Anorganische Chemie
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Anorganische Chemie Anorganik ist mehr als nur Salze; hier gibt es Antworten auf Fragen rund um die "unbelebte Chemie" der Elemente und ihrer Verbindungen.

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Alt 03.12.2014, 18:38   #1   Druckbare Version zeigen
Fabian31415 Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 16
Galvanisches Verzinken

Hallo!

Ich möchte gern eine Stahlplatte mit den Maßen (200×200×8){mm^3} galvanisch verzinken, um sie gegen Korrosion zu schützen. Ob es evtl. andere Verfahren gibt, ist mir rel. egal, ich wollte gern mal das galvanische Verzinken ausprobieren.

In der Schule hatten wir in der Oberstufe einmal einen Versuch gemacht, bei dem wir einen Eisennagel als Kathode bei einer Elektrolyse einer wässrigen Zinkchloridlösung verwendet hatten:

Auflösen von Zinkchlorid in Wasser:
{ ZnCl_2 \rightarrow Zn^{2+} + 2Cl^- }
Elektrolyse:
{ Ox:\ 2Cl^- \rightleftharpoons Cl_2 + 2e^- }
{ Red:\ Zn^{2+} + 2e^- \rightleftharpoons Zn }
{ RedOx:\ Zn^{2+} + 2Cl^- \rightleftharpoons Zn + Cl_2 }

Ich hoffe, das stimmt so. Wie man sehen kann, entstand jedenfalls Chlorgas und das stinkt typischerweise ekelhaft und außerdem ist es auch gefährlich, weshalb ich den Versuch so nicht nachstellen wollte, selbst mit einer guten Belüftung nicht.
Das Problem liegt ja offensichtlich im Anion des Salzes, in der Schule hatten wir das Zinksalz der Salzsäure verwendet, aber es gibt ja noch andere Säuren.
Als Privatperson kommt man neben Salzsäure einfach an Essig- und Zitronensäure. Ein Stück Zink (z.B. http://www.amazon.com/Roto-Metals-Zinc-Ingot-99-7%25/dp/B001QUXB04/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1417622646&sr=8-1&keywords=zinc+metal) ließe sich in der Essig- oder Zitronensäure einfach auflösen:

Protolyse einer Säure in Wasser:
{ HA +H_2O \rightleftharpoons H_3O^+ + A^- }
Auflösen von Zink in Säure:
{ Zn + 2H_3O^+ \rightarrow Zn^{2+} + H_2 + 2H_2O }
Nettoreaktion:
{ Zn + 2HA \rightarrow Zn^{2+} + 2A^- + H_2\ \ \ \ \ (in Wasser) }

Das Wasserstoffgas soll mich mal nicht stören, wenn ich nur geringe Mengen Zinksalz darstelle und außerdem ist Wasserstoffgas ja sehr flüchtig...

Das eigtl. Problem, weshalb ich diesen Beitrag starte, liegt darin, dass ich nicht weiß, wie sich das Acetat- bzw. Citration bei einer Elektrolyse mit einer Graphitelektrode (habe noch ein paar herumliegen) verhält. Möglicherweise entstehen da auch giftige Gase. Da brauche ich unbedingt Hilfe! Außerdem wäre noch interessant, ob es noch andere Brönstedt-Säuren gibt, die man als normale Privatperson einfach und günstig erwerben kann.

Ich hoffe, es kann mir hier jemand helfen.

Viele Grüße,

Fabian
Fabian31415 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 04.12.2014, 07:56   #2   Druckbare Version zeigen
Nobby Männlich
Mitglied
Beiträge: 15.608
AW: Galvanisches Verzinken

Zitat:
Zitat von Fabian31415 Beitrag anzeigen
Hallo!

Ich möchte gern eine Stahlplatte mit den Maßen (200×200×8){mm^3} galvanisch verzinken, um sie gegen Korrosion zu schützen. Ob es evtl. andere Verfahren gibt, ist mir rel. egal, ich wollte gern mal das galvanische Verzinken ausprobieren.

In der Schule hatten wir in der Oberstufe einmal einen Versuch gemacht, bei dem wir einen Eisennagel als Kathode bei einer Elektrolyse einer wässrigen Zinkchloridlösung verwendet hatten:

Auflösen von Zinkchlorid in Wasser:
{ ZnCl_2 \rightarrow Zn^{2+} + 2Cl^- }
Elektrolyse:
{ Ox:\ 2Cl^- \rightleftharpoons Cl_2 + 2e^- }
{ Red:\ Zn^{2+} + 2e^- \rightleftharpoons Zn }
{ RedOx:\ Zn^{2+} + 2Cl^- \rightleftharpoons Zn + Cl_2 }

Ich hoffe, das stimmt so. Wie man sehen kann, entstand jedenfalls Chlorgas und das stinkt typischerweise ekelhaft und außerdem ist es auch gefährlich, weshalb ich den Versuch so nicht nachstellen wollte, selbst mit einer guten Belüftung nicht.
Das Problem liegt ja offensichtlich im Anion des Salzes, in der Schule hatten wir das Zinksalz der Salzsäure verwendet, aber es gibt ja noch andere Säuren.
Als Privatperson kommt man neben Salzsäure einfach an Essig- und Zitronensäure. Ein Stück Zink (z.B. http://www.amazon.com/Roto-Metals-Zinc-Ingot-99-7%25/dp/B001QUXB04/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1417622646&sr=8-1&keywords=zinc+metal) ließe sich in der Essig- oder Zitronensäure einfach auflösen:

Protolyse einer Säure in Wasser:
{ HA +H_2O \rightleftharpoons H_3O^+ + A^- }
Auflösen von Zink in Säure:
{ Zn + 2H_3O^+ \rightarrow Zn^{2+} + H_2 + 2H_2O }
Nettoreaktion:
{ Zn + 2HA \rightarrow Zn^{2+} + 2A^- + H_2\ \ \ \ \ (in Wasser) }

Das Wasserstoffgas soll mich mal nicht stören, wenn ich nur geringe Mengen Zinksalz darstelle und außerdem ist Wasserstoffgas ja sehr flüchtig...

Das eigtl. Problem, weshalb ich diesen Beitrag starte, liegt darin, dass ich nicht weiß, wie sich das Acetat- bzw. Citration bei einer Elektrolyse mit einer Graphitelektrode (habe noch ein paar herumliegen) verhält. Möglicherweise entstehen da auch giftige Gase. Da brauche ich unbedingt Hilfe! Außerdem wäre noch interessant, ob es noch andere Brönstedt-Säuren gibt, die man als normale Privatperson einfach und günstig erwerben kann.

Ich hoffe, es kann mir hier jemand helfen.

Viele Grüße,

Fabian
Also giftige Gase entstehen da nicht. Wenn Du Zink als Anode nimmst bildet sich neues Salz. Organische Salze werden durch den Strom aber abgebaut zu anderen organischen Verbindungen, was nach einiger Zeit im Galvanoniederschlag Probleme machen kann. Als Salz wird daher üblicherweise Zinksulfat benutzt, da entsteht bei inerten Anoden Sauerstoff.
__________________
Vena lausa moris pax drux bis totis
Nobby ist gerade online   Mit Zitat antworten
Alt 04.12.2014, 14:36   #3   Druckbare Version zeigen
donald313 Männlich
Mitglied
Beiträge: 493
AW: Galvanisches Verzinken

hi
Gängige saure Elektrolyte sind auf Sulfatbasis -- (Schwefelsäure)
Musst du zum arbeiten aber auf pH 4-5 abpuffern (Borsäure oder Essigsäure/-acetat-Puffer)
Oder Zink -- alkalisch mit Natronlauge.

Gruß
Donald
donald313 ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 10.12.2014, 22:20   #4   Druckbare Version zeigen
Fabian31415 Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 16
AW: Galvanisches Verzinken

Danke für die schnellen Antworten!

Ich bin am Samstag umgezogen und hatte daher erstmal keine Internetverbindung, um zu antworten...
Von organischen Salzen werden ich also meine Finger lassen, treu gemäß dem KISS-Prinzip. Den Tipp mit der Zinkanode fand ich sehr hilfreich, den werde ich sicherlich umsetzen!

Ansonsten schwanke ich jetzt zwischen den wässrigen Lösungen von Zinksulfat, Zinkchlorid und Natriumzinkat ( { NaOH \rightarrow Na^+ + OH^- (in\ Wasser)} und dann { Zn^{2+} + 4OH^- \rightarrow Zn(OH)_4^{2-} } oder so ähnlich) Die Natriumzinkatmethode werde ich wohl streichen, da der Umgang mit Natronlauge unnötig gefährlich ist. Die Darstellung des Chlorids aus elementarem Zink und einer salzsäuren Lösung ist anscheinend erheblich günstiger als das Kaufen von Sulfat.
Ich denke, ich präferiere jetzt doch wieder das Zinkchlorid, aber mit einer Zinkanode, das sollte einfach und kosteneffizient sein.

Viele Grüße und vielen Dank für Eure Hilfe,

Fabian

P.S.: Das hier habe ich auf YouTube gefunden: https://www.youtube.com/watch?v=Jj2eO1uLmFc Offensichtlich bilden sich Zinkatanionen und Aluminatanionen (der Rohrreiniger besteht ja aus Natriumhydroxid und ein paar Aluminiumstückchen). Gehe ich richtig in der Annahme, dass das Aluminat an der Elektrolyse unbeteiligt ist, weil Aluminium deutlich unedler als Zink ist?
Fabian31415 ist offline   Mit Zitat antworten
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Stichworte
galvanik, galvanisch, stahl, verzinken, zink

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