Das Geheimnis der Kupfergewinnung

Aufgabe 1 Schaut euch noch einmal den Film Die Minen des Hephaistos - Hightech in der Kupferzeit. Verpflichtend ist es, bis zu Minute 9:30 zu schauen und von Minute 29:00 bis 32:30. Zwischendurch und danach wird die große Bedeutung des Kupfers zur damaligen Zeit betrachtet, wobei es aber weniger um Chemie geht.

Vorkommen von Kupfer in der Natur

Im Film habt ihr bereits erfahren, dass man Kupfer durchaus als reines Element (gediegen) finden kann. Viel häufiger trifft man es jedoch als Mineral an. Hier ein paar Bilder.

• 

  Kupfer im Gestein

• 

  Kupfersulfid

• 

  Kupfersulfat

• 

  Kupferoxid

Die Kupfergewinnung in der Steinzeit

Das Kupfersulfid ist ja eine Verbindung, die wir sogar schon einmal selber hergestellt haben. Zur Erinnerung noch mal ein Film, in dem man die Reaktion beobachten kann. Das Wesentliche bei der Reaktion ist, dass sie exotherm ist, dass heißt es wird Energie frei.

Will man die Reaktion rückgängig machen, also etwa aus Kupfersulfid wieder Kupfer gewinnen, so muss man also Energie hineinstecken. Die Reaktion zur Trennung des Kupfersulfids ist also exotherm. Und obwohl die Energie, die bei der Synthese des Kupfersulfids frei wird, relativ gering ist (im Vergleich etwa zum Magnesium), fällt es einem doch nicht leicht, genügend Energie aufzubringen, um das Kupfersulfid zu zerlegen. Trotzdem haben es die Menschen der Steinzeit geschafft, durch zuerst zufällige Beobachtungen und dann immer mehr gezieltes Probieren, das Kupfersulfid zu zerlegen.

Wie war das noch mal mit der Energie?

• Bei der Reaktion von Kupfer mit Schwefel wird ja Energie frei. Das kann man hier in dem Video sehen.
• Also muss man umgekehrt Energie aufbringen, um das Kupfersulfid in die Elemente zu zerlegen.

Woher kommt diese Energie?

• Früher gab es keine andere Möglichkeit, als durch eine andere chemische Reaktion die notwendige Energie aufzubringen.
• Heute kann man auch elektrische Energie, was wir später auch noch machen werden.

Doch speziell bei der Nutzung "Chemischer Energie" gibt es noch bestimmte Aspekte zu betrachten, die wichtig für die Kupfergewinnung ist.

Aufgabe 2

Video zur Reaktion von Kupferoxid mit Kohlenstoff: http://www.youtube.com/watch?v=IDXVIfsBpnE

• Fertiges Video mit Erläuteung

Moderne Kupfergewinnung

• Chuiqcamata
• Elektrolyse
  • endotherem Reaktion bei der Strom genutzt wird, um den Stoff zu zerlegen

Abschlusskontrollen

Selbstkontrolle zu den Begriffen

• Reduktion von Kupferoxid mit Wasserstoff