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Conan
Gast
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 Verfasst am: 23. Nov 2023 18:30 Titel: Vorgang des Rostens / Passivschichtbildung |
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Meine Frage:
Ich muss euch nochmal "belästigen".
Wir behandeln das Thema der Oberflächendiffusion und die Adsorption bzw. Reaktion mit den Umgebungsmedien
So wie ich das verstanden habe, geht es hier hauptsächlich um die Bewegung der Oberflächen nahen Atome / Moleküle und ihre Interaktion mit adsorbierten Atomen / Molekülen.
Oberflächendiffusion bewirkt keine Eigenschaftsveränderungen oder Alterungsprozesse
In diesem Zusammenhang wurde das Theam Rosten angerissen:
Also ganz kurz: Ein Wassermolekül besteht aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom. Ein Wasserstoffatom besteht aus einem Proton und einem Elektron, ein Sauerstoffatom ist ähnlich aufgebaut, aber komplizierter.
Ein Proton hat bestimmte Eigenschaften, ein Elektron auch. Kommen aber beide zusammen, bildet sich etwas NEUES, das mit Proton und Elektron NICHTS oder fast nichts gemein hat, ein Wasserstoffatom. Das Wasserstoffatom hat bestimmte Eigenschaften. Kommen zwei Wasserstoffatome zusammen, bildet sich ein Wasserstoffmolekül. Das hat mit den Wasserstoffatomen NICHTS oder fast nichts gemeinsam, es ist etwas NEUES.
Reagieren die Wasserstoffatome mit dem Sauerstoffatom zusammen, bildet sich ein Wassermolekül. Ein Wassermolekül hat wieder völlig NEUE Eigenschaften, die haben NICHTS mit den Eigenschaften ?. Und so weiter ? und so weiter. Das ist ein Teil der Quantenphysik.
Jetzt kommen gefühlte 200 Seiten der Erklärung ?
Wenn nun ein Wassermolekül an eine Werkstoffoberfläche kommt, reagiert es mit der Oberfläche und bildet etwas NEUES. Es kann sich zerlegen, oder fast intakt an der Oberfläche bleiben ? Die ?Einzelteile? des Wassermoleküls können diffundieren ? und auf einen größeren Hohlraum treffen oder ihn auch machen, erschaffen. Was da rauskommt, hängt von der Größe des Hohlraums ab. Ein superkleiner Hohlraum verändert das Wassermolekül zu etwas NEUEM. Großer Hohlraum: Es kann sich wieder Wasser bilden, ?
Ich nehme an, dass mit Hohlraum erschaffen gemeint ist, dass Atome aus der Oberfläche heraus gelöst werden und dies dann den Hohlraum erschafft und je nachdem wie viel Platz da im Gitter schon war durch Fehlstellen, ist es ein kleiner oder größerer Hohlraum.
Meine Ideen:
Da ich schon wieder ein paar Stunden gefehlt habe ist es echt schwer. . . |
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AC-Gast
Gast
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| Verfasst am: 23. Nov 2023 19:19 Titel: Wasser |
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Vorweg:sufgrund deiner langatmigen Ausführung fällt es schwer,hier konkret zu antworten,da auch verschiedene Aspekte auftauchen.
Wer sich mit Diffusion und Adsoprtionsprozessen an Festkörperoberflächen beschäftigt,muß hier eigentlich keine Erklärungen zum Aufbau eines Wasseroleküls liefern.
| Zitat: | | Wenn nun ein Wassermolekül an eine Werkstoffoberfläche kommt, reagiert es mit der Oberfläche und bildet etwas NEUES. |
Dazu dies:Wasser kann an solchen Oberflächen zuerst einmal nur physisorbiert werden,d.h. das Wassermolekül reagiert nicht(!) im chemischen Sinne mit den Bestandteilen der Oberfläche.
Je nach Material kann das Wasser unterschiedlich mit der Oberfläche reagieren.
Bei einer Oberfläche mit bestimmten Metalloxid-Strukturen,kann das Wasser chemisorbiert werden,unter teilweiser Dissoziation in "H+ und OH-"
(s. Hydratisierung von Oxiden).
Es kann auch eine Redoxreaktion mit vorhandenen Metallzentren erfolgen,was z.B. bei Eisen zur Rostbildung führen kann.
Die Themen Diffusion und strukturelle Zusammensetzung der Oberfläche würde ich gesondert behandeln.
Also bitte etwas konkretere Fragen,dann erhöh sich die Möglichkeit,hier erklärend zu helfen.
AC-Gast. |
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Conan
Gast
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| Verfasst am: 24. Nov 2023 16:44 Titel: |
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Alles klar.
Mein Problem mit dem Text ist die Bemerkung das ein wassermolekül sich selbst einen Hohlraum in der Oberfläche erschaffen kann.
Das verstehe ich konkret nicht.
Das manches nur adsorbiert wird, oder auch mit den oberflächennahen Atomen reagieren kann und eine neue Verbindung bildet ist soweit okay.
Aber einen Hohlraum bilden wegen einem Wassermolekül? |
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chemiewolf
Anmeldungsdatum: 06.07.2022
Beiträge: 475
Wohnort: Rheinhessen
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| Verfasst am: 24. Nov 2023 16:55 Titel: |
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| Conan hat Folgendes geschrieben: |
Mein Problem mit dem Text ist die Bemerkung das ein wassermolekül sich selbst einen Hohlraum in der Oberfläche erschaffen kann.
Das verstehe ich konkret nicht.
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Ein Wassermolekül kann das auch nicht. Was mit der Aussage gemeint ist, erschließt sich mir auch nicht. |
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Conan
Gast
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| Verfasst am: 24. Nov 2023 17:04 Titel: |
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Und auf was für Hohlräume soll das Wassermolekül den treffen, wenn ich davon ausgehe das schon welche in der Oberfläche sind.
Das können doch höchstens Fehler im Kristallgitter sein und das sind keine Hohlräume und da passt auch kein Wassermolekül hinein. |
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chemiewolf
Anmeldungsdatum: 06.07.2022
Beiträge: 475
Wohnort: Rheinhessen
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| Verfasst am: 25. Nov 2023 09:50 Titel: |
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| Conan hat Folgendes geschrieben: |
Das können doch höchstens Fehler im Kristallgitter sein und das sind keine Hohlräume und da passt auch kein Wassermolekül hinein. |
ja, von Fremdmoleküleinlagerungen in interstitielle Plätze habe ich auch noch nie gehört, während Fremdatomeinlagerungen umfassend beschrieben sind |
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Conan
Gast
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| Verfasst am: 25. Nov 2023 11:54 Titel: |
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Mir sind auch nur die Vorgänge derAdsorption oder des Einbaus von Atomen im Kristallgitter bekannt.
Da gibt es ja die physisorption oder die Chemiesorption.
Aber kein Einbau von Molekülen.
ich habe jetzt gezielt nach Literatur zur Rostbildung und zur Passivschichtbildung gsucht.
Wasser, bzw. Wasserstoff ist hierbei beteiligt.
Was ich mich frage, wieso fürht das zu keiner Wasserstoffversprödung?
Und generell befindet sich in der Luft ja auch anteillig wasserstoff der an der Oberfläche aufgespaltet zu H in die Metall eindiffundieren und diese dann verspröden könnte, wenn er an Spannungsspitzen zu H2 wieder rekombiniert.
Ist dieses H2 dann aber ein Ion oder liegt es als Gasmolekül vor? |
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AC-Gast
Gast
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| Verfasst am: 28. Nov 2023 10:13 Titel: Korrosion |
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[/quote]Was ich mich frage, wieso fürht das zu keiner Wasserstoffversprödung?
Und generell befindet sich in der Luft ja auch anteillig wasserstoff der an der Oberfläche aufgespaltet zu H in die Metall eindiffundieren | Zitat: |
Irgendwie wirkt das wie quer- und angelesen,aber nicht wirklich strukturiert wie du dich mit der Materie beschäftigst.
Die Wasserstoffversprödung ist schon ein Vorgang,welches mit Korrosionsprozessen einhergehen kann,genauer bei der Wasserstoffkorrosion.
Es kommt auf das genaue Material(Legierung) an und die äußeren Bedingungen(bzgl. Korrosion),ob die WV (engl. oft HE) relevante Dimensionen annimmt.
Da wäre auch die Rückfrage,wie hoch du denn den Anteil an H2 in der normalen Luft siehst?
Ein paar ppm machen da selbst bei anfälligen Legierungen normalerweise nichts aus,was die Meterialeigenschaften angeht.
Bei der WV gibt es übrigens verschiedene Modelle zur Beschreibung des Mechanismus(s. z.B. HEDE-mechanism).
AC-Gast. |
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Tamolaner
Gast
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| Verfasst am: 11. Feb 2024 10:10 Titel: |
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So wie ich den Text verstanden habe reagieren die aufgespaltenen Bestandteile des Wassermoleküls mit den Bestandteilen der Oberfläche und diffundieren teilweise in das Material hinein. Dort kann es neue Reaktionen geben.
Z.b. ein anderes Atom heraus lösen (Hohlraumbildung) oder sich in einen Hohlraum einbauen (Leerstelle im Gitter).
Aber das die Bestandteile des einstigen Wassermoleküls in der Legierung wieder ein Wassermolekül bilden, kann ich mir nicht vorstellen. |
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chemiewolf
Anmeldungsdatum: 06.07.2022
Beiträge: 475
Wohnort: Rheinhessen
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| Verfasst am: 11. Feb 2024 10:36 Titel: |
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was spricht gegen eine Rekombination zurück zu Wasser? |
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Tamolaner
Gast
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| Verfasst am: 11. Feb 2024 14:55 Titel: |
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Ich bin davon ausgegangen das sich im Kristallgitter einer Legierung kein Wassermolekül bilden kann. Genauso wenig wie Gase.
Wegen der Bindungsart.
Müssten sonst nicht in der Legierung ebenfalls Wasseratome vorhanden sein, wenn Wasserstoff und Sauerstoffatome im Gitter nebeneinander liegen? |
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chemiewolf
Anmeldungsdatum: 06.07.2022
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Wohnort: Rheinhessen
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| Verfasst am: 11. Feb 2024 15:28 Titel: |
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sie werden sicherlich nicht überall gebildet. Aber an allen Stellen, die sie als Wassermoleküle erreichen und wo sie gespalten werden, können sie imho auch wieder gebildet werden. |
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Tamolaner
Gast
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| Verfasst am: 11. Feb 2024 16:45 Titel: |
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Das heißt also das man dann "Wasser" in der Legierung hat durch das Eindringen von aussen.
Das aber durch die Legierungsbestandteile selbst, im Inneren keine Wassermoleküle gebiödet werden.
Dann zählen als einzelne Wassermoleküle von Aussen schon als Rostauslöser.
Ich dachte immer dafür benötigt man Kondensat auf der Oberfläche als ein Elektrolyt zum Ladungstransport. |
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chemiewolf
Anmeldungsdatum: 06.07.2022
Beiträge: 475
Wohnort: Rheinhessen
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| Verfasst am: 11. Feb 2024 17:36 Titel: |
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Diffusionsprozesse sind etwas anderes als die Rostbildung. Erstere finden auch in Edelstählen statt, die nicht rosten.
Bei den Betrachtungen hier sollte man also immer ganz genau beachten, um welchen Prozess es gerade geht. |
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Tamolaner
Gast
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| Verfasst am: 11. Feb 2024 20:34 Titel: |
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Wie tief drin in der Legierung kann den das Wassermolekül gebildet werden?
Diffundieren können ja nur einzelne Atome...
Und was passiert mit dem Wassermolekül dann?
Bei Stahl hätte ich gesagt Rostbildung (aber im Inneren)???
Aber bei Edelstahl? |
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AC-Gast
Gast
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| Verfasst am: 12. Feb 2024 10:18 Titel: Rost |
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| Zitat: | Wie tief drin in der Legierung kann den das Wassermolekül gebildet werden?
Diffundieren können ja nur einzelne Atome...
Und was passiert mit dem Wassermolekül dann? |
Ich würde gern einmal den Originaltext sehen,den der TES anfangs erwähnte.
Mir erscheint es sehr unwahrscheinlich,daß Wasser,und sei es in dissoziierter Form,tiefer in ein Metall/Legierung eindringen können als in die vorhandenen Oxidschichten vorhandener Passivschichten.
Falls bereits Mikrorisse im Metall vorliegen,kann die Korrosion auch dort stattfinden,was man u.a. auch bei der Wasserstoffversprödung im Verlauf bestimmter korrosiver Prozesse beobachten kann.
Aber eine Diffusion von Wasser durch das Metallgitter ist nicht möglich.
Die hohmolytische Spaltung von H2,Dissoziation der H-Atome und Rekombination zu H2 innerhalb der Gitterstrukturen ist etwas anderes.
Heterolytisch gespaltenes Wasser kann nicht ins Metall diffundieren.
Und wo soll "H+" herkommen für so entstandenes OH- ?
Da hätte die Wasserstoffkorrosion eben schon zur Reduktion zu H geführt.
AC-Gast. |
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Tamolaner
Gast
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| Verfasst am: 12. Feb 2024 10:25 Titel: |
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Da bin ich raus.
hab nur Chemikant gelernt und das ist fast 30 Jahre her.
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