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Galvanische Korrosion

1800
  • Luigi Galvani
  • Alessandro Volta
Galvanischer Korrosionsversuch mit Zink und Kupfer in Elektrolytlösung, Messung der elektrochemischen Reaktionen.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

Galvanische Korrosion ist ein elektrochemischer Prozess, bei dem ein Metall bevorzugt korrodiert, wenn es mit einem anderen in elektrischem Kontakt steht und ein Elektrolyt vorhanden ist. Dies geschieht, weil die ungleichen Metalle ein bimetallisches Paar bilden, wobei das unedlere (aktivere) Metall als Anode fungiert und korrodiert, während das edlere Metall als Kathode wirkt.

Die treibende Kraft für galvanische Korrosion ist die Differenz des Elektrodenpotenzials zwischen den beiden ungleichen Metallen. Beim Verbinden bilden sie eine kurzgeschlossene elektrochemische Zelle. Das Metall mit dem negativeren Elektrodenpotenzial (das unedlere Metall) wird zur Anode und oxidiert, wobei es Elektronen und Metallionen in den Elektrolyten freisetzt. Beispielsweise oxidiert Zink in Kontakt mit Stahl in Meerwasser: [latex]Zn \rightarrow Zn^{2+} + 2e^-[/latex].

Gleichzeitig wird das edlere Metall (mit dem positiveren Potenzial) zur Kathode, wo eine Reduktionsreaktion stattfindet. Die von der Anode freigesetzten Elektronen wandern über die metallische Verbindung zur Kathode. In einem neutralen oder sauren Elektrolyten wie Meerwasser handelt es sich bei der Reduktionsreaktion typischerweise um die Reduktion von Sauerstoff: [latex]O_2 + 2H_2O + 4e^- \rightarrow 4OH^-[/latex].

The rate of galvanic corrosion is influenced by several factors, including the potential difference between the metals (a larger difference leads to faster corrosion), the ratio of the cathode-to-anode surface area (a large cathode and small anode is the worst-case scenario, leading to rapid localized corrosion of the anode), and the conductivity of the electrolyte. The Galvanic Series, which ranks metals and alloys by their electrochemical potential in a specific electrolyte (commonly seawater), is a critical tool for engineers to predict and prevent this type of corrosion by selecting compatible materials.

UNESCO Nomenclature: 2203
- Elektrochemie

Typ

Chemischer Prozess

Störung

Grundlegendes

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Luigi Galvanis Entdeckung der „tierischen Elektrizität“ (1780er Jahre)
  • Alessandro Volta’s invention of the voltaic pile (1800)
  • Michael Faradays Gesetze der Elektrolyse (1834)

Anwendungen

  • Opferanoden zum Schutz von Schiffsrümpfen und Rohrleitungen
  • galvanized steel (zinc coating on steel)
  • Batterien (das Grundprinzip)
  • Materialverträglichkeit im technischen Design verstehen

Patente:

NA

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Verwandte Themen: galvanische Korrosion, Bimetallpaar, Elektrochemie, Anode, Kathode, Elektrolyt, galvanische Spannungsreihe, Opferanode.

Historischer Kontext

Galvanische Korrosion

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(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

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