Ziel des Versuchs: Dieser Versuch zeigt eine Möglichkeit um Metall vor Korrosion zu schützen bzw. eine Korrosion zu beschleunigen.
| Thema: Korrosion und Korrosionsschutz | Tags: Opferanode, Kaliumhexacynoferrat(II) Nägel, Rosten | Klassenstufen: 7-8 | Versuchsart: SV |
Materialien
Wanne, Küchenpapier, 3 Rostfreie Nägel, Kupferblech, Zinkblech, Wasser
Chemikalien
Kaliumhexacynoferrat(II), Natriumchlorid
| Gefahrstoff | H-Sätze | P-Sätze | GHS |
|---|---|---|---|
| Kaliumhexacyanoferrat(II) | H412 | P273 | |
| Natriumchlorid | -- | -- | |
| Eisen(III)-oxid rot | H315-H319-H335 | P261-P305+P351+P338 |  |
Durchführung
In eine Wanne wird eine Lösung aus Wasser, Natriumchlorid und einer Spatelspitze Kaliumhexacyanoferrat(II) gegeben. Die Flüssigkeitsmenge sollte ausreichen um die Eisennägel später komplett zu bedecken. Die Nägel werden mit Schleifpapier behandelt und mit Aceton entfettet. Ein Nagel bleibt unmodifiziert, der zweite Nagel wird durch ein gereinigtes Kupferblech gesteckt und der dritte Nagel durch ein gereinigtes Zinkblech. Zu besseren sichtbarkeit wird der Wannenboden mit Küchenpapier ausgelegt. Die Nägel werden hineingelegt.
Beobachtung
Nach kurzer Zeit ist eine blaue Färbung um den Eisennagel mit Kupferblech zu erkennen, die rasch größer wird. Am ersten Eisennagel ist diese Färbung ebenfalls zu erkennen, entsteht aber langsamer. Am dritten Eisennagel mit Zinkblech zeigt sich keine Blaufärbung. Nach einer Stunde wird das Zinkblech weißlich.
Deutung
Im Wasser würden die Nägel korrodieren. Da das System offen ist gelangt Sauerstoff in das Wasser. Natriumchlorid beschleunigt die Korrosion und die Verfärbung von Kaliumexacyanoferrat(II) (blau) zeigt die Freisetzung von Fe3+-Ionen an. Der erste Eisennagel korrodiert „normal“. Die verstärkte Abgabe von Eisenionen wird durch das Kupferblech bedingt. Auch das Kupfer ist theoretisch von Korrosion betroffen. Statt selbst zu korrodieren entzieht es jedoch dem Eisennagel in Kontakt die Elektronen, was dazu führt, dass der Eisennagel verstärkt Ionen ins Wasser abgibt. Der Nagel dient hier als Opferanode. Umgekehrt verhält es sich bei Eisen/Zink. Hier ist das Zink die Opferanode. Eisen entzieht hier die Elektronen und Zinkionen lösen sich. Diese werden jedoch nicht nachgewiesen. Daher gibt es hier keine blaue Färbung.
Entsorgung
Die Flüssigkeit kann in den Ausguss. Die Feststoffe können im Feststoffabfall entsorgt bzw. wiederverwendet werden.
Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse: Dieser Versuch eignet sich in höheren Klassen sehr gut um die Redoxreihe der Metalle aufzustellen. Wichtig ist, dass endsprechende Ionennachweise vorliegen. Wird die Experimentierdauer verlängert, so ist die Korrosion aber auch mit bloßem Auge erkennbar. Für die Klassenstufe 7 & 8 ist er nur mäßig gut anwendbar.
Literatur
Prof. Dr. J. Gasteiger, Dr. A. Schunk, CCC Univ. Erlangen, 30.03. 2001, 11:42:26 Uhr: http://www2.chemie.uni-erlangen.de/projects/vsc/chemie-mediziner-neu/redox/korrosion.html (abgerufen am 02.08.2015, 23:02 Uhr)
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