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Leck in der Hausinstallation
AFB I–IIEin Installateur hat in einem Altbau ein verzinktes Stahlrohr direkt mit einem Kupferrohr verschraubt. Nach zwei Jahren tropft es — das Loch sitzt im Stahlrohr unmittelbar neben der Verbindung. Das Leitungswasser ist durch gelöstes CO₂ schwach sauer.
| Redoxpaar | Zn²⁺/Zn | Fe²⁺/Fe | H₃O⁺/H₂ | Cu²⁺/Cu |
|---|---|---|---|---|
| E° in V | −0,76 | −0,44 | 0,00 | +0,34 |
Im Labor wird am nachgebauten Rohrstück ein mittlerer Korrosionsstrom von 0,50 mA gemessen. \(F = 96\,485\,\text{C/mol}\), \(M(\ce{Zn}) = 65{,}38\,\text{g/mol}\)
- Erläutern Sie, warum an der Verbindungsstelle ein Lokalelement entsteht, und geben Sie Anoden- und Kathodenteil an.
- Formulieren Sie die Teilgleichungen am Anodenteil (erst Zink, dann Eisen) und am Kathodenteil.
- Berechnen Sie die Masse Zink, die in zwei Jahren bei 0,50 mA abgetragen wird.
- Beurteilen Sie zwei Vorschläge: (1) ein isolierendes Zwischenstück aus Kunststoff einbauen, (2) das Kupferrohr in Fließrichtung vor das Stahlrohr setzen.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Zwei Metalle, Kontakt, Elektrolyt.
Hinweis zu Aufgabe b)
Saures Wasser: H₃O⁺ wird reduziert.
Hinweis zu Aufgabe c)
Q = I · t, z = 2.
Hinweis zu Aufgabe d)
Was unterbricht das Lokalelement, was verstärkt es?