Stoffe, Schulbuch

1 Kapitelname 7 Die Umwandlung von Stoffen durch den Menschen 98 Eigenschaften und Verwendung von Aluminium Aluminium ist sehr unedel. Es brennt daher sehr gut (Versuch 98.1). Massivere Stücke lassen sich aber wegen der guten Wärmeleitfähigkeit schlecht anzünden. Obwohl es unedel ist, ist es beständig gegen Luft, Wasser und Lebensmittelsäuren. Das liegt daran, dass es sich an Luft mit einer dünnen, festhaftenden Oxidschicht überzieht, die es vor weiterer Korrosion schützt ( Passivierung ). Daher ist es gut für Lebensmittelver- packungen geeignet. Wird die Schutzschicht zerstört, so korrodiert Alu- minium sehr rasch (Versuch 98.2). Aluminium als Metall für Getränkedosen hat wegen der energieaufwändi- gen Herstellung des Metalls einen schlechten Ruf. Allerdings sind Alumi- niumdosen wesentlich leichter als Glasflaschen. Eine Halb-Liter-Alu-Dose wiegt 16 g, eine Halb-Liter-Glasflasche wiegt 365 g. Aluminium ist ein Leichtmetall . Seine Dichte von 2,7 g/cm 3 ist nur etwa 1/3 so groß wie die von Eisen (7,9 g/cm 3 ). Daher ist es für den Flugzeugbau das wichtigste Metall. Es wird dabei mit Magnesium, Kupfer und Mangan legiert, um die Härte zu erhöhen. Reines Aluminium ist sehr duktil. Es lässt sich zu Blechen, aber auch zu extrem dünnen Folien walzen. Diese Folien sind zur Lebensmittelverpackung wichtig, da sie weder Licht noch Wasserdampf durchlassen. Tiefkühlverpackungen müssen wasserdampf- dicht sein. Ebenso dienen sie als Wasserdampfsperre im Bauwesen (Dachbodenisolierungen). Als ausgezeichneter Leiter für Wärme und Strom ist Aluminium das Mate- rial für Hochspannungsleitungen und für Wärmeaustauscher wie Heiz- körper, Kühlschrankteile, Kochtöpfe und Kühlrippen im Motorradbau. In Österreich wurde Aluminium in Ranshofen (bei Braunau am Inn, OÖ) durch Elektrolyse hergestellt. Die Produktion startete 1939, wurde aber 1992 wieder eingestellt, da sie mit einem hohen Stromverbrauch und einer großen Umweltbelastung verbunden war. Am Standort Ranshofen wird heute zugekauftes Aluminium in Gieß- und Walzwerken zu verschie- denen Aluminium-Produkten weiterverarbeitet. Ein großer Teil des verar- beiteten Aluminiums ist Altmetall, es wird also gesammeltes Aluminium (zB von Alu-Dosen) wieder zu neuen Produkten. Abb. 98.1: Elektrodenvorgänge bei der Elektrolyse von Al Abb. 98.2: Massenbilanz der Aluminiumerzeugung Man bläst mit einem gebogenen Glasrohr etwas Aluminiumschliff (Blitzbronze) in die Brennerflamme. Aluminium verbrennt mit heller Lichterscheinung. Versuch 98.1 (Lehrer/in) Verbrennung von Aluminium Mit diesem Versuch soll gezeigt werden, dass 2 sich berührende unterschiedliche Metalle in einer Salz-Lösung miteinander reagieren. Leg ein Stück Al-Folie in eine flache Schale und bedecke sie mit gesättigter NaCl-Lösung. Leg dann einen Cu-Draht – zu einer Spirale gerollt – auf die Alufolie. Beobacht bis zum nächsten Tag. Versuch 98.2 Korrosion von Aluminium 4 t Bauxit Bayer-Verfahren Elektrolyse 1 t Rotschlamm 2 t Tonerde 0,5 t Elektrodenkohle 13,5 MWh elektr. Energie 50 kg Kryolith 1 t Aluminium Al 3+ + 3 e – Al O 2– 2 e – + O C + 2 O CO 2 Kohle Kohle Der im Versuch vorliegende Prozess kann in Geschirrspülern ablaufen, wenn im Besteckkorb Besteckteile aus unterschiedli- chen Metallen in Kontakt kommen. Dabei können Messer leicht stumpf werden. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv