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Elektrolytisches Verzinken - Erklärung

Jährlich werden tausende Tonnen von Eisen und Stahl weltweit durch Rost zerstört. Deshalb strebt man eine dauerhafte Schutzschicht an, durch die das Material vor Rost geschützt wird. Eine dieser Methoden ist das Verzinken. Es gibt verschiedene Arten: Neben dem Feuerverzinken ist elektrolytisches Verzinken sehr verbreitet. Es findet vorrangig bei Blechen Anwendung.

Zinkblech als Dacheindeckung
Zinkblech als Dacheindeckung

Die Elektrolyse als Werkzeug zum Verzinken

  • Beim Feuerverzinken wird in der Hauptsache Energie gebraucht, um das Zink in flüssiger Form auf das Trägermaterial zu bekommen. Die dabei entstehende relativ starke Zinkschicht ist aber nicht für jede Nachbehandlung geeignet. Dort, wo es auf eine glatte Oberflächenstruktur ankommt, bietet elektrolytisches Verzinken eindeutige Vorteile. 
  • Schon in der Schule ist der Vorgang der Elektrolyse ein Unterrichtsthema. Mithilfe von Gleichstrom und einem Elektrolyt, einem Bad mit gelösten Salzen, gelingt es durch Ionenwanderung Elementarteilchen aus der Anode zu lösen und an der Kathode anzusiedeln.
  • Die Methode wird nicht nur mit Zink angewendet, sondern funktioniert auch mit anderen Metallen, wie Chrom oder Gold. Landläufig spricht man dabei vom Galvanisieren. Elektrolytisches Verzinken ist teilweise bedenklich, was die Entsorgung der Rückstände angeht.

So funktioniert elektrolytisches Verzinken 

  • Nach der Art des Elektrolyts werden unterschiedliche Methoden angewandt. Beim sauren Bad dient Kaliumchlorid als Zusatz, wird dagegen Kaliumcyanid oder Natriumcyanid als Salz unter Zusatz von Hydroxiden verwendet, spricht man vom hochzyanidhaltigen Elektrolyt.
  • Welche Methode für welches Material angewendet wird, richtet sich nach den Eigenschaften des Materials und den späteren Verwendungszwecken. Beim hochzyanidhaltigen Bad etwa wird viel Wasserstoff freigesetzt, das führt bei hochfesten Stählen zu negativen Eigenschaften, die dann wieder durch Nachbehandlung, wie z. B. Tempern, verbessert werden müssen.
  • Im Bad schließt man eine Elektrode aus reinem Zink als Anode (Pluspol) an, das Werkstück als Kathode (Minuspol). Dann wird der Gleichstrom durch das Bad geschickt. Die aggressiven Bestandteile der Lösung können, vom Strom begünstigt, Materialionen vom Zink abtragen und sie am Werkstück wieder aufbauen.

Elektrolyse an anderen Beispielen

  • Elektrolytisches Verzinken ist eine Redoxreaktion. Ein ähnlicher Vorgang, bei dem auch elektrische Energie in chemische Energie (und zurück) umgewandelt wird, ist ein ganz normaler Akku. Die Ionenwanderung zwischen den Platten ermöglicht das Laden und die Entnahme von Strom. 
  • Möchte man ein sehr reines Metall gewinnen, gelingt dies ebenfalls mit Elektrolyse. Das Kupfer zum Beispiel wird zur Anode, löst sich im Elektrolyt, wird von diesem zur Kathode transportiert, die auch aus Kupfer werden soll, und kommt dort ohne jegliche Verunreinigung an.
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