Korrosion und Oberflächenbehandlung
Die Korrosionsstromdichte von Eisen betrage auf der ganzen Oberfläche gleichmäßig 1,0 µA/cm². Welcher Wert kommt der Geschwindigkeit am nächsten, mit der die Oberfläche durch Korrosion zurückweicht? Eisen löse sich als Fe²⁺; molare Masse 55,85 g/mol, Dichte 7,87 g/cm³, Faraday-Konstante 96485 C/mol, 1 Jahr = 3,15×10⁷ s.
- Aca. 7,7 µm/Jahr
- Bca. 23 µm/Jahr
- Cca. 12 µm/Jahr
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Lösung: C. ca. 12 µm/Jahr
Die pro Flächeneinheit und Sekunde gelöste Masse beträgt iM/(nF) = 1,0×10⁻⁶ × 55,85/(2 × 96485) ≈ 2,9×10⁻¹⁰ g/(cm²·s); geteilt durch die Dichte 7,87 g/cm³ ergibt sich eine Abtragsgeschwindigkeit von etwa 3,7×10⁻¹¹ cm/s. Multipliziert mit einem Jahr: 3,7×10⁻¹¹ × 3,15×10⁷ ≈ 1,16×10⁻³ cm/Jahr, also etwa 12 µm/Jahr (11,6 µm/Jahr). Ca. 23 µm/Jahr setzt fälschlich n = 1 an. Ca. 7,7 µm/Jahr rechnet mit n = 3, also mit Auflösung als Fe³⁺, was nicht zu den Bedingungen der Aufgabe passt. Da Stromdichte und Korrosionsgeschwindigkeit proportional sind, ist für Eisen „1 µA/cm² entspricht etwa 12 µm/Jahr“ ein praktischer Umrechnungswert, um aus dem Korrosionsstrom die Lebensdauer abzuschätzen.
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