Impuls Chemie 4, Schulbuch

7 Rohstoffe unserer Erde Die Hochöfen der VOESTALPINE in Linz erzeugen jährlich 4,7 Millionen Tonnen Roheisen. Gicht 200°C 400°C 900°C 1200°C 1400°C 1600°C Rast Gestell Schacht Roheisen Schlacke Schmelz- zone Kohlungszone Vorwärmzone Erz, Koks + Zuschläge Gichtgas- abzug Reduktions- zone Welche Eigenschaften haben Metalle? Metalle haben eine glänzende Oberfläche und sind für sichtbares Licht undurchlässig. Sie sind gute elektrische Leiter (besonders Silber, Kupfer, Gold und Aluminium) und gute Wärmeleiter . Metalle lassen sich außerdem verformen, schmieden, walzen und dehnen. Bei Raum- temperatur sind alle Metalle mit Ausnahme von Quecksilber fest. Eisen, Cobalt und Nickel sind ferromagnetische Stoffe. Metalle können Legierungen bilden. Das sind homogene Gemenge unterschiedlicher Metalle. Typische Eigenschaften von Metallen sind Glanz, Verformbarkeit und Leitfähigkeit für Strom und Wärme. Wie wird aus Eisenerz Eisen gewonnen? Die meisten Metalle kommen in der Natur nicht als Reinstoffe vor. Eisen kann man aus eisenhältigem Gestein ( Eisenerzen ) gewinnen. Eisenerz ist erst ab einem Eisengehalt von 30 % nutzbar. Die meisten Eisenerze sind Sauerstoffverbindungen des Eisens (Eisenoxide). Wichtige Eisenerze sind Magneteisenstein (Magnetit, Fe 3 O 4 ), Roteisenstein (Hämatit, Fe 2 O 3 ), Brauneisenstein (Limonit, Fe 2 O 3 · H 2 O) und Spateisenstein (Siderit, FeCO 3 ). Eisen wird in Hochöfen gewonnen. Das Eisenerz (zB Roteisenstein) wird dazu gesintert. Das heißt, es wird fein gemahlen, mit Zuschlägen in kleine Kugeln gepresst (pelletiert) und erhitzt. Ein Hochofen ist mit allen Zusatzeinrichtungen ca. 100 m hoch. Er wird von oben mit Eisenerz, Koks und Zuschlägen (damit eine gute Schlacke gebildet wird) befüllt. Von unten wird heiße Luft (Wind) eingeblasen. Der Sauerstoff der Luft reagiert mit dem Koks zu Kohlenstoffdioxid (C + O 2 → CO 2 ). Durch die Reaktion von Koks mit Kohlenstoffdioxid entsteht Kohlenstoffmonoxid (C + CO 2 → 2 CO). Das Kohlenstoffmonoxid reduziert das Eisenerz zu Eisen und wird dabei selbst zu Kohlenstoffdioxid oxidiert. M M Metalle Das Eisenvorkommen am Erzberg ist der Sage nach auf das Wissen eines Wassermanns zurückzuführen, der in der Nähe von Eisenerz lebte. Er wurde von den Bewohnern gefangen genommen. Für das Erlangen der Freiheit bot er „Gold für zehn Jahr“, „Silber für hundert Jahr“ oder „Eisen für immerdar“. Die klugen Eisenerzer wählten letzteres, worauf ihnen der Wassermann den Erzberg zeigte. Die kulturelle Entwicklung des Menschen ist mit der Gewinnung und Bearbeitung der Metalle eng verbunden. Denke nur an die Bezeichnung der geschichtlichen Zeitabschnitte wie Bronze- oder Eisenzeit. Metalle, die in der Natur gediegen (rein) vorkommen, kannte der Mensch schon lange. Redoxreaktion im Hochofen: Oxidation Roteisenstein + Kohlenstoffmonoxid Eisen + Kohlenstoffdioxid Fe 2 O 3 + 3 CO 2 Fe + 3 CO 2 Reduktion 68 Arbeitsblätter 54w4si Nur zu Prüfzwecke – Eigentum des Verlags öbv