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== Rohstoff ==


In der Natur treten reine [[Metalle]] sehr selten auf.<ref name = "Metalle_Springer"/> Abbildung 1 zeigt die Anteile der häufigsten Elemente in der Erdkruste. Sauerstoff und Silizium machen dabei etwa 75 % aus.<ref name = "Spektrum_Erdkruste"/> Die nächst größeren, wesentlich geringeren Anteile bilden die Metalle Aluminium und Eisen mit 8,1 % und 5 %.<ref name = "Spektrum_Erdkruste"/>
Abbildung 1 zeigt die Anteile der häufigsten Elemente in der Erdkruste. Sauerstoff und Silizium machen etwa 75 % aus.<ref name = "Press Sievers"/> Die nächstgrößeren, wesentlich geringeren Anteile bilden die Metalle Aluminium und Eisen mit 8,1 % und 5 %.<ref name = "Press Sievers"/>


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Die eigentliche Vielfalt der Metalle wird erst bei einem Blick in Periodensystem deutlich. Abbildung 2 zeigt, dass die meisten Elemente des Periodensystems den Metallen zugeordnet werden.<ref name = "Periodensystem_Sachsen_Anhalt"/> Meist sind diese in der Atmosphäre nicht stabil und liegen in oxidierter Form vor müssen vor Gebrauch also reduziert und vor Reoxidation geschützt werden.<ref name = "Metalle_Springer"/><sup> S.1 </sup>  
Die eigentliche Vielfalt der Metalle wird erst bei einem Blick ins Periodensystem der Elemente deutlich. Die meisten Elemente des Periodensystems werden den Metallen zugeordnet.<ref name = "Periodensystem_Sachsen_Anhalt"/> In der Natur treten reine [[Metalle]] sehr selten auf.<ref name = "Metalle_Springer"/> Meist sind diese in der Atmosphäre nicht stabil und liegen in oxidierter Form vor. So müssen sie vor Gebrauch zu elementarer Form reduziert und anschließend vor Reoxidation geschützt werden.<ref name = "Metalle_Springer"/><sup> S.1 </sup>  


Metalle wurden von Menschen schon früh als Material beispielsweise für Werkzeuge, Schmuck, Waffen oder auch als Zahlungsmittel in Form von Münzen verwendet. Seit etwa 3000 Jahren stellt vor allem [[Eisen und Stahl|Eisen]] einen der wichtigsten metallischen Werkstoff dar. Hauptmerkmale von [[Eisen und Stahl|Eisen]] sind in diesem Zusammenhang die gute Verfügbarkeit und die Möglichkeit durch Legierungen und Wärmebehandlung viele nützliche Eigenschaften zu erzielen. In der neueren Zeit gewannen aufgrund der größeren Anwendungsmöglichkeiten auch seltenere Metalle aufgrund spezieller physikalischer Eigenschaften an Bedeutung. In Abbildung 3 ist die Entwicklung der Elementevielfalt in der Produktion schematisch dargestellt.<ref name = "Metalle_Springer"/><sup> S.5-6 </sup>  
Metalle wurden von Menschen schon früh als Werkstoff, beispielsweise für Werkzeuge, Schmuck, Waffen oder auch als Zahlungsmittel in Form von Münzen, verwendet. Seit etwa 3.000 Jahren stellt vor allem [[Eisen und Stahl|Eisen]] einen der wichtigsten metallischen Werkstoffe dar. Hauptmerkmale von [[Eisen und Stahl|Eisen]] sind in diesem Zusammenhang die gute Verfügbarkeit und die Möglichkeit durch Legierungen und Wärmebehandlung viele nützliche und verschiedene Eigenschaften zu erzielen. In der neueren Zeit gewannen aufgrund der größeren Anwendungsmöglichkeiten auch seltenere Metalle aufgrund spezieller physikalischer Eigenschaften an Bedeutung. In Abbildung 3 ist die Entwicklung der Elementvielfalt in der Produktion schematisch dargestellt.<ref name = "Metalle_Springer"/><sup> S.5-6 </sup>  


Eine oftmals verwendete Eigenschaft um Metalle von Nichtmetallen zu unterscheiden ist die elektrische Leitfähigkeit.<ref name = "Chemie_Springer"/><sup> S.5 </sup> Daneben werden noch weitere Eigenschaften wie die Reflexionsfähigkeit des Lichts, eine thermische Leitfähigkeit oder eine gute plastische Verformbarkeit unter mechanischer Beanspruchung zur Klassifikation von Metallen verwendet.<ref name = "Metalle_Springer"/><sup> S.1 </sup>  
Eine oftmals verwendete Eigenschaft, um Metalle von Nichtmetallen zu unterscheiden, ist die elektrische Leitfähigkeit.<ref name = "Chemie_Springer"/><sup> S.5 </sup> Daneben werden noch weitere Eigenschaften wie die Reflexionsfähigkeit des Lichts, die thermische Leitfähigkeit oder gute plastische Verformbarkeit unter mechanischer Beanspruchung zur Klassifikation von Metallen verwendet.<ref name = "Metalle_Springer"/><sup> S.1 </sup>  


Metalle lassen sich nach verschiedenen Kriterien unterteilen. Eine  oftmals verwendetet Unterscheidung ist die Einteilung nach Leichtmetallen (&rho; < 4,5-5 g/cm<sup>3</sup>) und Schwermetallen (&rho; > 4,5-5 g/cm<sup>3</sup>). Der Begriff der Edelmetalle ist ebenfalls geläufig und umfasst Gold, Silber und Platinmetalle. Auch die Klassifizierung von Metallen als Buntmetalle wird häufig verwendet. Zu ihnen zählen beispielsweise Kupfer, Nickel und Blei. Buntmetalle sind farbig oder bilden farbige Legierungen. <ref name = "Chemie_Springer"/><sup>S.105</sup> <ref name = "WV_Metalle_Buntmetalle"/>  
Metalle lassen sich nach verschiedenen Kriterien unterteilen. Eine  oftmals verwendete Unterscheidung ist die Einteilung nach Leichtmetallen (&rho; < 4,5-5 g/cm<sup>3</sup>) und Schwermetallen (&rho; > 4,5-5 g/cm<sup>3</sup>). Der Begriff der Edelmetalle ist ebenfalls geläufig und umfasst Gold, Silber und Platinmetalle. Auch die Klassifizierung von spezifischen Metallen als Buntmetalle wird häufig verwendet. Zu ihnen zählen beispielsweise Kupfer, Nickel und Blei. Buntmetalle sind farbig oder bilden farbige Legierungen. <ref name = "Chemie_Springer"/><sup>S.105</sup> <ref name = "WV_Metalle_Buntmetalle"/>  


Eine vor allem in Bezug auf die Kreislaufwirtshaft zweckmäßige Einteilung ist die Unterscheidung nach Eisenwerkstoffe ([[Fe-Metalle]]) und Nichteisenmetalle [[NE-Metalle]].<ref name = "Chemie_Springer"/><sup> S.5 </sup> <ref name = "Martens"><sup>S.107</sup>
Eine vor allem in Bezug auf die Kreislaufwirtschaft zweckmäßige Einteilung ist die Unterscheidung nach Eisenwerkstoffen ([[Fe-Metalle]]) und Nichteisenmetallen ([[NE-Metalle]]).<ref name = "Chemie_Springer"/><sup> S.5 </sup>  


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Weiterführende Links
'''Weiterführende Links'''


[https://www.umweltbundesamt.de/sekundaerrohstoffwirtschaft-metalle Das Umweltbundesamt gibt einen Überblick über die wichtigsten Metallen im Rahmen der stoffstromorientierte Sekundärrohstoffwirtschaft]
[https://www.umweltbundesamt.de/sekundaerrohstoffwirtschaft-metalle Das Umweltbundesamt gibt einen Überblick über die wichtigsten Metallen im Rahmen der stoffstromorientierte Sekundärrohstoffwirtschaft.]
[https://www.bgr.bund.de/DE/Home/homepage_node.html| Die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) und die Deutsche Rohstoffstoffagentur (DeRA) veröffentlichen regelmäßig aktualisierte Rohstoffsteckbriefe.]
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== Proben im MassLab ==
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== Literaturverzeichnis ==
== Literaturverzeichnis ==
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<ref name = "Chemie_Springer"> Peter Kurzweil (2015):Chemie- Grundlagen, Aufbauwissen, Anwendungen und Experimente. 10. überarbeitete Auflage Berlin: © Springer-Verlag GmbH Deutschland </ref>
<ref name = "Chemie_Springer"> Kurzweil, P. (2015):Chemie- Grundlagen, Aufbauwissen, Anwendungen und Experimente. 10. überarbeitete Auflage Berlin: © Springer-Verlag GmbH Deutschland </ref>
 
<ref name = "Martens"> Hans Martens, Daniel Goldmann (2016):Recyclingtechnik - Fachbuch für Lehre und Praxis. 2. Auflage, Springer Fachmedien Wiesbaden 2016, ISBN 978-3-658-02785-8. </ref>


<ref name = "Metalle_Springer"> Hornbogen, Erhard; Warlimont, Hans; Skrotzki, Birgit  (2019): Metalle - Struktur und Eigenschaften der
<ref name = "Metalle_Springer"> Hornbogen, Erhard; Warlimont, Hans; Skrotzki, Birgit  (2019): Metalle - Struktur und Eigenschaften der
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<ref name = "Periodensystem_Sachsen_Anhalt"> Landesamt für Umweltschutz Sachsen-Anhalt: Schwermetalle und andere Elemente (online). Online verfügbar unter: https://lau.sachsen-anhalt.de/analytik-service/spezialanalytik/schwermetalle-und-andere-elemente/, zuletzt geprüft am 30.09.2021 </ref>
<ref name = "Periodensystem_Sachsen_Anhalt"> Landesamt für Umweltschutz Sachsen-Anhalt: Schwermetalle und andere Elemente (online). Online verfügbar unter: https://lau.sachsen-anhalt.de/analytik-service/spezialanalytik/schwermetalle-und-andere-elemente/, zuletzt geprüft am 30.09.2021 </ref>


<ref name = "Spektrum_Erdkruste"> Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH: Lexikon der Geowissenschaften - Erdkruste (online), Online verfügbar unter: https://www.spektrum.de/lexikon/geowissenschaften/erdkruste/4246, zuletzt geprüft am 06.10.2021. </ref>
<ref name = "Periodensystem"> Graf, G. und Wuthier, U.(2007): EducETH - ETH-Kompetenzzentrum für Lehren und Lernen. Online verfügbar unter: https://educ.ethz.ch/unterrichtsmaterialien/chemie/periodensystem.html, zuletzt geprüft am 24.05.2024 </ref>
 
<ref name = "Press Sievers"> Grotzinger, J.; Jordan, T (2017): Press/Siever Allgemeine Geologie. Springer Spektrum. DOI: 10.1007/978-3-662-48342-8</ref>


<ref name = "WV_Metalle_Buntmetalle"> WirtschaftsVereinigung Metalle. e.V.: Die NE-Metalle (online). Online verfügabr unter: https://www.wvmetalle.de/die-ne-metalle/, zuletzt geprüft am 06.10.2021. </ref>
<ref name = "WV_Metalle_Buntmetalle"> WirtschaftsVereinigung Metalle. e.V.: Die NE-Metalle (online). Online verfügabr unter: https://www.wvmetalle.de/die-ne-metalle/, zuletzt geprüft am 06.10.2021. </ref>

Aktuelle Version vom 24. Mai 2024, 18:57 Uhr

Rohstoff

Abbildung 1 zeigt die Anteile der häufigsten Elemente in der Erdkruste. Sauerstoff und Silizium machen etwa 75 % aus.[1] Die nächstgrößeren, wesentlich geringeren Anteile bilden die Metalle Aluminium und Eisen mit 8,1 % und 5 %.[1]

Abbildung 1: Verteilung der häufigsten Elemente in der Erdkruste [1]

Die eigentliche Vielfalt der Metalle wird erst bei einem Blick ins Periodensystem der Elemente deutlich. Die meisten Elemente des Periodensystems werden den Metallen zugeordnet.[2] In der Natur treten reine Metalle sehr selten auf.[3] Meist sind diese in der Atmosphäre nicht stabil und liegen in oxidierter Form vor. So müssen sie vor Gebrauch zu elementarer Form reduziert und anschließend vor Reoxidation geschützt werden.[3] S.1

Metalle wurden von Menschen schon früh als Werkstoff, beispielsweise für Werkzeuge, Schmuck, Waffen oder auch als Zahlungsmittel in Form von Münzen, verwendet. Seit etwa 3.000 Jahren stellt vor allem Eisen einen der wichtigsten metallischen Werkstoffe dar. Hauptmerkmale von Eisen sind in diesem Zusammenhang die gute Verfügbarkeit und die Möglichkeit durch Legierungen und Wärmebehandlung viele nützliche und verschiedene Eigenschaften zu erzielen. In der neueren Zeit gewannen aufgrund der größeren Anwendungsmöglichkeiten auch seltenere Metalle aufgrund spezieller physikalischer Eigenschaften an Bedeutung. In Abbildung 3 ist die Entwicklung der Elementvielfalt in der Produktion schematisch dargestellt.[3] S.5-6

Eine oftmals verwendete Eigenschaft, um Metalle von Nichtmetallen zu unterscheiden, ist die elektrische Leitfähigkeit.[4] S.5 Daneben werden noch weitere Eigenschaften wie die Reflexionsfähigkeit des Lichts, die thermische Leitfähigkeit oder gute plastische Verformbarkeit unter mechanischer Beanspruchung zur Klassifikation von Metallen verwendet.[3] S.1

Metalle lassen sich nach verschiedenen Kriterien unterteilen. Eine oftmals verwendete Unterscheidung ist die Einteilung nach Leichtmetallen (ρ < 4,5-5 g/cm3) und Schwermetallen (ρ > 4,5-5 g/cm3). Der Begriff der Edelmetalle ist ebenfalls geläufig und umfasst Gold, Silber und Platinmetalle. Auch die Klassifizierung von spezifischen Metallen als Buntmetalle wird häufig verwendet. Zu ihnen zählen beispielsweise Kupfer, Nickel und Blei. Buntmetalle sind farbig oder bilden farbige Legierungen. [4]S.105 [5]

Eine vor allem in Bezug auf die Kreislaufwirtschaft zweckmäßige Einteilung ist die Unterscheidung nach Eisenwerkstoffen (Fe-Metalle) und Nichteisenmetallen (NE-Metalle).[4] S.5

  • Abbildung 2: Metalle und Halbmetalle im Periodensystem der Elemente [6]

    Abbildung 2: Metalle und Halbmetalle im Periodensystem der Elemente [6]

  • Abbildung 3: Entwicklung der Elementvielfalt in der industriellen Produktion (eigene Darstellung nach [7])

    Abbildung 3: Entwicklung der Elementvielfalt in der industriellen Produktion (eigene Darstellung nach [7])

Weiterführende Links

Das Umweltbundesamt gibt einen Überblick über die wichtigsten Metallen im Rahmen der stoffstromorientierte Sekundärrohstoffwirtschaft. Die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) und die Deutsche Rohstoffstoffagentur (DeRA) veröffentlichen regelmäßig aktualisierte Rohstoffsteckbriefe. []

Proben im MassLab

Literaturverzeichnis

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 Grotzinger, J.; Jordan, T (2017): Press/Siever Allgemeine Geologie. Springer Spektrum. DOI: 10.1007/978-3-662-48342-8
  2. ↑ Landesamt für Umweltschutz Sachsen-Anhalt: Schwermetalle und andere Elemente (online). Online verfügbar unter: https://lau.sachsen-anhalt.de/analytik-service/spezialanalytik/schwermetalle-und-andere-elemente/, zuletzt geprüft am 30.09.2021
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 Hornbogen, Erhard; Warlimont, Hans; Skrotzki, Birgit (2019): Metalle - Struktur und Eigenschaften der Metalle und Legierungen. 7. aktualisierte und überarbeitete Auflage Berlin: © Springer-Verlag GmbH Deutschland
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 Kurzweil, P. (2015):Chemie- Grundlagen, Aufbauwissen, Anwendungen und Experimente. 10. überarbeitete Auflage Berlin: © Springer-Verlag GmbH Deutschland
  5. ↑ WirtschaftsVereinigung Metalle. e.V.: Die NE-Metalle (online). Online verfügabr unter: https://www.wvmetalle.de/die-ne-metalle/, zuletzt geprüft am 06.10.2021.
  6. ↑ Graf, G. und Wuthier, U.(2007): EducETH - ETH-Kompetenzzentrum für Lehren und Lernen. Online verfügbar unter: https://educ.ethz.ch/unterrichtsmaterialien/chemie/periodensystem.html, zuletzt geprüft am 24.05.2024
  7. ↑ Zepf V.; Reller A.; Rennie C.; Ashfield M.; Simmons J., BP (2014): Materials critical to the energy industry. An introduction. 2nd edition
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