Magnesiumsulfat Synthese

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Allgemeine Informationen
Magnesiumsulfat ist das Magnesiumsalz der Schwefelsäure, genau wie Magnesiumhydrogensulfat. Es liegt in Form von farblosen, sehr hygroskopischen Kristallen vor. Sein extrem bitterer Geschmack gab ihm den Tirvialnamen „Bittersalz“. Das Salz liebt es, Wasser an sich zu binden und liegt deshalb in den unterschiedlichsten Hydraten vor (Pentahydrat, Hexahydrat, Heptahydrat usw). Direkt nach dem trocknen muss es absolut luftdicht verpackt werden (am besten vakuumiert), da es sonst schon beim abkühlen viel Feuchtigkeit aus der Luft aufnimmt.

 

Im Laufe der Jahre wurde das Salz in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt, als Trocknungsmittel für Flüssigkeiten und Chemikalien, Düngemittel, Abführmittel, Wärmetherapie oder schlicht als Elektrolyt-Ersatz.

 

Warnhinweise
– Schwefelsäure ist ätzend! Schutzhandschuhe tragen, im Freien oder unterm Abzug arbeiten

 

Weiterführende Links
https://de.wikipedia.org/wiki/Magnesiumsulfat
http://www.seilnacht.com/Chemie/ch_mgso4.html

 

Stoffdaten
Name: Magnesiumsulfat
Trivialname(n): – Bittersalz
– Epsomit (Heptahydrat Mineral)
Summenformel: – MgSO4
CAS-Nummer: – 7487-88-9
Aggregatzustand: fest
Dichte: 2,66g/cm3
Molare Masse: 120,37g/mol
Schmelzpunkt: 1124°C (Zersetzung)
Löslichkeit: gut in Wasser (300g/l bei 20°C)

 

Theoretische Berechnung

Magnesiumoxid + Schwefelsäure = Magnesiumsulfat + Wasser

MgO + H2SO4 = MgSO4 + H20

40,32g/mol + 98,08g/mol = 120,37g/mol + 18,0152 g/mol

138,4g/mol = 138,38528g/mol

 

Probe erfolgreich, also weiter rechnen:

 

40,32g/mol + 98,08g/mol = 120,37g/mol + 18,0152 g/mol //mol//40.32

1g + 2,43253…g = 2,985367…g + Restwasser //*50

50g + 121,6g = 149,3g + Restwasser

50g MgO + 121,6g H2SO4 (100%) = 149,3g MgSO4 + Restwasser

 

Wir verfügen zwar nur über Schwefelsäure mit einer maximalen Konzentration von 98%, aber man kann für die Synthese ruhig den theoretischen Wert annehmen. Überschüssiges Magnesiumoxid wird in der Synthese abgetrennt.

 

Materialien
– 1x 250ml Becherglas
– 1x 1000ml Becherglas
– 1x 2000ml Becherglas
– Magnetrührer mit Rührfisch
– Messzylinder
– Glastrichter
– Filter
– PH-Streifen
– Waage
– Laborlöffel
– Laborthermometer
– Petrischale

— Exsikkator

 

Chemikalien
– 50g Magnesiumoxid
– 121,6g Schwefelsäure (96-98%)

 

 

Durchführung
1) Auf einem Magnetrührer wird ein 250ml Becherglas plaziert und 121,6g Schwefelsäure (96-98%) vorgelegt.

 

 

 

2) Nun gibt man unter ständigem Rühren 50g Magnesiumoxid hinzu. Im Laufe der Zugabe fällt das Magnesiumsulfat aus da nicht genug Wasser vorhanden ist um es zu lösen. Dieses Problem wird im nächsten Schritt angegangen.

 

       

 

3) Nach vollständiger Zugabe werden in einem 1000ml Becherglas knapp 600ml destilliertes Wasser auf 100°C erhitzt und der Magnesiumsulfatbrei hinzugefügt. Das Sulfat sollte sich innerhalb weniger Minuten vollständig lösen. Mit einem PH-Streifen prüft man den PH-Wert, sollte dieser im sauren Bereich liegen, kann bis zum erreichen des Wert 7 noch zusätzlich Magnesiumoxid hinzugefügt werden.

 

    

 

Sollte man zu viel Magnesiumoxid hinzugefügt haben, trübt sich die Lösung ein da das Oxid wasserunlöslich ist. Dies ist aber nicht weiter schlimm da es aufgrund dieser Eigenschaft einfach abzufiltern ist

 

4) Jetzt wird in ein 2000ml Becherglas abgefiltert um überschüssiges Magnesiumoxid abzutrennen.

 

 

 

5) Bevor man mit dem einkochen beginnt, muss man sich über die Trocknung des Sulfats Gedanken machen. Den Brei kann man zwar immer weiter auskochen, allerdings beginnt Magnesiumsulfat beim antrocknen am Boden fest zu pappen wie harter Beton. Auch zieht es beim abkühlen extrem viel Feuchtigkeit aus der Luft.

 

 

 

Am besten nimmt man einen Exsikkator, diese sind allerdings extrem teuer, also bauen wir uns einen aus einfachsten Materialien. Dazu nimmt man mehre Pfandfreie Plastikflaschen, schneidet den Boden auf, gibt in diese kleinen Stumpfen Natriumhydroxid und stellt sie in einen 5l Eimer. Deckel drauf und Tape drum herum und schon ist der billig Exsikkator fertig und was soll ich sagen…es klappt wunderbar!!!

 

Natriumhydroxid hat den Vorteil, das es viele schädliche Gase aufnimmt und bindet, zudem ist es sehr einfach wieder vom Wasser zu befreien.

 

6) Danach wird die Lösung abgedampft, dabei kann man ruhig so viel Leistung aus der Heizplatte oder dem Magnetrührer holen wie möglich. Erst ab 1124°C zersetzt sich das Sulfat, eine Temperatur die garantiert nicht erreicht wird.

 

    

 

7) Der fast wasserlose Brei wird auf eine mit Aluminiumfolie ausgekleidete Petrischale umgeschichtet, die Alufolie verhindert, dass das Sulfat fast unlöslich am Glas kleben bleibt. Nach 2 Minuten kann man es bereits ohne Probleme von der Alufolie lösen und auf das nackte Glas tun, mit diesem einfachen Trick bleibt nichts kleben.

 

 

 

8) Die Petrischale kommt nun in den selbstgebauten Exsikkator, alle 3 Tage wird gewogen und im Mörser weiter gepulvert.

 

 

 

Ausbeute
An dieser Stelle muss ich euch enttäuschen „Big Grin“ , ich bin immer noch am trocknen und pulvern. Aber eines kann ich ja schon verraten, der Exsikkator funktioniert einwandfrei.

 

So nach langem trocknen ist kein Gewichtsverlust mehr festzustellen….Ausbeute betrug 113,5g Magnesiumsulfat, das wären 76% der Theorie.