Versuch: Korrosionsverhalten von verzinntem Eisen (Weißblech)
und feuerverzinktem Eisen
Schülerversuch an 2 Tagen; je 5 min.
Beim Experimentieren den Allgemeinen Warnhinweis unbedingt beachten.
Geräte
Säge, Plastikschüssel.
Chemikalien
Weißblechdose, feuerverzinktes Eisenblech (z. B. Dachrinne),
Kochsalz, Wasser.
Durchführung
Jeweils ein Stück Weißblech und ein Stück
feuerverzinktes Blech werden so angesägt, dass das
darunterliegende Eisenblech freigelegt ist. Anschließend
werden die präparierten Bleche in eine Plastikschüssel
mit Kochsalzlösung gelegt, so dass die angesägten
Stellen leicht aus der Lösung zeigen. Man lässt die
Bleche mehrere Tage in der Lösung stehen.
Beobachtung
Nach einigen Tagen beobachtet man an der angesägten
Stelle des Weißblechs Rostbildung. Das feuerverzinkte Blech
rostet dagegen nicht.
Auswertung
Eisenbleche werden feuerverzinkt, damit diese nicht so
schnell beginnen zu Rosten (Korrosionsschutz). Auch wenn das Eisen
an einigen Stellen blank liegt wird aufgrund des niedrigeren
Redoxpotentials zuerst das Zink als unedleres Metall oxidiert.
Es bildet sich ein so genanntes Lokalelement, wobei die
Elektronen vom unedleren Metall (Zink) zum edleren Metall (Eisen)
wandern und dort mit dem Wasser der Elektrolytlösung
(Kochsalzlösung) reagieren. Das Eisen selbst reagiert dabei nicht.
Anode: Zn à Zn 2+ + 2 e - (Oxidation)
Kathode: 2 H2O + 2 e - à 2 OH - + H2 (Reduktion)
Der Überzug von Eisenblech mit Zinn (Weißblech) z. B. in Getränke- oder Konservendosen soll verhindern, dass die zum Teil sauren Lebensmittel nicht mit dem Eisenblech reagieren und so verderben bzw. ungenießbar werden. In diesem Fall wählt man Zinn aus, da es edler als Eisen ist und deshalb auch nicht mit Säuren reagiert. Wird aber eine solche Schutzschicht beschädigt, schreitet das Rosten des Eisens sehr schnell voran, da sich auch hier ein Lokalelement bildet. In diesem Fall wandern die Elektronen vom unedleren Metall (Eisen) zum edleren Metall (Zinn). Das Eisen wird oxidiert und die Elektronen am Zinn reagieren mit dem Wasser der Elektrolytlösung:
Anode: Fe à Fe 2+ + 2 e- (Oxidation)
Kathode: 2 H2O + 2 e - à 2 OH - + H2 (Reduktion)