• Vorkommen & Verwendung: Al, Cu, Fe
  • anonym
  • 12.06.2023
  • Chemie
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Vor­kom­men von Eisen

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Vor­kom­men auf der Erde



Eisen ist ein auf der Erde recht häu­fi­ges Me­tall. Es ist zu­sam­men mit Ni­ckel wahr­schein­lich der Haupt­be­stand­teil des Erd­kerns. Dort lie­gen beide Me­tal­le flüs­sig vor und sor­gen ver­mut­lich für die Bil­dung des Erd­ma­gnet­felds.

Weil Eisen gut mit Sau­er­stoff und mit Was­ser re­agiert (= Ros­ten), kommt es auf der Erde nur sehr sel­ten in rei­ner Form vor.

Ei­sen­er­ze (also Ver­bin­dun­gen des Ei­sens) fin­det man da­ge­gen ver­gleichs­wei­se häu­fig. Wich­ti­ge Bei­spie­le sind die Mi­ne­ra­le Ma­gne­tit (Ma­gnet­ei­sen­stein), Hä­ma­tit (Rot­ei­sen­stein) und Pyrit (Kat­zen­gold).

Das wich­tigs­te Mi­ne­ral zur Ei­sen­ge­win­nung ist heut­zu­ta­ge das Hä­ma­tit. Es wird u.a. in Tei­len von Deutsch­land, am Ural (Russ­land) oder in Un­garn ab­ge­baut.











Hä­ma­tit
Ei­sen­erz
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Vor­kom­men in der Natur



Eisen ist ein es­sen­ti­el­les Spu­ren­ele­ment für fast alle Le­be­we­sen.

Bei Tie­ren dient vor allem der Blut­bil­dung. Es ist das zen­tra­le Atom im Hämoglobin-​Molekül, das für den Trans­port von Sau­er­stoff im Blut zu­stän­dig ist. Bei Ei­sen­man­gel kommt es zu Sym­pto­men wie Mü­dig­keit und blas­ser Haut.

In Pflan­zen wer­den Eisen-​Atome be­nö­tigt, damit die Pho­to­syn­the­se ab­lau­fen kann. Pflan­zen mit Ei­sen­man­gel be­kom­men gelbe Blät­ter und ver­wel­ken.









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Ver­wen­dung von Eisen

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Stahl



Eisen ist der Haupt­be­stand­teil von Stahl. Stäh­le en­ste­hen beim Ver­mi­schen von Eisen mit an­de­ren Me­tal­len und auch Nicht­me­tal­len (ins­be­son­de­re Koh­len­stoff).

Eisen ist mit 95 Pro­zent Ge­wichts­an­teil an ge­nutz­ten Me­tal­len das welt­weit meist­ver­wen­de­te. Der Grund dafür liegt in sei­ner wei­ten Ver­füg­bar­keit, wel­che es recht preis­wert macht. Und darin, dass es her­vor­ra­gen­de Fes­tig­keit und Zä­hig­keit beim Ein­ge­hen von Mi­schun­gen mit an­de­ren Me­tal­len wie Chrom, Mo­lyb­dän und Ni­ckel er­reicht, die es für viele Be­rei­che in der Tech­nik zu einem Grund­werk­stoff ma­chen.

Es wird bei der Her­stel­lung von Land­fahr­zeu­gen, Schif­fen und im ge­sam­ten Bau­be­reich (Stahl­be­ton) ein­ge­setzt.











ver­schie­de­ne Stahl­pro­fi­le
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Ver­wen­dung



Die hohe Fes­tig­keit von Eisen, wenn es zu Stahl ver­ar­bei­tet wurde, macht es zum wich­tigs­ten Roh­stoff in der Bau- und Fahr­zeug­indus­trie. Kaum ein Haus wird heute ohne Ver­stär­kung durch Stahl­trä­ger ge­baut. Und in den meis­ten Fahr­zeu­gen (Autos, Züge, Flug­zeu­ge) ist zu­min­dest in ei­ni­gen Bau­tei­len noch Eisen vor­han­den.

Eisen ist (neben Co­balt und Ni­ckel) eines der drei ma­gne­ti­schen Me­tal­le. Es wird daher als Ma­gnet, aber auch in Ge­ne­ra­to­ren, Trans­for­ma­to­ren und Elek­tro­mo­to­ren ein­ge­setzt.

Es wird hier­zu mas­siv und in Form von Ble­chen und Pul­ver pro­du­ziert. Ins­be­son­de­re das Pul­ver ist ein Grund­stoff für die che­mi­sche In­dus­trie.













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Vor­kom­men von Kup­fer

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Vor­kom­men auf der Erde



Kup­fer kommt auf der Erde nur äu­ßerst sel­ten in rei­ner Form vor. Manch­mal kann es in Form von „kup­fer­ro­ten“, me­tal­lisch glän­zen­den Nug­gets oder in ver­zweig­ten Struk­tu­ren, so ge­nann­ten Den­dri­ten, ge­fun­den wer­den. Die größ­ten Vor­kom­men gibt es in Chile, Peru, den USA und Sam­bia. Auch auf dem Mond konn­ten Vor­kom­men von rei­nem Kup­fer ge­fun­den wer­den.

Kup­fer­er­ze (also Ver­bin­dun­gen mit Kup­fer) kom­men häu­fi­ger vor. So wird Kup­fer aus den Erzen Kup­fer­kies und Kup­fer­glanz ge­won­nen. Sel­te­ner auch aus Bunt­kup­fer­kies oder Malachit. Im Jahre 2010 waren 636 Kup­fer­mi­ne­ra­le be­kannt.











... auch Kup­fer­erz
Kup­fer­erz
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Vor­kom­men in der Natur



Für den mensch­li­chen Or­ga­nis­mus ist Kup­fer ein wich­ti­ges Spu­ren­ele­ment. Der Mensch be­nö­tigt Kup­fer, um zu über­le­ben. Kup­fer be­ein­flusst als Be­stand­teil le­bens­wich­ti­ger En­zy­me viele Kör­per­funk­tio­nen.

Kup­fer ist wich­tig für das Wachs­tum von Säug­lin­gen, die Kno­chen­stär­ke, die Rei­fung von roten und wei­ßen Blut­zel­len, den Herz­mus­kel und die Ent­wick­lung des Ge­hirns.

Ge­wöhn­lich wird der Ta­ges­be­darf eines Er­wach­se­nen durch eine aus­ge­wo­ge­ne Er­näh­rung mit einem reich­li­chen An­teil Ge­trei­de, Fleisch (vor allem Leber), Wur­zel­ge­mü­se, Hül­sen­früch­ten, Nüs­sen oder auch Scho­ko­la­de er­reicht.

Kup­fer spielt auch im Stoff­wech­sel von Pflan­zen eine wich­ti­ge Rolle - ohne Kupfer-​Atome kann die Pho­to­syn­the­se nicht ab­lau­fen. Für viele Bak­te­ri­en hin­ge­gen wirkt Kup­fer töd­lich.



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Ver­wen­dung von Kup­fer

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Ver­wen­dung



Kup­fer wird für Fein­bau­tei­le, Mün­zen, Ess­be­steck, Kunst­ge­gen­stän­de, Mu­sik­in­stru­men­te und vie­les mehr ver­wen­det. Es ist ein re­la­tiv teu­res Me­tall. Der Preis auf dem Welt­markt be­trug im Au­gust 2011 ca. 9.200 US-​Dollar/Tonne

Kup­fer be­sitzt von allen Me­tal­len die zweit­höchs­te Leit­fä­hig­keit für elek­tri­schen Strom und wird daher viel­fäl­tig ein­ge­setzt: Elek­tri­sche Lei­tun­gen (Kabel & Lei­ter­bah­nen) sowie eine Reihe an­de­rer Bau­tei­le (Lei­ter­plat­ten, Pla­ti­nen oder Schal­ter). Wegen sei­ner hohen ther­mi­schen Leit­fä­hig­keit eig­net es sich gut als Wär­me­lei­ter.

Im Kunst­hand­werk wird Kup­fer­blech ge­trie­ben, das heißt durch Häm­mern ver­formt, was auf­grund sei­ner Weich­heit leicht mög­lich ist. Auch Dä­cher wer­den mit Kup­fer­blech ge­deckt. Kup­fer­dä­cher kön­nen eine Le­bens­dau­er von meh­re­ren Jahr­hun­der­ten haben.









Bau­tei­le aus Kup­fer
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Kupfer-​Verbindungen



Kup­fer ist auch Be­stand­teil vie­ler Ver­bin­dun­gen (Le­gie­run­gen). Diese Kup­fer­le­gie­run­gen wer­den wegen ihrer guten Ei­gen­schaf­ten, wie Farbe, Kor­ro­si­ons­be­stän­dig­keit und Ver­ar­beit­bar­keit gerne viel­fäl­tig ein­ge­setzt. Es gibt zum Bei­spiel Mes­sing (Kup­fer mit Zink; für Schmuck und z.B. Tür­klin­ken), Bron­ze (Kup­fer mit Zinn; z.B. für Glo­cken) und Neu­sil­ber (Kup­fer mit Zink und Ni­ckel; z.B. für Be­steck).

Kup­fer­ver­bin­dun­gen kom­men in Farb­pig­men­ten, als Toner in Dru­ckern oder in me­di­zi­ni­schen Prä­pa­ra­ten zum Ein­satz.













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Vor­kom­men von Alu­mi­ni­um

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Vor­kom­men auf der Erde



Alu­mi­ni­um ist mit einem An­teil von 7,57 % nach Sau­er­stoff und Si­li­ci­um das dritt­häu­figs­te Ele­ment der Erd­krus­te und damit das häu­figs­te Me­tall. Al­ler­dings kommt es prak­tisch aus­schließ­lich in ge­bun­de­ner Form vor. Die größ­te Menge be­fin­det sich che­misch ge­bun­den in Form ver­schie­de­ner Ge­stei­ne, zum Bei­spiel von Ton, Gneis und Gra­nit.

Sel­te­ner wird Alu­mi­ni­um­oxid in Form des Mi­ne­rals Ko­rund als Rubin (rot) und Sa­phir (blau) ge­fun­den.

Das ein­zi­ge wirt­schaft­lich wich­ti­ge Aus­gangs­ma­te­ri­al für die Alu­mi­ni­um­pro­duk­ti­on ist das Erz Bau­xit. Vor­kom­men be­fin­den sich in Süd­frank­reich, Un­garn, Russ­land, In­di­en, Aus­tra­li­en, Bra­si­li­en und den Ver­ei­nig­ten Staa­ten.

Trotz sei­nes un­ed­len Cha­rak­ters kann Alu­mi­ni­um in der Natur auch rein vor­kom­men. Auf­grund der ex­tre­men Sel­ten­heit hat die­ses Alu­mi­ni­um keine Be­deu­tung als Roh­stoff­quel­le.











Bau­xit
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Vor­kom­men in der Natur



Alu­mi­ni­um hat für den Kör­per des Men­schen keine Be­deu­tung. Es fin­det sich zwar in ei­ni­gen Le­bens­mit­teln (z.B. Tee, Kakao), wird aber prak­tisch voll­stän­dig wie­der aus­ge­schie­den.

Vor ei­ni­gen Jah­ren gab es eine große Dis­kus­si­on dar­über, ob Alu­mi­ni­um z.B. aus Deo-​Sprays die Krank­heit Alz­hei­mer aus­lö­sen könn­te - viele Leute kau­fen seit­dem nur noch Aluminium-​freie Sprays.

Für Pflan­zen kann eine zu hohe Menge Alu­mi­ni­um im Boden schäd­lich sein - da­durch wer­den die Wur­zeln an­ge­grif­fen und über einen län­ge­ren Zeit­raum be­schä­digt.



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Ver­wen­dung von Alu­mi­ni­um

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Ver­wen­dung



Wegen sei­ner ge­rin­gen Dich­te wird Alu­mi­ni­um gern dort ver­wen­det, wo es auf ge­rin­ge Masse an­kommt. Zum Bei­spiel bei Trans­port­mit­teln in der Luft- und Raum­fahrt. Auch im Fahr­zeug­bau ge­wann es aus die­sem Grund an Be­deu­tung.

Alu­mi­ni­um­blech wird für für Fassaden-​ und Dach­ele­men­te sowie Dach­rin­nen ein­ge­setzt.

Alu­mi­ni­um wird ins­be­son­de­re dann als Lei­ter­ma­te­ri­al für elek­tri­schen Strom im Strom­netz ver­wen­det, wenn es sich um star­re und dicke Lei­tun­gen han­delt (Strom­schie­nen, Erd­ka­bel).

Alu­mi­ni­um wird zu einer Viel­zahl von Be­häl­tern und Ge­häu­sen ver­ar­bei­tet, da es sich gut durch Um­for­men be­ar­bei­ten lässt. In der Ver­pa­ckungs­in­dus­trie wird Alu­mi­ni­um zu Getränke-​ und Kon­ser­ven­do­sen sowie zu Alu­mi­ni­um­fo­lie ver­ar­bei­tet.

Aus Alu­mi­ni­um wer­den auch Koch­töp­fe und an­de­re Kü­chen­ge­rä­te, wie die klas­si­sche ita­lie­ni­sche Es­pres­so­kan­ne, sowie Reise-​ und Militär-​Geschirr her­ge­stellt.









Ge­gen­stän­de aus Alu­mi­ni­um
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Aluminium-​Verbindungen



In Ver­bin­dun­gen mit Ma­gne­si­um, Si­li­ci­um und an­de­ren Me­tal­len wer­den Fes­tig­kei­ten er­reicht, die denen von Stahl nur wenig nach­ste­hen. Ins­be­son­de­re im Flug­zeug­bau und in der Welt­raum­tech­nik sind Alu­mi­ni­um und Dur­alu­mi­ni­um weit ver­brei­tet. Der größ­te Teil der Struk­tur heu­ti­ger Ver­kehrs­flug­zeu­ge wird aus Alu­mi­ni­um­ble­chen ver­schie­de­ner Stär­ken und Zu­sam­men­set­zun­gen ge­nie­tet.















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