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Korrosion &
Korrosionsschutz

Wenn Metalle an der Luft langsam zerfressen werden

Chemie-Vortrag Luft & Sauerstoff
3 Bio. € Schäden pro Jahr
~25 % vermeidbar
1 t/s Eisen rostet
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Was ist Korrosion?

Vom lateinischen corrodere – „zernagen", „zerfressen"

Nahaufnahme von verrostetem Eisenblech

Definition

Korrosion ist die unbeabsichtigte Zerstörung eines Metalls durch chemische oder elektrochemische Reaktionen mit Stoffen aus seiner Umgebung.

Chemische Reaktion Mit Wasser & O₂

Vor allem Sauerstoff und Wasser aus der Luft greifen das Metall an.

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Welche Metalle sind betroffen?

Drei Gruppen mit ganz unterschiedlichem Verhalten

Eisen & Stahl

Extrem anfällig – bildet die typische rotbraune, poröse Rostschicht.

Kupfer

Reagiert langsamer – bildet mit der Zeit eine grünliche Patina als Schutz.

Aluminium & Zink

Korrodieren zwar, stoppen aber selbst – durch dichte Passivierung.

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Wie entsteht Rost?

Eine Redoxreaktion in drei Schritten

Fe Eisen (Fe) gibt Elektronen ab Oxidation Anode O₂ Sauerstoff + O H H Wasser Reduktion Kathode Fe(OH)₂ Eisen(II)-hydroxid + O₂ Fe₂O₃·H₂O ROST 4 Fe + 3 O₂ + 2 H₂O → 2 Fe₂O₃·H₂O Eisen + Sauerstoff + Wasser reagieren zu Rost ⚠ Wasser dient als Elektrolyt – OHNE WASSER KEIN ROST
Ohne Wasser wandern keine Ionen – Rost kann nicht entstehen. Deshalb rostet Eisen in trockener Luft praktisch nicht.
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Wasser & Säure

Die zwei häufigsten Korrosionstreiber

Feuchtigkeit

In absolut trockener Luft rostet Eisen praktisch nicht. Erst durch Wasser (Regen, Kondenswasser, Luftfeuchtigkeit) werden die Ionen beweglich.

Säuren

Saurer Regen greift die Metalloberfläche direkt an. CO₂ aus der Luft bildet mit Regenwasser Kohlensäure – ein niedriger pH-Wert beschleunigt die Oxidation massiv.

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Salz & Wärme

Die versteckten Beschleuniger

Salze

Streusalz im Winter ist der Feind jedes Autos. Salze erhöhen die elektrische Leitfähigkeit des Wassers – Elektronen fließen viel schneller.

Wärme

Höhere Temperaturen beschleunigen chemische Reaktionen – auch die Korrosion. Wechsel zwischen warm und kalt erzeugt zusätzlich Kondenswasser.

Merksatz: An Küsten und im Winter rosten Autos und Brücken besonders schnell – die Kombination aus Salz, Feuchtigkeit und Temperaturschwankungen ist der perfekte Korrosionsbeschleuniger.

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Volumen & Material

Warum Rost das Metall selbst zerstört

Verrostete Stahlbrücke mit abgeblättertem Lack

Volumenzunahme

Rost hat ein größeres Volumen als das ursprüngliche Eisen. Die Schicht platzt auf, Wasser dringt tiefer ein, das Material wird porös und brüchig.

Volumen + Porös

Die äußere Rostschicht schützt nicht wie bei Aluminium – sie blättert ab und legt frisches Metall frei. Der Rost frisst sich immer tiefer.

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Sicherheit

Wenn Korrosion tötet

Brücke mit Rissen durch Korrosion
Unentdeckte Korrosion – Risiko für Leib und Leben

Tragfähigkeit geht verloren

Unentdeckte Korrosion im Inneren von Stahlbeton oder an tragenden Bauteilen kann zu plötzlichen Einstürzen führen. Brücken, Hallendächer, Krananlagen.

Tragfähigkeit
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Wirtschaft

Milliardenschäden durch Korrosion

3 Bio. € Schäden pro Jahr weltweit
~25 % vermeidbar
4–5 % BIP-Anteil
Stapel von verrostetem Schrott

Weltweite Kosten

Maschinenlebensdauer verkürzt sich drastisch, Reparaturen verschlingen enorme Summen, Brücken und Pipelines müssen teuer saniert werden.

Weltbank Hoher Anteil
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Passiver Schutz

Die Idee: eine Barriere zwischen Metall und Luft

Grundprinzip

Das Metall wird von Luft und Feuchtigkeit vollständig abgeschirmt. Solange die Schicht hält, kommt kein Sauerstoff an die Oberfläche.

+ Günstig & einfach
Kratzer = Rost
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Drei Methoden

Lackieren · Einfetten · Kunststoffbeschichtung

Lackieren

Autolacke, Brückenanstriche, Fahrradrahmen – die häufigste Methode überhaupt.

Einfetten / Ölen

Bewegliche Teile wie Fahrradketten, Werkzeuge, Maschinenteile – Öl verdrängt Wasser.

Kunststoff

Häufig bei Zäunen, Rohrleitungen, Geländern – robust und wetterfest.

Frisch lackierte Metalloberfläche

Im Alltag

Fast jeder hat schon mal ein Fahrrad, ein Werkzeug oder ein Gartentor gestrichen. Passiver Schutz ist die einfachste und günstigste Methode.

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Verzinken – Opferanode

Aktiver Schutz: das unedlere Metall opfert sich

Verzinkter Stahl mit Zink-Kristallstruktur

Prinzip

Eisen wird mit einer Schicht aus dem unedleren Metall Zink überzogen.

Wird die Schicht zerkratzt, reagiert zuerst das Zink mit Sauerstoff – es „opfert" sich für das Eisen darunter.

Opferanode Auto · Zaun

Merksatz: Unedles schützt Edles. Solange noch Zink vorhanden ist, wird das darunterliegende Eisen nicht angegriffen.

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Edelstahl – Legierung

Aktiver Schutz: unsichtbare Oxidschicht

Glänzende Edelstahl-Oberfläche

Prinzip

Dem Eisen wird Chrom und/oder Nickel beigemischt. Diese Metalle bilden sofort eine extrem dichte, unsichtbare Oxidschicht.

Weiterrosten wird damit unmöglich – die Schicht erneuert sich sogar selbst, wenn sie zerkratzt wird.

Besteck Geländer

Edelstahl ist heute der Standard überall dort, wo Langlebigkeit zählt – von der Küche bis zur Architektur.

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Selbstheilender Lack

Beschichtungen, die Risse selbst reparieren

Mikroskopische Kapseln im Lack

Prinzip

Mikroskopisch kleine Kapseln werden in den Lack gemischt. Wird er zerkratzt, brechen Kapseln auf und setzen flüssigen Reparaturstoff frei.

Die Flüssigkeit fließt in den Riss und härtet aus – bevor Sauerstoff das Metall erreicht.

Luftfahrt Offshore-Wind
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Intelligente Sensoren

Vorausschauende Instandhaltung mit IoT

Brücke mit IoT-Sensoren und Warn-App

Prinzip

Winzige Sensoren in Brücken und Pipelines messen kontinuierlich Widerstand und chemische Veränderungen.

Über eine App bekommen Ingenieure in Echtzeit Bescheid, bevor ein Schaden sichtbar wird.

Brücken Predictive Maintenance

Korrosion wird voraussagbar. Statt zu reparieren, wenn der Schaden da ist, kann man heute verhindern, dass er überhaupt entsteht.

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Unsere Verantwortung

Korrosion beginnt im Kleinen – und kann im Kleinen gestoppt werden

Ressourcen

Metalle sind begrenzt. Wer schützt, spart Rohstoffe und Energie.

Kreislauf

Langlebige Produkte schonen die Umwelt – Circular Economy.

Sicherheit

Guter Korrosionsschutz sichert Brücken, Züge, Gebäude – und Menschenleben.

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Unsere Quellen

Hier haben wir unsere Informationen her

Schulbuch Chemie heute — Westermann Schulbuchverlag
Webquelle 1 LEIFIphysikThema: Rostbildung und elektrochemische Aspekte, leifiphysik.de
Webquelle 2 Chemie.de FachlexikonEintrag: Korrosion und Passivierung von Metalloberflächen, chemie.de
Webquelle 3 Planet SchuleDer Treibhauseffekt (verwandte Chemie-Themen), planet-schule.de
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