Experimente:
Versuch: Ermittlung der Dichte von Al und Fe im Vergleich
Versuch: Nachweis der Oxidschicht auf Aluminium mit Hilfe elektrischer Leitfähigkeit
Versuch: Redoxpotentiale von Al, Cr und Fe im Vergleich
Versuch: Eloxieren
Versuch: Auflösen der Oxidschicht von Aluminium durch Alkalien und Säuren; Amphoterie
Versuch: Korrosion durch Lokalelemente auf Aluminium (Hg, CuCl₂)
Versuch: Nachweis von Legierungsmetallen in Recycling-Aluminium
Versuch: Recycling von Aluminium

Mehr denn je wird im Autobau auf Aluminium gesetzt. Die folgende Tabelle zum Vergleich mit Eisen zeigt, weshalb das geschieht.

Tabelle: Vergleich der Eigenschaften von Aluminium und Eisen

Die wichtigste positive Eigenschaft des Aluminiums ist zunächst die geringe Dichte (-> Versuch). Die damit verbundene Gewichtsersparnis macht Aluminium aus wirtschaftlichen Gründen interessant. Denn je leichter ein Auto ist, desto weniger Treibstoff benötigt man zum Antrieb. Wichtig ist dies auch für die Umweltverträglichkeit von Autos.

Von Nachteil ist aber der niedrige Schmelzpunkt des Aluminiums, der besonders im Motorbereich eine sorgfältige Konstruktion erforderlich macht.

Wichtig ist auch die extreme Haltbarkeit der Oxidschicht. Diese Schicht ist so dünn, dass sie kaum zu sehen ist, wie man an den silberglänzenden Flugzeugen sieht. Man erkennt sie nur daran, dass die Oberfläche von Aluminium den elektrischen Strom nicht leitet (-> Versuch). Die Schicht blättert im Gegensatz zum Rost nicht ab. Damit ist ein den Einflüssen von Wasser und Sauerstoff weitgehend trotzender Werkstoff gefunden. Man spricht hier von Passivierung.

Die Passivierung führt zu einer deutlichen Verstärkung des edlen Charakters des eigentlich extrem unedlen Metalls (-> Versuch). Hierin gleicht das Aluminium dem Chrom.

Man kann die Oxidschicht auch verstärken. Das geschieht elektrolytisch (-> Versuch). Dieses Eloxieren findet an der Anode statt. Gibt man Farbstoffe zu der Elektrolysierlösung, so werden die Überzüge farbig. So behandelte Werkstücke bieten einen mattglänzenden Anblick.

Störend ist jedoch, dass der passivierende Überzug des Aluminiums bei Kontakt mit stärkeren Säuren oder Laugen leicht korrodiert (-> Versuch). Das äußert sich auch in dem niedrigen Redoxpotential, das Aluminium in sauren oder alkalischen Lösungen zeigt (-> Versuch). Hier wirkt sich der amphotere Charakter von Aluminium aus.

Aber auch Lokalelemente fördern die Korrosion (-> Versuch).

Wegen des großen Energieaufwands zur Herstellung von Aluminium aus Bauxit lohnt sich das Recycling durch Einschmelzen von Alu-Schrott (-> Versuch). Allerdings ist dieses Aluminium wegen uneinheitlicher Legierungsbestandteile (-> Versuch) und Kohlenstoffgehalt nicht sehr hochwertig.

Eine Probe von Bauxit (Foto: Blume)

Aus der Geschichte
Aluminium wurde erstmals 1827 von Friedrich Wöhler durch Reduktion des Aluminiumchlorids mit dem damals recht teuren Kalium hergestellt. Der Franzose Henri-Etienne Sainte-Claire Deville griff um 1854 Wöhlers Arbeiten auf und brachte die Herstellung von Aluminium durch Reduktion mit dem billigeren Natrium 1860 zur Industriereife. Aluminium war dennoch lange Zeit teuer und deshalb für entsprechende Kreise "in". Napoleon III zum Beispiel pflegte mit seinem Hofstaat mit Aluminiumbesteck von Aluminiumtellern zu speisen, während sich die weniger Angesehenen mit Geschirr und Besteck aus ordinärem Gold und Silber begnügen mussten!

Erst als billige elektrische Energie zur Verfügung stand, begann das Aluminiumzeitalter. Nun „verkam“ Aluminium sogar zu einem Metall, aus dem teilweise unansehnliche Massenartikel gefertigt wurden - wie Töpfe und Bratpfannen und sogar Münzen. Allerdings gab es auch damals schon Zeiten, in denen Aluminium sehr gefragt war - im 2. Weltkrieg benötigte man nämlich viel von diesem Leichtmetall zum excessiven Flugzeugbau. So stand das Recycling von Aluminium schon damals in hohem Kurs. So manche englische Bratpfanne und mancher walisischer Kopftopf mutierten auf diese Weise zu einem Spitfire-Flügel.

“Out of the Frying Pan into the (Spit)Fire“
Original-Ensemble zur Altmetallsammlung aus Anlass der „Battle of Britain“ 1940-1941.
Gesehen im britischen Air-Force-Museum Duxford
(Foto: Blume)

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