Die Erdalkalimetalle Calcium und Magnesium

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Calcium (Ca)     Magnesium (Mg)  Ca + Mg in Wasser  Ca + Mg + Wasser + Indikator

 

Calcium und Magnesium sind die bekanntesten Vertreter der Elementfamilie Erdalkalien. 

Ihre Eigenschaften ähneln denen der Alkalimetalle. Video: Eigenschaften von Calcium.

 

Calcium (Ca) ist gewöhnlich von einer weißen Kruste überzogen, Magnesium (Mg) mit einer grauen. Die Kruste wird beim Calcium durch Hämmern und Kratzen mit einem Messer entfernt (Photo 1). Den Metallglanz von Magnesium setzt man mit Schmirgelpapier frei (Photo 2).

Schutzbrille nicht vergessen! Calcium nicht mit feuchten Fingern anfassen!

Material
Experimentiertablett, 2 Ampullen, 2 Hämmer, Wasser, Pinzette, Schere, Schmirgelpapier, Lösung des Indikators Phenolphthalein (alkalische Lösungen röten ihn), Magnesium-Band, Calcium-Korn, Streichhölzer.
Aufgabe
1. Hämmere das Calcium-Korn platt, kratze es an, schneide es in kleine Stücke.
2. Schmirgele 2 cm Magnesium-Band blank.
3. Wirf ein kleines Stück Ca in eine Ampulle halb voll Wasser, das Mg-Band in eine zweite.
4. Füge zu jeder der Ampullen einen Tropfen Phenolphthaleinlösung.

5. Halte ein brennendes Streichholz an die Öffnung der Ampulle.
6. Lasse die Ampullen einige Stunden lang stehen.
Beobachtungen
a) Die Reaktion von Calcium verläuft stürmisch, dieses Metall verschwindet; ein weißer Stoff entsteht, brennbares Gas steigt auf, und es wird heiß (Photo 3 links).
b) Am Magnesium (Photo 3 rechts) bilden sich nur winzige Gasbläschen.
Nach einigen Stunden:
c) Der weiße feste, aus Calcium entstandene Stoff setzt sich ab (Photo 4 links).
d) Magnesium reagiert langsam weiter und bildet mehr Gasblasen.
e) Phenolphthaleinlösung färbt sich bei Calcium sofort violett-rot, bei Magnesium erst nach einiger Zeit  (Photo 4 und Videoclip).. 
Erklärung
a) Bei der Reaktion mit Wasser reagieren Magnesium (Mg) und Calcium (Ca) mit Wasser zu Gas und zu alkalischen Lösungen. (Ca reagiert stark, vollständig und exotherm, Mg sehr schwach und unvollständig).
c) In beiden Fällen ist das Gas Wasserstoff. Bei Ca lässt er sich entzünden.
Wortgleichung: Metall + Wasser --> alkalische Lösung + Wasserstoff.