4 Fragen zu Magnesiumhydroxid

Die Aussage, dass man doppelt so viel Salzsäure wie Magnesiumhydroxid in einem Versuch benötigt, kann chemisch interpretiert werden und ist durchaus aussagekräftig, wenn man die stöchiometrischen Verhältnisse der Reaktion betrachtet. Die Reaktion zwischen Salzsäure (HCl) und Magnesiumhydroxid (Mg(OH)₂) verläuft nach der folgenden Gleichung: \[ \text{Mg(OH)}_2 + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{MgCl}_2 + 2 \text{H}_2\text{O} \] Hierbei zeigt die Reaktionsgleichung, dass ein Mol Magnesiumhydroxid mit zwei Mol Salzsäure reagiert. Das bedeutet, dass das molare Verhältnis von HCl zu Mg(OH)₂ 2:1 ist. Wenn also gesagt wird, dass man doppelt so viel Salzsäure wie Magnesiumhydroxid benötigt, bezieht sich dies auf das molare Verhältnis der Reaktanten. Dies ist eine wichtige Information für die Vorbereitung und Durchführung des Experiments, da es sicherstellt, dass die Reaktanten im richtigen Verhältnis vorliegen, um die Reaktion vollständig ablaufen zu lassen.

Die Reaktionsgleichung für die Reaktion von Magnesiumhydroxid (Mg(OH)₂) mit Salzsäure (HCl) lautet: \[ \text{Mg(OH)}_2 + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{MgCl}_2 + 2 \text{H}_2\text{O} \] In dieser Reaktion reagiert Magnesiumhydroxid mit Salzsäure zu Magnesiumchlorid und Wasser.

Um den pH-Wert einer gesättigten Magnesiumhydroxid-Lösung zu berechnen, müssen wir zunächst die Löslichkeit von Magnesiumhydroxid (Mg(OH)₂) bestimmen. Das Löslichkeitsprodukt (Ksp) von Mg(OH)₂ ist gegeben durch: \[ K_{sp} = [Mg^{2+}][OH^-]^2 \] Sei \( s \) die Löslichkeit von Mg(OH)₂ in mol/L. In einer gesättigten Lösung gilt: - \( [Mg^{2+}] = s \) - \( [OH^-] = 2s \) Setzen wir dies in die Gleichung für das Löslichkeitsprodukt ein: \[ K_{sp} = s \cdot (2s)^2 = s \cdot 4s^2 = 4s^3 \] Gegeben ist \( K_{sp} = 3,2 \times 10^{-11} \): \[ 4s^3 = 3,2 \times 10^{-11} \] Um \( s \) zu berechnen, teilen wir durch 4: \[ s^3 = \frac{3,2 \times 10^{-11}}{4} = 8,0 \times 10^{-12} \] Nun ziehen wir die Kubikwurzel: \[ s = (8,0 \times 10^{-12})^{1/3} \approx 2,0 \times 10^{-4} \, \text{mol/L} \] Jetzt können wir die Konzentration der Hydroxidionen \( [OH^-] \) berechnen: \[ [OH^-] = 2s = 2 \times (2,0 \times 10^{-4}) = 4,0 \times 10^{-4} \, \text{mol/L} \] Um den pOH zu berechnen, verwenden wir die Formel: \[ pOH = -\log([OH^-]) = -\log(4,0 \times 10^{-4}) \] Berechnen wir den pOH: \[ pOH \approx 3,4 \] Da \( pH + pOH = 14 \), können wir den pH-Wert berechnen: \[ pH = 14 - pOH = 14 - 3,4 = 10,6 \] Der pH-Wert einer gesättigten Magnesiumhydroxid-Lösung beträgt also ungefähr 10,6.

Der Niederschlag entsteht, weil Magnesiumhydroxid (Mg(OH)₂) in Wasser nur sehr schlecht löslich ist. Wenn Mg(OH)₂ in Wasser gegeben wird, kann es sich nur in sehr geringen Mengen auflösen. Die meisten der Mg(OH)₂-Moleküle bleiben als Feststoff und bilden einen Niederschlag. Dies geschieht, weil die Wechselwirkungen zwischen den Magnesium- und Hydroxidionen in der Lösung nicht stark genug sind, um eine signifikante Menge an Mg(OH)₂ in gelöster Form zu halten. Daher sieht man einen weißen Niederschlag, der aus unlöslichem Magnesiumhydroxid besteht.