Einleitung
Aus Magnesium und Stickstoff aus der Luft wird Magnesiumnitrid hergestellt.
Verwendete Chemikalien
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Gefahr |
10 g Magnesium (Späne), Mg – 24.31 g/mol CAS-Nr.: 7439-95-4 – EG-Nr.: 231-104-6 Flam. Sol. 1, Self-heat. 1, Water-react. 2, WGK nwg H228 Entzündbarer Feststoff. H251 Selbsterhitzungsfähig; kann in Brand geraten. H261 In Berührung mit Wasser entstehen entzündbare Gase. P210 Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen. P231 + P232 Inhalt unter inertem Gas handhaben und aufbewahren. Vor Feuchtigkeit schützen. P235 Kühl halten. Sigma-Aldrich, 200905, SDB vom 10.08.2021 |
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Gefahr |
4–5 cm Magnesium (Band Stärke 0.25 mm, Breite 3.2 mm), Mg – 24.31 g/mol CAS-Nr.: 7439-95-4 – EG-Nr.: 231-104-6 Flam. Sol. 1, Water-react. 2, WGK nwg H228 Entzündbarer Feststoff. H261 In Berührung mit Wasser entstehen entzündbare Gase. P210 Von Hitze, heißen Oberflächen, Funken, offenen Flammen sowie anderen Zündquellen fernhalten. Nicht rauchen. P223 Keinen Kontakt mit Wasser zulassen. P231 + P232 Inhalt unter inertem Gas handhaben und aufbewahren. Vor Feuchtigkeit schützen. P240 Behälter und zu befüllende Anlage erden. P241 Explosionsgeschützte elektrische/Lüftungs-/Beleuchtungsgeräte verwenden. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz/Gehörschutz tragen. Merck, 105812, SDB vom 04.07.2021 |
Produkte
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Gefahr |
Magnesiumnitrid, Mg3N2 – 100.93 g/mol Trimagnesiumdiazendiid (IUPAC) CAS-Nr.: 12057-71-5 – EG-Nr.: 235-022-1 Water-react. 1, Skin Irrit. 2, Eye Irrit. 2, STOT SE 3 (Atmungssystem), WGK 3 H260 In Berührung mit Wasser entstehen entzündbare Gase, die sich spontan entzünden können. H315 Verursacht Hautreizungen. H319 Verursacht schwere Augenreizung. H335 Kann die Atemwege reizen. P231 + P232 Inhalt unter inertem Gas handhaben und aufbewahren. Vor Feuchtigkeit schützen. P302 + P352 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT: Mit viel Wasser waschen. P305 + P351 + P338 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. Sigma-Aldrich, 415111, SDB vom 18.09.2020 |
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Magnesiumhydroxid, Mg(OH)2 – 58.32 g/mol Magnesiumdihydroxid (IUPAC), Magnesium(II)-hydroxid, Brucit, E 528 CAS-Nr.: 1309-42-8 – EG-Nr.: 215-170-3 WGK nwg Sigma-Aldrich, 63081, SDB vom 17.04.2019 |
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Gefahr |
Ammoniak (Gas), NH3 – 17.03 g/mol Azan (IUPAC) CAS-Nr.: 7664-41-7 – EG-Nr.: 231-635-3 Press. Gas (Liq.), Acute Tox. 3 (inhalativ), Skin Corr. 1B, Eye Dam. 1, Aquatic Acute 1, Aquatic Chronic 2, WGK 2 H280 Enthält Gas unter Druck; kann bei Erwärmung explodieren. H314 Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden. H331 Giftig bei Einatmen. H410 Sehr giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung. P260 Gas nicht einatmen. P273 Freisetzung in die Umwelt vermeiden. P280 Schutzhandschuhe/Schutzkleidung/Augenschutz/Gesichtsschutz tragen. P303 + P361 + P353 BEI BERÜHRUNG MIT DER HAUT (oder dem Haar): Alle kontaminierten Kleidungsstücke sofort ausziehen. Haut mit Wasser abwaschen. P304 + P340 + P311 BEI EINATMEN: Die Person an die frische Luft bringen und für ungehinderte Atmung sorgen. GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. P305 + P351 + P338 + P310 BEI KONTAKT MIT DEN AUGEN: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser ausspülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter ausspülen. Sofort GIFTINFORMATIONSZENTRUM/Arzt anrufen. EUH071 Wirkt ätzend auf die Atemwege. Sigma-Aldrich, 09682, SDB vom 23.04.2021 |
Verwendete Geräte, Versuchsaufbau
Feuerfeste Unterlage (Ziegelstein, Steinplatte oder Blech), Bunsenbrenner, abgeschnittenes 1000-ml- Becherglas oder Einmachglas, Spatel, Uhrglas, Pipette
Versuchsdurchführung
Das Magnesium wird auf einer feuerfesten Unterlage zu einem Kegel geformt. In die Spitze des Kegels wird Magnesiumband gesteckt, mit dem Bunsenbrenner entzündet und mit einem abgeschnittenen Becherglas oder Einmachglas abgedeckt. Die Glut wandert durch den Kegel und das Glas füllt sich mit weißem Rauch. Am Ende kann ein blaugrünes Leuchten beobachtet werden. Nach dem Erkalten wird der Kegel mit einem Spatel in der Mitte geteilt. Dabei kann man erkennen, dass die äußere Schicht des Kegels aus Magnesiumoxid (weiß) und die innere Schicht aus Magnesiumnitrid (gelbgrün) besteht. Mit dem Spatel wird etwas des Reaktionsproduktes auf ein Uhrglas überführt. Nun werden einige Tropfen Wasser zugefügt und mit der Hand zur Nase gefächelt. Unverkennbar ist Ammoniak freigesetzt worden.
Reaktionsgleichung
Herstellung:
3 Mg + N2 → Mg3N2
Reaktion mit Wasser:
Mg3N2 + 3 H2O → MgO + 2 NH3↑
Am Anfang bildet sich bei der Verbrennung durch vorhandenen Sauerstoff Magnesiumoxid.
2 Mg + O2 → 2 MgO↓
Ist der Sauerstoff verbraucht, verbrennt das Magnesium in einer Stickstoffatmosphäre und es bildet sich Magnesiumnitrid. Wird Magnesiumnitrid mit Wasser versetzt, bilden sich Magnesiumoxid und Ammoniak. Früher hat man im sog. Serpek-Verfahren mit Aluminium, über Aluminiumnitrid, Ammoniak hergestellt.
Quellenangaben
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