Versuch 20: Magnesium brennt in Trockeneis - Einleitung

Magnesium ist bei Normaltemperatur ein recht unscheinbares Element. Seinen Namen hat es seinem Fundort Magnesia in Ostgriechenland nach. Historisch waren vor allem Magnesiumverbindungen bekannt, bevor es elementar, also in Reinform gefunden bzw. entwickelt werden konnte. Die Elektrolyse ist das Mittel zum Zweck, um aus Magnesiumsalzen reines Magnesium zu reduzieren.

Dieser Mangel an elementarem Metall deutete schon darauf hin, dass Magnesium doch ein recht reaktives Element ist. In reiner Form ist es im Alltag überwiegend als Teil von Anspitzern in Gebrauch. Aktiviert man Magnesium durch Energiezufuhr (Wärme) zeigt es ein anderes Bild: ein höchst reaktives! Erst einmal entzündet brennt es nicht nur an der Luft, oder in reinem Sauerstoff. Auch in Kohlenstoffdioxid, Wasserdampf, Stickstoff oder Chlor verbrennt es. So ist es Gefahr und Segen zugleich.

Bei Bränden in Magnesiumlagern ist das Löschen mit Wasser oder Kohlenstoffdioxid schwierig, als Magnesiumfackel kann es sogar unter Wasser brennen. Die hohe Menge an Energie in Form von gleißendem Licht, die bei Reaktionen des Magnesiums frei wird machte es lange Zeit zur Basis von Blitzlichtmischungen in der Fotografie aber auch zum Bestandteil von Brandbomben. Sogar die Temperaturen des gefrorenen Kohlenstoffdioxids haben der Energie der Reaktion nichts entgegen zu setzen. Magnesium reagiert spektakulär lärmend und leuchtend mit dem Trockeneis.

Sicherheitssymbole

Demonstrationsversuch Schutzbrille tragen! Leichtentzündlich In den Abfall geben.

Chemikalien

  • 2 Trockeneisplatten
  • Magnesiumpulver
  • Magnesiumspäne

Materialien

  • Keramikplatte
  • Wunderkerze
  • Messer
  • Handschuhe

Durchführung

Man benötigt für diesen Versuch zwei Trockeneisplatten, in die man mit einem Messer eine ca. 2-4cm breite Mulde einschnitzt. (Dabei Schutzhandschuhe tragen!) Nun gibt man in eine der Mulden 4-5 Spatel Magnesiumpulver und Magnesiumspäne. Die Menge kann hier je nach Größe der Platten variiert werden.

Eine Wunderkerze wird als Zündschnur in das Magnesium gelegt und am anderen(!) Ende entzündet. Nun legt man schnell die andere Trockeneisplatte (Mulde an Mulde) auf, zündet die Wunderkerze und nimmt Abstand.

Entsorgung

Das Magnesiumoxid kann in den Abfall gegeben werden. Das Trockeneis kann in einem gut belüfteten Raum stehen gelassen werden. Es sublimiert selbstständig.

Ergebnisse

Mit einem hellen Leuchten und sprühenden Funken zündet das Magnesium auch im Trockeneisblock. Das Magnesium reagiert bei dieser Redoxreaktion mit dem aus dem Trockeneis resublimierten Kohlenstoffdioxidgas, wobei weißes Magnesiumoxid, schwarzer Kohlenstoff und vereinzelt Magnesiumcarbide entstehen.

2Mg + CO2 → 2MgO + C

Die sprühenden Funken sind Magnesiumbestandteile, die durch die stark exotherme Reaktion aus dem Eis geschleudert werden. Magnesium hat ein sehr starkes Reduktionsvermögen und entzieht sauerstoffhaltigen Stoffen, wie Wasser Kohlenstoffdioxid oder Schwefeldioxid den Sauerstoff.

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Hinweise

Trockeneis hat eine Temperatur von -78.5°C und darf nur mit entsprechenden Schutzhandschuhen angefasst werden. Der Versuch muss zum Schutz vor Kälte und Hitze auf Keramikplatten durchgeführt werden. Es dürfen sich keine brennbaren Gegenstände in der Umgebung befinden.

Versuchsvideo

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Versuchsbild

Bild zu Versuch: Magnesium brennt in Trockeneis

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NEU

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