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Erdalkalimetalle mit Wasser

von Jannik Nöhles

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Ziel des Versuchs Der Versuch zeigt die Reaktionen von Erdalkalimetallen mit Wasser

Vorbemerkung

Dieser Versuch zeigt die unterschiedlichen Reaktivitäten von Erdalkalimetallen mit Wasser. Aufgrund der Verwendung von Phenolphthalein eignet sich der Versuch nur als Lehrerversuch.

Materialien

2 Reagenzgläser, Reagenzglasständer, Spatel

Chemikalien

Calciumpulver, Magnesiumpulver, Phenolphthalein-Lösung

Gefahrstoffe

Gefahrstoff H-Sätze P-Sätze GHS-Piktogramme
Phenolphthaleinlösung < 1% in Ethanol-Wasser 1:1 H226 – GHS02
Calcium gekörnt H261 – GHS02
Magnesium H260, H250 – GHS02
Magnesiumhydroxid – – –
Calciumhydroxid Pulver H318 P280, P305+P351+P338, P309+P310 GHS05

Durchführung

Zwei Reagenzgläser werden bis zu ca. einem Viertel mit Wasser gefüllt. Anschließend werden in beide Reagenzgläser 1-2 Tropfen Phenolphtalein-Lösung gegeben. In das erste Reagenzglas wird eine Spatelspitze Calciumpulver gegeben, in das zweite eine Spatelspitze Magnesiumpulver. Die beiden Pulver sollten möglichst gleichzeitig zugegeben werden.

Beobachtung

Beide Lösungen nehmen mit der Zeit eine pinke Färbung an, die Lösung in dem Reagenzglas mit dem Calciumpulver nimmt die Farbe jedoch wesentlich schneller an.

Abbildungen

  • Abb. 1: Reaktion von Magnesium (links) und Calcium (rechts) mit Wasser

Deutung

Die Erdalkalimetalle fungieren als Reduktionsmittel und werden selbst oxidiert. Sie reduzieren Wasserstoff nach folgender Reaktionsgleichung (Me = Erdalkalimetall):

Me(s) + 2 H2O(l) → Me(OH)2 (aq) + H2 (g)

Die Heftigkeit der Reaktion mit Wasser nimmt bei den Erdalkalimetallen mit zunehmender Periode zu. Dies lässt sich durch die Abnahme der effektiven Kernladung erklären. Je höher die Periode, desto größer ist die Atomhülle. Mit wachsender Atomhülle erhöht sich der Abstand der Außenelektronen zum Kern, wodurch die Anziehungskraft des positiv geladenen Atomkerns noch schwächer auf die äußeren Elektronen wirkt. Demzufolge können die Metalle in den höheren Perioden leichter oxidiert werden.

Entsorgung

Die Lösungen werden im Säure-Base-Behälter entsorgt, die Feststoffe über den Feststoffabfall.

Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse

Mit diesem Versuch lassen sich die Eigenschaften der Erdalkalimetalle überprüfen. Er eignet sich besonders zur Charakterisierung der unterschiedlichen Metalle und um die Trends innerhalb der Hauptgruppe kennenzulernen. Der Versuch kann auch als Schülerversuch durchgeführt werden, allerdings ist für Phenolphthalein eine Ersatzstoffprüfung durchzuführen.

Literatur

Pfitzner, A. http://www.uni-regensburg.de/chemie-pharmazie/anorgan ische-chemie-pfitzner/medien/data-demo/2011-2012/ws2011-2012/erdalkalimetalle_srkm.pdf (Zuletzt abgerufen am 28.07.2016)