70%

Cyber Monday-Angebot

Nur bis zum 09.12.2024

Jetzt 30 Tage lang kostenlos testen & dann 70 % sparen.

Nur bis zum 09.12.2024

Lernpakete anzeigen

Herstellung und Verwendung von Aluminium

Du willst ganz einfach ein neues Thema lernen
in nur 12 Minuten?
Du willst ganz einfach ein neues
Thema lernen in nur 12 Minuten?
  • Das Mädchen lernt 5 Minuten mit dem Computer 5 Minuten verstehen

    Unsere Videos erklären Ihrem Kind Themen anschaulich und verständlich.

    92%
    der Schüler*innen hilft sofatutor beim selbstständigen Lernen.
  • Das Mädchen übt 5 Minuten auf dem Tablet 5 Minuten üben

    Mit Übungen und Lernspielen festigt Ihr Kind das neue Wissen spielerisch.

    93%
    der Schüler*innen haben ihre Noten in mindestens einem Fach verbessert.
  • Das Mädchen stellt fragen und nutzt dafür ein Tablet 2 Minuten Fragen stellen

    Hat Ihr Kind Fragen, kann es diese im Chat oder in der Fragenbox stellen.

    94%
    der Schüler*innen hilft sofatutor beim Verstehen von Unterrichtsinhalten.
Bereit für eine echte Prüfung?

Das Quiz besiegt 60% der Teilnehmer! Kannst du es schaffen?

Quiz starten

Lerntext zum Thema Herstellung und Verwendung von Aluminium

Aluminium – ein Metall, das kaum wegzudenken ist

Aluminium ist ein sehr wichtiges Metall in unserer modernen Welt. Es wird aus dem Erz Bauxit gewonnen, das hauptsächlich in tropischen und subtropischen Regionen vorkommt. In diesem Lerntext erfährst du, wie Aluminium hergestellt wird, von der Gewinnung des Bauxits bis hin zur Produktion des fertigen Metalls.

Gewinnung von Aluminium

Die Gewinnung von Bauxit erfolgt meist im Tagebau. Das bedeutet, dass das Erz an der Erdoberfläche abgebaut wird. Zunächst wird die oberste Erdschicht entfernt, um an das darunterliegende Bauxit zu gelangen. Diese Methode ist effizient, hat aber auch ökologische Folgen, da große Flächen der Natur umgegraben werden. Bauxit besteht zu einem wesentlichen Teil aus Aluminiumhydroxid $\ce{(Al(OH)3)}$ und der wasserärmeren Variation davon, Aluminiumoxidhydroxid $\ce{(AlO(OH))}$. Nachdem das Bauxit abgebaut wurde, wird es gereinigt und zerkleinert.

Weiterverarbeitung von Bauxit zu Aluminiumoxid

Im nächsten Schritt wird das Bauxit in Aluminiumoxid $\ce{(Al2O3)}$ umgewandelt. Dies geschieht durch das Bayer-Verfahren: Das zerkleinerte Bauxit wird in heißer Natronlauge als Aluminat $\ce{([Al(OH)4]^-)}$ gelöst. Dabei entsteht eine Lösung, aus der beim Abkühlen wieder $\ce{Al(OH)3 }$ ausgefällt wird. Dieses wird wiederum durch Glühen in $\ce{(Al2O3)}$ umgesetzt, ein weißes Pulver und der Rohstoff für die Herstellung von Aluminium.

Elektrolyse von Aluminiumoxid zu Rohaluminium

Die Herstellung von Aluminium aus Aluminiumoxid erfolgt durch Elektrolyse. Bei diesem Prozess wird elektrischer Strom verwendet, um chemische Reaktionen herbeizuführen. Das Aluminiumoxid wird in eine Schmelze aus Kryolith $\ce{(Na3AlF6)}$ gegeben, die den Schmelzpunkt des Aluminiumoxids senkt (analog zu Salzwasser auf den Straßen gegen Glätte im Winter) und es leitfähig macht. In der Elektrolysezelle befinden sich eine Anode und eine Kathode, die aus Grafit bestehen. Wenn elektrischer Strom durch die Schmelze fließt, wandern die Aluminiumionen zur Kathode und die Sauerstoffionen zur Anode. An der Kathode nehmen die Aluminiumionen Elektronen auf und werden zu flüssigem Aluminium reduziert. Dieses flüssige Aluminium sammelt sich am Boden der Zelle und wird regelmäßig abgelassen. An der Anode reagiert der Sauerstoff mit dem Grafit und bildet Kohlenstoffdioxid.

HerstellungvonAluminium

Reaktionsbedingungen in Elektrolysezellen

Für eine effiziente Elektrolyse müssen bestimmte Bedingungen erfüllt sein. Die Temperatur in der Elektrolysezelle liegt bei etwa 950 °C. Die Anoden müssen regelmäßig ausgetauscht werden, da sie durch die Reaktion mit Sauerstoff verbraucht werden. Der Prozess verbraucht viel Energie, was ihn teuer macht. Daher wird die Aluminiumproduktion oft in Ländern mit günstigen Strompreisen durchgeführt.

Weiterverarbeitung von Rohaluminium

Das gewonnene Rohaluminium ist noch nicht rein genug für die meisten Anwendungen. Es wird daher in einem weiteren Schritt gereinigt und legiert. Bei der Reinigung werden Verunreinigungen entfernt und durch die Zugabe anderer Metalle entstehen Legierungen, die spezifische Eigenschaften haben. Diese Legierungen werden dann in verschiedene Formen gegossen, gewalzt oder gezogen.

Anwendungsbeispiele von Aluminium

Aluminium ist ein vielseitiges Metall und wird in vielen Bereichen eingesetzt. In der Automobilindustrie wird es wegen seiner Leichtigkeit und Korrosionsbeständigkeit geschätzt. Es wird zur Herstellung von Karosserieteilen, Motorblöcken und Felgen verwendet. Dies hilft, das Gewicht von Autos zu reduzieren und somit den Kraftstoffverbrauch zu senken. Auch in der Kommunikationstechnik spielt Aluminium eine wichtige Rolle. Es wird in Kabeln, Antennen und anderen elektronischen Komponenten verwendet. Aluminium leitet Elektrizität gut und ist zudem leicht, was es ideal für den Einsatz in tragbaren Geräten macht.

Zusammenfassung zum Thema Aluminium

Die Herstellung von Aluminium beginnt mit der Gewinnung von Bauxit im Tagebau. Durch das Bayer-Verfahren wird Bauxit in Aluminiumoxid umgewandelt. Anschließend wird Aluminiumoxid durch Elektrolyse in Rohaluminium umgewandelt. Dieser Prozess benötigt hohe Temperaturen und viel Energie. Das Rohaluminium wird weiter gereinigt und zu Legierungen verarbeitet. Aluminium findet breite Anwendung in der Automobilindustrie und der Kommunikationstechnik.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Aluminium

Wie wird Bauxit abgebaut?
Was ist das Bayer-Verfahren?
Warum ist Elektrolyse notwendig, um Aluminium zu gewinnen?
Welche Bedingungen herrschen in einer Elektrolysezelle?
Wo wird Aluminium verwendet?
Teste dein Wissen zum Thema !

1.215.161 Schülerinnen und Schüler haben bereits unsere Übungen absolviert. Direktes Feedback, klare Fortschritte: Finde jetzt heraus, wo du stehst!

Vorschaubild einer Übung
Bewertung

Ø 4.0 / 5 Bewertungen
Die Autor*innen
Avatar
sofatutor Team
Herstellung und Verwendung von Aluminium
lernst du in der 7. Klasse - 8. Klasse - 9. Klasse - 10. Klasse
30 Tage kostenlos testen
Mit Spaß Noten verbessern
und vollen Zugriff erhalten auf

8.890

sofaheld-Level

6.601

vorgefertigte
Vokabeln

7.853

Lernvideos

37.575

Übungen

33.692

Arbeitsblätter

24h

Hilfe von Lehrkräften

laufender Yeti

Inhalte für alle Fächer und Klassenstufen.
Von Expert*innen erstellt und angepasst an die Lehrpläne der Bundesländer.

30 Tage kostenlos testen

Testphase jederzeit online beenden