01 Direkte
Elektronenübertragung von Magnesium auf
Sauerstoff
Atome
reagieren miteinander aus den Bestreben, so viele Elektronen zu
besitzen, wie die Atome
des im Periodensystem der Elemente am nächsten liegende
Edelgas-Atome.
Magnesium-Atome haben 2
Elektronen mehr als Atome des Edelgases Neon, Sauerstoff-Atome haben 2
Elektronen weniger als diese (Photo 3)
Sie tauschen daher diese Elektronen aus. Metall-Atome übertragen
dabei Elektronen auf die von Nichtmetallen. Diese
werden dabei zu negativen Ionen, jene zu positiven Ionen.
Die Abbildung 2 (Schuphan Knappe, Chemie Buch Verlag
Diesterweg 1988, S. 21) zeigt, was mit den
kleinsten Teilchen von Mg und O während der
Verbrennung des Magnesiums geschieht.
Verwendet
man maximal 1 cm Magnesium-Band und arbeitet in einem
Experimentiertablett mit etwas Wasser, so scheint seine Verbrennung
selbst
für den Schülerversuch geeignet: Der Mikro-Spiritusbrenner steht dabei in
einem Stopfen als Stativ. Dieser Versuch ist eine gute
Übung dazu, dass die heißeste Stelle an der Spitze der
Brennerflamme gefunden wird
Material
Experimentiertablett, Schutzbrille,
Mikro-Spiritusbrenner, Stopfen einer Infusionsflasche (Stativ),
Schere, Pinzette, Schmirgelpapier, Vordruck zur Herstellung einer
Periodensystem-Pyramide, Wasser, Brennspiritus, Magnesium-Band (10 x 4
mm).
Aufgabe
1.
Der Lehrer verteilt blanke Magnesiumband-Stücke aus.
2. Befestige den Mikrobrenner in einem Stopfen, stelle ihn die Mitte
des Experimentiertabletts.
3. Bevor Du ihn anzündest, bedecke den Boden des Tabletts mit
etwas Wasser.
4. Fasse das Magnesiumstück an seiner äußersten Ecke.
5. Halte es zum Entzünden in die Spitze der Brennerflamme.
6. Entferne und Lösche den Brenner, sobald die Reaktion beginnt.
7. Stelle eine Periodensystem-Pyramide her.
Beobachtungen
Magnesium
(Mg) brennt mit sehr heller Flamme, weißer Rauch steigt auf (Photo 1).
Eine weiße
krümelige Masse bleibt zurück.
Erklärung
Aus dem Magnesium und dem
Sauerstoff der Luft hat sich in einer stark exothermen
Reaktion Magnesiumoxid (MgO) gebildet.
Photo 2 (Schuphan
Knappe, Chemie Buch Verlag Diesterweg 1988, S. 21).Was beim Erhitzen mit den
kleinsten Teilchen von Mg und O geschieht:
Links: Die
Magnesium-Atome im Verband
setzen beim Erhitzen einzelne Mg-Atome
frei.
Mg(s) ----erhitzen---->
Mg(g). (s=solid,
fest, g=gasförmig)
Mitte: Die Flamme zerlegt Sauerstoff-Moleküle in je zwei Sauerstoff-Atome:
O2(g)---erhitzen---> 2 O(g).
Rechts: Bevor Mg-Teilchen und
O-Teilchen unter großer Hitze- und Lichtentwicklung einen neuen Verband MgO(s)
bilden können,
werden aus den Mg- und O-Atomen positive und negative Ionen.
Was dabei zwischen diesen Atomen geschieht, veranschaulicht Photo 3.
Magnesium-Atome
(12Mg) haben 2 Elektronen mehr
als Atome des Edelgases Neon (10Ne),
Sauerstoff-Atome (8O) haben 2 Elektronen weniger
als Atome des Edelgases Neon(10Ne).
Zwischen den
Mg- und den O-Atomen findet ein Austausch
von Elektronen statt:
Mg gibt 2
Elektronen ab (wird oxidiert), O nimmt diese 2 Elektronen auf (wird
reduziert), beide werden dabei zu zweifach geladenen Ionen:
Reduktion: O + 2e- --> O2-
Oxidation:
Mg
--> Mg2+
+ 2e-
Diese Ionen
haben nun so viele Elektronen wie die Atome des Edelgases Neon (10Ne),
anders als Neon-Atome reagieren sie jedoch miteinander. S
ie ziehen einander an und
bilden den
MgO-Verband
Mg2+
+ O2- ---Freisetzung
von Licht und Wärme---> MgO(s)
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Veröffentlichung: 07.07.2001 ..................... letzte Veränderung: 13.06.2008