Magnesiumoxid

Kristallstruktur
Struktur von Magnesiumoxid
__ Mg2+     __ O2-
Kristallsystem

kubisch

Raumgruppe

$ Fm\bar{3}m $

Gitterkonstanten

a = 421 pm[1]

Koordinationszahlen

Mg[6], O[6]

Allgemeines
Name Magnesiumoxid
Andere Namen
  • Magnesia
  • Magnesia usta
  • gebranntes Magnesia
  • Sintermagnesia
  • Schmelzmagnesia
  • Bittererde
  • Bittersalzerde
  • Talkerde
Verhältnisformel MgO
CAS-Nummer 1309-48-4
ATC-Code
Kurzbeschreibung

farblose oktaedrische oder würfelförmige Kristalle[2]

Eigenschaften
Molare Masse 40,32 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

3,58 g·cm−3 (25 °C)[3]

Schmelzpunkt

2852 °C[3]

Siedepunkt

~3600 °C[3]

Löslichkeit

praktisch unlöslich in Wasser[3]

Sicherheitshinweise
Bitte die eingeschränkte Gültigkeit der Gefahrstoffkennzeichnung bei Arzneimitteln beachten
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [3]
keine GHS-Piktogramme

H- und P-Sätze H: keine H-Sätze
P: keine P-Sätze
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [3]
keine Gefahrensymbole
R- und S-Sätze R: keine R-Sätze
S: keine S-Sätze
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
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Magnesiumoxid (Magnesia) ist das Oxid des Magnesiums. Das Salz besitzt die Formel MgO und besteht aus Mg2+- und O2−-Ionen. Es kristallisiert in der Natriumchlorid-Struktur.

Vorkommen

In der Natur kommt Magnesiumoxid als vulkanisches Mineral Periklas vor. Es sind weiße bis graue, durch Einschlüsse auch dunkelgrüne, glasglänzende reguläre Kristalle der Härte 5,5 bis 6 (nach Mohs).

Darstellung und Gewinnung

Magnesiumoxid entsteht durch das Verbrennen von Magnesium an der Luft.

$ \mathrm{2 \ Mg + \ O_2 \longrightarrow \ 2 \ MgO} $

Es kann auch durch die Reaktion von Ethanoldampf und Magnesium bei erhöhter Temperatur erhalten werden. Hierbei entsteht neben Magnesiumoxid Ethan.

$ \mathrm{C_2H_5OH + Mg \rightarrow \, C_2H_6 + MgO} $

Weiterhin wird MgO durch Kalzinierung von Magnesiumhydroxid Mg(OH)2 oder Magnesiumcarbonat MgCO3 gewonnen, beispielsweise als Nebenprodukt bei der Meerwasseraufbereitung, bei dem durch Fällung mit Calciumhydroxid Magnesiumhydroxid gewonnen wird.

$ \mathrm{Mg(OH)_2 \longrightarrow \ MgO + \ H_2O} $
$ \mathrm{MgCO_3 \longrightarrow \ MgO + \ CO_2} $

Da Magnesiumoxid ursprünglich durch Kalzinierung hergestellt wurde, wird es auch heute noch Magnesia usta, gebranntes Magnesia, genannt.

Eigenschaften

Magnesiumoxid bildet farblose Kristalle in der Natriumchlorid-Struktur. Es besitzt einen hohen Schmelzpunkt von etwa 2800 °C. Wird es aus der thermischen Umsetzung anderer Magnesiumverbindungen gewonnen, so hängt das chemische Verhalten sehr stark von Herstellungstemperatur und Herstellungsverfahren ab. Beim Kalzinieren von natürlich vorkommendem Magnesiumcarbonat (Magnesit) bei etwa 800 °C entsteht sogenannter „kaustisch gebrannter Magnesit“. Während des Brennvorgangs entweicht das Kohlenstoffdioxid, jedoch ist die Temperatur zu niedrig, um ein Sintern zuzulassen. Die entstehenden Magnesiumoxidkörner haben daher noch die äußere Form des Magnesiumcarbonats, sind porös und durch die große innere Oberfläche sehr reaktionsfähig. Mit Wasser entsteht in kurzer Zeit Magnesiumhydroxid. Die Reaktion einiger in Wasser gelöster Magnesiumsalze mit kaustisch gebranntem Magnesit führt zur Auskristallisation einer steinharten Masse. Ist das Magnesiumsalz Magnesiumchlorid MgCl2, so spricht man von Sorelzement.

Bei 1700 °C bis 2000 °C bildet sich Sintermagnesia, oberhalb von 2800 °C Schmelzmagnesia. Beide Sorten reagieren kaum noch mit Wasser.

Verwendung

Es wird Lebensmitteln als Säureregulator oder Trennmittel zugesetzt. Es ist in der EU als Lebensmittelzusatzstoff der Bezeichnung E 530 ohne Höchstmengenbeschränkung (quantum satis) für Lebensmittel allgemein zugelassen.

Sorelzement wird für die Herstellung von Industriefußböden verwendet. Weiterhin wird kaustisch gebrannter Magnesit in der Dünge- und Futtermittelindustrie als Magnesiumträger verwendet. Auch wird Magnesiumoxid zur Substitutionstherapie verwendet. Magnesiumoxid wird im Turnsport und beim Klettern als Antitranspirator der Hände verwendet, um die Abrutschgefahr durch feuchte Hände zu vermindern. Es wird auch als Tafelkreide in der Schule benutzt.

Pulverförmiges Magnesiumoxid

Sintermagnesia wird wegen seiner Feuerfestigkeit (Schmelzpunkt 2800 °C) für Ofenauskleidungen und Laborgeräte verwendet, beispielsweise als isolierende Umhüllung von Thermoelementen.

Magnesia wird zur Erzeugung basischer Feuerfestmaterialien für die Zementherstellung, für mineralische Ortschäume[4], zur Gewinnung von Buntmetallen, Stahlveredlern und Glas sowie zur Herstellung von Magnesia-Kohlenstoff-Steinen verwendet, dem wichtigsten Material zur Herstellung feuerfester Auskleidungen von Gefäßen, wie Konvertern, Elektrolichtbogenöfen und Gießpfannen, in der Stahlerzeugung. Ohne Magnesia sind diese Materialien mit modernen Methoden nicht herstellbar. Ebenso wurde dieser Stoff wegen seiner Hitzefestigkeit in der Vergangenheit für Isolierröhrchen zwischen Heizfaden und Kathode von Elektronenröhren verwendet.

Magnesiumoxid wird auch zur Entkieselung von Wasser sowie als Adsorptionsmittel und Vulkanisierungsverzögerer in der organischen Chemie eingesetzt.

Einzelnachweise

  1. R.W.G. Wyckoff Crystal Structures, Wiley, New York 1963
  2. Jenny Hartmann-Schreier, in: Roempp Online - Version 3.5, 2009, Georg Thieme Verlag, Stuttgart.
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 Eintrag zu Magnesiumoxid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 18. März 2008 (JavaScript erforderlich)
  4. US-Patent 4731389

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