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Magnesium

Steckbrief

Magnesium ist ein dem Aluminium ähnelndes, silberglänzendes Leichtmetall, das sich an der Luft schnell mit einer dünnen, aber zusammenhängenden Oxidhaut überzieht. Das darunter befindliche Metall ist so trotz seiner hohen Affinität zu Sauerstoff vor weiterer Oxidation geschützt.

Magnesium ist dehnbar und kann zu Blechen ausgewalzt oder zu Drähten ausgezogen werden. Die elektrische Leitfähigkeit beträgt etwa 2/3 von der des Aluminiums und 1/3 von der des Kupfers.

Das Element kristallisiert in hexagonal dichtester Kugelpackung – ein Gittertyp, den auch viele andere Metalle bevorzugen.

Abb.1
Magnesium-Späne

Geschichte

Die erstmalige Darstellung von Magnesium gelang 1809 H. Davy auf elektrolytischem Wege nach der Amalgam-Methode (analog dem Amalgamverfahren zur Natrium-Darstellung). Die Produktion in größerem Maßstab durch Schmelzelektrolyse von Carnallit, KCl · MgCl2, begann in Deutschland erst ab 1886. Der Name Magnesium leitet sich von der kleinasiatischen Stadt Magnesia (heute Türkei) ab.

Reaktionsverhalten

Oberhalb 500 °C entzündet sich Magnesium an der Luft und verbrennt mit blendend weißer Flamme zu Magnesiumoxid (und Magnesiumnitrid, Mg3N2):

2Mg+ O2 2MgO
3Mg+ N2 Mg3N2

Von dieser Reaktion wurde in den Anfängen der Fotografie beim Einsatz von Blitzlichtpulvern (Gemisch von Magnesiumpulver mit Oxidationsmitteln wie Kaliumchlorat, Kaliumpermanganat, Braunstein o.a.) Gebrauch gemacht.

Magnesium ist ein kräftiges Reduktionsmittel, das bei höheren Temperaturen auch mit sehr beständigen Oxiden reagiert:

SiO2+ 2Mg Si+ 2MgO

Außer mit Sauerstoff und Stickstoff reagiert Magnesium auch mit den meisten anderen Nichtmetallen bereitwillig. So entzündet es sich in Halogenen (Bildung der Halogenide MgX2) und liefert mit Wasserstoff Magnesiumhydrid, MgH2.

Mit siedendem Wasser setzt sich das Metall unter Wasserstoffentwicklung zu Magnesiumhydroxid, Mg(OH)2, um:

Mg+ 2H2O Mg(OH)2+ H2

In kaltem Wasser kommt diese Reaktion bald zum Stillstand, da das oberflächlich entstandene Hydroxid das darunter befindliche Metall schützt (Passivierung).

Die Ausbildung einer Schutzschicht wird durch Zugabe eines Quecksilbersalzes verhindert, da sich auf der Metalloberfläche Magnesiumamalgam bildet, wodurch das Gitter der Magnesiumatome gestört und eine höhere Reaktionsbereitschaft erreicht wird:

2Mg+ HgCl2 MgCl2+ MgHg

In verdünnten Säuren löst sich Magnesium leicht unter Wasserstoffentwicklung:

Mg+ 2HX MgX2+ H2

Magnesium nimmt in seinem Reaktionsverhalten eine Mittelstellung zwischen Beryllium einerseits und den – untereinander sehr ähnlichen – Elementen Calcium bis Radium andererseits ein. Die unterschiedlichen Eigenschaften von Beryllium und Magnesium sind wie auch im Fall des Elementpaares Lithium/Natrium auf die Vergrößerung des Radius und die Verkleinerung der Elektronegativität der Metalle in ihren Verbindungen beim Übergang von Be zu Mg zurückzuführen.

Magnesium-Salze sind im Gegensatz zu den entsprechenden Beryllium-Verbindungen heteropolar, d.h. sie lassen sich im Wesentlichen durch Bindungen mit stark ionischem Charakter beschreiben. In wässriger Lösung unterliegen sie der elektrolytischen Dissoziation. Im hydratisierten [Mg(H2O)6]2+-Ion ist das Wasser der ersten Koordinationssphäre in Lösung viel weniger fest gebunden als im [Be(H2O)4]2+-Ion. Das ist eine Ursache dafür, dass Magnesium-Salze in Wasser praktisch neutral reagieren und nicht hydrolysieren (Beryllium-Salze zeigen infolge von Hydrolyse eine saure Reaktion). Die Hydratationsenergie ist jedoch noch genügend hoch, sodass Magnesium-Salze aus Wasser als stabile Hydrate auskristallisieren können.

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