Korrosion und Kontaktelement

Korrosion ist der Fachbegriff für das was man im Alltag meistens als Rosten beschreibt. Ganz allgemein ist Korrosion die Reaktion eines Werkstoffes mit seiner Umgebung (meist Oxidation mit Luftsauerstoff). In der Chemie sind die hauptsächlichen Korrosionen die Sauerstoffkorrosion, die Wasserstoffkorrosion (Säurekorrosion), die Glaskorrosion und die bakterielle anaerobe Korrosion. Für den Bereich der Elektrochemie sind vor allem die Sauerstoff- und die Säurekorrosion interessant.

Die Luftkorrosion von Eisen ist das wohl gängigste Alltagsbeispiel. Durch Kratzer im Eisen oder andere mechanische Beschädigungen entsteht ein Lokalelement (eine lokale Elektrode, hier eine Lokalanode), an dem das Eisen oxidiert wird. An der Lokalkathode (einer unbeschädigten Stelle des Materials) wird Luftsauerstoff in Anwesenheit von Wasser zu Hydroxidionen reduziert, die mit den entstehenden Eisenionen zu Fe(OH)₂ reagieren. Durch Weitereaktion mit Sauerstoff wird aus dem Eisenhydroxid das Eisenoxidhydroxid FeO(OH), was der typische Eisenrost ist.

Eine weitere Möglichkeit, durch die ein Metall korrodiert wird, ist in Anwesenheit eines edleren Metalls. Man spricht in diesem Fall von einem Kontaktelement. Hierzu müssen die zwei Metalle sich berühren. Durch Anwesenheit von Wasser als Elektrolyt findet dann eine Reaktion ähnlich der im galvanischen Element statt, wodurch das unedlere Metall in seine Ionen überführt wird. Es ist nicht einmal zwangsweise nötig zwei verschiedene Metalle zu haben. Wie im Beispiel des Lokalelements oben reichen schon kleine Kratzer in einem Metall aus, durch die die Kristallstruktur sich ändert. Dadurch entstehen ebenfalls Kontaktelement, allerdings im selben Metall.

Umgekehrt lässt sich das Konzept allerdings auch nutzen, um edlere Metalle mit unedleren zu schützen. Das geht teilweise so weit, dass eine unedlere „Opferanode“ leitend mit beispielsweise einem Stahlrohr verbunden wird. Die Opferanode wird „geopfert“, d.h. korrodiert und schützt das edlere Metall vor Korrosion. Häufig werden Opferanoden aus Metallschrott verwendet.