Metalle Einzigartigkeit von Metallen
Von: Claudia Fröhlich, Andreas Ziegler
Stand: 16.06.2021 |Bildnachweis
Schau dir zunächst das Video auf die folgenden Punkte hin an:
- Kupfer in elementarer Form wird nach einiger Zeit grün und verliert den metallischen Glanz. Eisen rostet. Nenne die Ursache für die Veränderung der Metalle wie Kupfer oder Eisen.
- Erläutere eine Möglichkeit, um zu verhindern, dass Metalle durch Umwelteinflüsse ihren metallischen Glanz verlieren.
- Nenne zwei Beispiele für Legierungen.
- Beschreibe ein experimentelles Verfahren, um aus Kupfer die Legierung Messing herzustellen.
Weiter unten findest du die Antworten und vertiefende Informationen.
Frage
Kupfer in elementarer Form wird nach einiger Zeit grün und verliert den metallischen Glanz. Eisen rostet. Nenne die Ursache für die Veränderung der Metalle wie Kupfer oder Eisen.
Antwort
Einige Metalle reagieren mit dem Sauerstoff aus der Luft.
Frage
Erläutere eine Möglichkeit, um zu verhindern, dass Metalle durch Umwelteinflüsse ihren metallischen Glanz verlieren.
Antwort
Die Metalle werden mit einem anderen Stoff legiert, d. h. durch Vereinigung mit einem anderen Stoff so verändert, dass sie widerstandsfähiger gegen Umwelteinflüsse werden. Zum Beispiel lässt sich Eisen mit Vanadium legieren. Dieser sogenannte Edelstahl rostet nicht.
Frage
Nenne zwei Beispiele für Legierungen.
Antwort
Edelstahl (Eisen und Vanadium), Messing (Kupfer und Zink)
Frage
Beschreibe ein experimentelles Verfahren, um aus Kupfer die Legierung Messing herzustellen.
Antwort
Das Kupferblech wird in heiße Kalilauge gegeben, in der sich Zinkpulver befindet. Das mit einer Zinkschicht bedeckte Kupferblech wird mit Hilfe eines Gasbrenners solange erwärmt, bis sich goldgelbes Messing bildet.
Die Oberfläche eines Metalls wird durch seine Umgebung verändert. So reagiert beispielsweise Sauerstoff aus der Luft mit einer Vielzahl an Metallen zu den entsprechenden Metalloxiden. In den meisten Fällen lassen sich die Metalloxide schon allein aufgrund ihrer Farbe von dem elementaren Metall unterscheiden. Im Falle von Eisen zeigt Rost auch noch ganz andere Eigenschaften als das elementare Eisen. Rost ist im Gegensatz zu Eisen spröde, so dass das Eisen bei voranschreitendem Rosten seine Qualität als besonders harter Werkstoff verliert.
Bei anderen Metallen wie Kupfer oder Aluminium schützt die Metalloxidschicht das darunter liegende Metall. Beispielsweise ist Aluminiumoxid so hart und robust, dass eine besonders dicke Aluminiumoxidschicht auf künstlichem Wege auf Aluminiumwerkstücken erzeugt wird.