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Lösungshilfen

Technoscope 2/09

Dossier «seltene Metalle» auf SimplyScience

Gewinner Technoscope 2/09

Hauptpreis: Solarschifffahrt
David Spalinger, Wasterkingen

Sechs weitere Preise: je 2 Tagesmobilpässe
- Beatrice Balmer, Biel
- Marco Frei, Pfäffikon
- Lukas Huber, Kirchberg
- Matthias Kruse, Zollikerberg
- Fabrizio Noembrini, Zürich
- Michael Rölli, Kriens

Sponsor: Aare Seeland mobil und Bieler Schifffahrtsgesellschaft

Bisherige Wettbewerbe

Was weisst du über die Mobilität?

Wie gut kennst du die Erde?

Was weisst du über Rohstoffe?

Was weisst du über Rohstoffe?

Rohstoffe umgeben uns überall: Handys, Flachbildschirme oder Solarzellen wären ohne bestimmte Metalle nicht denkbar. Viele Rohstoffe sind wertvolle Ressourcen, ihre verfügbare Menge ist jedoch beschränkt. Deshalb sollten wir sparsam und sinnvoll mit diesen Materialien umgehen. Was weisst Du über wertvolle Rohstoffe, deren Gewinnung, Einsatz und Recycling? Teste Dein Wissen hier und gewinne eine tolle Tasche aus Recyclingmaterial.

Frage 1 *
1,3 Milliarden Handys wurden letztes Jahr weltweit verkauft, davon alleine rund 2,8 Millionen in der Schweiz. Ein Handy ist ein komplexes elektronisches Gerät, das aus vielen verschiedenen Bestandteile besteht. Was denkst du, wieviele verschiedene Rohstoffe werden zum Herstellen eines Handys gebraucht?
Frage 2 *
Die sogenannten Gewürzmetalle werden oft in kleinsten Mengen in Legierungen mit anderen Metallen verwendet. Sie sind meist teuer und kommen in der Natur nur in geringen Mengen vor. Weshalb ist das seltene und kostbare Gewürzmetall Tantal gerade heute sehr gefragt?
Frage 3 *
Der Abbau von Gold in Minen produziert viel Abfall. Bei der Förderung der Menge Gold, die es für einen Ehering braucht, entstehen rund 20 Tonnen Abfall. Der grösste Teil davon ist zyanidbehandeltes Gestein. Zyanid wird gebraucht, um das Gold vom Stein zu trennen. Was ist das Hauptproblem dieser Zyanidabfälle?
Frage 4 *
Das seltene Metall Indium ist ein sehr wichtiges Element für die Produktion von Flachbildschirmen und Touchscreens für Computer und Handys. In welche chemische Verbindung wird Indium für diese Anwendungen zuerst überführt?
Frage 5 *
«Ressourcen-Optimisten» behaupten oft, die Rohstoffknappheit sei noch lange kein ernsthaftes Problem. Sobald ein Metall knapp wird, könnten auch weniger lukrative Erzlager ausgebeutet werden oder die Metalle sorgfältiger aus dem Erz extrahiert werden. Mit welchen Problemen ist in diesem Fall jedoch zu rechnen?
Frage 6 *
Der Rohstoff Platin wird unter anderem in Katalysatoren eingesetzt, um Schadstoffemissionen in den Autoabgasen zu vermindern. 200 Tonnen Platin werden pro Jahr gefördert - 90 Prozent davon in Russland und Südafrika. Die Förderung des Metalls ist sehr aufwändig. Wieviel Erz muss abgebaut werden, um eine Unze (30 Gramm) Platin zu gewinnen?
Frage 7 *
Holz ist einer der wichtigsten Rohstoffe für den Bau und die Energiegewinnung. Deshalb werden bis heute auf der ganzen Welt Regenwälder abgeholzt. Tropische Regenwälder speichern aber riesige Mengen an Kohlendioxid (CO2), dem hauptverantwortlichen Gas für den Klimawandel. Werden die Bäume gerodet, wird dieses CO2 beim Verbrennen oder später beim Verrotten wieder frei. Wieviel Prozent des weltweiten CO2 wird durch die Rodung von Regenwäldern freigesetzt?
Frage 8 *
Die Schweiz ist im internationalen Vergleich ein Musterknabe, wenn es um das Recycling von Abfällen geht. Rund die Hälfte unserer Abfälle werden rezykliert. Doch die Recycler haben immer mehr zu tun: Die in der Schweiz produzierte Abfallmenge hat bis heute gegenüber 1984 jährlich um 40 Prozent. Wieviel Abfall fällt in der Schweiz jede Sekunde an?
Frage 9 *
Jährlich werden in Europa über fünf Milliarden Batterien und Akkus verkauft, alleine in der Schweiz 120 Millionen. Jedermann hat das Recht die Batterien und Akkus nach Gebrauch wieder in den Verkaufsladen zum Recycling zurückzubringen. Welche Rohstoffe und wieviel davon können aus dem Recycling von 1000 Kilogramm Batterien zurückgewonnen werden?
Frage 10 *
Geologen untersuchen Bohrkerne um Grundlagenwissen über Erzbildungsprozesse von Kupfer, Molybdän und Gold zu gewinnen – Prozesse, die oft vor Millionen von Jahren stattfanden. Dazu untersuchen die Forscher kleinste Einschlüsse in Quarzadern, nicht breiter als ein Haar. Mit welchem Gerät können Forschende diese Einschlüsse - Flüssigkeitströpfchen oder winzige Mengen eines Gasgemischs (Fluide) - analysieren?
mit "*" gekennzeichnete Felder müssen ausgefüllt werden.

Antworten

Frage 1

Richtige Antwort: C)
Über 40: Darunter Lithium, Beryllium, Titan, Chrom, Nickel, Kupfer, Arsen, Silber, Gold, Platin, Silizium, Schwefel, Bor, Chlor, Tantal, Palladium und Indium.

Frage 2

Richtige Antwort: B)
Der grösste Teil des Tantals wird für winzige Kondensatoren mit hoher Kapazität verwendet. Diese Tantal-Elektrolytkondensatoren werden überall in der modernen Mikroelektronik, beispielsweise für Mobiltelefone und im Automobilbau, verwendet.

Frage 3

Richtige Antwort: B)
Zyanidbehandeltes Gestein in Minen gibt Schwefelsäure ab. Selbst Minen, die die Römer im heutigen Frankreich betrieben haben, geben noch immer Schwefelsäure ab. (Spiegel Online, 20.03.08)

Frage 4

Richtige Antwort: A)
Das Metall wird zum grössten Teil zu Indiumzinnoxid verarbeitet, das für Flachbildschirme und Touchscreens eingesetzt wird. Indiumzinnoxid ist ein halbleitender, im sichtbaren Licht weitgehend transparenter Stoff.

Frage 5

Richtige Antwort: A)
Experten weisen schon lange darauf hin, dass die Ausbeutung weniger ergiebiger Lagerstätten für die Umwelt meist katastrophal sind.

Frage 6

Richtige Antwort: C)
Für 30 Gramm Platin müssen bis zu zehn Tonnen Erz verarbeitet werden.

Frage 7

Richtige Antwort: B)
Die Rodung von Regenwäldern ist für rund 20 Prozent der globalen CO2-Emissionen verantwortlich. Sie ist damit die zweitgrösste Quelle von Treibhausgasen überhaupt.

Frage 8

Richtige Antwort: C)
In der Schweiz fallen pro Sekunde 174 Kilogramm Abfall an, 5.5 Millionen Tonnen pro Jahr, pro Schweizer und Jahr also rund 709 Kilogramm.

Frage 9

Richtige Antwort: A)
200 kg Zink, 0.3 kg Quecksilber, 300 kg Ferromangan, 50 bis 100 kg organische Stoffe, 50 bis 100 kg Kohle, 50 bis 100 kg Wasser und Salze.

Frage 10

Richtige Antwort: B)
Geologen nutzen das Laser-Ablations-Massenspektrometer für die Analyse von Fluiden. Es handelt sich dabei um eine Kombination von Laserstrahlen mit einem hochempfindlichen Massenspektrometer. Mit Hilfe des fokussierten Lasers, können die Geologen die Mineralprobe mit einen Auflösung von einigen tausendstel Millimetern aufbohren und damit einen einzelnen Einschluss freilegen. Das abgetragene Material wird in einem Gasstrom in ein Plasma-Massenspektrometer transportiert, wo seine chemische Zusammensetzung analysiert wird.