Die langsame Oxidation: Ein schleichender Prozess der Materialveränderung

Langsame Oxidation ist ein sehr interessanter Prozess. Besonders im Alltag wird er oft beobachtet. Manchmal bleibt ein Fahrrad ungeschützt im Regen stehen. Bekanntlich entwickelt sich dann Rost. Doch wie ebendies funktioniert das? Eisen rostet unter bestimmten Bedingungen – dies geschieht durch die Reaktion mit Wasser und Sauerstoff. Eisen verändert sich jedoch nicht wenn es in reinem Wasser oder an trockener Luft ist. Erst in Anwesenheit von Wasser und Sauerstoff kommt es zur Oxidation. Der Wechsel von silbergrau zu braunrot erfolgt weil hydriertes Eisenoxid entsteht. Interessant ist auch – dass gelöste Elektrolyte die Reaktion beschleunigen.

Ein einfaches Beispiel der chemischen Gleichung zeigt den Prozess: 4Fe + 3O2 + 6H2O -> 4Fe3+ + 12−. Alternativ kann der Verlauf ebenfalls als 4FeO + 4H2O dargestellt werden. Dabei handelt es sich um einen langen Prozess der je nach Material unterschiedlich lange dauert. So rostet Eisen sehr schnell – in wenigen Stunden ist es oxidiert. Edelstahl hingegen braucht dazu Jahre.

Langsame Oxidation ist nicht nur ein Phänomen der Rostbildung. Ein weiteres Beispiel sind Alkane. Sie können vorsichtig zu Alkoholen oxidiert werden. Dies geschieht oft über Kupferdrahtwolle die erhitzt wird. In diesem Fall wird das Alkan zum Alkanol oxidiert während das Kupferoxid reduziert wird. Eine schnelle Oxidation würde jedoch sofort zu CO2 und H2O führen was eine flammende Verbrennung zur Folge hätte. Langsame Oxidation kann sich über Jahrzehnte hinziehen – die Aktivierungsenergie ziehen Materialien meist aus ihrer Umgebung. Beispielsweise kann durch die Kombination von Eisen Sauerstoff und Wasser ein wasserhaltiges Eisenoxid entstehen.

Zusammenfassend lässt sich sagen: Dass verschiedene Materialien auch unterschiedlich schnell oxidieren. Während Eisenpulver sehr schnell oxidiert, bleibt Edelstahl viele Jahre stabil. Unter Umständen können Stoffe sogar innerhalb von Sekunden oxidieren. Daher ist die Einordnung einer langsamen Oxidation stark vom Blickwinkel und den spezifischen Bedingungen abhängig. Wenn man also von Oxidation spricht ´ bezieht man sich auf die Rekation ` in der ein Stoff mit Sauerstoff reagiert. Rost ist ein alltägliches Beispiel welches den Vorgang gut veranschaulicht.