Wie kann man Magnesiumoxid reduzieren?

Wissenschaft Chemie
#1

Hallo alle zusammen

Ich hab eine Frage. Und zwar wie kann man Magnesiumoxid reduzieren? Das mit der Edelheit der Metalle weiß ich schon. Aber welche Metalle sind unedeler als Magnesium.

Und die zweite Frage ist, wie kann man das unedelste Metall der Welt, wenn es oxidiert, ist reduzieren? mit Chemikalien?

Danke schonmal im Vorraus

#2

Hallo Manofman,

Um etwas über die „Edelheit“ von Metallen zu erfahren würde ich dir einen Blick in die elektrochemische Spannungsreihe empfehlen. Hier erkennst du, dass z.B. Natrium oder Kalium unedler als Magnesium sind. Allerdings ist die Reduktion mit noch unedleren Metallen bei Magnesium nicht wirklich praktikabel, da diese Metalle, aufgrund ihrer hohen Reaktionsbereitschaft, in der Natur nicht elementar sondern nur in Verbindungen vorkommen und daher selbst erst hergestellt werden müssen. Tatsächlich wird Magnesium aus Magnesiumoxid vorallem durch thermische Reduktion mit Ferrosilizium hergestellt (Falls dich das weiter interessiert suche mal nach dem „Pidgeon-Prozess“).
Eine weitere Möglichkeit wäre die Gewinnung von Magnesium aus Magnesiumchlorid durch elektrolytische Prozesse wie dem Downs-Verfahren, bei dem Magensiumchlorid (Hergestellt aus Magnesiumoxid) und Kaliumchlorid als Eutektikum aufgeschmolzen und unter Spannung gesetzt werden.

Zu deiner zweiten Frage: Das wohl unedelste, nicht radioaktive Metall ist Lithium und auch das wird elektrolytisch hergestellt.

Grüße
DerMule

#3

Hallo,
zahlenmäßig wird die reduzierende/oxidierende Wirkung von Redoxpaaren in einer sog. Redoxreihe oder Spannungsreihe erfasst. Danach haben die Alkalimetalle, insbesondere Lithium, eine stärker reduzierende Wirkung als Magnesium.
Lithiumoxid seinerseits kann man m.E. elektrochemisch reduzieren.
Gruß
mahant

#4

Hallo!

Um einen Stoff zu reduzieren muss ein anderer oxidiert werden. Der oxidierende Stoff (Reduktionsmittel) gibt Elektronen ab, der zu reduzierende (Oxidationsmittel) nimmt diese wieder auf.

Um nun mit Chemikalien ein Stoff zu reduzieren (um das eine Element zu erhalten) muss das Reduktionsmittel seine Elektronen leichter abgeben als das Oxidationsmittel. Das Bestreben eines Stoffes Elektronen abzugeben bzw aufzunehmen drückt sich im Standardpotential aus. Es gibt Tabellen in denen diese Standardpotentiale (in Volt) angegeben sind. Je geringer dieser Wert, desto lieber gibt ein Element seine Elektronen an ein anderes ab.

Magnesium hat ein Standardpotential von -2,372 V. Um Mg zum Element zu reduzieren benötige ich ein Metall (in metallischer Form) das ein noch geringeres Standardpotential besitzt, z.B. K mit -2,92 V. Das Kalium wird dabei oxidiert.

Das unedelste Metall ist Lithium (E0 = - 3,05 V). Hier kann man mit anderen Chemikalien nichts mehr ausrichten, wohl aber mit elektrischem Strom. Ein Lithiumsalz (z.B. LiCl) wird geschmolzen und dann einer Elektrolyse unterzogen. Dabei entsteht dann elementares Lithium. So wird es auch bei anderen Alkalimetallen gemacht.

Schöne Grüße

Sven

#5

Halloho,

gute Frage !!!
Meine Antwort ist aber nur theoretisch, deswegen weiß ich nicht, ob sie Dich wirklich befriedigt. Es gibt sicher Leute, die besser Bescheid wissen.

Ich könnte mir vorstellen, daß sich MgO mit einer Lithium- oder Natriumschmelze reduzieren lässt.
Allerdings ist das praktisch wenig praktikabel, da sich das Mg im Li oder Na wieder lösen wird, und man das im Nachhinein wieder trennen muss.

Selbst die stärkste chemische Verbindung lässt sich mit Hilfe des elektrischen Stromes (Elektrolyse bzw. Schmelzflusselektrolyse)) wieder trennen. Bei den Schmelzpunkten der Alkali- und Erdalkalioxide (MgO Li2O Na2O und so Zeug) muss man aber schon ordentlich heizen, sonst schmilzt da garnix.

Deshalb überführt man das Oxid besser zuvro ganz einfach und billig ins Chlorid, und schon ist man fein raus.
Ich gebe aber zu, daß dies bezüglich Deiner Frage ein Umgehungstatbestand wäre :smile:

Gib Bescheid, wenn Du fundiertere Antworten bekommt. Würde mich nämlich auch interesieren.

Timo

#6

Wie kann man Magnesiumoxid
reduzieren?

Mit Koks und Chlor wird zunächst Mg Chlorid hergestellt. Dann Schmelzflusselektrolyse, bei der das Chlor wieder zurück gewonnen wird.

Aber welche Metalle sind unedeler als Magnesium.

Alkalimetalle

wie kann man das unedelste Metall der Welt,
wenn es oxidiert ist reduzieren? mit Chemikalien?

Sage mal Cäsium, man kann Cäsiumdichromat herstellen und mit Zirkon reduzieren. Das Cs wird durch abdestillieren aus der Mischung entfernt (Verschiebung des Gleichgewichts). Oder CsOH mit Mg im Wasserstoffstrom reduzieren.
Alle Angaben aus Hollemann Wiberg, Lehrbuch der org Chemie
Udo Becker

#7

Hallo,

die Reduktion von MgO wird technisch über Elektrolyse gelöst. (über MgCl2 als Zwischenprodukt).
Darüber gibt es auch einiges im Netz.
Kleiner Hinweis noch: Du solltest Dich mit dem
Gedanken vertraut machen, dass nicht alle Chemie in
Reihen (z.B. unedel zu edel)stattfindet.
Dieser Versuch, die chemischen Reaktionen zu ordnen,
stoßen auch an ihre Grenzen; dann sind die „Seitenarme“ gefragt; sonst denkt man zu „formal“
Gruß
Marcus

#8

Hallo Manofman,

ich bin zwar nicht mehr so frisch drin in der Chemie, würde mit meinem länger verstrichenen Schulwissen aber folgendes sagen:

  1. Ich denke man könnte MgO, wie du schon vermutest, mit einem unedleren Metall reduzieren. Maß dafür ist das Normalpotential: je unedler, desto negativer. Steht ein element im Periodensystem unten links heißt das: sehr negativ und unedel. Also wäre z.B. Cäsium ein sehr unedles Metall, vielleicht sogar das unedelste?
  2. Es gibt ja nicht nur exotherme Reaktionen, also Reaktionen, die „von selbst“ und ohne äußere Energiezufuhr stattfinden. Bei günstigen Bedingungen (Hitze, Druck, Katalysator etc.) können Reaktionen auch in die andere Richtung stattfinden, >endotherme Reaktion. Oder unter Zuhilfenahme von „Chemikalien“. Aber streng genommen sind doch alles Chemikalien, außer vielleicht Edelgase, die reagieren nicht sehr gern.
    Viele Grüße,
    Ralf K.
#9

Durch Schmelzflusselektrolyse oder mit allen Metallen, deren Redoxpotential niedriger ist, als das des Magnesiums:

Magnesium (Mg) Mg2+ + 2 e− ⇌ Mg −2,372 V[4]
Cer (Ce) Ce3+ + 3 e− ⇌ Ce −2,483 V
Lanthan (La) La3+ + 3 e− ⇌ La −2,522 V
Natrium (Na) Na+ + e− ⇌ Na −2,71 V
Calcium (Ca) Ca2+ + 2 e− ⇌ Ca −2,76 V
Barium (Ba) Ba2+ + 2 e− ⇌ Ba −2,90 V
Kalium (K) K+ + e− ⇌ K −2,92 V
Lithium (Li) Li+ + e− ⇌ Li −3,05 V

ACHTUNG! Man benötigt eine Schutzatmosphäre (.B. Argon!!)

#10

Hallo,

wahrscheinlich bin ich etwas spät mit meiner Antwort:

Ja, Du hast Recht: Es ist nicht leicht, ein unedleres Metall als Magnesium für eine Reduktion zu finden.
Daher wird Magnesium auch elektrisch Reduziert (Wikipedia: Schmelzflusselektrolyse). Das ist möglich, da eine Oxidation auch als „eine Reaktion, bei der zu oxidierende Stoff Elektronen abgibt“ gesehen werden kann. In Umkehrung werden bei der Reduktion Elektronen aufgenommen.

Und nocheinmal hattest du richtig vermutet: Man kann Magnesium auch mit „Chemikalien“ reduziren, nennt sich Pidgeon-Prozess (Wikipedia: Magnesium, Darstellung).

Weil Magnesium so unedel ist, wird es auch als Operanode (Wikipedia) verwendet.

Hoffe das hilft,
schönen Gruß,
Eric.

#11

Nimm das Perioden-System: Alle Elemente, die links vom Magnesium bzw. (in der gleichen Hauptgruppe) darunter stehen, sind unedler. Und zwar umso mehr, je weiter „unten“ sie stehen. Hängt mit der „Elektro-Negativität“ zusammen.
2)
Mit „Elektronen“; d.h. mittels Elektrolyse.

#12

Hallo!

Guck mal hier: /t/magnesiumoxid-reduzieren/3994552
Das sollte deine erste Frage beantworten.

Auf deine zweite Frage weiß ich leider keine Antwort… würde mich aber auch mal interessieren. Ich kann mal nen Freund fragen, vllt. weiß der mehr.

#13

aus dem Stegreif habe ich keine Antwort darauf,…sorry
KM

#14

Hallo,
entschuldige, dass ich mich erst so spät melde. Ich denke, deine Frage hat sich schon erledigt, oder?
Wenn nicht, melde dich ruhig nochmla kurz