Beim Experimentieren den Allgemeinen Warnhinweis unbedingt beachten.

Ein Schüler schrieb:
Es geht um die Korrosion einer Dose! Ich brauche zu folgendem Satz eine Reaktionsgleichung.
"Dort, wo der Sauerstoff zusammen mit den Protonen der Säure wirkt, löst sich das Zinn rasch ab!"

Früchte und anderes saures Material werden gern in Weißblechdosen verpackt. Das sind eiserne Dosen, die innen verzinnt sind. Zinn hält als relativ edles Metall gegen den Angriff von schwachen Säuren stand. Dafür gibt es Gründe.
Die Primärreaktion für die Zersetzung von Zinn wäre

Sn ———> Sn²⁺ + 2 e^-

Zur kontinuierlichen Zersetzung des Metalls ist ein Elektronenakzeptor nötig. Diese Rolle könnten die Wasserstoff-Ionen spielen.

2 H⁺ + 2 e^- ———> H₂

Dann wäre die Gesamtreaktion:

Sn + 2 H⁺ ———> Sn²⁺ + H₂

Das passiert leider nicht. Grund: Wenn Zinn mit Wasser in Berührung kommt, überzieht es sich sofort mit positiven Sn-Ionen und positiv geladenen Wasserstoff-Ionen aus der Säure. Die H⁺-Ionen werden jedoch kaum entladen. Es kommen nicht genügend an die Metalloberfläche, da die positiv geladene Grenzschicht sie davon abhält. Das heißt, der Zinnüberzug der Dose ist trotz der Anwesenheit der Säure stabil.

Durch die positiv geladene Grenzschicht kann aber der ungeladene Sauerstoff hindurchdiffundieren. Er übernimmt die Elektronen des Zinns, das sich dadurch zersetzen kann.

½ O₂ + H₂O + 2 e^- ———> 2 OH^-

Die OH^--Ionen reagieren mit den Säureprotonen zu Wasser:

OH^- + H⁺ ——— > H₂O

Die Gesamtreaktion ist also:

Sn + ½ O₂ + 2 H⁺ ———> Sn²⁺ + H₂O

(Es entstehen natürlich auch Sn⁴⁺-Ionen.)

Deshalb setzt nach dem Öffnen der Weißblechdose die Korrosion ein: Der Zinnbelag wird rasch zersetzt. Dann beginnt auch das Rosten des Eisens. Denn hier liegt nun ein Lokalelement vor, das zu einer katalysierten kombinierten Sauerstoff/Säure-Korrosion führt.

Versuch: Wie Weißblech rostet Öffne eine Dose mit Ananas und lasse sie ein bis zwei Tage lang im Kühlschrank offen und vor allem ruhig stehen. Dann gießt du den Inhalt aus. Nicht essen, da zuviel Zinn ungesund ist und die Ananas auch "metallisch" schmeckt. Wie hat sich die innere Oberfläche der Dose verändert?

Die Dose ist korrodiert. Man erkennt, dass die Korrosionszone an der Grenze Luft/Flüssigkeit am stärksten ist und nach unten hin abnimmt. Der diffundierende Sauerstoff gelangt also nicht weit, da er rasch umgesetzt wird.

Eine korrodierte Weißblechdose (Foto: Daggi)

Rüdiger Blume

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