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Institut Dr. Flad
Berufskolleg für Chemie, Pharmazie und Umwelt

Ausbildung mit Markenzeichen. Seit 1951.

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Reaktion von Magnesium mit verdünnter Salzsäure

Kristian Helmis, Thomas Bäuml und Markus Zehender (LG47)

 

1. Ziel des Versuches:

Mit diesem Versuch soll exemplarisch die Reaktion von unedlen Metallen mit verdünnten, nichtoxidierenden Säuren vorgeführt werden. Zum einen lässt sich zeigen, dass ein unedles Metall (hier: Magnesium) in der Lage ist, aus einer Säure Wasserstoff freizusetzen, zum anderen wird die Knallgasprobe als qualitativer Nachweis für Wasserstoff (genauer: für ein Gemisch aus Wasserstoff und Luft oder Sauerstoff) gezeigt.

 

2. Theoretische Grundlagen / Reaktionsgleichungen:

Das Standardpotential E0 des Redoxsystems Mg Reaktionsgleichung Mg2+ + 2 e- beträgt -2,363 V. Magnesium steht in der Spannungsreihe also links vom Redoxsystem H2 + 2 H2O Reaktionsgleichung 2 H3O+ + 2 e-. Als unedles Metall kann es aus einem wässrigen System somit elementaren Wasserstoff freisetzen. Die Gleichung hierfür lautet (als Bruttogleichung):

Mg + 2 H3O+ Reaktionsgleichung Mg2+ + H2 + 2 H2O

Der Wasserstoff kann auf verschiedene Arten aufgefangen werden. Mischt man ihn mit Luft (oder reinem Sauerstoff), so dass sich ein Knallgasgemisch bildet, lässt sich dieses Gemisch entzünden, und es ist der charakteristische Knall einer explosiven Wasserstoffverbrennung zu hören. Die Verbrennung läuft nach folgender Gleichung ab:

2 H2 + O2 Reaktionsgleichung 2 H2O

 

3. Chemikalien:

1 Stück Magnesiumband (blank), ca. 3 cm lang
1-2 ml verd. Salzsäure (c = 2 mol/l)
20-30 ml Seifenlösung (nicht zu verdünnt)

 

4. Aufbau:

Reaktion von Magnesium mit verdünnter Salzsäure

 

5. Durchführung:

Das mit einem Schleifpapier blankgescheuerte Stück Magnesiumband wird in das Reagenzglas gegeben, das Reagenzglas zugeschraubt und mit den Stecknadeln an der Platte befestigt. Es ist darauf zu achten, dass der seitliche, nach unten gebogene Ansatz des Reagenzglases in das Becherglas mit der Seifenlösung taucht. Die Seifenlösung kann man erhalten, indem man das Becherglas ungefähr zu 2/3 mit Wasser füllt und dazu die Menge Seife gibt, die man beim einmaligen Ziehen am Seifenspender (auf WCs) erhält. Die Seife muss gleichmäßig in der Lösung verteilt sein. Es ist für einen sicheren Stand des Becherglases auf dem Reagenzglasständer zu sorgen. Statt des RG-Ständers kann auch eine Hebebühne verwendet werden. In die Spritze zieht man 1-2 ml verd. HCl auf und sticht mit der Kanüle durch das Septum. Ca. 1 ml HCl wird nun in das RG injiziert. Man wird augenblicklich im RG eine Gasentwicklung beobachten, die sehr lange anhält. Wenn sie schwächer wird, nochmals HCl dazugeben. Das entstehende Gas wird recht bald die Seifenlösung erreichen und dort Blasen bilden. Die ersten Blasen stammen noch von der verdrängten Luft, aber nach ca. einer halben Minute hat sich genug Wasserstoff gebildet, um die Knallgasprobe durchführen zu können. Dazu empfiehlt sich der Gebrauch eines Streichholzes. Geht man mit der Flamme an die Blasen, so wird man je nach Menge des entstandenen Gases einen mehr oder weniger heftigen Knall verbunden mit einem kurzen, heftigen Aufleuchten beobachten. Da die Gasentwicklung i.a. recht schnell erfolgt, kann man u.U. 3 Knallgasproben kurz hintereinander durchführen.