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Schule > Chemie > Metalle und Halbmetalle > Gewinnung von Metallen > Metalle (Ag usw.)

INHALTSVERZEICHNIS

1 Einleitung .............................................................................................................................................. 2
2 Aluminium (AL leitet sich von lat. alumen = Alaun(Aluminiumverbindung ab ) ................................... 2
2.1 Eigenschaften: ............................................................................................................................... 2
2.2 Vorkommen: .................................................................................................................................. 2
2.3 Geschichte ..................................................................................................................................... 3
2.4 Gewinnung ................................................................................................................................... 3
2.5 Verwendung: ................................................................................................................................. 4
3 Kupfer (Cu leitet sich vom lat. Cuprum ab) ..................................................................................... 4
3.1 Eigenschaften: ............................................................................................................................... 4
3.2 Geschichte ..................................................................................................................................... 5
3.3 Vorkommen .................................................................................................................................. 5
3.4 Gewinnung .................................................................................................................................... 5
3.5 Verwendung .................................................................................................................................. 6 4 Silber (AG leitet sih o de lateiishe Wort "Argetu" Siler a) ............................................. 6 4.1 Eigenschaften ................................................................................................................................ 6
4.2 Geschichte ..................................................................................................................................... 6
4.3 Vorkommen .................................................................................................................................. 7
4.4 Gewinnung .................................................................................................................................... 7
4.5 Verwendung .................................................................................................................................. 8
5 Quecksilber (HG wird vom lat. hydrargyrum abgeleitet) ................................................................... 8
5.1 Eigenschaften: ............................................................................................................................... 8
5.2 Geschichte ..................................................................................................................................... 9
5.3 Vorkommen ................................................................................................................................... 9
5.4 Gewinnung .................................................................................................................................. 10
5.5 Verwendung ................................................................................................................................ 10
6 Literaturangaben ................................................................................................................................ 11
Name: Sallahu Ilir Fach: Chemie Klasse: 10TG
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Metalle
1 EINLEITUNG
Metalle werden gebildet von den Elementen, die im Periodensystem der Elemente im Bereich links und unterhalb einer Linie vom Bor zum Astat stehen, wobei der metallische Charakter von oben nach unten bzw. von rechts nach links zunimmt. Ganz oben rechts befinden sich die Nichtmetalle, dazwischen die Halbmetalle. Die Nebengruppenelemente bilden ausnahmslos Metalle.
Für das chemische Verhalten ist auch die Zugehörigkeit zu Haupt- oder Nebengruppen des Periodensystems entscheidend.
Um die Metalle besser erklären zu können, nehmen wir uns 4 heraus und zwar Aluminium, Kupfer, Silber und Quecksilber.
2 ALUMINIUM (AL LEITET SICH VON LAT. ALUMEN = ALAUN(ALUMINIUMVERBINDUNG AB )
2.1 EIGENSCHAFTEN:
Aluminium ist ein Silberweißes Metall Es hat eine geringe Dichte 2,7 g/cm3 und hat eine Atomasse von ungefähr 27 Es hat hohe Festigkeit und Dehnbarkeit Es ist ein guter elektrischer - und Wärmeleiter Es ist Geschmacklos und ungiftig Es hat eine niedrige Schmelztemperatur (660 °C) Es hat die Ordnungszahl 13
2.2 VORKOMMEN:
Aluminium ist das dritthäufigste Element überhaupt und das häufigste Metall der festen Erdrinde. Die Hauptvorkommen liegen in Australien, Guinea, Brasilien, Indien, China und Kamerun.
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Einem Weltvorrat von rund 25 . 109 t steht ein jährlicher Verbrauch von 2,3 . 107 t gegenüber.
2.3 GESCHICHTE
1825: Hans Christian Örsted 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
AlCl3(s) + 3 K(s) Al(s) + 3 KCl(s)
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 Nae "Siler aus Leh" erstals Aluiiuarre ud Aluiiushuk ausgestellt.
1866: Werner von Siemens erfindet die Dynamomaschine.
1869: Deville und Le Chatellier entwickeln den trockenen Aufschluss von Bauxit zur Aluminiumoxidgewinnung
1886: Hall und Héroult melden unabhängig von einander Patente zur elektrolytische n Gewinnung von Aluminium aus Aluminiumoxid in einer Kryolithschmelze an.
1887-1917: 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.
2.4 Gewinnung
1887/1892 Karl Josef Bayer entwickelt ein effizientes und wirtschaftliches Verfahren zu
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Aluminiumoxidgewinnung aus Bauxit.
2.5 VERWENDUNG:
Die geringe Dichte, gute elektrische und thermische Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und das hohe Reflexionsvermögen machen Al - und vor allem seine mechanisch festen Legierungen - zu einem weitverbreiteten Werkstoff und Konstruktionsmaterial.
Flugzeug- und Schiffsbau gehören zu den Hauptabnehmern. Für Folien, Drähte, Heizkörper, Kochgeschirr, Kühlgeräte. Da Aluminium für Wasser undurchdringlich ist, verwendet man Aluminiumfolien als Feuchtigkeitssperre gegen aufsteigende Feuchtigkeit auf Kellerfundamenten und als Wasserdampfsperre gegen Eindringen warmer, feuchter Luft in Wärmedämmungen aus Glaswolle.
Aluminium weist heute schon eine Recyclingquote von etwa 35% auf, welche sich noch weiter verbessern ließe. Zum Einschmelzen von Altaluminium sind nicht einmal 10% des Energieaufwandes der Neuproduktion notwendig. Allerdings kann das Recycling-Aluminium
nicht mehr für alle Einsatzgebiete verwendet werden, da es unkontrollierbare Mengen an Legierungsmetallen enthält.
3 KUPFER (CU LEITET SICH VOM LAT. CUPRUM AB)
3.1 EIGENSCHAFTEN:
Kupfer ist ein rotes, glänzendes Metall Es ist verformbar und biegsam Temperaturbeständigkeit : schmelzen 1083°C sieden 2567°C Leitfähigkeit ist sehr gut Die Ordnungszahl ist 29 Es hat eine Dichte von 8,9g/ cm³ und die Atomasse beträgt ca.
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3.2 GESCHICHTE
Der Name Kupfer kommt vom lateinischen Wort ,,Cuprum". Dies kennzeichnet die Herkunft des Kupfererz: aes ypriu, aus Zyper. Kupfer ird sho seit ' Jahre o de Meshe genutzt. So hat Kupfer die kulturelle und technische Entwicklung maßgebend beeinflusst und wurde in allen Hochkulturen verwendet. Die Ägypter kote or 5' Jahre Waffe ud Werkzeuge aus Bronze und Messing herstellen.
3.3 VORKOMMEN
Kupfer kommt in reiner metallischer Form z.B. im Ural und in den USA am Oberen See, dem westlichen und größten der Großen Seen Nordamerikas sowie in New Mexiko vor. Zu den wichtigsten Kupferabbaugebieten zählen diese Seengebiete Nordamerikas, der Südwesten der USA und Sambia, der südliche Teil des Afrikanischen Kontinents.
3.4 GEWINNUNG
Kupfererz wird zu 90% im Tagebau geschürft. Das klassische Verfahren besteht zuerst aus dem Verkleinern der Erze. Das Kupfer im gebrochenen Gestein wird mittels Flotation von den anderen Mineralien getrennt. Die sulfidischen Erze werden bei einer Temperatur zwischen 500°C und 700°C in Kupferoxid überführt. Danach wird Kupferoxid bei einer Temperatur von 1200°C zum Schmelzen gebracht. Dabei entsteht Rohkupfer mit 98% Reinheit. Dieses wird als Anode in ein Elektrolysebad gegeben. Die Kathode ist eine Reinkupferplatte. Dabei sinken die edleren Metalle zu Boden, die unedleren Metalle bleiben an der Anode und Kupfer- Ionen wandern zur Kathode. Die Reinheit beträgt 99.99%.
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3.5 VERWENDUNG
Kupfer wird bei vielen verschieden Gebieten gerbraucht z.B bei:
Heizung, Warmwasser Leitungen
Flächenheizung Gas und Flüssiggas
Solartechnik
Recycling (Fast alle Kabel, die wir für Strom benutzen, sind aus Kupfer, und zwar hochreiner Kupfer)
4 SILBER (AG LEITET SICH VON DEM LATEINISCHEN WORT "ARGENTUM" SILBER AB)
4.1 EIGENSCHAFTEN
Silber hat die Ordnungszahl 47 Die Schmelztemperatur beträgt 961,93 °C Der Siedepunkt ist 2162 °C Es ist Geruch - und Geschmacklos Der Aggregatszustand bei Zimmertemperatur ist fest Die Atomasse ist 108 (gerundet)
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4.2 GESCHICHTE
Silber wird von Menschen seit dem 5.Jahrtausend v. chr. Verarbeitet. Damals galt es wertvoller als Gold. Dann aber brachten die Spanier große Mengen von Silber aus Amerika nach Europa, dadurch sank der Wert. Da nach 1870 vorwiegend Gold als Währungsmetall verwendet wurde, verlor das Silber seine wirtschaftliche Bedeutung immer mehr. Erst nach dem zweitem Weltkrieg (ca1945) begann das Silber in der Industrie Karriere zu machen und der Weltverbrauch überstieg die jährlichen Fördermengen. Ebenfalls der Silberpreis stieg.
4.3 VORKOMMEN
Silber ist ein seltenes Element, es kommt allerdings 20-mal häufiger vor als Gold. Der mittlere Silbergehalt liegt bei 100 Milligramm pro Tonne. Wenn man das Silber allerdings dann doch mal finden sollte, dann kommt es
als gediegenes (gediegen= ohne das der Mensch die Form verändert hat) Silber in Form von Körnern, Blättchen, Drähten oder Locken vor. Bei Gold ist Silber auch oft als Begleitmaterial dabei (bis zu 20% Silberanteil) Man kann Silber noch in Silbererzen finden Schließlich auch als Silbermineralien
Die wichtigsten Silbervorkommen befinden sich in Nordamerika (Mexiko, den USA und Kanada) und in Südamerika (Peru, Bolivien). Mit rund 30 % der globalen Förderung war Peru 2009 der weltweit größte Silberproduzent. [19] Im Jahr 2011 förderte Mexiko mit 4500 t weltweit das meiste Silber. China konnte seine Produktion in den letzten 3 Jahren um mehr als 50 % steigern.
4.4 GEWINNUNG
Etwa die Hälfte des genutzten Silbers fällt bei der Rohstoffgewinnung von Kupfer, Zink und vor allem bei der Bleiherstellung aus silberhaltigem Bleiglanz an. Ein Viertel der Gewinnung stammt aus Silbererzen, ein weiteres Viertel aus dem Recycling von Altmetallen. Die Herstellung aus den Silbererzen erfolgt wie beim Gold mit Hilfe der Cyanidlaugerei. Die fein gemahlenen Erze werden dabei mit einer 0,1 bis 0,2%igen Natriumcyanidlösung ausgelaugt, wobei die Silber Ionen der Erze komplex in Lösung gehen. Mit Hilfe von Zinn- oder Aluminiumstaub kann dann das Silber aus der Lösung ausgefällt werden.
2 Na[Ag(CN)2] -> Zn Na2[Zn(CN)4] -> 2 Ag
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4.5 VERWENDUNG Silber ist heute das meist gebrauchte Edelmetall und es wird in mehreren Bereichen gebraucht:
Es spielte von alters her eine wichtige Rolle zur Herstellung von Münzen. Es dient aufgrund seiner hohen elektrischen Leitfähigkeit zur Herstellung von elektrischen Kontakten, von Elektroden oder elektronischen Bauteilen. Sein Aussehen und seine thermische Leitfähigkeit führten zu einer weit verbreiteten Anwendung bei Geschirr und Bestecken im Haushalt. Für die Herstellung von Schmuck wird es aufgrund seiner Weichheit zur Erhöhung der Härte meist mit anderen Metallen legiert. "Sterlingsilber" besitzt einen Feingehalt von 92,5% Silber. Zahnärzte verwenden Silber (Amalgam) für Zahnfüllungen. (Aufgrund der Giftigkeit des Quecksilbers ist diese Anwendungsmöglichkeit jedoch sehr umstritten.) Aufgrund seiner bakterientötenden Wirkung findet Silberpulver auch in Salben eine Anwendung. Ein eingewobener Silberfaden in Kleidung oder in Matratzen soll sich für Allergiker günstig auswirken.
5 QUECKSILBER (HG WIRD VOM LAT. HYDRARGYRUM ABGELEITET)
5.1 EIGENSCHAFTEN:
Quecksilber ist ein silberweißes, flüssiges Schwermetall Ordnungszahl 80
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ist elektronisch leitfähig ist bläulich silberweiß und glänzend bei Zimmertemperatur flüssig Erstarrungspunkt: -39°C Siedetemperatur: 357°C Dichte: 13,6 g/cm³ Quecksilber ist sehr giftig!!
5.2 GESCHICHTE
Quecksilber bedeutet ursprünglich lebendiges Silber und ist seit der Antike bekannt. Es wird so zum Beispiel in Werken von Aristoteles erwähnt.
Der wahrscheinlich erste Entdecker von Quecksilber, war ein namentlich nicht bekannter Mann, der in Idrija (Slowenien) lebte. Er war ein Fassmacher, der seine Holzgefäße in einem Brunnen quellen lies, dabei entdeckte er die silbernen Tröpfchen. Noch im selben Jahr begann der Abbau an dieser Stelle. In der Umgebung hat man den Boden wissenschaftlich untersucht und dabei einen unnatürlich hohen Quecksilbergehalt festgestellt. Dieser allein ist aber noch kein Beleg für die Richtigkeit der Legende.
Von den Römern und Alchemisten wurde dies für den gleichgesetzten Gott Mercurius übernommen. Quecksilber, Schwefel und Salz waren im Mittelalter für die Alchemisten die drei grundlegendsten Elemente. Das Einhorn symbolisierte das Quecksilber.
Da Quecksilber für die Gewinnung von Silber aus Silbererzen über Amalgambildung benötigt wurde, war es ab dem 16. Jahrhundert sehr bedeutungsvoll.
Am Quecksilber wurde im Jahr 1911 erstmals das Phänomen der Supraleitung von dem niederländischen Physiker Heike Kamerlingh Onnes entdeckt und auf Platz sieben der giftigsten Gifte der Welt eingestuft.
5.3 VORKOMMEN
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Quecksilber kommt in reiner Form in der Natur vor und ist als einzige flüssige Substanz aus Tradition als Mineral von der IMA anerkannt.
Quecksilber ist ein Metall, welches in reiner Form in der Natur vorkommt. Unter anderem kommt es in Serbien, Italien, China, Algerien, Russland und Spanien vor. Größtenteils wird es als Mineral in Form von Zinnober in Gebieten mit ehemaliger vulkanischer Aktivität. Das Vorkommen von Quecksilber in gediegener Form ist eher selten.
5.4 GEWINNUNG 1. Erhitzen mit Sauerstoff:
- Zinnober (HgS) wird im Luftstrom (also mit Sauerstoff) erhitzt
- Der Schwefel verbrennt dabei zu Schwefeldioxid
- Quecksilber entweicht dampfförmig und wird durch Abkühlung flüssig
- Reinheitsgrad bei 99,9%
- Reaktionsformel: HgS + O2 Hg + SO2
2. Umsetzen von HgS mit Eisenspänen:
HgS + Fe FeS + Hg
3. Abscheiden mit Kalk:
4 HgS + 4 CaO 4 Hg + 3 CaS + CaSO4
5.5 VERWENDUNG
Quecksilber wird für Elektrolytischen Gewinnung von Chlor und Natronlauge aus Kochsalz, Elektrotechnik, für Instrumentenfüllung und für Zahnfüllungen verwendet u. a. für
· Thermometer (Zwar benetzt es das Glas nicht und ist daher gut abzulesen, aber wegen seiner hohen Giftigkeit wird es heute nur noch in wissenschaftlichen Bereichen angewendet.
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· Barometer
· Elektrolyse
· Goldwäsche
Seit dem 3. April 2009 ist es innerhalb der EU verboten, neue quecksilberhaltigen Fieberthermometer, Barometer und Blutdruckmessgeräte in den Umlauf zu bringen.
6 LITERATURANGABEN
http://de.wikipedia.org/wiki/Aluminium
http://de.wikipedia.org/wiki/Kupfer
http://de.wikipedia.org/wiki/Silber
http://de.wikipedia.org/wiki/Quecksilber#Verwendung
http://www.lerntippsammlung.de/
http://www.zentrum-der-gesundheit.de/quecksilber-herzerkrankung-ia.html
http://9st2gra.wikispaces.com/STeckbrief+von+den+Chemischen+Elementen
http://www.chemie-master.de/FrameHandler.php?loc=http://www.chemiemaster.de/pse/pse.php?modul=Cu
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5d/Aluminium-4.jpg

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