Aufgaben: Gebrauchsmetalle und Legierungen

Nenne vier typische Eigenschaften von Metallen (z. B. metallischer Glanz).

Ordne zu, ob es sich um ein Metall oder ein Nichtmetall handelt: Kupfer, Schwefel, Eisen, Kohlenstoff, Aluminium, Sauerstoff.

Eine Legierung ist ein Gemisch aus mehreren Metallen (oder Metallen mit anderen Elementen).

1. a) Nenne zwei Legierungen und ihre Hauptbestandteile (z. B. Bronze, Messing, Stahl).

1. b) Nenne einen Vorteil von Legierungen gegenüber reinen Metallen.

Ordne den Gegenständen das jeweils am besten geeignete Metall oder die Legierung zu und begründe mit einer Eigenschaft: Stromkabel, Fahrradrahmen, Brücke, Wasserhahn.

Messing besteht aus $60\ \%$ Kupfer und $40\ \%$ Zink.

1. a) Berechne die Masse an Kupfer in einem Messingteil von $250\ \text{g}$.

1. b) Berechne die Masse an Zink.

1. c) Erkläre, warum Messing ein Gemisch und keine Verbindung ist.

Die Tabelle zeigt Dichten von Metallen:

1. a) Berechne die Masse eines Würfels aus Aluminium mit $10\ \text{cm}^3$ Volumen.

1. b) Berechne das Volumen von $89\ \text{g}$ Kupfer.

1. c) Begründe, warum Flugzeuge oft aus Aluminiumlegierungen gebaut werden.

Ein Hersteller von Fahrradrahmen in Nordrhein-Westfalen überlegt zwischen Stahl und einer Aluminiumlegierung.

1. a) Vergleiche beide Werkstoffe anhand von Dichte, Preis und Korrosionsverhalten.

1. b) Bewerte, welcher Werkstoff für einen Rennradrahmen und welcher für ein robustes Lastenrad besser geeignet ist.

Reines Gold ist sehr weich. Schmuck besteht meist aus Gold-Kupfer-Legierungen. „18 Karat“ bedeutet $75\ \%$ Gold.

1. a) Berechne die Masse Gold in einem Ring von $8{,}0\ \text{g}$ (18 Karat).

1. b) Erkläre, warum Schmuck legiert wird.

1. c) Erkläre, wie sich die Eigenschaften einer Legierung von denen der reinen Metalle unterscheiden können.

Eine Münze hat die Masse $7{,}5\ \text{g}$ und das Volumen $0{,}95\ \text{cm}^3$.

1. a) Berechne die Dichte der Münze.

1. b) Vergleiche mit Kupfer ($8{,}9\ \text{g/cm}^3$) und Zink ($7{,}1\ \text{g/cm}^3$) und schließe, ob die Münze aus reinem Kupfer bestehen kann.

1. c) Begründe, warum die Dichte allein nicht ausreicht, um die genaue Zusammensetzung einer Legierung zu bestimmen.