Chemie verstehen 4, Schülerbuch

58 4  Arbeitsheft-Seite 30 Aluminium und Kupfer 1. Welche Eigenschaften hat Aluminium? Im Jahr 1808 vermutete Humphry Davy im Mineral Alaun (lat. alumen … bitteres Tonerdesalz) ein Metall, das er Aluminium nannte. Erst etwa zwanzig Jahre später konnten der Däne Hans Christian Øersted und der deutsche Chemiker Friedrich Wöhler das Metall herstellen. Es war um diese Zeit teurer als Gold. Heute fertigt man aus Aluminium (Al) Töpfe, Folien, Dosen, Bleche, Drähte, Teile für Autos, Flugzeuge, Schiffe und vieles mehr. Aluminium im Hitzetest (Abb. 58.2)  E1 a) Feile von einem Stück Al-Blech einige Späne ab und streue oder blase sie in eine Brennerflamme. Sie verbrennen mit heller Flamme. b) Halte ein Stück Al-Blech (ca. 10 x 10 x 2mm) in die Brennerflamme. Das geschmolzene Aluminium ist in einem „Säckchen“ aus Aluminiumoxid gefangen. Stichst du es außerhalb der Flamme mit einer Nadel an, kannst du einen Aluminiumfaden herausziehen. Obwohl Aluminium zu den unedlen Metallen zählt, ist es gegen den Luftsauer- stoff und die Luftfeuchtigkeit sehr beständig. Sobald Aluminium an die Luft tritt, bildet sich eine sehr dünne, harte Schicht aus Aluminiumoxid (Al 2 O 3 ). Deshalb reißt der Al-Faden in V1 nicht ab! Diese Schutzschicht kann man durch das ELOXAL -Verfahren (elektrische Oxi­ dation) verstärken und anschließend einfärben. Lebensmittelverpackungen aus Aluminium schützen vor Licht und Sauerstoff. Oxidschichtzerstörer (Abb. 58.3)  E1 Spanne ein Stück Aluminiumfolie über ein Gurkenglas. Gib darauf einen Tropfen konzentrierte Salzsäure und ein befeuchtetes Natriumhydroxid- stück. Nach kurzer Zeit löst sich die Folie auf und bekommt Löcher. Starke Säuren und Basen (pH < 4 und > 9) zerstören die Oxidschicht des Aluminiums. Saure Lebensmittel (Zitrone, Essiggurken …) sollten daher nicht in Aluminiumfolie verpackt werden. 2. Wie wird Aluminium gewonnen? Aus dem Mineral Bauxit wird Tonerde (Aluminiumoxid, Al 2 O 3 ) gewonnen. Zur Senkung des Schmelzpunktes auf ca. 950 °C fügt man Kryolith (Na 3 AlF 6 ) hinzu. Durch Elektrolyse wird die Schmelze in Aluminium und Sauerstoff zerlegt (Abb. 58.4). Die dabei entstehenden Abgase (CO 2 , Fluorverbindungen) sowie der enorme Stromverbrauch (ca. 15 kWh pro kg Al) machen das Recycling von Aluminiumabfällen (Dosen, Folien …) unerlässlich. 58.1 Das Leichtmetall Aluminium eignet sich zur Herstellung vieler Produkte. V1 58.2 Aluminium im Hitzetest flüssiges Al in einer Hülle aus Al 2 O 3 V2 58.3 Oxidschichtzerstörer Aluminium ist ein silbrig weißes Leichtmetall ( = 2,7g/cm 3 ). Es schmilzt bei +660 °C und überzieht sich an der Luft mit einer schützenden Oxidschicht . Es ist einer der besten Leiter für Wärme und Strom. M Aluminium wird durch Schmelzfluss-Elektrolyse von Tonerde (Al 2 O 3 ) gewonnen. M Tonerde Kryolith Tonerde- kruste CO + CO 2 Stromschiene 5 Volt 150 kA + – Al Grafitelektroden (Kohleanoden) Schmelze: 950°C Grafitwanne (Kohlekathode) flüssiges Aluminium 58.4 Schmelzfluss-Elektrolyse von Tonerde Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv