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Metalle-allgemein & eisen-speziell (vortrag)
Metalle – allgemein und Eisen – speziell
Metalle
Eigenschaften
- elektrisch leitfähig, guter Wärmeleiter, fest ( außer Quecksilber), glänzend (verschwindet häufig durch Luft & Feuchtigkeit), hohe Schmelz- und Siedetemperatur, gut formbar ( nicht alle Metalle)
- jedes Metall eigene Eigenschaften (Farbe)
- teuer è knapp è Recycling
- in Deutschland fast keine Metalle è Import
- Metalle nicht rein in Natur
- müssen aus Erzen gewonnen werden
- nicht immer erkennbar è Farb- oder Plasteüberzug
- jedes Metall hat ein Symbol (Eisen – Fe (Ferrum))
- verschiedene Gruppen: Schwermetalle, Leichtmetalle, Edelmetalle & unedle Metalle
- Schwermetalle: nach hoher Dichte geordnet (Eisen, Kupfer)
- Leichtmetalle: nach geringe Dichte (Magnesium, Aluminium)
- Edelmetalle: (Silber, Gold)
- unedle Metalle: (Eisen, Zink)
Verwendung von Metallen – allgemein
- Maschinen-, Fahrzeug- und Schiffbau, Bauwesen (Stahl)
- Kabel (Kupfer, Aluminium)
- Bau von Heizungskesseln &Heizanlagen (Kupfer)
- Computer, Taschenrechner, Schmuck (Silber, Gold)
- Flugzeugbau (Magnesium, Aluminium)
- Thermometerfüllung (Quecksilber)
Eisen
Eigenschaften
- engl: iron , lat. ferrum
- Symbol: Fe
- Schmelztemperatur: 1535°C
- Siedetemperatur: 2750°C
- Dichte: 7,874 g/cm3
- in reiner Form: silberweiß, glänzend, gut dehnbar, relativ weich
è Schwermetall
- augrund niedrigen Normalpotentials (bei 25°C gemessene elektrische Spannung zwischen einem Halbelement & Wasserstoffelektrode)è eher unedles Metall, d.h. gut oxidierbar (reagieren mit Sauerstoff)
- an trockener Luft beständig è Bildung von Oxidschicht è Schutz für das darunter liegende Eisen
- an feuchter Luft oxidiert es leicht unter Bildung von Rost
Vorkommen
- nie elementar in der Natur (außer in Meteoriten)
- Existenz von vielen zahlreichen Eisenverbindungen èErze große Bedeutung
- größten Erzvorkommen: Brasilien, Australien, Kanada, Schweden, China & Frankreich
- auch in Deutschland, jedoch gering: Hessen (Lahn-Dill-Gebiet)oder bei Salzgitter
- Erzreserven weltweit auf über115 Milliarden Tonnen geschätzt
- Roteisenerz è wichtiges Erz zur Eisengewinnung
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Eisenmeteorit aus Namibia mit Widmannstättenschen Gefügen
Geschichtliches
- Ursprung des Namens Eisens: im keltischen Isara („stark, fest“)
- lateinische Name ferrum stammt von dem lateinischen Wort ferreus („kräftig, hart, schwer“)
- Symbol Fe führte J.J. Berzilius 1814 ein
- in der Alchemie (im MA & zu Beginn der Neuzeit die universalwissende Beschäftigung mit chemischen Stoffen) war Eisen dem Mars zugeordnet
- viele verschiedene alchemistische Symbole für Eisen
- Eisen war in der Antike schon als Metall bekannt
- Eisenzeit begann nach der Bronzezeit ca.
1400 vor Christi Geburt
- Entstehung der Eisenindustrie im 7. Jhd nach Christi Geburt im Steiermark
- später in Thüringen und Sachsen
- Benjamin Huntsmann stellte 1742 als erster Stahl her
- (Stahl = Eisenlegierung: Stahl + eine bestimmte Menge Kohlenstoff)
Verwendung
- wichtigstes Gebrauchsmaterial
- Einsetzung von reinem Eisen selten (z.B. Magnete)
- zahlreiche Eisenlegierungen
- Legierung: - Gemisch von 2 Stoffen – mindestens ein Metall
- durch Mischung Eigenschaften des Grundmetalls beeinflusst
à meisten Legierungen größere Härte und rostbeständiger
- Legierung als Stahl oft mit Chrom, Silicium, Nickel, Mangan, Kohlenstoff, Wolfram
- bei Eisenmangel werden Eisensalze verabreicht à Eisenverbindung – wichtige Rolle im menschlichen Stoffwechsel à im roten Blutfarbstoff sind Eisenatome chemisch gebunden und für Sauerstofftransport im Blut verantwortlich
- Bau von Häusern (Stahlträger), Autos, Schiffen, Maschinen, Werkzeugen (Nägel),...
Quellen: Chemiebuch Sekundarstufe I, Volk und Wissen
Meyers neues Lexikon in 10 Bänden
Internet
Abiturwissen, Weltbild Kolleg
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