Dehydratisierung von Magnesiumchlorid Hexahydrat?
Hallo zusammen,
wie kann man mit einfachen Mitteln Magnesiumchlorid Hexahydrat dehydratisieren, sprich das kristalline Wasser entfernen? Einfach erhitzen fällt leider wegen der Zersetzung zu Magnesiumoxid und Chlorwasserstoff aus :-(
Zwei Möglichkeiten habe ich mir überlegt, bin mir aber nicht sicher ob diese auch zielführend sind.
- Auflösen in 100% Ethanol und anschließende Destillation: Magnesiumchlorid löst sich in geringen Umfang in Ethanol (7,4 g/ 0,1 L). Der Gedanke dabei ist, dass das kristalline Wasser nach dem Auflösen mit dem Ethanol ein Azeotrop bildet und sich im Anschluss daran abdestillieren lässt.
- Trocknung im Exsikkator über Phosphorpentoxid (P4O10): Relativ einfacher Aufbau, einfach nur das Magnesiumchlorid zusammen mit dem Phosphorpentoxid in einen Exsikkator geben und warten (können gerne 2 Wochen oder länger sein).
Weiß einer ob eine oder vielleicht auch beide Möglichkeiten zielführend sind und zum Dehydratisieren von Magnesiumchlorid Hexahydrat geeignet sind? Oder kennt jemande eine andere Möglichkeit um das kristalline Wasser zu entfernen?
Besten Dank,
wikie
3 Antworten
Variante 2 wäre auch das erste was mir einfällt. Kann aber dauern.
Die Azeotropmethode ist clever, aber es ist dazu wohl nicht nötig, daß sich das Zeug auflöst, Abdestillieren funktioniert auch so. Natürlich setzt das voraus, daß die freie Enthalpie der Azeotropbildung stark genug negativ ist um das Kristallwasser herauszuziehen, und ich habe keine Idee, wie man das verifizieren könnte.
Wenn Du in einem Labor lebst, dann kannst Du es mit Thionylchlorid versuchen
SOCl₂ + H₂O ⟶ SO₂↑ + 2 HCl↑
Das sollte beim Refluxen (SOCl₂ ist flüssig) jegliches Kristallwasser restlos entfernen.
Das traue ich mich ehrlich gesagt nicht abzuschätzen. Vielleicht findest Du irgendwo eine Tabelle mit dem Restwasserdampfdruck von H₂O über P₄O₁₀ und MgCl₂. Die vorgeschlagene Trockenmethode funktioniert genau dann, wenn der Wasserdampfdruck über P₄O₁₀ kleiner ist als über MgCl₂. Das ist Thermodynamik und nicht verhandelbar.
Wie schnell etwas geht, hängt aber unglücklicherweise von vielen Faktoren ab, z.B. vom Zustand der Oberflächen. Es ist nicht ungewöhnlich, wenn die Thermodynamik zwar sagt daß etwas geht, aber die Kinetik meint, man brauche dazu eine Zeit länger als das Alter des Universums. ☹ Wenn an an den Reaktionsbedingungen geschickt herumschraubt, läßt sich das oft drastisch verkürzen.
Mit dem SOCl₂ bin ich mir aber ziemlich sicher daß es schnell geht, ich habe selbst mal in einem Praktikum ein NdCl₃ Hydrat an einem Vormittag entwässert. Schau ob Du Dir das irgendwo bestellen kannst, ist nicht superteuer.
Das Problem ist, dass das Mg-Ion eine sog. Kationsäure ist.
Wegen seiner geringen Größe, also konzentrierten Ladung, ist es von Wassermolekülen nicht einfach nur umgeben, sondern geht mit einem freien (dann nicht mehr ganz freien) Elektronenpaar fast sowas wie eine Atombindung ein.
Das führt dann dazu, dass die Wassermoleküle zu wenig Elektronendichte haben, um die Protonen zu halten, also viel sauer sind als ein normales=freies Wassermolekül.
Auch sauer genug, um Chlorid zu HCl zu protonieren, natürlich zusammen mit der Tatsache, dass HCl viel flüchtiger ist.
Von daher hilft Trocknen (helfen Trocknungsmittel) nichts, weil ja gar kein Wasser entweicht, sondern HCl.
Im Alkohol dürften Ethanolmoleküle die Rolle als Liganden spielen.
Auch die sind potentiell sauer, etwas schwächer als Wasser.
Könnte also sein, dass du das Ethanolat statt des Hydroxids erhältst, plus HCl natürlich.
Jedenfalls lassen sich etliche "kristallwasserfreie" Metallchloride nur durch direkte Synthese aus den Elementen herstellen, vornehmlich solche mit höhem Ladungs/Radius-Verhältnis, von Al und dreiwertigen Übergangsmetallen.
Vielen Dank für ihre sehr detailliert Antwort.
Gedanken zur Dehydration von Magnesiumchlorid Hexahydrat habe ich mir deshalb gemacht, weil ich einige Versuchsbeschreibungen gelesen habe, bei denen wasserfreies MgCl2 als Lewis Säure Katalysator verwendet wird, handelsüblich aber in den meisten Fällen das Hexahydrat angeboten wird. Ist es überhaupt nötig reines Magnesiumchlorid zu verwenden wenn man es als Lewis Säure Katalysator benötigt, oder würde das Hexahydrat hier ebenfalls ausreichen?
Besten Dank
Wikie
Die Bezeichnung als Lewissäure ist nur eine andere Beschreibung der Tatsache, dass das Mg-Ion Elektronenpaare quasi als bindende anzieht, und so indirekt bewirkt, dass die Wassermoleküle der Hydrathülle sauer sind.
Ich hatte mir den Exkurs aus Zeitgründen gespart.
Aber wenn wir schon dabei sind, Mg-Ionen sind harte Lewisäuren, und Wasser ist eine harte Lewisbase.
Chlorid dagegen ist eine weiche Lewis-Base.
Hart bevorzugt hart, und weich bevorzugt weich.
Auch daher wird HCl statt Wasser abgegeben.
Diese Erläuterungen auch deswegen, weil du ja MgCl2 als Lewis-Säure-Katalysator einsetzen willst.
In deinem Fall bin ich mir nicht sicher.
Wäre es wohl auch nicht, wenn mir die konkrete Reaktion genannt würde.
Ich habe nur die Vermutung, dass Wasserfreiheit nicht so wichtig ist, wenn du ohnehin in wässriger Lösung arbeitest.
Aber entscheidend, wenn Lösung und alle Zutaten streng wasserfrei sind.
Da das Zeugs stark hygroskopisch ist, bin ich mir nicht sicher, ob das Trocknen im Vakuum ausreicht, das Kristallwaser zu entfernen.
"Normalerweise stellt man z.B. wasserfreies MgCl2 durch Erhitzen des Hydrates in einer HCl-Atmosphäre dar."
http://www.chemieonline.de/forum/archive/index.php/t-235861.html
Was kann ich mir unter einer HCl Atmosphäre vorstellen und wie lässt sich diese umsetzen?
Vielen Dank für Ihre schnelle Antwort.
Leider habe ich keinen Zugang zu Thionylchlorid.
Was würden sie schätzen wie lange eine Trocknung im Exsikkator über P4O10 dauern würde? Das Evakuieren des Exsikkator dürfe mit Sicherheit auch hilfreich sein