Korrosionspotential
In diesem Kapitel werden das Leerlaufpotential (OCP) und das Korrosionspotential vorgestellt. Die Funktionsweise von Referenzelektroden sowie das konventionell festgelegte 0-V-Potential der Standard-Wasserstoffelektrode (SHE) werden erläutert.
Das elektrochemische Potential lässt sich messen. Technisch gesehen ist es nur möglich, die Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten zu messen. Werden zwei Metalle in einen Elektrolyten (leitfähige Lösung) getaucht, zeigt ein an beide angeschlossener Voltmeter ihre Potentialdifferenz an.
Sind die beiden Metalle beispielsweise durch ein Kabel miteinander verbunden, fließen Elektronen vom Metall mit dem niedrigeren Potential zum Metall mit dem höheren Potential. Dadurch verringert sich die Potentialdifferenz zwischen den beiden Metallen. Zwischen den Prozessen, die zum elektrochemischen Potential führen, und dem Elektronenfluss stellt sich ein neues dynamisches Gleichgewicht ein, das zu einer neuen Potentialdifferenz in Abhängigkeit vom fließenden Strom führt. Je höher der Stromfluss ist, desto geringer ist die Potentialdifferenz.
Offener Stromkreis Potential
Aus diesem Grund ist in der Regel das Leerlaufpotential (OCP) oder die Leerlaufspannung (OCV) von besonderem Interesse. Es handelt sich dabei um das Potential, bei dem kein Strom fließt, da der Stromkreis offen ist. Zwischen zwei Metallen in derselben Lösung ist das OCP die höchstmögliche Potentialdifferenz, die ohne Anlegen eines Potentials von außen erreicht werden kann. Die Messung des OCP erfolgt zudem berührungslos, da kein Strom fließt.
Bei den meisten Anwendungen werden das OCP und andere Potentiale gegenüber einer Referenzelektrode gemessen. Da sich Potentiale addieren, lässt sich leicht berechnen, wie die Potentiale gegenüber anderen Referenzelektroden ausfallen würden. Es gibt kein absolutes Potential, aber Elektrochemiker haben sich darauf geeinigt, dass das Standardpotential der Standard-Wasserstoffelektrode (SHE) gemäß Konvention 0 V beträgt. Dies erleichtert die Identifizierung von Edelmetallen.
Alle Metalle mit einem positiven Standardpotential gegenüber SHE sind Edelmetalle. Sie sind beständig gegen Säurekorrosion, da für die Korrosion die Protonen der Säure zu Wasserstoff reduziert werden müssen und dafür das Potential des Metalls niedriger (kathodischer) sein müsste als das Potential der Protonenreduktion.
OCP versus Korrosionspotential
Ist das OCP dasselbe wie das Korrosionspotential? Ja, das ist es, auch wenn die Definition etwas anders klingt: Das Korrosionspotential ist das Potential, das eine Probe aufweist, wenn kein externer Strom angelegt wird. Es kann dennoch ein Strom fließen, um zwei Reaktionen – eine Oxidation und eine Reduktion – an der Probe zu ermöglichen. Beispielsweise oxidiert eine Stahlprobe bei Kontakt mit einer Säurelösung (abhängig von der Stahlzusammensetzung), und an der Oberfläche werden Protonen reduziert. Schließt man ein Voltmeter und eine Referenzelektrode an, entspricht das gemessene OCP dem Korrosionspotential der Stahl-Proton-Reaktion.
Durch die Beobachtung des OCP (Oxidations-Korrosions-Potential) oder des Korrosionspotentials können Sie auch Korrosionsprozesse überwachen. Hohe Korrosionspotentiale sind positiv. Das System nimmt eher Elektronen auf, als dass es Elektronen abgibt, sodass eine Reduktion wahrscheinlicher ist. Sinkt das Korrosionspotential, bedeutet dies, dass die Probe oxidiert und sich in ihr negative Ladungen ansammeln.
Messung des OCP oder Korrosionspotenzials
Um das OCP oder das Korrosionspotential zu messen, starten Sie PSTrace im Korrosionsmodus und wählen Sie das Verfahren "Korrosionspotential".
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