fragen zu lokalelementen

[theomann]

Hallo Leute!
Ich habe zwei Fragen zu zwei verschiedenen Aufgaben und deren Lösungen...

also die eine Aufgabe war:

Warum rostet Weißblech (=verzinntes Eisenblech) besonders schnell, wenn seine Schutzschicht beschädigt ist?
Die Lösung dazu lautet: Das Zinn verhindert den Zutritt korrodierender Feuchtigkeit zu Eisen....wird die Zinnschicht verletzt, können elektronen über das Zinn in die Elektrolytlösung abfließen...das Eisen löst sich auf...

Frage hierzu: wenn das Eisen doch sowieso Elektronen über das Zinn abgibt, wieso muss denn dann noch zuerst die Zinnschicht verletzt werden, damit Eisen sich auflöst? Eigentlich, so hört es sich zumindest an, trägt das Elektrolyt gar nichts dazu bei, dass das Eisen in Lösung geht. Wieso passiert das denn dann nicht schon vorher?

Dann war da noch eine Aufgabe: Warum rostet verzinktes Eisen nicht, auch wenn die Zinkschicht stellenweise beschädigt ist...Antwort: Zink ist unedler als Eisen. Es geht in Elektrolytflüssigkeit in Lösung, die dabei frei werdende Elektronen fließen zum Eisen. Das nun als Kathode wirkende ( heißt das in diesem Fall Elektronenakzeptor?) löst sich nicht auf, denn an seiner Oberfläche werden Hydroniumionen oder Sauerstoff mit Hilfe vom Zink stammenden Elektronen reduziert.

So, das sind meine beiden Fragen zu den Aufgaben, wäre nett, wenn ihr mir helft:D
Vielen Dank!

[alpha]

Zur zweiten Frage: Ja, das potentiell oxidierte Eisen reagiert dann als Elektronenakzeptor und so wieder zurück zu elementarem Eisen...

Das Eisen gibt nicht die Elektronen einfach so ans Zinn ab. - Zinn und Eisen sind beides Metalle mit einer ähnlichen Elektronegativität, so dass von keinem Elektronenübertrag gesprochen werden kann. Aber: Zinn ist ein elektrischer Leiter, das heisst, vom Eisen in einer Oxidation freigesetzte Elektronen können durch Zinn "weggeleitet" werden.
Ist das etwas verständlicher?


Grüsse
alpha

[ondrej]

Schau dir die elektrochemische Spannungsreihe an:
http://de.wikipedia.org/wiki/Elektroche ... nungsreihe

Du wirst sehen, dass der Unterschied zwischen Zink und Eisen groß ist und der zwischen Zinn und Eisen klein. Es fließen Elektronen immer vom unedlen (unten in der Spannungsreihe) zu edlen (oben in der Spannungsreihe). Wenn sich also Fe+ bildet, liefert das Zink ein Elektron und schon hast Du wieder Fe.
Wie schon alpha gesagt hat, ist Zinn ähnlich zu Eisen und geht somit nicht in Lösung um Elektronen an das Eisen zu liefern. Vielmehr schnappt es sich selber die Elektronen, wenn das Eisen in Lösung geht und das Eisen bleibt in der Lösung ....

[theomann]

hallöchen,
erstmal danke für eure Antworten!
Warum Eisen an Zinn seine Elektronen abgibt und umgekehrt, war mir ja schon klar!
Aber warum NUR, wenn die Zinnschicht beschädigt ist?

Also können Elektronen nur übertragen werden, wenn das Elektrolyt hierbei als Tranporteur dient? Oder bewirkt das Elektrolyt etwas anderes?
So wie du das beschrieben hast alpha, scheint das Elektrolyt am Eisen eine Oxidation zu bewirken, allerdings erfolgt die Elektronenabgabe des Eisens nicht direkt an die Lösung sondern erst über Zinn in die Lösung....hab ich das so richtig verstanden?

[Manes_Schatz]

Weil bei Weißblechdosen das Eisen gar keinen Kontakt mit dem Elektrolyten hat. Und am Zinn dürfte die Überspannung für die Wasserstoffentwicklung zu hoch sein, damit sich dort Wasserstoff entwickelt.

Wenn Du jetzt allerdings die Dose verbeulst, so daß die Schutzschicht reißt, so bekommt der Elektrolyt sowohl Kontakt mit dem Eisen als auch mit dem Zink und das Lokalelement entsteht.

Deshalb soll man, wenn man Konservendosen kauft, auch tunlichst darauf achten, daß die Dosen nicht zerbeult sind, weil das ein guter Hinweis darauf ist, daß die Zinnschicht im Inneren der Dose verletzt und ein Lokalelement entstanden ist. Die Säuren, die in der Konservendosen drinne sind (meist irgendwelche Fruchtsäuren, Zitronensäure oder Essigsäure...) sind jetzt nicht so stark, daß die Dose in Nullkommanix korrodiert, aber es reicht schon, wenn sie innerlich verrostet, dann kannste den Geschmack mal voll vergessen...

[brain]

Nein, am Zinn ist die Überspannung nicht zu hoch. So haben wir das zumindest gelernt: An der Anode (Eisen) gehen Fe2+ in Lösung, die 2 Elektronen marschieren ins Zinn und von dort schnappen sie sich die Hydronium-Ionen aus dem ("möglichst" sauren) Wasser und werden zu Wasserstoff reduziert, dieser entweicht.

Bei Zinküberzug ist das eben umgekehrt, da geht Zink in Lösung und der Wasserstoff entwickelt sich am Eisen.