Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

1 Das Aluminium Experimentalvortrag von Tim Eggersglüß

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "1 Das Aluminium Experimentalvortrag von Tim Eggersglüß"—  Präsentation transkript:

1 1 Das Aluminium Experimentalvortrag von Tim Eggersglüß

2 2 Experimentalvortrag Gliederung 1.Vorkommen 2.Geschichte und Darstellung des Aluminiums 3.Eigenschaften 4.Verwendung 5.Schulrelevanz Thema: Aluminium

3 3 Elemente der Erdkruste Aber: Aluminium kommt in der Natur nicht gediegen, sondern nur in Verbindungen vor. ExperimentalvortragThema: Aluminium

4 4 Spannungsreihe ExperimentalvortragThema: Aluminium

5 5 Bauxit Experimentalvortrag Besteht aus: Aluminiumoxiden (50-60 %) Eisenoxiden Siliciumoxiden Titanoxiden Weltweite bekannte Vorkommen (1990): Roter Bauxit Weißer Bauxit Feldspäte Tone Bauxite Verwitterung Thema: Aluminium

6 6 Geschichte des Aluminiums Experimentalvortrag 1825: Hans Christian Oersted stellt erstmals (verunreinigtes) Aluminium durch die Reduktion von Aluminiumchlorid mittels Kaliumamalgam dar. 1827: Friedrich Wöhler stellt Aluminium durch die Reduktion von Aluminiumchlorid mit Kalium dar. 1845: Aus kleinen Aluminiumkügelchen bestimmt er erste Eigenschaften des Aluminiums. Thema: Aluminium

7 Geschichte des Aluminiums Experimentalvortrag 1854: Henri Etienne Sainte-Claire Deville leitet technische Gewinnung von Aluminium durch Reduktion von Aluminiumchlorid mit Natrium ein. 1855: Auf der Pariser Weltausstellung werden unter dem Namen Silber aus Lehm erstmals Aluminiumbarren und Aluminiumschmuck ausgestellt. Thema: Aluminium

8 8 Geschichte des Aluminiums 1866: Werner von Siemens erfindet die Dynamomaschine. 1869: Deville und Le Chatellier entwickeln den trockenen Aufschluss von Bauxit zur Aluminiumoxidgewinnung. Experimentalvortrag 1886: Hall und Héroult melden unabhängig von einander Patente zur elektrolytische n Gewinnung von Aluminium aus Aluminiumoxid in einer Kryolithschmelze an. Thema: Aluminium

9 9 Die Schmelzflusselektrolyse Experimentalvortrag Anode verbrennt zu CO 2 und CO (COF 2, C 2 F 4 ) Thema: Aluminium

10 10 Das Bayer-Verfahren 1887/1892 Karl Josef Bayer entwickelt ein effizientes und wirtschaftliches Verfahren zu Aluminiumoxidgewinnung aus Bauxit. Experimentalvortrag Wasser Thema: Aluminium

11 11 Das Bayer-Verfahren Experimentalvortrag Wasser Al(OH) 3(s) Fe(OH) 3(s) SiO 2(s) Thema: Aluminium

12 12 Geschichte des Aluminiums : In Europa und Nordamerika werden zahlreiche Aluminiumfabriken gegründet. Als Folge sinkt der Aluminiumpreis sehr stark, so dass Aluminium immer mehr Verwendung findet und zum Gebrauchsmetall wird. ExperimentalvortragThema: Aluminium

13 13 Aluminium Recycling Salzschmelze aus: 45 % NaCl (Schmelztemp. 800 °C) 45 % KCl (Schmelztemp. 770 °C) 10 % NaF (Schmelztemp. 992 °C) Experimentalvortrag 610 °C Die Salzschmelze nimmt dabei Verunreinigungen, Legierungselemente und Qxidreste auf und schützt das Aluminium vor der Oxidation. Das Sekundäraluminium ist daher nur unwesentlich unreiner als Primäraluminium. Thema: Aluminium

14 14 Ökobilanz der Aluminiumdarstellung Zur Produktion 1 Tonne Aluminium benötigt man: 4 Tonnen Bauxit 2 Tonnen Aluminiumoxid 0,5 Tonnen Kohleelektrode 50 kg Kryolith 13 MWh Strom (Vergleich: Tagesverbrauch Köln ca. 26 MWh) Weitere Umweltschäden durch: - Abgase - Bauxitabbau - Rotschlammentsorgung ExperimentalvortragThema: Aluminium

15 15 Aluminiumrecycling Beim Aluminiumrecycling werden im Vergleich zur Aluminiumproduktion 95 % des Energiebedarfs eingespart. 47 % der Gesamtaluminiumproduktion in Deutschland beruhen auf Sekundäraluminium. Die Recyclingquote für Aluminium liegt in Deutschland bei über 80 % (laut GDA). Lediglich in der Hi-Tech-Brache genügt die Reinheit des Sekundäraluminiums nicht den Ansprüchen. ExperimentalvortragThema: Aluminium

16 16 Eigenschaften von Aluminium Experimentalvortrag Silberweißes Metall Geringe Dichte 2,7 g/cm 3 (Vergleich: Eisen 7,8 g/cm 3 ) Hohe Festigkeit Guter Wärmeleiter Geschmacklos und ungiftig Guter elektrischer Leiter Gute Form- und Dehnbarkeit Niedrige Schmelztemp. 660 °C (Vergleich Eisen: 1535 °C) Korrosionsbeständig Thema: Aluminium

17 17 Die Passivierung des Aluminiums Aluminium in Kupferchlorid: Experimentalvortrag Aluminium in Kupfersulfat: Das Aluminium reagiert entsprechend seiner Stellung in der Spannungsreihe und reduziert das edlere Kupfer: Gleichzeitig kommt es auch zur Reduktion des Wassers durch das Aluminium: Keine Reaktion; die Oxidschicht schützt das unedle Aluminium. Die Oxidschicht wird durch Chloridionen zerstört: Thema: Aluminium

18 18 Die Aluminium-Luft-Batterie Anode (Aluminiumdose): Kathode (Kohleelektrode): Beim Sauerstoff handelt es sich um gelösten Luftsauerstoff. Durch die poröse Struktur der Kohleelektrode kann stetig neuer Sauerstoff in Lösung gehen. ExperimentalvortragThema: Aluminium

19 19 Aluminium in Säuren und Basen Basen zerstören die Oxidschicht: Salzsäure zerstört die Oxidschicht (Chloridionen). Schwefelsäure zerstört die Oxidschicht nur bei hohen Temperaturen: Salpetersäure verstärkt die Oxidschicht ExperimentalvortragThema: Aluminium

20 Das Eloxalverfahren Elektrolytische Oxidation des Aluminiums schützende Oxidschicht des Aluminiums wird verstärkt Experimentalvortrag Kathode (Graphitelektrode): Anode (Aluminium): Gesamtreaktion: Thema: Aluminium

21 21 Das Eloxalverfahren Normale Oxidschicht Experimentalvortrag Eloxierte Oxidschicht Adsorptiv gefärbte Oxidschicht Elektrolytisch gefärbte Oxidschicht Thema: Aluminium

22 22 Anwendung des Eloxalverfahrens Korrosionsbeständigkeit verstärken Schaffen einer noch härteren Oberfläche Produktion elektrischer Isolatoren aus Aluminium mit sehr hoher Temperaturbeständigkeit Dauerhaftes Färben von Aluminium ExperimentalvortragThema: Aluminium

23 23 Eigenschaften Anwendung Experimentalvortrag Silberweißes Metall Geringe Dichte 2,7 g/cm 3 Hohe Festigkeit Guter Wärmeleiter Geschmacklos und ungiftig Guter elektrischer Leiter Gute Form- und Dehnbarkeit Niedrige Schmelztemp. (660 °C) Korrosionsbeständig Thema: Aluminium

24 24 Die Aluminothermie Experimentalvortrag Bei dem Verfahren wird die hohe Sauerstoffaffinität des Aluminiums ausgenutzt, um andere Metalloxide zu reduzieren: Die nötige Aktivierungsenergie liefert das Verbrennen einer Zündmischung aus Magnesiumpulver und Bariumperoxid: Die beiden Reaktionen zusammen sind so exotherm, dass Temperaturen von bis zu 2400 °C erreicht werden und das Reaktionsprodukt schmilzt. Thema: Aluminium

25 25 Die Aluminothermie Experimentalvortrag Anwendung findet die Aluminothermie noch heute beim Verschweißen von Schienen. Durch das Beimischen von Legierungsmetallen können mit dem Thermitverfahren beliebige Legierungen erzeugt werden. Da die Schlacke eine deutlich geringere Dichte hat als das entstandene Metall, kommt es nur zu minimalen Verunreinigungen des Metalls. Thema: Aluminium

26 26 Aluminium Nachweis mit Morin ExperimentalvortragThema: Aluminium Morin

27 27 Aluminium im Haushalt In Deos mit anti-transpirierender Wirkung und Alaunstift ist Alaun enthalten (KAI(SO 4 ) 2 ). Alaun hat eine adstringierende (zusammenziehende) Wirkung auf der Haut. Schweißdrüsen und kleine Wunden werden verschlossen. Alaun behindert das Bakterien- wachstum und gilt daher in gewisser Weise als desinfizierend. ExperimentalvortragThema: Aluminium

28 28 Aluminium im Haushalt Rohrreiniger enthält winzige Aluminiumkügelchen. Diese werden bei Kontakt mit Wasser durch die basischen Bestandteile des Rohreinigers zersetzt. Es entsteht Wärme und Wasserstoff, die die Verstopfungen auf physikalische Weise auflockern sollen. Magentabletten enthalten häufig Aluminiumhydroxid (Al(OH) 3 ). Dieses wirkt bei Kontakt mit Wasser basisch, so dass es der Übersäuerung im Magen entgegenwirkt. ExperimentalvortragThema: Aluminium

29 29 Schulrelevanz Jahrgang 10: Redoxreaktionen: ExperimentalvortragThema: Aluminium

30 30 Schulrelevanz Jahrgang 12: Wahlthema Angewandte Chemie ExperimentalvortragThema: Aluminium

31 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

32 32 Spondylolyse, Spondylolysthese Spondylolyse bezeichnet einen Spalt im Gelenkfortsatz Spondylolysthese bezeichnet das Wirbelgleiten bei Spondylolyse Experimentalvortrag


Herunterladen ppt "1 Das Aluminium Experimentalvortrag von Tim Eggersglüß"

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen