[scheikunde] Corrosie

[Cursusje]

Hoi iedereen,

Ik heb een vraagje met betrekking tot corrosie van ijzer.

Stel je hebt ijzer met daaromheen een perfect aansluitende zinklaag. Echter, er zit schade in beschermende zinklaag waardoor corrosie dus mogelijk is.

Als het ijzeroppervlak nu dus in contact komt met zuurstofhoudend water, ontstaan er zowel OH^- ionen als Fe²⁺ionen. (O₂ + 2H2O + 2 Fe --> 2 Fe²⁺ + 4 OH^- )

Vervolgens wordt er gesteld dat de zinklaag nu een negatieve pool wordt en het ijzer de positieve pool. En dat is ook meteen wat ik niet snap.

Ik snap dat ijzer positief wordt, ijzer staat elektronen af aan zuurstof (zo ontstaan de Fe²⁺ en de OH^-ionen), maar waarom zou de zinklaag een negatieve pool worden? Of bedoelen ze hier meer dat de zinklaag ten opzichte van ijzer negatiever is geworden?

[Cursusje]

Het complete 'verhaaltje' wat hierbij hoort:

"Zink is een sterkere reductor dan ijzer. Als op de beschadigde plaats zink en ijzer in contact komen met zuurstofhoudend water, ontstaat er een soort elektrochemische cel, waarbij de 2 metalen zijn kortgesloten. Zink is de negatieve pool, ijzer de positieve pool.

Zink gaat in de oplossing, de elektronen stromen van zink naar ijzer. Als het ijzeroppervlak in contact komt met water, worden deze elektronen opgenomen door zuurstof. (er ontstaan OH^- ionen) Deze hydroxide ionen vormen een neerslag met de zinkionen, zinkhydroxide ontstaat en dat is ondoordringbaar voor zuurstof."

- Er wordt dus gezegd dat de hydroxide ionen een neerslag vormen met de zinkionen, maar waar komen de zinkionen dan vandaan?

- Waarom is zink de negatieve pool en ijzer de positieve?

Ik hoop dat iemand mij hiermee kan helpen

[Peligi]

In deze galvanische cel zal Zn een oxidatie uitvoeren: Zn --> Zn²⁺+ 2 e^-

Door de vorming van de Zn²⁺deze reageren met OH^-en een onoplosbare neerslag vormen in water

Doordat er elektronen gaan vrijkomen bij de vorming van Zn²⁺ gaat deze elektrode negatief worden. Omdat het ijzer zal fungeren als elektrode waar de reductie gebeurt van zuurstof en er elektrode worden opgenomen dus daardoor positief wordt.

Als je nog een vraag hebt stel je ze maar, ik hoop dat ik ook geen foute info geef!

[Cursusje]

Peligi,

Bedankt voor de uitleg!

Het enige wat ik nog altijd niet snap is wat de aanleiding is dat Zn een oxidatie uitvoert.

Met andere woorden, waarom laat Zn 2 elektronen achter op het zink?

Zink voert namelijk alleen een oxidatie uit als deze een elektrochemische cel vormt ( Fe en Zn komen in contact met zuurstofhoudend water). Deze oxidatie vindt niet plaats als er geen zuurstofhoudend water is en dat snap ik niet zo goed.

Volgens mij heb je geen foute info gegeven hoor, dus ik hoop dat je mij dit ook kunt uitleggen

[Peligi]

Zink voert namelijk alleen een oxidatie uit als deze een elektrochemische cel vormt ( Fe en Zn komen in contact met zuurstofhoudend water).

Is het niet zo dat Zn een oxidatie ondergaat in een galvanische cel?

Wat ik denk dat er gebeurt (zelf ben ik ook nog student en heb dit probleem nog niet meegemaakt, dus hopelijk klopt de redenering )

De zuurstof ondergaat een reductie en ijzer juist een oxidatie (galvanische cel), hieruit wordt er Fe²⁺ gevormd.

Omdat Zink een sterkere reductor is als ijzer zal deze Fe²⁺ gaan reduceren tot ijzer en Zink gaat oxideren tot Zn²⁺

zodra er geen water met zuurstof is zal er ook geen Fe²⁺ gevormd kunnen worden waardoor er ook geen reductie van Fe²⁺ kan plaatsvinden.

Hopelijk ben je er iets mee!

[Cursusje]

Bedankt voor je reactie!

Het probleem is alleen dat de halfreactie van ijzer hier is:

2Fe(s) + O_{2 +}2H₂O --> 2Fe²⁺ + 4 OH^- Er volgen nog enkele reacties totdat Fe(OH)O ontstaat ofwel roest (corrosie).

De ijzerionen kunnen dus niet weer tot ijzeratomen gereduceerd worden helaas.

Er staat ook in het boek dat de eerste stap is dat de zinkatomen elektronen afstaan en als Zn²⁺ in de oplossing gaan, hierdoor wordt het zink de negatieve pool. De elektronen stromen vervolgens van zink naar het ijzer. De elektronen worden vervolgens opgenomen door zuurstof waardoor de volgende halfreactie plaatsvindt:

O₂ + 2H₂O + 4e^- --> 4OH^-

Deze hydroxide-ionen vormen dan een neerslag met de zinkionen.

Ik denk dus dat je alleen de elektronenstroom van de zinkatomen moet volgen.

Volgens mij werkt het dus als volgt:

Ijzer gaat roesten (corrosie) en wordt daardoor positief geladen. Zinkatomen laten 2 elektronen achter op het zink en gaan als ion de oplossing in. Zink wordt dus negatief geladen. Vervolgens stromen de elektronen van zink naar ijzer. Deze elektronen worden vervolgens opgenomen door zuurstof en vormen zo hydroxide-ionen. En tot slot slaan de hydroxide ionen neer met de zinkionen en vormen dus het beschermende laagje, waardoor het roesten stopt.

Een heel verhaal, ik hoop dan ook dat mijn redenatie klopt

[Peligi]

Interessante theorie, kan het ook zijn dat je ijzer gewoon fungeert als elektrode? Heeft een oplossing niet altijd een elektrode nodig? Vaak gebruikt is natuurlijk de Pt-elektrode

Is dit misschien de missende sleutel?

[Cursusje]

Ik denk trouwens dat je hierin wel eens gelijk kunt hebben. Ijzer treedt hier alleen op als positieve elektrode. Dit is wat je bedoelt neem ik aan?

[Fuzzwood]

Volgens mij gebeurt er hier met het ijzer juist niets. Dat het zink dus naast beschermingsmetaal ook als offeringsmetaal gebruikt wordt.

[Cursusje]

Bedankt voor de reactie Fuzzwood.

Dit is volgens mij wat Peligi ook bedoelde, dus ik denk dat jullie hier dan ook gelijk in hebben!