Versuch 18: Magnesium reagiert mit Sauerstoff - Einleitung

Der Anteil an Sauerstoff in unserer Luft ist ein wichtiger Eckpfeiler für das Leben auf der Erde, wie wir es kennen. Man stelle sich vor man zünde sich vor dem Haus eine Zigarette an und stünde selbst in Flammen, oder würde beim Zünden des Grills statt der Kohlen den gesamten Grill in Flammen setzen. Sollte dies je der Fall sein, so ist vermutlich der Anteil an Sauerstoff in der Luft der Grund.

Verbrennungen oder Feuer sind Begriffe, die chemisch exotherme Reaktionen mit Sauerstoff beschreiben. Jede dieser Reaktionen setzt Energie frei, die proportional zu den Faktoren Stoffmenge, Stoffart und Stoffverteilung steht. Einfacher ausgedrückt steigt die Größe eines Brandes, ob nun auf der Zigarettenspitze oder in der Lagerhalle, mit der Menge des vorhandenen Brennstoffs, der Art des Brennstoffs und dessen Vermischung mit dem Sauerstoff der Luft oder einem anderen Brand fördernden Stoff.

Ein weiterer Faktor, ist also der Brand fördernde Stoff und dessen Konzentration selbst. Erhöht man die Konzentration des Sauerstoffs bei einer Verbrennung, läuft diese proportional zur Menge heftiger ab. Magnesium zeigt bei der Reaktion mit Sauerstoff die frei werdende Energie in Form von gleißend hellem Licht. Im Vergleich zeigt ein brennendes Magnesiumband den Unterschied zwischen unserer Luftatmosphäre mit 21 vol-% Sauerstoff und einer reinen, 100%igen Sauerstoffatmosphäre.

Sicherheitssymbole

Demonstrationsversuch Schutzbrille tragen! Leichtentzündlich In den Abfall geben.

Chemikalien

  • Magnesiumband
  • Sauerstoff

Materialien

  • Brenner
  • 2 dickwandige Standzylinder
  • Tiegelzange

Durchführung

Man befüllt einen dickwandigen Standzylinder mit Sauerstoff und deckt ihn mit einem Uhrglas oder einer Petrischale ab. Ein zweiter Standzylinder wird daneben gestellt.

Ein Bunsenbrenner wird entzündet und ein ca. 6cm langes Stück Magnesiumband in die Brennerflamme gehalten (Vorher Hinweise beachten!). Das brennende Magnesiumband wird in den "mit Luft gefüllten" Standzylinder gehalten. Danach wird ein zweites Magnesiumband in der Brennerflamme entzündet und in den sauerstoffgefüllten Zylinder gehalten. (Nicht in die Flamme schauen!)

Entsorgung

Die Reaktionsprodukte können in den Abfall gegeben werden.

Ergebnisse

Das Magnesium verbrennt mit hell leuchtender Flamme zu einem weißen Pulver. In reiner Sauerstoffatmosphäre verbrennt das Magnesium sehr viel schneller und mit gleißender Flammenentwicklung. Das Reaktionsprodukt steigt dabei als weißer Rauch auf.

Magnesium reagiert mit Sauerstoff in einer stark exothermen Reaktion nach folgender Reaktionsgleichung:

2Mg + O2 → 2MgO

Das Magnesium wird zu sprödem, weißen Magnesiumoxid oxidiert. In reiner Sauerstoffatmosphäre findet die gleiche Reaktion ungleich heftiger statt.

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Hinweise

Bei den Versuchen entsteht grelles Licht. Dunkle Schutzbrille oder eine geeignete Sonnenbrille aufsetzen und die Magnesiumflamme nie längere Zeit direkt betrachten. Zuschauer sind auf diesen Sachverhalt hinzuweisen.

Versuchsvideo

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Versuchsbild

Bild zu Versuch: Magnesium reagiert mit Sauerstoff

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NEU

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