Ziel des Versuchs: In diesem Versuch wird Ammoniak aus Magnesiumnitrid hergestellt.
| Thema: Reaktionen von Metallen und Metallverbindungen sowie von Nichtmetallen (Ammoniak) | Tags: Ammoniak, Redoxreaktion | Klassenstufen: 9-10 | Versuchsart: LV |
Materialien
Dreifuß mit Drahtnetz, 250 mL Becherglas, 2 Glasstäbe, Gasbrenner, Porzellanschale, Universalindikator-Papier
Chemikalien
Magnesiumspäne, Magnesiumband
| Gefahrstoff | H-Sätze | P-Sätze | GHS |
|---|---|---|---|
| Magnesium | H228-H261-H252 | -- |  |
| Magnesiumoxid | -- | -- | |
| Ammoniak gasförmig | H221-H331-H314-H400 | -- |     |
Durchführung
Auf die Ceranplatte wird ein etwa 3 cm hoher Kegel aus Magnesiumspänen gegeben. Das Magnesiumband wird als Lunte in den unteren Teil des Kegels gesteckt. Das Becherglas wird auf dem Kopf im Stativ befestigt, sodass ein schmaler Spalt zwischen dem Drahtnetz und dem Becherglas besteht. Das Magnesiumband wird dann mit dem Brenner entzündet und das Becherglas über dem Magnesium befestigt.
Nach dem Erkalten wird das Reaktionsprodukt zerkleinert und in die Porzellanschale gegeben. Nun wird das Produkt mit Wasser übergossen. Es wird vorsichtig eine Geruchsprobe genommen und das entweichende Gas mit feuchtem Indikatorpapier überprüft.
Beobachtung
Das Magnesium brennt mit heller Flamme unter dem Becherglas. Es entsteht Rauch.
Innerhalb des kegelförmigen Produkthäufchens ist ein grüngelber Feststoff entstanden. Beim Lösen in Wasser entsteht ein stechender Geruch nach Ammoniak und das Indikatorpapier färbt sich grünblau.
Deutung
An der Außenseite des Kegels reagiert das Magnesium mit Sauerstoff zu Magnesiumoxid:
2 Mg(s) + O2 (g) → 2 MgO(s)
Bei der Verbrennung unter dem Becherglas entsteht Magnesiumnitrid, ein grüngelber Feststoff, als Produkt der Reaktion von Magnesium mit dem Stickstoff aus der Luft in der Mitte des Kegels:
3 Mg(s) + 2 N2 (g) → Mg3N2 (s)
Magnesiumnitrid reagiert mit Wasser zu Magnesiumoxid und Ammoniak, welcher über das feuchte Indikatorpapier als Ammoniumhydroxid nachgewiesen wird.
Mg3N2 (s) + 3 H2O(l) → 3 MgO(s) + 2 NH3 (g)
Entsorgung
Entsorgung erfolgt im Säure-Base-Behälter
Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse:
Dieser Versuch eignet sich, um den Energieaufwand der Ammoniaksynthese aus dem Stickstoff der Luft zu verdeutlichen, auch wenn dieses Verfahren nicht mit großtechnischen Verfahren vergleichbar ist.
Nach diesem Versuch sind die Thematisierung des Haber-Bosch-Verfahrens und des Stickstoffkreislaufs sinnvoll.
Literatur
H. Schmidkunz, W. Rentzsch, Chemische Freihandversuche Band 1, Aulis Verlag, 2011, S. 162.
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