Metallbindung Aluminium / Eisen.

Präsentation zum Thema: "Metallbindung Aluminium / Eisen."—  Präsentation transkript:

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: Bildquelle:

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: Bildquelle:

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: Erzberg Bildquelle:

8 Metallgewinnung Förderung von Erz und tauben Gestein Schweretrennung
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:

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:

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.)