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Opferanode und Weißblech
AFB I–IIStahlschiffe und Pipelines rosten im Meerwasser. Man schraubt deshalb Magnesium- oder Zinkblöcke an den Stahl („Opferanoden“), die sich mit der Zeit auflösen, während der Stahl erhalten bleibt. Konservendosen bestehen dagegen aus Weißblech (Stahl mit Zinnüberzug), Dachrinnen oft aus verzinktem Stahl. M1 enthält Standardpotenziale.
M1Standardpotenziale (25 °C)
| Redoxpaar | \(\ce{Mg^2+}/\ce{Mg}\) | \(\ce{Zn^2+}/\ce{Zn}\) | \(\ce{Fe^2+}/\ce{Fe}\) | \(\ce{Sn^2+}/\ce{Sn}\) | \(\ce{Cu^2+}/\ce{Cu}\) | \(\ce{O2}/\ce{H2O}\) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| \(E^\circ\) in V | −2,37 | −0,76 | −0,44 | −0,14 | +0,34 | +1,23 |
- Erklären Sie mit M1, warum ein leitend mit dem Stahl verbundener Magnesiumblock das Eisen vor der Oxidation schützt.
- Berechnen Sie die Spannung zwischen den Halbzellen \(\ce{Mg^2+}/\ce{Mg}\) und \(\ce{Fe^2+}/\ce{Fe}\) unter Standardbedingungen.
- Vergleichen Sie Weißblech und verzinkten Stahl für den Fall, dass die Schutzschicht bis auf den Stahl verkratzt wird.
- Beurteilen Sie, ob man ein Stahlblech mit Kupfernieten befestigen sollte.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Welches Metall ist das stärkere Reduktionsmittel und gibt zuerst Elektronen ab?
Hinweis zu Aufgabe b)
\(\Delta E = E^\circ(\text{Akzeptor}) - E^\circ(\text{Donator})\).
Hinweis zu Aufgabe c)
An der Kratzstelle berühren sich zwei Metalle und der Elektrolyt: Welches wird oxidiert?Vergleichen: Gemeinsamkeiten und Unterschiede herausarbeiten.
Hinweis zu Aufgabe d)
Kupfer steht über Eisen.