und wo Reduktion (Tabelle)
( )
Vorsicht: sind immer als Reduktion gegeben
positiv: Reaktion von links nach rechts, Reduktion rechts
Reaktionsquotient:
[ ][ ]
[ ]
BERECH NUNG G LEIC HG EW IC HTS K O NS TA NT E
→ Mit Nernst’schem Gesetz:
BERECH NUNG POT E NTIAL FÜR NIC HT STA NDARTB E D
→ Mit Nernst’schem Gesetz:
PH-MESSU NG
Mit Glaselektrode: Potentialdifferenz zwischen Referenzlösung
und einer Lösung bestimmen.
[ ]
[ ]
→ Nur für Referenzlösungen, sonst Nernst-Gleichung!
ELEK TROL Y SE
→ Umkehrung Reaktion
Es wird ein Potential benötigt das mind so gross ist wie dieses
der spontanen Reaktion
Elektrolyse Wasser
Aluminiumgewinnung
KORROSION V13
DEF IN IT ION 13. 5
→ Zerstörung eines Werkstoffes durch chem. oder
elektrochemische Reaktion mit seiner Umgebung
FORM E N
KORR O SION IST E INE R EDOXREAK TION
Metall ist Anode, Wasser mit Ionen auf Oberfläche ist Kathode
Korrosion bei positiv
U NBKENNATE K ORR OSI ON
→ Metallionenkonzentration
KORR OSI ONSS TR OM
( )
→ Spannungsdiff. des galvanischen Elementes pro Widerstände
der Anode, Kathode und Elektrolyt
KORR O SION UND PH
→ Metalle korrodieren unterschiedlich je nach Umgebung
Saure Umgebung: Typ, Wasserstoffbildung an Kathode
Neutrale Umgebung: Typ, Sauerstoffreduktion an Kathode
Passivität: Keine oder sehr langsame Korrosion
POT E NTIAL - PH
→ Darstellung Kathoden-Potenziale zu pH-Werte:
Ein Metall korrodiert wenn
→ Pourbaix Diagramme siehe Skript Seite 8
KORR O SIONSP OTENT IAL
→ Elektroneutralität: ( ) | ( )|
WASSERS T OFFKORR OSI O N ( KATHODE) TY P
→ Saure Medien (Metall + Wasser),
Sehr schnelle Reaktion
Verschiebt sich mit steigendem zu negat. Werten
Die Reaktionsgeschwindigkeit nimmt so ab
SAUERS T OFF K ORROSI ON (KA TH OD E) TY P
→ Neutrale Medien (Metall + Wasser),
Tiefer Gehalt heisst negative Korrosionspotentiale und
kleine Geschwindigkeiten
FARAD A YSC HE G E SET Z
→ Messgrösse Geschwindigkeit Korrosionsreaktion
: Gewichtsverlust, : Molmasse, Anz , Korrosionstrom
PA SSIVIT ÄT, PA SSIVIERUN G
Je höher das Potential (edel) eines Metalles ist, umso besser
ist das Korrosionsverhalten
und haben höhere Potentiale als theoretisch
logisch, sie erscheinen edler als sie sind
→ Erklärung durch schützende Oxidschicht (Passivfilm)
Bedingung:
LOCHRASS (L OKAL )
→ An Passiven Metallen, wo Schutzschicht lokal zerstört ist.
→ Bei Überschreiten des Lochfrass-Potentials tritt eine abrupte
Erhöhung der Auflösungsgeschwindigkeit ein: Lochfrass
Lochfrasspotential steigt mit zunehmenden Legierungsgehalt
Sinkt mit zunehmenden Chloridgehalt
LOC HWAC HSTUM
→ Keine Neubildung der Passiven Schicht
FOLG ERU NG E N
hängt von Material ab
hängt von Umgebung ab
Passivität: Hochfester Stahl mit Cr+Ni-Legierungen
Begrenzter Chloridgehalt von Beton
Wasserrohre Einsanden (+ nicht mit Dreckschuhen drauf
rumtrampeln) damit keine Korrosion mit Lehmboden möglich
BETONK ORR O SIO N
08. Februar 2012 S e i t e | 6 Christoph Hager