Von Kim Schmitter und Vanessa Meslage

Transkript

1 Aluminiumoxid & Aluminate Von Kim Schmitter und Vanessa Meslage

2 Gliederung Al 2 O 3 : Eigenschaften Modifikationen Verwendung Herstellung Aluminate: Mineralien Natriumaluminat Weitere Aluminate

3 Al 2 O 3 Eigenschaften Molare Masse: 101,96 g/mol Dichte: 3,94 g/cm³ Schmelzpunkt: p 2050 C Hochtemperaturfestrfest hohe Festigkeit und Härte KorrosionsbeständigkeitK i b ä k i sehr gutes Isolationsverhalten Ein amphoteres Salz

4 α- Al 2 O 3 Korund Stabilste Phase Fundorte des Minerals auf allen Kontinenten Trigonales Kristallsystem Mohs-Härte von 9 zweithärteste Material Mineral ist farblos, durch Verunreinigungen bunt In Basen und Säuren nahezu unlöslich

5 α- Al 2 O 3 Rubin 2 3 Rote Farbgebung durch Zugabe von Cr 3+ -Ionen Künstliche Herstellung seit 1888 Verneuil-Verfahren

6 α- Al 2 O 3 Saphir Blaue Farbgebung g durch Ti 3+ -Ionen (auch alle Farben außer rot möglich) Synthetische Herstellung einfach Hitzebehandlung Farbänderung und Erhöhung der Klarheit Risse und Unebenheiten können durch Einschmelzen von Borax oder Bleikristallglas erhoben werden

7 Verwendung von α- Al O 2 3 Verarbeitung zu Schmucksteinen Lagerstein in Uhrwerken Uhrengläser (Saphir) Nadelträger in hochwertigen Tonabnehmern Rubinlasern R l /Titan-Saphir-Laser Schleif-und Poliermittel Kalzinierte (gebrannter) Korund in schusssicherer Bekleidung, Waschbecken etc.

8 β-al O 2 3 Tonerde Ein historischer Irrtum Al 2 O 3 mit Na 2 O 2Na Al 11 O 17 Auch bekannt unter dem Mineralnamen Diaoyudaoit Verwendung V d als Diaphragma in Natrium- Schwefel-Batterien

9 ɣ-al O 2 3 Tonerde Hygroskopisches, weißes Pulver Kubische Anordnung Poröse, reaktive Oberfläche Wasserunlöslich aber löslich in starken Säuren und dbasen Ausgangsstoff zur Keramik und Aluminiumherstellung i ll

10 Verwendung von ɣ-al 2 O 3 im Maschinen- und Anlagenbau Dicht- / Regelscheiben für Ventile, Wärmespeicher, Schutzauskleidung von Transportrinnen, Mischer in der Chemie- und Verfahrenstechnik Katalysator, Chromatographie, hi Laborporzellan

11 Verwendung von ɣ-al 2 O 3 in der Elektrotechnik als Dielektrikum (Kondensatoren) in der Medizintechnik Gelenke, Zahnersatz in der Lichttechnik Natriumdampf-Hochdrucklampen Außerdem: Keramiknoppen in der Anlaufspur von Skisprungschanzen

12 Herstellung von Al Bauxitwird mit Natronlauge aufgeschlossen Na(Al(OH) 4 ) Al(OH) 3 Al 2 O 3 impfen (Kristallbildung)

13 Aluminate Al(OH) 3 ist amphoter und kann auch als Aluminiumsäure erfasst werden (HAlO 2 *H 2 O) Die Salze mit derstruktur AlO 2 (kondensierte Form), und die mit der Struktur Al(OH) 4 (komplexe Form) werden Aluminate genannt Allgemeine Schreibweise: MAlO 2 (M = Metallkation) oder MAl(OH) 4

14 Mineralien 2 wer ge Ka onen viele mineralische Verbindungen in der Natur: MgAl 2 O 4 (Spinell), ZnAl 2 O 4 (Gahnit), MnAl 2 O 4 (Galaxit) und FeAl 2 O 4 (Hercynit)

15 Natriumaluminat Natriummetaaluminat(fest) oder Natriumaluminat Lösung Natriumaluminat Lösung entsteht als Zwischenprodukt im Bayer Verfahren Natriummetaaluminat durch Verschmelzen von Al O Natriummetaaluminat durch Verschmelzen von Al 2 O 3 und Metalloxiden

16 Natriumaluminat Natriummetaaluminat: Schnellhärter für Beton, Flockungsmittel in der Abwasserklärung, zur Herstellung von Lacken und Seifen Natriumaluminat Lösung: enthält Handelsüblich 6 8% Aluminium i und 20% ige Nt Natronlauge Wird zur Abwasserreinigung und Trinkwasseraufbereitung, sowie zur Herstellung von Calciumaluminaten verwendet

17 Natriumaluminat Aluminium bildet in Lösung Hexaaquakomplexe Es können sich basische Salze bilden Basische Sulfate und Phosphate ph Wert erhöht Keine zusätzlichen Anionen (wie bei AlCl 3 )

18 Weitere Aluminate Calciumaluminat: Al 2 O 3 mit CaO, wichtig in der Zementindustrie, da gebrannte Calciumaluminate eine hohe Festigkeit aufweisen Chromaluminat: Keramikfarbe Bariumaluminat: Kesselsteinlösungsmittel und Reinigiung industrieller Abwässer Bleialuminat: weiß, feuerfest Herstellung von Ziegeln und feuerfesten Auskleidungen

19 Quellen ineral=korund