Von Rennofen bis Hochofen

Im Film Total Phänomenal - Vom Erz zum Stahl wird gezeigt, wie Eisen schon in der Eisenzeit gewonnen wurde.

Die Hethiter kannten die Verarbeitung dieses Metalls zu einer Zeit, als es in anderen Regionen der Welt noch unbekannt war. Mit dem Ende des hethitischen Reiches (um 1200 v. Chr.) endete auch das Monopol dieses Reiches auf die Verhüttung von Eisen, die dort seit dem 17. Jahrhundert v. Chr. belegt ist. Nach dem 12. Jahrhundert v. Chr. breitete sich diese Technik im Vorderen Orient und im Mittelmeerraum aus. Eisenzeit, Wikipedia – Die freie Enzyklopädie, 11.12.2013 - Der Text ist unter der Lizenz „Creative Commons Attribution/Share Alike“ verfügbar; zusätzliche Bedingungen können anwendbar sein. Siehe die Nutzungsbedingungen für Einzelheiten. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.

Betrachtung der chemischen Reaktionen im Rennofen

Die Oxidation von unedlen Metallen ist stark exotherm edlen Metallen ist nur schwach exotherm

Die Oxidation von unedlen Metallen liefert viel Energie. Zum Spalten der Oxide muss man dann auch viel Energie aufwenden. Deshalb kann man umgekehrt edlere Elemente leichter aus ihren Erzen (den Metalle-Verbindungen) gewinnen. Da Kupfer edler als Eisen ist, konnte Kupfer eher gewonnen werden als Eisen.

Moderne Eisengewinnung im Hochofen

Videos zur Funktionsweise des Hochofens:

• Total phänomenal - Von Erz zu Stahl
• Sendung mit der Maus - Stahl
• Blick in einen modernen Hochofen

Der Wikipedia-Artikel  Hochofen  liefert auch viele Bilder von alten Hochöfen und der Eisengewinnung von vor 150 Jahren.

Wer Lust auf einen Sonntagsausflug zum Thema "Eisen" hat, kann die Völklinger Hütte besuchen [1]. Auf einem Rundweg durch das inzwischen stillgelegte Werk, das zu einem Weltkulturerbe der UNESCO ernannt wurde, kann man einen Blick in die Geschichte der Eisengewinnung werfen.

Stahlarten

Wer Interesse hat, kann sich mit den verschiedenen Arten an Stahl in einer virtuelle Stahlschmiede beschäftigen.

Schwert, Schraubenschlüssel, Bratpfanne - Stahl ist nicht gleich Stahl. Eisen- und Stahlsorten haben sehr verschiedene Eigenschaften. Der Kohlenstoffgehalt und die Art der Legierung bestimmen, ob ein Stahl hart, zäh, verformbar, verschleißfest, elastisch oder rostfrei ist. Welcher Stahl für ein Produkt der richtige ist, lässt sich mit dem virtuellen Stahllabor ermitteln. → zur Interaktive Stahlschmiede

Unterscheidung verschiedener Erze

Zur Gewinnung von Metallen werden verwendeten Erze verwendet, bei denen es sich um verschiedene Verbindungen handelt. Meist sind es Verbindungen mit Sauerstoff, also die Oxide, und mit Schwefel, also Sulfide.

Die wichtigsten Eisenverbindungen und Kupferverbindungen sind ...

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  Hämatit Fe₂O₃

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  Magnetit Fe₃O₄

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  Pyrit FeS₂

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  Pyrrhotit FeS

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  Tenorit (schwarzes Kupferoxid) CuO

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  Cuprit (rotes Kupferoxid) Cu₂O

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  Chalkosin (Kupferglanz) Cu₂S

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  Covellin CuS

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  Malachit Cu₂[(OH)₂CO₃]

Wie du siehst, gibt es viele verschiedene Verbindungen von Kupfer und Schwefel. Glücklicherweise müssen wir uns nicht alle Namen merken. Du hast ja bereits kennengelernt, wie man Stoffe aufgrund der Formel - die Verhältnis der Atome in der Verbindung zueinander angibt - benennen kann. Dies sollst du nun noch vertiefen und sichern.

Auf dieser Übungsseite sind einige Informationen, die du selbstständig durcharbeiten und die wichtigsten Informationen davon im Heft festhalten sollst.