Die kinetik der zinkkorrosion in 0,1m Boraxlösung

Abstract

Die Kinetik der Zinkkorrosion an rotierenden Scheibenelektroden in 0,1m Boraxlösung (pH = 9,2 konstant) wurde durch photometrische Zn²⁺ - Bestimmung untersucht. Die verwendete Apparatur erlaubte es, die Korrosion bei Variation der Elektrodengrösse, der Temperatur, der Drehzahl und des Sauerstoffpartialdrucks zu studieren, sowie Potential- Zeit- und Strom- Spannungskurven aufzunehmen. Es wird beobachtet, dass die Oxidation von Zink durch H₂O zu Zinkoxid in den ersten Stunden schneller verläuft als die Auflösung von Zinkoxid und danach konstante Lösungsgeschwindigkeit eintritt: $\text{d}\text{c(}\text{Zn}{}^{\mathrm{2+}}\text{)}\text{d}\text{t}\text{=k′}$k′ ist proportional der Elektrodenoberfläche, hängt exponentiell von der Temperatur ab (Aktivierungsenergie ca. 40 kJ mol^-1) und ist drehzahlunabhängig. Während des Korrosionsvorganges beträgt das Elektrodenpotential -1360 mV (Hg/HgO/0,1m Boraxlösung). Es entspricht einer Elektrodenreaktion ZnO + H₂O + 2e^- ⇌ Zn + 2OH^- die mit Hilfe von Strom-Spannungskurven identifiziert wird. Bei Anwesenheit von Sauerstoff im Elektrolyt (Luftsättigung) wird k′ um den Faktor 5 grösser. Zwei Erklärungen werden dafür diskutiert. Eine abschliessende Diskussion bezieht sich auf die Kinetik des Schichtdickenwachstums, nach der die konstante Lösungsgesch windigkeit als stationärer Vorgang (Durchtrittsgeschwindigkeit und Oxidationsgeschwindigkeit gleich gross) anzusehen ist.