Kapitel 4 - Metalle

Question 1

Was sind typische Eigenschaften von Metallen?

Answer 1

Metalle sind:
-leitfähig (Wärme & Strom),
-verformbar,
-glänzend,
-meist fest (außer Quecksilber),
und sie bilden positive Ionen.

Question 2

Warum leiten Metalle Strom so gut?

Answer 2

Weil sich ihre Außenelektronen frei bewegen können – das nennt man „Elektronengas“.

Question 3

Welche Metalle sind besonders gute Leiter?

Answer 3

→ Silber (am besten), Kupfer, Gold, Aluminium
🧠 Merksatz: „Silber schlägt Kupfer, aber kostet mehr.“

Question 4

Was ist mit „Duktilität“ gemeint?

Answer 4

Die Fähigkeit eines Metalls, sich plastisch zu verformen – z. B. zu Drähten oder Blechen.

Question 5

Was sind Außenelektronen bei Metallen und warum sind sie wichtig?

Answer 5

Metalle haben wenige Außenelektronen, die sie leicht abgeben – das macht sie reaktionsfreudig oder edel.

Question 6

Woran erkennt man, ob ein Metall edel oder unedel ist?

Answer 6

Am Redoxpotenzial – je edler, desto schwerer gibt es Elektronen ab (→ Korrosionsbeständigkeit).

Question 7

Was sind Edelmetalle?

Answer 7

Metalle, die kaum oxidieren und nicht rosten – z. B. Gold, Silber, Platin, Kupfer (relativ edel).

Question 8

Was sind unedle Metalle?

Answer 8

Metalle, die schnell mit Wasser oder Sauerstoff reagieren – z. B. Eisen, Zink, Aluminium.

Question 9

Was ist das unedleste übliche Metall?

Answer 9

→ Lithium (und andere Alkalimetalle) – sie reagieren sogar heftig mit Wasser.

Question 10

Was ist die elektrochemische Spannungsreihe?

Answer 10

Eine Liste, die Metalle nach ihrem Redoxverhalten sortiert – hilft bei Korrosionsschutz & Legierungsfragen.

Question 11

Warum wird Kupfer in der TGA so häufig verwendet?

Answer 11

Weil es hervorragend leitet, kaum korrodiert und leicht formbar ist – ideal für Rohrleitungen, Wärmetauscher, Stromleitungen.

Question 12

Warum ist Aluminium in der Lüftungstechnik beliebt?

Answer 12

Es ist leicht, rostet kaum, gut zu bearbeiten und kostengünstiger als Kupfer.

Question 13

Warum wird Stahl oft verzinkt?

Answer 13

Zink ist unedler als Eisen – es opfert sich und schützt das darunterliegende Eisen durch Opferanodenschutz.

Question 14

Welche Legierung ist „V2A“ oder „Edelstahl rostfrei“?

Answer 14

→ Chrom-Nickel-Stahl – sehr beständig, hygienisch und korrosionsresistent.

Question 15

Welche Metalle rosten schnell?

Answer 15

→ Eisen, Stahl ohne Schutzschicht, besonders bei Feuchtigkeit und Sauerstoff.

Question 16

Welche Metalle oxidieren langsam, aber sichtbar?

Answer 16

→ Kupfer (grüner Belag = Patina), Aluminium (dünne, schützende Oxidschicht).

Question 17

Welche Metalllegierung steckt im Messing?

Answer 17

→ Kupfer + Zink
– gut formbar,
dekorativ,
korrosionsbeständig.

Question 18

Wofür wird Bronze verwendet?

Answer 18

→ Kupfer + Zinn
alte Werkzeuge,
Lager,
Kunstguss,
mechanische Teile.

Question 19

Welche Metalle begegnen dir in Heizsystemen?

Answer 19

→ Kupfer (Rohre),
Stahl (Kessel),
Aluminium (Wärmetauscher),
Edelstahl (Hygiene-Bereiche).

Question 20

Warum wird Edelstahl in Trinkwasseranlagen bevorzugt?

Answer 20

Weil er nicht rostet, hygienisch ist und mechanisch stabil bleibt – z. B. für Filtergehäuse und Pumpen.

Question 21

Dichte von Aluminium?

Answer 21

→ ca. 2,7 g/cm³
🧠 “Alu fliegt, weil’s fast nichts wiegt.”

Question 22

Dichte von Eisen?

Answer 22

→ ca. 7,87 g/cm³

Question 23

Dichte von Kupfer?

Answer 23

→ ca. 8,96 g/cm³

Question 24

Welche Metalle sind magnetisch?

Answer 24

→ Eisen, Nickel, Kobalt

Question 25

Welches Metall ist das beste für Stromleitung?

Answer 25

→ Silber (beste Leitfähigkeit), aber Kupfer ist günstiger und fast genauso gut.

Question 26

Welche Metalle leiten Wärme am besten?

Answer 26

→ Silber, Kupfer, Aluminium

Question 27

Was ist Korrosion?

Answer 27

Die reaktive Zersetzung eines Metalls durch Sauerstoff, Feuchtigkeit oder Säuren – es entstehen z. B. Oxide, Rost, Grünspan.

Question 28

Wie schützt man Metalle vor Korrosion?

Answer 28

→ Lackierung, Verzinkung, Legierung, Edelmetalle, Opferanoden

Question 29

Was sind Opferanoden?

Answer 29

Unedlere Metalle, die sich bewusst opfern, um edlere Bauteile zu schützen – z. B. Zink an Stahlbooten.

Question 30

Warum oxidiert Aluminium nicht weiter?

Answer 30

Die Oxidschicht schützt es selbst – im Gegensatz zu Eisen, bei dem Rost porös ist und tiefer frisst.

Question 31

Wie viele Außenelektronen haben typische Metalle?

Answer 31

→ 1 bis 3 – daher geben sie leicht Elektronen ab und werden zu positiv geladenen Ionen (Kationen).

Question 32

Was passiert bei einer Metallbindung?

Answer 32

Die positiven Atomrümpfe schwimmen in einem „Elektronengas“ – das erklärt Leitfähigkeit und Verformbarkeit.

Question 33

Was ist eine Legierung technisch gesehen?

Answer 33

Eine Mischung aus mindestens einem Metall mit anderen Metallen/Nichtmetallen zur Verbesserung bestimmter Eigenschaften.

Question 34

Warum sind Reinkupfer-Leitungen weich, aber nicht spröde?

Answer 34

Kupfer hat eine Metallbindung mit beweglichen Elektronen, die Verformung ohne Bruch ermöglichen.

Question 35

Rangliste: Metalle vom edelsten zum unedelsten

Answer 35

Gold (Au) – sehr edel, korrodiert praktisch nie Platin (Pt) – extrem stabil, chemisch träge Silber (Ag) – läuft nur an, aber rostet nicht Kupfer (Cu) – relativ edel, bildet grüne Patina Quecksilber (Hg) Zinn (Sn) Blei (Pb) Nickel (Ni) Eisen (Fe) – unedel, rostet leicht Zink (Zn) – opfert sich zum Schutz (Verzinkung) Aluminium (Al) – unedel, aber passiviert sich Magnesium (Mg) – sehr unedel, leicht oxidierbar Natrium (Na) – extrem unedel, reagiert heftig mit Wasser Kalium (K) – noch unedler, sehr reaktiv^ Lithium (Li) – das unedelste, hochreaktiv