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Metallbindung

Metallbindung. Aluminium / Eisen. Metallbindung. Metalle Metallgewinnung Eigenschaften Eisen Aluminium. Metallbindung. Bindung zwischen Metall a tomen und Metallatomen Die Metallatome zeigen die Tendenz die Außenelektronen (1-2) abzugeben  „ Elektronengas “

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Presentation Transcript

  1. Metallbindung Aluminium / Eisen

  2. Metallbindung • Metalle • Metallgewinnung • Eigenschaften • Eisen • Aluminium

  3. Metallbindung Bindung zwischen Metallatomen und Metallatomen Die Metallatome zeigen die Tendenz die Außenelektronen (1-2) abzugeben „Elektronengas“ = Freibewegliche Elektronen halten das Gitter zusammen u. sind verantwortlich für die elektrische Leitfähigkeit Die Metallkationen (positiv geladen) bilden Metallrümpfe ordnen sich im Metallgittern an!

  4. Metallrümpfe mit Elektronengas Anordnung der Rümpfe im Metallgitter Bildquelle: www.uniterra.de Bildquelle:www.julius-rabl.de

  5. Metalle • Edle Metalle: • Gold, Silber, Platin • Kommen rein vor • Unedle Metalle • Eisen, Aluminium, Blei,… • Kommen nur in Verbindungen vor (z.B.: als Sulfide, Carbonat, Oxide) Bildquelle: www.chemie.at Bildquelle: www.hammerschmied.at

  6. Häufigkeit der Metalle in der Erdkruste Die häufigsten Metalle: Al (32%) Fe (20%)

  7. Erze Siderit • Sind metallhaltige Gesteine • Abbau lohnt ich erst bei einem Metallgehalt von 40 – 50 % Bildquelle: www.min.uni-bremen.de Erzberg Bildquelle: www.abnet.at

  8. Metallgewinnung • Förderung von Erz und tauben Gestein • Taubes Gestein muss möglichst vollständig getrennt werden durch folgende Methoden: • Schweretrennung • Flotation • Spiralabscheider

  9. Schweretrennung • Benötigt wird eine Flüssigkeit, deren Dichte zwischen der des tauben Gesteins und der des Erzes liegt •  taubes Gestein schwimmt auf •  wird abfiltriert

  10. Flotation • Feinpulverisiertes Roherz kommt in ein „Schaumbad“ • Roherz schwimmt auf • Gangart sinkt zu Boden  wird abfiltriert

  11. Spiralabscheider • Feingemahlenes Roherz und Gangart kommt mit Wasser in eine Spiralförmige Rinne • Leichte Gangart wird nach außen geschwemmt • Das schwere Eisen bleibt innen

  12. Eisen (Fe) & Stahl • Hochofen: • Eisenoxid wird reduziert (Sauerstoff wird entzogen) • Kohlenmonoxid (CO) ist das Reduktionsmittel • Endprodukt: Roheisen und Schlacke • Schlacke wird in der Bauindustrie verwendet • Roheisen (Gusseisen) wird für Kanaldeckel verwendet  ist spröde

  13. Eisen & Stahl • Eisenoxid, Koks und Zuschläge kommen in den Hochofen • Heiße Luft kommt hinzu • CO / CO2 entweicht • Endprodukt: Schlacke & Roheisen  Arbeitsauftrag: Bildquelle:www.seilnacht.tuttlingen.com

  14. Alternative zum Hochofen: Corex-Verfahren

  15. LD-Verfahren • = Sauerstoffaufblasverfahren • Durch Metalle, die dem Rohstahl hinzu gegeben werden, entsteht Edelstahl. • Chrom (Cr), Vanadium (V)  Werkzeug • Nickel (Ni)  Niroster

  16. Aluminium (Al) • Vorkommen • Gewinnung • Bayer-Verfahren • Schmelzflusselektrolyse • Eigenschaften

  17. Vorkommen • Kommt nur in Verbindungen vor • Als Aluminiumoxid in kristallener Form • Korund – Härte 9 (von 10), Schleifmittel • Rubin – rot (durch Chrom-Verunreinigungen), Schmuckstein, Laser • Saphir – blau (durch Titan-Verunreinigungen) • Smaragd – grün (durch Zink (Zn), Vanadium (V), Magnesium (Mg))

  18. Gewinnung • Zur Gewinnung verwendet man Bauxit • Besteht aus Aluminiumoxid, Eisenoxid und anderen Verunreinigungen • Verwendung des BAYER – Verfahrens und der Schmelzflusselektrolyse

  19. Bayer - Verfahren • Bauxit wird mit Natronlauge erhitzt • Aluminiumoxid ist löslich  Natriumaluminat • Eisenoxid ist unlöslich  wird abfiltriert • Natriumaluminat wird wieder zu Aluminiumoxid oxidiert

  20. Schmelzflusselektrolyse • Elektrolyse = Trennung mittels Strom • Aluminiumoxid hat einen Schmelz- und Siedepunkt von 2045°C • Sinken des FP auf 950°C durch zugabe von Kryolith

  21. Schmelzflusselektrolyse • Erfolgt in einer Graphitwanne • Wanne = Katode (negativ geladen) • Graphitelektroden = Anoden (positiv geladen) Bildquelle:http://www.chemienet.info/7-al.html

  22. Schmelzflusselektrolyse • Das positiv geladene Aluminium wandert zur negativ geladenen Katode • Der negativ geladene Sauerstoff wandert wiederum zur positiv geladenen Anode • Anode (pos.) & Anionen (neg.) • Katode (neg.) & Kationen (pos.)

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