{"id":2690,"date":"2018-04-16T12:46:36","date_gmt":"2018-04-16T10:46:36","guid":{"rendered":"https:\/\/www.theo-schrauben.de\/blog\/?p=2690"},"modified":"2019-10-28T14:05:53","modified_gmt":"2019-10-28T13:05:53","slug":"wie-entsteht-rost","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.theo-schrauben.de\/blog\/wie-entsteht-rost\/","title":{"rendered":"Wie entsteht Rost?"},"content":{"rendered":"

An die lustigen Geschichten mit Ritter Rost in unserer Kindheit erinnern sich wohl die meisten noch recht gern. Doch in unserem Alltag ist Rost gar nicht mehr so lustig. Das Auto ist st\u00e4ndig gef\u00e4hrdet, die Metallkonstruktion des Gew\u00e4chshauses l\u00f6st sich langsam auf und auch im gro\u00dfen Stil ist Rost ein Problem. Seit der Entdeckung des Eisens durch den Menschen verwenden wir dieses stabile Material und sp\u00e4ter dann Stahl f\u00fcr riesige Konstruktionen wie Br\u00fccken, Schiffe und Stahlbetonbauten. Und denkt nur an die unz\u00e4hligen Schienen, die im Laufe der Jahrhunderte schon durch den Rostfrass zerst\u00f6rt worden sind. Doch wie entsteht Rost eigentlich und was ist das genau? Genau diesen Fragen wollen wir heute nachgehen.<\/p>\n

Was ist eigentlich Rost?<\/h2>\n

Ehe wir uns der Frage widmen, wie genau Rost entsteht, ein paar kurze Worte dazu, was Rost eigentlich ist. Gemeinhin spricht von Rost als Korrosion, was ja nicht verkehrt ist. Aber nicht jede Korrosion ist auch f\u00fcr das Material sch\u00e4dlich. Fast alle Metalle oxidieren n\u00e4mlich beim Kontakt mit Sauerstoff und Wasser. Doch bei den meisten entsteht dadurch eine nat\u00fcrliche Schutzschicht – die Oxidschicht. Diese ist undurchl\u00e4ssig und sch\u00fctzt das darunterliegende Material vor weiterer Oxidation. Sicher kennt ihr die ber\u00fchmte gr\u00fcne Patina der kupfernen Verblendungen von T\u00fcrmen und D\u00e4chern. Das ist genau so eine Oxidschicht.<\/p>\n

Auch beim Eisen bildet sich beim dauerhaften Kontakt mit Wasser bzw. Feuchtigkeit und Sauerstoff eine Oxidschicht, doch sch\u00fctzt diese das Material leider nicht. Als einziges Metall bildet Eisen Rost. Rost ist eine wasserhaltige Eisenoxid-Verbindung an der Oberfl\u00e4che des Materials. Sie ist por\u00f6s und bildet somit eine noch viel gr\u00f6\u00dfere Angriffsfl\u00e4che f\u00fcr weiteren Rost. Metalle, wie Eisen und Stahl k\u00f6nnen dann komplett durchrosten und zerst\u00f6rt werden. Aufgrund dieser Eigenschaften unterscheiden wir auch Eisenmetalle (rostende Metalle) und Nichteisenmetalle (nicht rostende Metalle).<\/p>\n

Wie entsteht Rost?<\/h2>\n

Nun gehen wir aber tiefer auf die Frage ein. Wie entsteht Rost? Die Korrosion durch Oxidation von Eisen durch Sauerstoff in Verbindung mit Wasser bzw. Feuchtigkeit ist ein chemischer Prozess, der sich auf molekularer Ebene abspielt. Zur Rostbildung kommt es aufgrund unterschiedlicher Ladungen der Molek\u00fcle. Sauerstoff greift das Eisen an, denn dem Sauerstoffatom fehlen zwei Elektronen, damit die \u00e4u\u00dfere Elektronenschale voll besetzt ist. Sauerstoff k\u00f6nnen wir also grunds\u00e4tzlich als einen aggressiven Elektronenr\u00e4uber bezeichnen. Der Diebstahl der Elektronen hei\u00dft Oxidation (vom altgriechischem Namen Oxygenium f\u00fcr Sauerstoff abgeleitet).<\/p>\n

Grunds\u00e4tzlich schadet Oxidation dem Eisen erst einmal nicht. Nur in Reaktion mit Sauerstoff (ohne Einfluss von Wasser)gibt Eisen sehr bereitwillig El\"Rost<\/a>ektronen an das Sauerstoffatom ab und schadet sich damit nicht selbst. Wie bei anderen Metallen bildet sich eine d\u00fcnne Oxidschicht aus Eisen(II)-Oxid, die vor weiterer Zerst\u00f6rung sch\u00fctzt. Daher kommt es auch, dass in sehr trockenen Gebieten das Eisen nicht so schnell rostet wie zum Beispiel in unseren Gefilden. Ganz anders sieht es aus, wenn Feuchtigkeit ins Spiel kommt und Feuchtigkeit gibt es in unserer Luft immer, egal, ob als Niederschlag oder dadurch, dass die Luft immer in verschiedenen Graden feucht ist.<\/p>\n

Rost durch Sauerstoff und Wasser<\/h3>\n

Erst wenn Sauerstoff und Wasser auf das Eisen und den Stahl einwirken, bildet sich bei dieser chemischen Reaktion Rost. Chemisch besteht Rost aus einer Mischung von Eisen(II)-Oxid, Eisen(III)-Oxid und Kristallwasser. Der Prozess, der dabei abl\u00e4uft, wird Sauerstoffkorrosion genannt.<\/p>\n

Die Sauerstoffmolek\u00fcle dringen in die Wassermolek\u00fcle ein. Sie verbinden sich nun nicht mit den Eisenatomen, sondern reagieren mit den Wassermolek\u00fclen und den Eisenelektronen zu Hydroxid -Ionen. Diese sind negativ geladenen und reichern sich im Wasser an. Das Metall will den Elektronenverlust ausgleichen und es str\u00f6men also Elektronen aus dem Metall nach. Dadurch entsteht wiederum ein Elektronenmangel. Positiv geladene Eisenatome wandern in die Wassertropfen und treffen dort auf die negativ geladenen Hydroxid-Ionen. Die unterschiedlichen Ladungen f\u00fchren dazu, dass sich beide miteinander verbinden und bilden gr\u00fcnes bis olivbraunes Eisen(II)-Hydroxid.<\/p>\n

Fe\u00b2 +2 OH = Fe (OH)2<\/sub><\/h4>\n

Sauerstoff und Wasser sind nun aber immer noch da und das Eisen(III)-Hydroxid wird zu Eisen(III)-Ionen umgesetzt und es entsteht Eisen(III)-Hydroxid. Dieses nun sieht schon so rostbraun aus, wie wir das kennen. Wir haben jetzt ein Gemisch aus Eisen(II)-Hydroxid und Eisen(III)-Hydroxid. Im Laufe der Zeit wird nun wieder Wasser freigesetzt. Unser Hydroxid-Gemisch wird zu dem best\u00e4ndigen Gemisch aus Eisen(II)-Oxid und Eisen(III)-Oxid und Kristallwasser- dem Rost. Durch das Kristallwasser (im Festk\u00f6rper gebundenes Wasser) braucht Rost viel mehr Volumen als reines Eisen. Es bl\u00e4ht sich auf, br\u00f6selt und platzt ab. Durch das Abplatzen wird wieder reines Eisen freigelegt und der ganze mehrstufige Oxidationsprozess beginnt von vorne. So wird nach und nach das gesamte Material zerst\u00f6rt. Es verwittert.<\/p>\n

Wir haben den Prozess gek\u00fcrzt und stark vereinfacht dargestellt. Es ist sicherlich in eurem Sinne. Bei Stahl l\u00e4uft der Prozess meist noch komplexer ab, da andere chemische Elemente wie Chrom und Nickel noch hinzukommen. Diese, vor allem Chrom, verz\u00f6gern den Prozess. Je h\u00f6her der Anteil von Chrom in der Legierung Stahl, desto weniger anf\u00e4llig wird er f\u00fcr Rostbildung.<\/p>\n

Rost durch S\u00e4ure<\/h3>\n

Auch durch S\u00e4ure kann ein Korrosionsprozess in Gang gesetzt werden. Bei der S\u00e4urekorrosion spricht man auch von der Wasserstoffkorrosion. Hier wird das Metall, vor allem Eisen, aber auch Kupfer durch die Protonen der S\u00e4ure angegriffen. Nicht der Sauerstoff, sondern die Protonen der S\u00e4ure, in dem Fall Wasserstoff-Ionen, wirken als Oxidator. Es entsteht dabei aber kein Rost, sondern das Material wird in sich destabilisiert und spr\u00f6de. Man spricht daher auch von Wasserstoffverspr\u00f6dung. Zus\u00e4tzlich zum Angriff auf das Material durch die S\u00e4ure vollzieht sich dann noch der oben erl\u00e4uterte Prozess der Rostbildung durch Sauerstoff in Verbindung mit Wasser.<\/p>\n

Ein nat\u00fcrliches In-Gang-Setzen des Rostvorgangs durch die Verbindung von Schadstoffen mit Wasser zu S\u00e4ure wie Schwefel zum Beispiel ist bei uns in Deutschland zumindest, kaum noch m\u00f6glich, da unsere Luft seit den 80er Jahren viel sauberer geworden ist. Die Gefahr des sauren Regens, der nicht nur W\u00e4lder besonders angegriffen hat, sondern eben auch die Rostbildung in Eisen und Stahl antreibt, ist in unseren Breiten gebannt. Wollt ihr aber Edelrost selber machen<\/a>, dann nutzt ihr genau dieses Prinzip, um den Rostvorgang zu starten.<\/p>\n

\"verrostetes<\/a>

Schiffe sind durch das Meerwasser besonders anf\u00e4llig f\u00fcr Rost<\/p><\/div>\n

Beschleunigung der Rostbildung<\/h2>\n

Die Rostbildung kann \u00a0durch andere Metalle und vor allem durch Salze beschleunigt werden. Ber\u00fchrt zum Beispiel ein anderes Metall euer Eisen, entsteht an der Stelle des Kontaktes ein sogenanntes Lokalelement. Dieses f\u00fchrt zur Oxidation des unedleren Metalles, in dem Falle also dem Eisen.<\/p>\n

Besonders Salze steigern die Bildung von Rost, denn Salze, zum Beispiel Natriumchlorid, erh\u00f6hen die Leitf\u00e4higkeit des Wassers. Dadurch erhalten die Salze quasi dauerhaft den Stromfluss und die chemischen Reaktionen permanent am Laufen. Die Salzionen sorgen also f\u00fcr einen dauerhaften und beschleunigten Ladungsausgleich an den Reaktionsorten. Sie f\u00f6rdern die Bildung der Hydroxid-Ionen und die Freisetzung der positiven Eisenatome. Das ist der Grund, warum gerade Schiffe besonders anf\u00e4llig f\u00fcr Rost sind.<\/p>\n

Rost\u00e4hnliche Oxidation und Korrosionsvorg\u00e4nge<\/h2>\n

Es gibt auch wasserfreie Oxidationsprodukte, die sich auf der Oberfl\u00e4che von Eisen bilden k\u00f6nnen. Diese bilden sich bei hohen Temperaturen, wie zum Beispiel beim Schmieden. Diese Eisenoxide sind meist sehr d\u00fcnn und grauschwarz. Das ist der sogenannte Hammerschlag beim Schmieden, der vom gl\u00fchenden Eisen abplatzt.<\/p>\n

Weitere rost\u00e4hnliche Erscheinungen sind die Patina bei Kupfer oder der Wei\u00dfrost bei Zink. Die Bildung von Wei\u00dfrost bei Zink setzt sich im Gegensatz zum Rost bei Eisen aber nicht mehr weiter fort, sobald die Feuchtigkeit weg ist. Deswegen solltet ihr auch verzinkte Bleche immer witterungsgesch\u00fctzt lagern. Bei dauerhafter Einwirkung von Feuchtigkeit kann auch Zink nach und nach zerst\u00f6rt werden.<\/p>\n

Kann Edelstahl rosten?<\/h2>\n

Edelstahl ist daf\u00fcr bekannt, dass es eben korrosionsgesch\u00fctzt ist und nicht bzw. nicht so schnell rosten kann. Die Legierung ist ein Meilenstein in der Entwicklung, durch den wir im Alltag, beim Heimwerken und im Handwerk vor Rost gesch\u00fctzt sind. Es gibt aber auch den Edelstahl in unterschiedlichen Qualit\u00e4ten. A4-Edelstahl beispielsweise ist resistenter als A2-Edelstahl und wird vor allem dann eingesetzt, wenn viel Wasser oder zus\u00e4tzlich noch Salze den Reaktionsprozess vom Stahl\/Eisen zum Rost antreiben. So sind Edelstahlschrauben<\/a> in A4-Qualit\u00e4t zum Beispiel in Pools verarbeitet. Mehr zur Entwicklung des Edelstahls erfahrt ihr in unserem Beitrag Edelstahl – vom Stein zum Stahl und dar\u00fcber hinaus.<\/a><\/p>\n

Wir haben noch ein Video f\u00fcr euch, in dem alles noch einmal erkl\u00e4rt wird. Wenn euch also das n\u00e4chste Mal jemand fragt: Wie entsteht Rost, dann seid ihr um eine Antwort nicht mehr verlegen. Wie man Rost entfernen kann, ohne dass er sich sofort wieder neu bildet und Werkst\u00fccke, Dekorationen und Bauten vor Rost sch\u00fctzen kann, werden wir euch nat\u00fcrlich in einem weiterem Beitrag im Theo-Schrauben-Handwerkerblog erkl\u00e4ren.<\/p>\n