Erklärung

Alle Metalle haben in den verschiedenen Lösungen korrodiert, also mit Sauerstoff und Wasser reagiert.
Man kann allerdings je nach Lösung (Flüssigkeit) und Metall unterschiedlich starke Veränderungen bei den Metallen feststellen.

starke Unter-
stützung der
Destilliertes Sprudel- Seifenlauge Kochsalz Reaktion
Wasser 1. wasser 2. (Spülmittel) 3. lösung 4. (Oxidation)

E: 1.Destilliertes Wasser

Im destillierten Wasser sind keine Ionen vorhanden, welche die Korrosion (s. Definition zu Beginn) in irgendeiner Form beschleunigen oder verstärken können, deshalb korrodieren die Metalle in dieser „Lösung“ am schwächsten von allen weiteren Lösungen unserer Versuchsreihe.

Die Metalle reagieren wenig im destillierten Wasser, deshalb beobachtet man die Veränderungen nur fleckenweise auf den Metalloberflächen.

Ist ein Metall nur destilliertem Wasser ausgesetzt dauert das Korrodieren einige Wochen.

E: 2.Sprudelwasser

Im Sprudelwasser korrodieren die Metalle schon stärker, weil das Sprudelwasser mit anderen Stoffen versetzt ist. Das von uns benutzte Wasser enthielt z.B. Ca2+ Ionen, Mg2+Ionen und wie jedes Sprudelwasser Kohlensäure. Wir glauben, dass diese Ionen die Korrosion beschleunigt und unterstützt haben, deswegen konnte man eine heftigere Reaktion beobachten (z.B. stärkere Verfärbungen).

Zusatzstoffe im Wasser wie z.B. Kohlenstoffdioxid fördern also die Korrosion von Metallen. Man kann davon ausgehen, je konzentrierter diese Zusatzstoffe vorhanden sind, desto stärker korrodieren die Metalle.
Wir haben das Mineralwasser mit Rotkohlsaft (Indikator)getestet und da sich die Lösung pink gefärbt hat, können wie davon ausgehen, dass das Mineralwasser sauer ist. (Hier sind H3O+ Ionen in Mineralwasser enthalten, vergleiche Aufgabe 5)

Beispiel aus dem Alltag:
Im Regenwasser befindet sich ebenfalls eine große Menge Kohlenstoffdioxid, weshalb wir vermuten, dass Regenwasser die Korrosion mindesten genauso stark wie Sprudel fördert. Je größer die Umweltverschmutzung ist, desto stärker ist die Luft mit Schadstoffen versehen, die ebenfalls die Korrosion fördern.

E: 3.Seifenlauge (Spülmittel)

Wir sind uns nicht völlig sicher, ob die Metalle stärker im Sprudelwasser oder in der Seifenlauge reagiert haben, da unsere Beobachtungen nicht ganz eindeutig sind.
Es spricht aber einiges dafür, dass die Metalle in der Seifenlauge stärker reagieren.

Bsp.:
Aluminium hat in der Seifenlauge, aber nicht im Sprudel reagiert. Andererseits hat Eisen im Sprudel, aber nicht in der Seifenlauge reagiert. Wir wissen, dass dies mit einer Resistenz Eisens gegen kalte Laugen zu tun hat.
Wir gehen deshalb davon aus, dass bei Metallen in der Seifenlauge eine relativ heftige Korrosion stattgefunden hat, da sich die Farbe der Metalle verändert hat und sie matt geworden sind (Ein neuer Stoff, Metallhydroxid, ist also entstanden).
Man kann daraus schließen, dass alkalische Lösungen die Korrosion von Metallen fördern.

E: 4.Kochsalzlösung

Unserer Beobachtung zu Folge unterstützt Natriumchlorid die Korrosion von Metallen am stärksten. Die Metalle in unserer Versuchsreihe haben sehr stark reagiert, bspw. Magnesium hat sich vollständig aufgelöst, außerdem konnten wir in den Salzlösungen am frühsten Anzeichen von Korrosion feststellen.

Vermutlich beschleunigen und verstärken Salzlösungen (gelöste Verbindungen aus Metallen und Nichtmetallen) also das Korrodieren von Metallen. Metalle geben bei der Korrosion Elektronen ab, Ionen in der Salzlösung sorgen dabei für einen geschlossenen Stromkreis.

Beispiel aus dem Alltag:
Wird im Winter bei Schnee und Eis Salz gestreut, bildet sich solch eine Lösung, wie wir sie in unseren Versuchen verwendet haben (Zusätzlich sind hier noch die Schadstoffe aus der Luft enthalten). Befindet sich unter der Salz-Schneemischung also ein metallener Gegenstand findet eine starke Korrosion statt. Folglich besteht im Winter, sofern man mit Salz streut, eine stärkere Korrosionsgefahr.
Hier spielt wieder die Bildung von Lokalelementen eine Rolle. Ein Teil des Metalls ist Anode, ein anderer Kathode ( hier kann O2 reduziert werden.)
Salzwasser fördert diesen Vorgang, da die in Wasser gelösten Ionen dafür sorgen, dass der Stromkreis geschlossen wird.

Spezielle Erklärungen:

Eisen
Eisen hat beim Korrodieren eine große Besonderheit, das Oxid des Eisens ist so porös, dass es abfällt und neues Eisen freilegt, welches wieder rostet. Dies ist auch der Grund dafür, warum sich beim Eisen stets eine rote Schicht am Grund der Lösung befindet. Wir vermuten, dass das Eisen zum Teil schwarz ist, da es beim Korrodieren erst Eisenionen bildet und diese dann mit den Hydroxidionen, welche sich aus Wasser und Sauerstoff gebildet haben, zu rotem Rost reagieren.

Aluminium
Wir sind uns nicht sicher, warum Aluminium im Gegensatz zu den anderen Metallen weder mit destilliertem noch mit Sprudelwasser reagiert, da es unedeler als bspw. Kupfer ist. Vielleicht ist dies einfach eine Eigenart des Metalls oder es liegt daran, dass Alufolie nicht nur aus Aluminium besteht.
Aluminium korrodiert heftiger als Eisen (es ist unedler), aber die entstehende Oxidschicht aus Aluminiumoxid bildet einen geschlossenen Überzug über das Metall dadurch wird eine weitere Oxidation verhindert.

Lötzinn
Wir vermuten, dass unsere Versuche mit dem Lötzinn fehlgeschlagen sind, da Lötzinn sehr dünn ist, es bietet sich nicht genug Fläche zum Reagieren, und dass der Lötzinn aus dem Baumarkt möglicherweise eingefettet war, da die Käufer schließlich nichts mit korrodierendem Lötzinn anfangen können.

Kupfer
Wir haben uns gewundert, warum wir bei Kupfer in Salzlösung keine Veränderung beobachten konnten, da die übrigen Metalle in der Salzlösung stets am stärksten reagiert hatten. Unserer Meinung nach liegt die Lösung für dieses Problem in der aufgetretenen bläulichen Verfärbung der Lösung. Denn dies beweist, dass das Kupfer auf jeden Fall irgendwie reagiert (korrodiert) hat, da eine bläuliche Färbung einer Lösung ein Nachweis für Cu2+ Ionen ist. Das Kupfer geht bei der Korrosion also in Lösung. So konnte man nur die Verfärbung des Wassers beobachten.

Zusammenfassung der Ergebnisse

Anhand unserer Beobachtungen haben wir festgestellt, dass man bei gleicher Lösung bei den Metallen einen durchgängigen Unterschied in der Heftigkeit der Reaktion (Korrosion) feststellen kann.
(Messing kann nicht in diese Reihe aufgenommen werden, da es eine Legierung ist.)

starkes Korrodieren schwaches Korrodieren

MgAlZnFeSnCu

Bei dieser Versuchsreihe haben wir festgestellt, dass unsere Beobachtungen die uns bereits aus dem Chemieunterricht bekannte Redoxreihe (festgelegte Reihenfolge der Metalle von unedel nach edel; s. Abbildung Aufgabe 6) bestätigt.
Je unedler das von uns gewählte Metall war, desto stärker reagierte es in den jeweiligen Lösungen.

Bsp.:
Magnesium löst sich in der Kochsalzlösung auf, während Messing nur leichte Veränderungen aufweist.
Also sind unedle Metalle verständlicherweise für den Normalgebrauch ungeeigneter als edle Metalle, da sie schneller korrodieren.

Beispiel aus dem Alltag:
Bei der Schmuckherstellung werden Gold und Silber nicht nur wegen ihres Glanzes benutzt, sondern auch weil sie so edel sind, dass sie unter normalen Umständen kaum korrodieren (siehe auch Versilberung von „unedlen“ Schmuckstücken).

Aluminiumfolie und feuchte, salz- und säurehaltige Lebensmittel

Aufbau: Sauerkraut, Aluminiumfolie, eine Schüssel

Durchführung:
Wir füllen unser Sauerkraut in eine Schüssel und decken die Glasschüssel luftdicht mit Alufolie ab. Wir stellen die Schüssel für eine Woche in den Kühlschrank.