Aluminium

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Aluminium
Elementsymbol Al
Ordnungszahl 13
Relative Atommasse 26,9815385
Aggregatzustand fest
Schmelzpunkt 660 °C
Siedepunkt 2470 °C

Aluminium (zu lat. alumenAlaun[1]) ist nach Sauerstoff und Silizium das dritthäufigste chemische Element in der Erdhülle. Es handelt sich um ein silberweißes Leichtmetall, das nach Silber, Kupfer und Gold die vierthöchste elektrische Leitfähigkeit aller Metalle hat. Aluminium steht im Periodensystem in der 13. Gruppe (Nebengruppe), die auch als Borgruppe bezeichnet wird.

Eigenschaften

Aluminium ist ein nichtmagnetisches, relativ weiches und zähes sowie reaktives Leichtmetall, das aufgrund einer sich sehr schnell an der Luft bildenden dünnen Oxidschicht in seiner Reinform eine stumpfe, silbergraue Färbung hat. Durch diese undurchdringliche Oxidschicht ist reines Aluminium sehr korrosionsbeständig. Diese Korrosionsbeständigkeit wird allerdings durch wässrige Salzlösungen vor allem in Gegenwart verschiedener anderer Metalle stark reduziert und insbesondere durch die Anwesenheit durch gelöste Chloride – wie zum Beispiel normales Salz (Natriumchlorid) – nahezu aufgehoben. Daher werden unter anderem auch Haushaltsleitungen nicht aus Aluminiumrohren gefertigt.

Aluminium ist zudem ein recht guter elektrischer Leiter (die Leitfähigkeit beträgt 60 Prozent von der des Kupfers).[2] Es bildet an Luft bei Raumtemperatur eine spontane Oxidschicht, die bei der elektrischen Kontaktierung und beim Schweißen hinderlich ist.

Geschichte

Im Jahre 1754 entdeckte der deutsche Chemiker Andreas Sigismund Marggraf in Alaun die von ihm so benannte Alaunerde (Aluminiumoxid).

1825 gelang es dem dänischen Physiker und Chemiker Hans Christian Ørsted, Aluminium, das in der Natur nicht in gediegener Form vorkommt, synthetisch herzustellen, allerdings noch in sehr verunreinigter Form. Die Herstellung von reinem Aluminium in Pulverform gelang dann 1827 dem deutschen Chemiker Friedrich Wöhler. Zu jener Zeit war der Preis von Aluminium höher als der von Gold.

Der französische Chemiker Henri Étienne Sainte-Claire Deville verfeinerte den Wöhler-Prozess im Jahre 1846 und publizierte sein Verfahren 1859 in einem Buch. Dadurch fiel der Aluminiumpreis innerhalb von zehn Jahren um 90 Prozent. 1854 wurde das Metall durch Robert Wilhelm Bunsen und (unabhängig von ihm) von Deville durch Elektrolyse hergestellt.

Vorkommen

Aluminium ist mit einem Anteil von 7,57 Prozent nach Sauerstoff und Silizium das dritthäufigste Element der Erdkruste und das am häufigsten auftretende Metall.[3] Es tritt allerdings nicht gediegen auf, sondern nur in chemischen Verbindungen, meist als Bestandteil von Mineralien, von denen 270 verschiedene bekannt sind. Aluminium findet man in der Natur häufig in Alumosilikaten als Bestandteil von zum Beispiel Ton, Gneis und Granit. Das bekannteste Aluminium-Mineral ist Bauxit, das ausschließlich im Tagebau gewonnen wird.

Eine wirtschaftliche Gewinnung von Aluminium ist nur aus dem Bauxitabbau möglich. Bedeutende Bauxitvorkommen befinden sich in Südfrankreich (Les Baux), Guinea, Bosnien und Herzegowina, Ungarn, Rußland, Indien, Jamaika, Australien, Brasilien und den USA. Aluminium wird heute durch Schmelzflusselektrolyse hergestellt, weshalb die Herstellung sehr energieintensiv ist.

Verwendung

Reines Aluminium wird unter anderem für Bauteile in Elektrogeräten als Elektrokabel und in Gebrauchsgegenständen eingesetzt. In Legierungen mit Metallen, wie zum Beispiel Kupfer, Nickel oder Zink, wird es als Werkstoff überwiegend im Fahrzeug-, Schiff- und Flugzeugbau verwendet. Im Bauwesen werden Legierungen zum Beispiel als Fenster- und Türprofile, Fassadenverkleidungen, für Dächer und Beschläge, verwendet. Im Haushalt findet reines Aluminium als isolierende sowie leicht formbare Aluminium-Verpackungsfolie Verwendung.

Verweise

Fußnoten

  1. Nach seinem natürlichen Vorkommen in der Alaunerde.
  2. Aluminium leitet Strom je Gramm Gewicht besser als Kupfer, ist aber voluminöser als dieses, so daß Kupfer je Quadratzentimeter Leitungsquerschnitt Strom besser leitet als Aluminium. Da Kupfer reaktionsträger und die Verarbeitung problemloser als bei Aluminium ist, wird zur Stromleitung meistens Kupfer verwendet und Aluminium nur, wenn es auf das Gewicht ankommt.
  3. Der tieferliegende Erdmantel enthält hingegen sehr viel weniger Aluminium.