Worum geht’s?

Laut eines Zeitungsartikels vernichtet Korrosion jedes Jahr etwa drei Prozent des BIP in Industriestaaten. Man darf diese Zahl mit Vorsicht betrachten, denn wo immer ein Schaden enteht, öffnet sich für ein Unternehmen ein potenzieller Markt im Bereich Korrosionsbekämpfung und -vorbeugung.

Glaubt man dieser Statistik, eröffnet sich für Deutschland ein Markt von ca. 108 Milliarden Euro jährlich (BIP 2021: ca. 3600 Mrd. Euro).

Lernziele

Materialien und Übungen finden Sie auf der Themenseite zu Korrosion.

  • die Bildung von Lokalelementen und die Sauerstoffkorrosion erläutern
  • die Bedingungen für die Korrosion erläutern und daraus mehrere Möglichkeiten des Korrosionsschutzes ableiten
  • einfache chemische Rechnungen durchführen

Aufgabe

  1. Berechne die benötigten Mengen an Natriumchlorid (M=58,5 g/mol) und Kaliumhexacyanidoferrat(III) (M=329,3 g/mol), um 30 ml einer Lösung der Stoffe in Wasser herzustellen.
    Natriumchlorid: c = 0,1 mol/l
    Kaliumhexacyanidoferrat(III): c = 0,01 mol/l (2 BE)
  2. Fertige eine beschriftete Skizze des Versuchsaufbaus an. (3 BE)
  3. Führe das Experiment durch und protokolliere deine Beobachtungen. (3 BE)
  4. Erkläre die Ergebnisse unter Verwendung der unten genannten Fachbegriffe. (6 BE)

Individueller Aufgabenteil

  1. Wie kann ein Unternehmen vom Phänomen der Korrosion profitieren? Gehen Sie bei der Beantwortung dieser Frage auf die Hintergründe zu Ursachen, Bekämpfung und Vorbeugung von Korrosion ein. (6 BE)

Gesamtpunktzahl: 20 BE

Fachbegriffe und Konzepte:

  • elektrochemische Spannungsreihe der Metalle
  • Korrosion
  • Korrosionsschutz
  • Opferanode
  • Lokalelement

Geräte und Chemikalien

  • 3 Eisennägel, nicht verzinkt
  • Wasser
  • Natriumchlorid
  • Alufolie bzw. Aluminiumblech
  • Kupferdraht bzw. Kupferblech
  • Kaliumhexacyanidoferrat(III)
    gesundheitsgefahr
  • evtl. Agar Agar bzw. Gelatine
  • ggf. Schleifpapier und Ethanol zur Reinigung

Durchführung

Hinweise:

Dieser Versuch lässt sich schnell ansetzen und kann dann stehen bleiben. Es empfiehlt sich eine regelmäßige Kontrolle: anfangs alle 15 Minuten, später in größeren Abständen.

Entstehende Eisen(II)-Ionen werden mit Hilfe von Kaliumhexacyanidoferrat(III) als Berliner Blau nachgewiesen.

  1. Reinige die Nägel bei Bedarf mit Schleifpapier und etwas Ethanol.
  2. Schnelle Variante: Setze ca. 30 ml einer Lösung von Natriumchlorid (1 mol/l) und Kaliumhexacyanidoferrat(III) an.
    Alternative: Setze die Lösung ebenso an, koche sie aber zusätzlich kurz mit etwas Agar Agar (ca. 1/8 Teelöffel) auf.
  3. Fülle die Lösung in eine Petrischale. Ein Nagel wird mit einem Stück Kupferblech umwickelt, der zweite mit Aluminiumfolie, der dritte dient dem Vergleich. Lege die drei Nägel so in die Petrischale, dass sie vollständig mit der Lösung bedeckt sind.
  4. Beobachte regelmäßig.

Entsorgung

  • Entsorge die Lösung in den Kanister für flüssige Abfälle bzw. die Reste mit Agar Agar in den Restmüll
  • Reinige die verwendeten Geräte.
  • Nägel, Metallbleche und Kupferdraht können reinigen. Sie können wiederverwendet werden.

Literatur und Materialien