Advent, Advent, 1 Monat weihnachtliche Laufzeit geschenkt.

Nicht bis zur Bescherung warten, Aktion nur gültig bis zum 18.12.2016!

Eisen 10:38 min

Textversion des Videos

Transkript Eisen

Guten Tag und herzlich Willkommen! In diesem Video geht es um das Eisen. Der Film gehört zur Reihe "Elemente". An Vorkenntnissen der Chemie solltet ihr euch recht gut mit Basen, Säuren und Salzen auskennen. Ich möchte, dass ihr in dem Film nähere Bekanntschaft mit dem chemischen Element Eisen und seiner Bedeutung schließt.

Das Video besteht aus 10 Abschnitten: 1. Geschichte 2. Stellung im Periodensystem der Elemente 3. Vorkommen 4. Eigenschaften 5. Herstellung 6. Reaktionen 7. Das Metall 8. Biologische Bedeutung 9. Verbindungen und 10. Zusammenfassung

  1. Geschichte: Bereits vor 6000 Jahren wurde durch die Sumerer und die Ägypter das Eisen erstmals genutzt. Als Quelle verwendeten sie Meteorite. Vor etwa 5000 bis 4000 Jahren konnte in Mesopotamien, in Anatolien und in Ägypten verhüttetes Eisen hergestellt werden. Und schließlich vor etwa 3200 Jahren fand der Übergang von der Bronzezeit zur Eisenzeit statt. Neben Rohstoffmangel für Bronze war wahrscheinlich die höhere Festigkeit des Eisens ausschlaggebend. Vor etwa 2600 Jahren wurde in China der erste Hochofen gebaut. Bis hinein in das Mittelalter wurde Eisen für verschiedene Gebrauchsgegenstände hergestellt. Hauptsächlich natürlich für Kriegsgerät wie Rüstungen. Im 18. Jahrhundert wurde in Europa erstmals Holzkohle für die Eisenherstellung verwendet. Das Hüttenwesen entwickelte sich als ganzer Industriezweig. Mit der Erfindung der Dampfmaschine wurde eine neue Etappe des menschlichen Tuns eingeleitet. Wir bezeichnen sie als "Industrielle Revolution". Eisen hat keinen Entdecker. Eisen ist ein chemisches Element des Altertums.

  2. Stellung im Periodensystem der Elemente: Im Periodensystem der Elemente befindet sich das Eisen an dieser Stelle. Es handelt sich um ein sogenanntes Übergangsmetall. Eisen gehört zu den Elementen der 8. Nebengruppe. Klar, dass es sich um ein Metall handelt. In den Verbindungen trifft man die Oxitationszahlen von +2 bis +6. Aber keine Angst: In der Schule werden wir es nur mit +2 und +3 zu tun haben. Die Römer nannten Eisen "ferrum". So heißt es auch heute noch in Latein. Daher entstand das chemische Symbol "Fe".

  3. Vorkommen: In der Erdhülle hat Eisen unter den Elementen einen Anteil von 4,7 Prozent. Damit nimmt es den 4. Platz ein. Bei den Metallen liegt es nach Aluminium sogar auf Platz 2. Die Gewinnung des Eisens erfogt aus Eisenerz. Das geschieht in solchen großen, offenen Eisenerzgruben. Es gibt verschiedene erzbildende Minerale: Hämatit, Magnetit, Pyrit, Pyrrhotin und Siderit. Hämatit ist Fe2O3. Magnetit ist Fe3O4. Pyrit ist FeS2. Pyrrhotin, Eisen-2-Sulfit,  FeS. Und Siderit, Eisen-2-Carbonat, FeCO3.

  4. Eigenschaften: Eisen ist ein Metall. Es ist glänzend, grau und unedel. Es ist ein Schwermetall, hat eine Dichte von 7,87 Gramm pro Kubikzentimeter. Damit liegt Eisen zwischen Zink und Kupfer. Seine Mohshärte beträgt 4, das Eisencarbitzementit. Eisen ist ferromagnetisch, wird von einem Magneten angezogen. Es schmilzt bei 1538 Grad Celsius. Nickel schmilzt etwas niedriger, Kobalt etwas höher.

  5. Herstellung: Es gibt zur Eisenherstellung ein Video. Daher möchte ich diese nur ganz kurz skizzieren. Im Hochofen wird Kohle verbrannt und es bildet sich Kohlenstoffdioxid. Kohlenstoffdioxid reagiert weiter mit Kohle zu Kohlenstoffmonoxid. Kohlenstoffmonoxid reagiert mit Eisenoxid zu Eisen und Kohlenstoffdioxid. Diesen vereinfachten Verlauf bezeichnet man auch als Hochofenprozess. Im Ergebnis erhält man Roheisen, welches Kohlenstoff enthält. Beim Frischen wird in das Roheisen Sauerstoff hineingeblasen. Der größte Teil des Kohlenstoffs verlässt das Eisen als Kohlenstoffdioxid. Das so erhaltene Eisen nennt man Stahl.

  6. Reaktionen: Eisen geht als unedles Metall verschiedene Reaktionen ein. Mit trockener Luft reagiert es jedoch nicht. Man kann es bei hohen Temperaturen jedoch verbrennen. Es bildet sich Fe2O3. Mit den Halogenen reagiert Eisen. Es bilden sich die entsprechenden Eisenhalogenide. Mit Säuren bilden sich aus Eisen Eisensalze. Mit konzentrierter Salpetersäure findet keine Reaktion statt. Die Eisenoberfläche wird hier durch Oxidation passiviert. Eisen reagiert mit Silizium zum Silizid. Mit Kohlenstoff bildet sich das Carbit. Die Reaktion mit Schwefel liefert das FeS. Mit Phosphor erhält man das Phosphit.

  7. Das Metall: Eisen ist der wichtigste Konstruktionswerkstoff der Menschheit. Das kann man an vielen Beispielen eindrucksvoll belegen. Eisen braucht man für die Herstellung von Baufahrzeugen und Baumaschinen. Die Technik in der Landwirtschaft besteht aus Eisen. Ohne Eisen gäbe es keine Industriemaschinen. Die Schienenfahrzeuge sind aus Eisen gefertigt. Der Schiffbau kann ohne Eisen nicht sein. Riesige Stahlbauten werden aus Eisen errichtet. Transportfahrzeuge bestehen aus Eisen. Und leider werden aus Eisen auch Kriegsgerät und Waffen hergestellt. Der natürliche Feind des Eisens ist der Rost: Sauerstoff und Wasser. Daher ist eine extensive Stahlherstellung immens wichtig. Der Verbrauch wird dadurch noch gesteigert. Und eine extensive Stahlherstellung ist immens wichtig. An Roheisen wurde im Jahre 2000 in Millionen Tonnen hergestellt: China produzierte mehr als 200, Deutschland 30. Und die Weltproduktion betrug 1000; das heißt also 1 Milliarde Tonnen Roheisen in einem Jahr.

  8. Biologische Bedeutung: Natürlich fordert der Organismus nicht reines Eisen, sondern Eisen-2-Ionen. Der Mensch benötigt diese Eisenionen, denn ohne sie kann kein Blut gebildet werden, kein Hämoglobin. Der Kern des Hämoglobins ist das Häm, in dessen Zentrum ein Eisen-2-Ion sitzt. Damit ist Eisen biologisch essenziell.

  9. Verbindungen: Eisen bildet verschiedene Oxide. Neben der Eisenherstellung benutzt man sie zur Herstellung von Farbpigmenten. Auch Eisensalze werden verwendet. FeCl2 mit Kristallwasser: Man benutzt es bei der Biogasentschwefelung. Eisen-2-Sulfat mit Kristallwasser: Es dient der Chromatreduzierung, um Allergien entgegen zu wirken. Eisen-3-Chlorid, reagiert mit Kupfer: Es dient der Ätzung von Kupferleiterplatten. Weitere Verbindungen: Es ist ein Katalysator für die Spaltung von Wasser in die Elemente. Eisenpentacarbonyl: Aus ihm stellt man die meisten metallorganischen Verbindungen her. Und mit einem wichtigen Farbstoff möchte ich den Exkurs abschließen: Berliner Blau.

  10. Zusammenfassung: Das unedle Metall Eisen ist eine unbedingte Grundlage für die Existenz der Industriegesellschaft. Für den Menschen ist es biologisch essenziell. Ich danke für eure Aufmerksamkeit. Ich wünsche euch viel Erfolg und alles Gute. Tschüss!

Informationen zum Video
1 Kommentar
  1. Default

    Vielen Dank für dieses tolle Video! Es hat mir für ein Kurzreferat über Eisen sehr weitergeholfen!!!!!!!!!!!!!!!!

    Von Ransîr, vor mehr als einem Jahr