{"id":10106,"date":"2021-07-12T12:00:20","date_gmt":"2021-07-12T10:00:20","guid":{"rendered":"https:\/\/www.theo-schrauben.de\/blog\/?p=10106"},"modified":"2021-06-28T14:24:59","modified_gmt":"2021-06-28T12:24:59","slug":"opferanode","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.theo-schrauben.de\/blog\/opferanode\/","title":{"rendered":"Opferanode – Eigenschaften einfach erkl\u00e4rt"},"content":{"rendered":"

Wer ein Boot besitzt oder die Wartung des eigenen Heizungssystems nicht dem Fachmann oder der Fachfrau \u00fcberl\u00e4sst, kennt den Namen Opferanode wahrscheinlich. F\u00fcr alle anderen d\u00fcrfte dieses Wort ein unbeschriebenes Blatt sein. Dabei ist sie ein effektiver und leicht einzusetzender Schutz vor Rost<\/a>. Der Name „Opferanode“ r\u00fchrt daher, dass die Anode selbst korrodieren, also rosten soll anstelle eines wichtigeren Bauteils. Sie opfert sich also gewisserma\u00dfen. Wie das funktioniert und wo sie noch zum Einsatz kommt, erfahrt ihr in diesem Beitrag.<\/p>\n

Was genau ist eine Opferanode?<\/h2>\n

Die Opferanode ist im Grunde nichts weiter als ein kleines St\u00fcck Metall, dass man entweder in Stab-, Block- oder Kettenform erh\u00e4lt. Eingesetzt wird sie immer dann, wenn ein Bauteil aus Metall konstanten Kontakt mit Wasser hat. Denn bis heute ist es nicht m\u00f6glich, eine perfekte Legierung zu schaffen, die unter keinen Umst\u00e4nden rostet. Die Opferanode soll demnach hochwertigere oder wichtigere Bauteile vor Rost sch\u00fctzen, indem sie selbst verrostet. H\u00e4ufig handelt es sich um Bauteile, die entweder teuer in der Anschaffung, aufwendig herzustellen oder unentbehrlich f\u00fcr die richtige Funktion sind. Sowohl Schrauben<\/a> als auch Propeller von Booten lassen sich somit sch\u00fctzen. Dazu ist erst einmal wichtig, die elektrochemische Spannungsreihe zu verstehen. Keine Angst, ihr m\u00fcsst euer altes Chemiebuch nicht vom Dachboden holen.<\/p>\n

Elektrochemische Spannungsreihe<\/h3>\n

Diese Reihe weist jedem Metall einen gewissen Platz zu. Dabei sind Metalle, die weiter unten stehen, „unedler“ als Metalle, die weiter oben stehen. Das klingt erstmal nichtssagend, hei\u00dft aber f\u00fcr die praktische Chemie, dass sich hieran die Richtung eines Elektronenaustausches ablesen l\u00e4sst. Nehmen wir als Beispiel Zink und Eisen. Zink ist unedler als Eisen, und somit w\u00fcrden die Elektronen bei einer Reaktion immer von Zink zum Eisen \u00fcberspringen.<\/p>\n

Galvanische Zelle<\/h3>\n

Hier spricht man auch von einem galvanischen Element, einer galvanischen Kette oder einem Daniellschen Element. Kurz gesagt entsteht eine galvanische Zelle jedes Mal, wenn zwei Metalle in einem Elektrolyten, also einem leitenden Stoff wie zum Beispiel Wasser aufeinander treffen. Das ist bei Batterien und auch bei der Opferanode der Fall. Dabei entsteht eine Redoxreaktion, bei der Oxidation und Reduktion r\u00e4umlich getrennt voneinander ablaufen. Oxidation ist nichts weiter als die Abgabe von Elektronen und die Reduktion stellt die Aufnahme von Elektronen dar. Anhand dieser beiden Fachbegriffe erkl\u00e4rt sich die Funktionsweise einer Opferanode beinahe selbst.<\/p>\n

Wie funktioniert eine Opferanode?<\/h2>\n

Die Opferanode funktioniert immer gleich, jedoch gibt es je nach Einsatzgebiet kleinere Feinheiten, die hinzukommen. Damit wir aber nicht noch mehr Verwirrung stiften, fangen wir mit dem offensichtlichsten Einsatzgebiet an: den Booten.<\/p>\n

Gehen wir davon aus, dass der Rumpf eines Bootes aus Eisen besteht und wir eine Zinkanode benutzen. Nun muss die Anode zun\u00e4chst elektrisch leitend am Rumpf befestigt werden, dabei darf kein Abstand, Lack oder eine Legierung dazwischen liegen. An Land tut sich hier erstmal nichts, wird das Boot jedoch zu Wasser gelassen, bildet sich eine galvanische Zelle. Wir haben jetzt also zwei verschiedene Metalle in einem Elektrolyt. Die Redoxreaktion f\u00e4ngt an. Da Zink der elektrochemischen Spannungsreihe nach unedler ist, oxidiert es und gibt seine Elektronen \u00fcber das Eisen ab. Folglich gibt Zink seine Atome an den Elektrolyten ab. Somit rostet<\/a> nur die Anode aus Zink, w\u00e4hrend der Eisenrumpf unbeschadet bleibt.<\/p>\n

Wie man sieht, opfert sich die Anode f\u00fcr ein gef\u00e4hrdetes Material, indem sie sich selbst zersetzt und in L\u00f6sung geht. Damit dieser Effekt noch verst\u00e4rkt beziehungsweise langlebiger wird, legiert man beide Metalle. Legierungen finden sich nicht auf der elektrochemischen Spannungsreihe wieder, k\u00f6nnen aber in Relation gesetzt werden. Da so ein Boot meist aus mehreren verschiedenen Metallen<\/a> besteht, m\u00fcssen auch unterschiedliche Opferanoden verbaut werden. So haben wir zum Beispiel das Stevenrohr, dass meist aus Messing gebaut wird und den \u00dcbergang vom Propeller zum Motor im Inneren des Schiffes darstellt. Dann haben wir den legierten Bootsrumpf und den Propeller selbst, der wahrscheinlich wieder aus einem anderen Metall besteht. \u00dcberpr\u00fcft also sorgf\u00e4ltig, welche Metalle vorhanden und gef\u00e4hrdet sind.<\/p>\n

Die Opferanode f\u00fcr Warmwasserspeicher<\/h3>\n

Wie auch bei Booten und allen anderen Einsatzbereichen bildet sich eine galvanische Zelle und die Anode korrodiert, w\u00e4hrend das gef\u00e4hrdete Metall unbeschadet bleibt. Das gef\u00e4hrdete Metall ist in diesem Falle die Wandung des Warmwasserspeichers eurer Heizung. Meist sind diese Boiler verzinkt und trotz moderner Technik wird die Emaillierung immer kleinste Fehler aufweisen. Dementsprechend w\u00fcrde die Wandung irgendwann rosten. Deshalb verbaut man stab- oder kettenf\u00f6rmige Opferanoden aus Magnesium. Ein n\u00fctzlicher Nebeneffekt ist, dass hier unter den richtigen Bedingungen Calciumcarbonat entsteht, welches die Emaillierung ausbessert und eine zus\u00e4tzliche Schutzschicht bildet.<\/p>\n

Auf der anderen Seite l\u00f6st sich der Magnesiumstab auf und bleibt als Schlamm zur\u00fcck. Aus diesem Grund muss der Speicher regelm\u00e4\u00dfig gereinigt werden.<\/p>\n

Fremdstromanode<\/h3>\n

Wenn euch das regelm\u00e4\u00dfige Austauschen und der hohe Verschlei\u00df zu viel des Guten ist, k\u00f6nnt ihr auch zu einer Fremdstromanode greifen. Hierbei l\u00f6st sich nichts auf und es entsteht weniger Abfall bzw. Schlamm, allerdings muss konstant Gleichstrom flie\u00dfen. Das zu gew\u00e4hrleisten ist nicht immer m\u00f6glich. Solltet ihr eine geeignete Stromquelle anschlie\u00dfen, erzeugt die Fremdstromanode einen Elektronen\u00fcberschuss um das Metall. Somit kann keine Redoxreaktion stattfinden.<\/p>\n

Die Einsatzgebiete von Opferanoden<\/h2>\n

Neben besagtem Einsatz in der Schifffahrt und Heiztechnik findet man Opferanoden \u00fcberall, wo konstanter Kontakt mit einem Elektrolyt besteht und der Verschlei\u00df eines hochwertigen Bauteils verhindert werden soll. So kommen sie auch bei unterirdischen Rohrleitungen oder Bohrt\u00fcrmen zum Einsatz. Um das richtige Metall der Opferanode zu w\u00e4hlen, kommt es auch auf das Medium an. Salzwasser ist f\u00fcr eine Redoxreaktion g\u00fcnstiger, weshalb man meist Magnesium oder Zink verwendet. Booten in Binnengew\u00e4ssern reicht meist schon eine Magnesiumanode.<\/p>\n

Aber auch f\u00fcr Zuhause kann man Opferanoden verwenden. Findet ihr ungewollte Roststellen an der \u00dcberdachung eures Wintergartens oder an eurer Pumpe f\u00fcr den Teich? \u00dcberpr\u00fcft einfach die Position des verwendeten Metalls in der elektrochemischen Spannungsreihe und kauft eine passende Opferanode. Im Idealfall bleibt euch der Rost in Zukunft erspart.<\/p>\n

Lebensdauer und Wartung<\/h2>\n

F\u00fcr Boote sagt man, dass sie mindestens einmal pro Jahr auf ihre Opferanoden \u00fcberpr\u00fcft werden sollten. Dabei h\u00e4ngt das viel mehr von der Regelm\u00e4\u00dfigkeit der Benutzung ab. Ein Boot, das konstant im Wasser liegt, muss h\u00e4ufiger \u00fcberpr\u00fcft werden, als eines, das auch mal in der Garage gelagert wird. Wie erw\u00e4hnt spielt auch das Medium eine gro\u00dfe Rolle. Solltet ihr das Einsatzgebiet wechseln, tauscht auch vorsichtshalber die Opferanoden aus.<\/p>\n

Bei Speichern und Beh\u00e4ltern geben die Hersteller meist einen Zeitraum vor, nachdem ein Austausch stattfinden soll. In einem geschlossenen System kann man die Bedingungen schlie\u00dflich besser voraussagen. Dennoch solltet ihr nicht darauf verzichten, diese bei der j\u00e4hrlichen Wartung eurer Heizung \u00fcberpr\u00fcfen zu lassen.<\/p>\n

Warum l\u00f6st sich eine Opferanode nicht auf?<\/h3>\n

Stellt ihr fest, dass sich eure Opferanode selbst nach h\u00e4ufiger Benutzung nicht aufl\u00f6st, ist Obacht geboten. Als Grundsatz solltet ihr Wissen, dass irgendetwas immer rostet, wenn Metalle auf Wasser treffen. Daher versucht umgehend den Fehler oder die Ursache zu finden, sollte sich eure Anode nicht aufl\u00f6sen. Dabei kann es sich nur um einen der 6 folgenden Gr\u00fcnde handeln:<\/p>\n

1. Metalle sind elektrisch isoliert<\/h4>\n

In diesem Fall verhindert etwas den direkten Kontakt der Metalle. Egal ob es sich dabei um eine Legierung, Lackierung oder einfach ein St\u00fcck Stoff handelt, dass sich verklemmt hat. Die Metalle m\u00fcssen elektrisch leitend miteinander verbunden sein, damit sich eine galvanische Zelle bilden kann. Nur so funktioniert die Opferanode.<\/p>\n

2. Anodenmetall eignet sich nicht<\/h4>\n

Hier ist ein Fehler beim Lesen der elektrochemischen Spannungsreihe geschehen. Die Anode ist entweder aus dem gleichen Material oder sogar edler. Wom\u00f6glich dient das gef\u00e4hrdete Material als Opferanode.<\/p>\n

3. Anode ist nicht in Kontakt mit dem Elektrolyt<\/h4>\n

Kann eines der Metalle das Elektrolyt nicht ber\u00fchren, kann auch kein Elektron an dieses abgegeben werden. Folglich entsteht keine galvanische Zelle und die Redoxreaktion kann nicht wie gewollt ablaufen.<\/p>\n

4. St\u00f6rung durch andere Metalle<\/h4>\n

Ein weiteres, noch unedleres Metall befindet sich so nah an der Opferanode, dass es anstelle dessen korrodiert. Achtet also auf gen\u00fcgend Abstand zu anderen Metallen.<\/p>\n

5. Einwirkung von Fremdstr\u00f6men<\/h4>\n

Falsch angebrachte Leitungen oder andere elektrische Ger\u00e4te leiten Strom bis zur Anode. Das kann in zwei Richtungen gehen: entweder die Anode rostet noch schneller oder gar nicht. In beiden F\u00e4llen solltet ihr nach der Ursache suchen, was nicht immer leicht ist. In manchen F\u00e4llen ist dies nur mit einer Feldmessung m\u00f6glich.<\/p>\n

Fazit<\/h2>\n

Die Opferanode nutzt das elektrische Spannungsverh\u00e4ltnis von verschiedenen Metallen, um Rost zu verhindern. Dabei soll sich die Anode anstelle eines anderen Bauteils aufl\u00f6sen, sich also opfern. Dies geschieht \u00fcber eine galvanische Zelle. Sie verhindert die Redoxreaktion, also die Rostbildung nicht, sondern verlagert Oxidation und Reduktion auf zwei verschiedene R\u00e4ume. In diesem Fall sind die R\u00e4ume die Anode und das edlere Metall. Die Anwendung klingt vielleicht kompliziert, ist in der Praxis aber ganz einfach. Kauft eine Opferanode und bringt sie an dem Bauteil an, dass ihr sch\u00fctzen wollt. Zu Hause kann das auch ein Dach oder ein anderer Gegenstand sein.<\/p>\n

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