Referat Aluminium

Aluminium

S.g Herr Professor, liebe Mitschüler, wir m chten euch heute unser Referat, über Eisen und Aluminium vorstellen. Als erstes werden wir mit dem Aluminium beginnen.

Vorweg noch einige Angaben zum Aluminium die ihr auch auf Euren Thesenblatt finden k nnt:

Das Symbol von Aluminium ist Al, die Ordnungszahl betr gt 1 die anderen Werte erw hnen wir nicht, da wir glauben, daß das dann f r manche zu schwierig wird.

Der deutsche Chemiker A. S. Marggraf entdeckte 1 54 die Alaunerde" d.h. das Aluminiumoxid Al²O³. Der D ne Hans Christian rsted (17 7- 85 ) beschrieb bereits Aluminium als ein Zinn an Farbe und Glanz ähnliches Metall. Er verzichtete jedoch auf weitere Versuche und teilte seine Ergebnisse Friedrich Wöhler mit, der sich mit Zustimmung rsteds die Abscheidung des Aluminiums vornahm. 1 27 reduzierte Wöhler wasserfreies Aluminiumchlorid mit Kalium. Er erhielt geringe Mengen von Aluminiumpulver. Erst 8 5 war es möglich, metallisches Aluminium in Stecknadelkopfgr e abzuscheiden. In Frankreich beschäftigte sich der Chemiker H. S. Deville seit - angeregt durch W hlers Arbeiten- - mit der Abscheidung von Aluminium. Auf der Pariser Weltausstellung zeigt er bereits einen kleinen Aluminiumblock, dem er die Erkl rung mitgab: Silber aus Lehm .

Der Siegeszug des neuen Metalls war damals noch nicht abzuschätzen, erst die

energieintensivere Schmelzflußelektrolyse brachte den Durchbruch zu der heute gro technischen Aluminiumproduktion. Kein Metall konnte in wenigen Jahren derartige Produktionszuwächse verzeichnen wie Aluminium. Und dabei sind die technisch möglichen Anwendungsbereiche noch nicht ausgeschöpft.

Nun möchte ich euch was ber das Vorkommen des Aluminiums erz hlen: Aluminium ist das in der Natur am h ufigsten vorkommende Metallelement. In der Anordnung der Elemente nach ihrer Häufigkeit steht es an 3.Stelle. Wichtige Aluminiumverbindungen sind die Feldspate und die durch Verwitterung aus ihnen entstandenen Tone, ferner Bauxit (Plakat) das Ausgangsmaterial für die Aluminiumgewinnung.

Nun noch was über die Gewinnung von Aluminium. Die technische Gewinnung von Aluminium geschieht heute ausschlie lich durch Schmelzflußelektrolyse von Tonerde. Ausgangsmaterial ist das Aluminiumerz Bauxit. Es wird zu Tonerde- Al²O³- verarbeitet.

Um die Schmelztemperatur zu senken, wird das reine Aluminiumoxid in

geschmolzenem Kryolith (Na³ALF6), einem auf Gr nland vorkommenden

Mineral, gel st und durch den elektrischen Strom zerlegt.

Nun wird euch Jochen über den Elektrolyseofen, über die Verwendung und ber

Aluminium Verbindungen noch was erz hlen.

Als erstes werde ich euch was ber den Elektrolyseofen erzählen.

Der Elektrolyseofen ist eine Eisenblechwanne, deren Boden und Seitenwände mit einem Kohlefutter ausgekleidet sind. Diese Kohleschicht dient als Kathode. Die Anode bilden Kohlestäbe, die an einer Stromschiene so aufgeh ngt sind, daß sie in die Schmelze tauchen.

Al²O³ Aluminiumoxid) besteht aus Al³+-Ionen und O²- Ionen. Bei Stromdurchgang wandern die Aluminiumionen zur Kathode. Hier nehmen sie Elektronen auf und werden dadurch zu metallischem Aluminium entladen. Das flüssige Aluminium sammelt sich am Boden der Wanne und wird von Zeit zu Zeit in fahrbare Tiegel abgesaugt. Die Sauerstoffionen wandern zur Anode, wo sie durch Abgabe der Elektronen entladen werden. Der an der Anode entstehende Sauerstoff oxidiert den Kohlenstoff der Anode zu Co und Co². Die Anoden werden also w hrend der Elektrolyse verbraucht. Der Stromverbrauch der Aluminiumwerke ist sher hoch. Zur Abscheidung von kg Aluminium ist ein Energieaufwand von etwa 0 kWh erfordelich. Österreichs gr ßtes Aluminumwerk befindet sich in Ranshofen (Oberösterreich), ein weiteres in Lend (Salzburg).

Nun kommen wir zu den Eigenschaften des Aluminiums

Aluminium ist ein silberweißes, sehr leichtes Metall, das sich gut formen und zu dünnen Folien auswalzen läßt. Es besitzt hohe Wärmeleitf higkeit und ist daher ein geeignetes Material f r Kochgefäße, da es Wärme des Herdes schnell aufnimmt und schnell an das Kochgut abgibt.

An der Luft berzieht sich Aluminium mit einer d nnen Oxidschicht, die sehr fest auf der Oberfl che haftet und das darunterliegende Metall schützt. Die natürliche Schutzschicht kann durch chemische oder durch elektrolytische Oxidation erheblich vers rkt werden, wodurch chemische Wiederstandsf higkeit, Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit erh ht werden. Diese technische Oxidation ist unter dem Begriff Eloxal bekannt Eloxal heißt: elektrisch oxidiertes Aluminium. Die Oxidschichten sind in wäßrigen Lösungen von Säuren und Basen löslich. Daher dürfen Pflegemittel mit oxidlösender Wirkung, wie sie für andere Metall üblich sind, nicht verwendet werden.

Den letzten Punkt, den ich euch erzählen werde, ist die Verwendung des Aluminiums im Altag:

Aluminium ist ein vielseitig verwendestes Gebrauchsmetall. Sein geringes

Gewicht und seine Korrosionsbeständigkeit machen es zu einem idealen Werkstoff f r Geräte, Behälter und f r die Lebensmittelindustie, f r zahlreiche Haus- und K chenger te und Campingartikel.

Eloxiertes Aluminium findet in steigendem Ma e Verwendung im Baugewerbe zur Herstellung von Treppengeländern, Fenster-, und Türgriffen, Beschl gen und Außenverkleidungen- ferner in der Schmuckindustrie. Aluminiumfolien dienen zum Verpacken von Schokolade, Zigaretten, Suppenwürfel, K se, Butter, usw.

Flaschenkapseln, Tuben, Fischkonservendosen, Röhrchen und Schachteln f r Arzneimittel, werden heute aus Aluminium hergestellt.

Wir hoffen, daß euch unsere Teil ber das Aluminium gefallen hat, und geben nun weiter an Makus und Lini, die uns das Eisen etwas n her bringen.

_THESENBLATT

ALUMINIUM

Symbol: Al

Ordnungszahl:

Relative Atommasse: 9 25

Schmelzpunkt: 6 0 C Siedepunkt: 50,0°C Dichte: g/cm³

Oxidationszahl

Der deutsche Chemiker A. S. Marggraf entdeckte 4 die Alaunerde" d.h. das

Aluminiumoxid Al²O³.

Der D ne Hans Christian Örsted (1 7 -1 52) beschrieb bereits Aluminium als ein

Zinn an der Farbe und Glanz hnliches Metall.

Friedrich W hler, nahm die Abscheidung des Aluminiums vor. 1 27 reduzierte Wöhler wasserfreies Aluminiumchlorid mit Kalium. Er erhielt geringe Mengen von Aluminiumpulver. 5 war es möglich, metallisches Aluminium in Stecknadelkopfgr ße abzuscheiden.

Erst die energieintensivere Schmelzflußelektrolyse brachte den Durchbruch zu der

heute großtechnischen Aluminiumproduktion.

Vorkommen:

Aluminium ist das in der Natur am h ufigsten vorkommende Metallelement. In der

Anordnung der Elemente nach ihrer H ufigkeit steht es an Stelle.

Wichtige Aluminiumverbindungen sind die Feldspate und die durch Verwitterung aus ihnen entstandenen Tone, ferner Bauxit, das Ausgangsmaterial für die Aluminiumgewinnung.

Bauxit:

Enthält 55 - 6 % Al²O³. Der Name wurde nach einer der ersten Fundstätten gegeben- Les Baux in Südfrankreich.

Gewinnung:

Die technische Gewinnung von Aluminium geschieht heute ausschließlich durch Schmelzflußelektrolyse von Tonerde. Ausgangsmaterial ist das Aluminiumerz Bauxit Es wird zu Tonerde - Al²O³- verarbeitet. Um die Schmelztemperatur zu senken, wird das reine Aluminiumoxid in geschmolzenem Kryolith (Na AIF6), einem auf Gr nland vorkommenden Mineral, gel st und durch den elektrischen Strom zerlegt.