Ziel des Versuchs: In diesem Versuch sehen SuS, wie ein Salz durch Verbrennung eines Metalls gebildet werden kann.
| Thema: Salze und Salzbildung III | Tags: Magnesiumnitrid, Salzbildung, Verbrennung | Klassenstufen: 9-10 | Versuchsart: LV |
Materialien
Dreifuß mit Drahtnetz, Gasbrenner, Becherglas, Spatel, Wärmehandschuh
Chemikalien
Magnesium, Wasser, Universalindikatorpapier
| Gefahrstoff | H-Sätze | P-Sätze | GHS |
|---|---|---|---|
| Magnesium | H228-H261-H252 | -- |  |
| Ammoniaklösung konz. 25% | H314-H400-H335 | -- |    |
| Magnesiumnitrid | Leider in der Datenbank nicht gefunden - bitte nachschlagen! | ||
Durchführung
Magnesiumspäne werden kegelförmig auf einem Drahtnetzt angehäuft. Die Späne werden entzündet, woraufhin sofort ein großes Becherglas über die Reaktion gestülpt wird. Nach Ende der Reaktion wird das Becherglas mit einem Wärmehandschuh abgenommen. Das Reaktionsprodukt wird mit einem Spatel zerteilt und untersucht. Etwas von dem Produkt wird auf ein Uhrglas gegeben, um ein paar Tropfen Wasser hinzuzugeben. Der Geruch des entstehenden Gases wird vorsichtig überprüft und ein feuchtes Universalindikatorpapier wird in das Gas gehalten. Die Beobachtungen werden protokolliert.
Beobachtung
Das Magnesium entzündet sich sofort. Beim Überstülpen mit dem Becherglas glühen die Späne hell auf. Nach Ende der Reaktion sind die Späne weiß verfärbt. Beim Verteilen mit dem Spatel kommt ein grünes Pulver zum Vorschein. Bei Zugabe von Wasser entsteht ein Ammoniak-Geruch und das Universalindikatorpapier, welches in das entstehende Gas gehoben wird, verfärbt sich grün.
Deutung
Die äußeren Magnesiumspäne reagieren mit Sauerstoff zu Magnesiumoxid, während die Späne im inneren des Kegels mit Stickstoff zu grünem Magnesiumnitrid reagieren.
2 Mg(s) + O2(g) 2 MgO(s)
3 Mg(s) + N2(g) Mg3N2(s)
Die Reaktion von Magnesium und Stickstoff ist eine Redoxreaktion.
Oxidation: 3 Mg → 3 Mg2+ + 6 e-
Reduktion: N2 + 6 e- → 2 N3-
Redox: 3 Mg(s) + N2(g) → Mg3N2(s)
Bei Zugabe von Wasser zu Magnesiumnitrid entsteht Ammoniak und Magnesiumhydroxid.
Mg3N2(s) + 6 H2O(l) → 2 NH3(g) + 3 Mg(OH)2(s)
Das Universalindikatorpapier wird von Hydroxidionen, die bei Reaktion von Ammoniak mit Wasser entstehen grün (pH: 7) verfärbt.
NH3(g) + H2O(l) → NH4+(aq) + OH–(aq)
Entsorgung
Das Magnesiumnitrid kann in den Feststoffabfall entsorgt werden.
Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse: Dieser Versuch kann in der Einheit Salze, Salzbildung oder Metalle eingesetzt werden. Der Versuch ist sehr anschaulich. Beim Verbrennen des Magnesiums muss jedoch aufgepasst werden, da eine sehr grelle, exotherme Reaktion abläuft. Deswegen sollte nicht in das helle Licht geschaut werden. Auf Grund des hellen Brennens von Magnesium und auch der leichten Entzündbarkeit sollte dieser Versuch von der Lehrperson als Demonstrationsversuch durchgeführt werden. Alternativ können Oxide durch Verbrennen mit anderen Metallen hergestellt werden, um Salze anhand Redoxreaktionen zu bilden.
Literatur
[1] M. Jäckel und K.T. Risch, Chemie heute-Sekundarbereich I, Schrödel, S. 186.[2]Chemie-master.de, http://www.chemie-master.de/FrameHandler.php?loc=http://www.chemie-master.de/lex/exp/m02.html, (Zuletzt abgerufen am 17.08.2014 um 16:16 Uhr).
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