AC 2 - Metalle
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Lanthanoide
La - Ce - Pr - Nd - Pm - Sm - Eu - Gd - Tb - Dy - Ho - Er - Tm - Yb - Lu
Fermi-Energie Ef
Höchste Energiestufe in Leitungsband/Valenzband Sie gibt die höchste Energie an, die ein Teilchen in einem Vielteilchensystem gleichartiger Fermionen (einem sog. Fermi-Gas) haben kann, wenn das System als Ganzes in seinem Grundzustand ist.[1]
physikalische Eigenschaften der Metalle
• metallischer Glanz der Oberfläche (Emission aller Wellenlängen) • undurchsichtig (Absorption aller Wellenlängen) • duktil Legierungen bringen andere Eigenschaften • gute elektrische Leitfähigkeit • gute Wärmeleitfähigkeit
Typische Minerale Alkalimetalle
als M+ in Salzen Li - Spodumen : Kettensilicat. - LiAl[SiO3]2 - Glimmer : Lepidolith, Schichtsilicat. - Na • Feldspat - Na[AlSi3O8] • NaCl K • Feldspat • KCl Rb - Glimmer Cs - Pollucit -> (Na,Cs)2 [Al2So4O12]*H2O Gerüstsilicat Fr*
Was ist ein Supraleiter und gib ein Beispiel
Supraleiter besitzen unterhalb der kritischen Temperatur ein elektrischen Widerstand von 0. Magnetfelder werden verdrängt durch den Aufbau entsprechender Abschirmströme an der Oberfläche, die mit ihrem eigenen Magnetfeld das innere Magnetfeld kompensieren.
Meisner-Ochsenfeld-Effekt
Im supraleitenden Zustand bleibt bzw. wird das Innere des Materials frei von elektrischen und magnetischen Feldern. Ein elektrisches Feld würde durch die ohne Widerstand beweglichen Ladungsträger sofort abgebaut. Magnetfelder werden verdrängt durch den Aufbau entsprechender Abschirmströme an der Oberfläche, die mit ihrem eigenen Magnetfeld das innere Magnetfeld kompensieren. Ein nicht zu starkes Magnetfeld dringt nur etwa 100 nm weit in das Material ein; diese dünne Schicht trägt die Abschirm- und Leitungsströme. Dieser „Meißner-Ochsenfeld-Effekt“ kann beispielsweise eine supraleitende Probe im Magnetfeld schweben lassen.
1-2-3-Supraleiter
Supraleiter mit A-1; B-2 und C-3 Bsp YBa2Cu3O(7-x)
Tc von… • YBa2Cu3O(7-x) • Nb3Sn • MgB2 • AFe2As2
• YBa2Cu3O(7-x) => 93 K (-180C) • Nb3Sn => 23 K • MgB2 => 39K • AFe2As2 => 55K
Metallische Bindung - quantenmechanisches Modell der Trennung von Metall/Nichtmetall etc
Metalle haben keine Bandlücke also DeltaE ungleich 0 und DOS bei Ef > 0 Halbmettal hat DOS bei Ef =0 keine Bandlücke Halbleiter DeltaE klein, DOS = 0 Isolator DeltaE > 0, also Bandlücke vorhanden
Nitinol
Legierung, “Formerinnernder Metall” mit Nickel und Titan etc
Mörtel, Def.
Stoffe, die nach dem Anrühren mit Wasser aushärten Basis aller techn. wichtigen Mörtel ist CaCO3 (Kalkstein) bzw. gebrannter Kalkstein = CaO der erste Schritt daher: Kalkbrennen
Eutektikum
Legierung, an dem Punkt wo niedrigster Schmelzpunkt, wo Gemisch vollständig geschmolzen. Wird zum Herabsenken des Mp genutzt
Isomerien Komplexchemie Welche Arten gibt es?
• Konfigurationsisomere • Bindungsisomere • optische Isomere • Ionenisomere
Löslichkeiten von Salzen setzt sich zusammen aus..?
• Gitterenergie von AX • – also abhängig von Ionenradien und Ladung (steigt quadratisch) • Hydratation v A+, Komplexbildungskonstante • –abnehmende Komplexstabilität mit größerem Atom
Herstellung Gips
Gips= CaSO4 eigentlich ein Abfallprodukt bei Entschwefelung Aushärten durch…. CaSO4 * 1/2 H2O –> CaSO4*2H2O
Vorbereitung Schmelzflußelektrolyse für Al
Mineral: Bauxit Fe/Al Abtrennung (30% FeOOH, 70% AlOOH) Bayer Verfahren mit OH- Amphoterie: im GG zu Al(OH)4]^(-) Nds des Fe(OH)3 –[H+]—> Al(OH)3 —[1400C&Drehrohrofen]–> Al2O3 für Elektrolyse…
Techn. Prozess: Bayer-Verfahren
Aufbereitung von Bauxit, nasser Aufschluss. Fe/Al Abtrennung (30% FeOOH, 70% AlOOH) mit OH- Amphoterie: im GG zu Al(OH)4]^(-) Nds des Fe(OH)3 –[H+]—> Al(OH)3 —[1400grad, Drehrohrofen]-> Al2O3 für Elektrolyse…
Techn. Prozess: Schmelzflußelektrolyse für Al
Elektrolyt 80% Na3AlF6 und 20% Al2O3 (eutektische Mischung) Mp bei 350C Dichte von Al, schwerer als Eutektikum Anode O^(2-) –> 1/2 O2 + 2e Kathode Al^(3+) + 3e –> Al Rkt: Al2O3 + C —> Al + 2CO (g)
Techn. Prozess: Schmelzflusselektrolyse für Na
Downs-Zelle C-Glocke = Kathode Graphit Anode (unten) Eutektikum 40% NaCl + 60% CaCl2 Schmelze zugegeben. Cl2 über Chlorabzugshaube entfernt Na schwimmt oben auf Eutektikum
Tech. Prozess: Klinkerherstellung von Beton/Zement
CaCO3 (Calcit) + SiO2 (Quarz) + Tonmimerale/Schichtsilicate (Al2Si2O54) bei 1450C im Drehrohrofen gebrannt --> C2S = Ca2[SiO4] Alit C3S = Ca3[SiO4](O) Blit C4A = Ca4[Al2O7] Dialuminat
Techn. Prozess: Sodaherstellung
Solvay-Prozess CaCO3 gebrannt (900Celcius) zu CO2 und CaO CO2 mit NH3 + H2O –> NH4HCO3 + NaCl –> NaHCO3 + H2O und CO2 NaHCO3 –150Celsius–> Na2CO3 + H2O + CO2 und CaO von Anfang für Ammoniakrückgewinnung NH4Cl + CaO –> NH3 + CaCl2 + H2O
Techn. Prozess: Amalgam-Verfahren
Zur Herstellung von NaOH NaCl- Lsg (25%) C-Anode, Quecksilber-Kathode Bei diesem Verfahren wird die hohe Überspannung der H2-Abscheidung an Quecksilber ausgenutzt, die zu einer Vertauschung der Abscheidepotentiale von Na und H führen. 80grad; eine 25 %-ige NaCl-Lösung mit 4-5 V und 300 kA elektrolysiert. Anode = 10 cm dicke gelochten Graphitplatte Kathode = elementares Quecksilber Elektrolysezelle: 2NaCl -> 2 Na + Cl2 Amalgamabscheider: 2 NaAmalgam + 2 H2O –> 2 NaOH + H2 (Quecksilber weitergeleitet) 2 NaCl + 2H2O –> Cl2 + 2NaOH + H2
Techn. Prozess: pyrometallurgischen Kupferherstellung
Die Gewinnung aus Schmelzen und durch Hochtemperaturreduktionen (pyr. Gewinnung). Ausgansstoffe - CuSulfide Bspw Kupferkies CuFeS2 & Buntkupferkies Cu5FeS4 1) Beim Röstreaktionsverfahren wird zuerst das Eisen in mehreren Schritten abgetrennt:
Techn. Prozess: cerimetrische Bestimmung von Eisen.
Cerimetrie: chem. Analyseverfahren zur quantitativen Bestimmung von Reduktionsmitteln. Ce3+ +e –> Ce4+ (gelb) Fe3+ –> Fe2+