Magnesiumchlorid
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| Bezeichnungen | |
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| Andere Namen
Magnesiumdichlorid
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| Bezeichner | |
3D-Modell (JSmol)
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| ChEBI | |
| ChEMBL | |
| ChemSpider | |
| EC-Nummer |
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Gmelin Referenz
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9305 |
PubChem CID
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| RTECS-Nummer |
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| UNII |
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InChI
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SMILES
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| Eigenschaften | |
Chemische Formel
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MgCl2 |
| Molekulare Masse | 95,211 g/mol (wasserfrei) 203,31 g/mol (Hexahydrat) |
| Erscheinungsbild | weißer oder farbloser kristalliner Feststoff |
| Dichte | 2,32 g/cm3 (wasserfrei) 1,569 g/cm3 (Hexahydrat) |
| Schmelzpunkt | 714 °C (1.317 °F; 987 K) wasserfrei 117 °C (243 °F; 390 K) Hexahydrat bei schneller Erwärmung; langsame Erwärmung führt zu Zersetzung ab 300 °C (572 °F; 573 K) |
| Siedepunkt | 1.412 °C (2.574 °F; 1.685 K) |
Löslichkeit in Wasser
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Wasserfrei: 52,9 g/100 mL (0 °C) 54,3 g/100 mL (20 °C) 72,6 g/100 mL (100 °C) Hexahydrat: 235 g/100 mL (20 °C) |
| Löslichkeit | schwer löslich in Aceton, Pyridin |
| Löslichkeit in Ethanol | 7,4 g/100 mL (30 °C) |
Magnetische Suszeptibilität (χ)
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-47,4-10-6 cm3/mol |
Brechungsindex (nD)
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1,675 (wasserfrei) 1,569 (Hexahydrat) |
| Struktur | |
Kristallstruktur
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CdCl2 |
Koordinationsgeometrie
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(oktaedrisch, 6-fach koordiniert) |
| Thermochemie | |
Wärmekapazität (C)
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71,09 J/(mol K) |
Std. molare
Entropie (S |
89,88 J/(mol K) |
Std. Bildungsenthalpie
Bildung (ΔfH⦵298) |
-641,1 kJ/mol |
Gibbssche freie Energie (ΔfG˚)
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-591,6 kJ/mol |
| Pharmakologie | |
ATC-Code
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A12CC01 (WHO) B05XA11 (WHO) |
| Gefährdungen | |
| Sicherheit und Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz (OHS/OSH): | |
Hauptgefahren
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Reizend |
| GHS-Kennzeichnung: | |
Piktogramme
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Signalwort
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Warnhinweis |
Gefahrenhinweise
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H319, H335 |
| NFPA 704 (Feuerdiamant) |  
1
0
0 |
| Flammpunkt | Nicht brennbar |
| Tödliche Dosis oder Konzentration (LD, LC): | |
LD50 (mittlere Dosis)
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2800 mg/kg (oral, Ratte) |
| Sicherheitsdatenblatt (SDS) | ICSC 0764 |
| Verwandte Verbindungen | |
Andere Anionen
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Magnesiumfluorid Magnesiumbromid Magnesiumjodid |
Sonstige Kationen
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Berylliumchlorid Kalziumchlorid Strontiumchlorid Bariumchlorid Radiumchlorid |
Wenn nicht anders angegeben, beziehen sich die Daten auf Materialien in ihrem Standardzustand (bei 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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Infobox Referenzen
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Magnesiumchlorid ist die Bezeichnung für die chemische Verbindung mit der Formel MgCl2. Neben der wasserfreien Form gibt es MgCl2 auch in den verschiedenen Hydraten MgCl2-nH2O. Diese Salze sind typische ionische Halogenide, die gut wasserlöslich sind. Magnesiumchlorid kann aus Sole oder Meerwasser extrahiert werden. In Nordamerika wird Magnesiumchlorid hauptsächlich aus der Sole des Großen Salzsees gewonnen. In einem ähnlichen Verfahren wird es auch aus dem Toten Meer im Jordantal gewonnen. Magnesiumchlorid wird in Form des Minerals Bischofit auch (durch Lösungsbergbau) aus alten Meeresböden gewonnen, z. B. aus dem Zechsteinboden in Nordwesteuropa. Ein Teil des Magnesiumchlorids wird durch Verdunstung von Meerwasser gewonnen. Wasserfreies Magnesiumchlorid ist das wichtigste Ausgangsmaterial für Magnesiummetall, das in großem Maßstab hergestellt wird. Hydratisiertes Magnesiumchlorid ist die am leichtesten verfügbare Form. ⓘ
Magnesiumchlorid, MgCl2, ist das Magnesiumsalz der Salzsäure. Es bildet mehrere Hydrate. ⓘ
Struktur, Herstellung und allgemeine Eigenschaften
MgCl2 kristallisiert in der Cadmiumchloridform CdCl2, die oktaedrische Mg-Zentren aufweist. Es sind mehrere Hydrate mit der Formel MgCl2-nH2O bekannt, die beim Erhitzen jeweils Wasser verlieren: n = 12 (-16,4 °C), 8 (-3,4 °C), 6 (116,7 °C), 4 (181 °C), 2 (ca. 300 °C). Im Hexahydrat ist das Mg2+ ebenfalls oktaedrisch, wird aber von sechs Wasserliganden koordiniert. Die thermische Dehydratisierung der Hydrate MgCl2-nH2O (n = 6, 12) erfolgt nicht ohne Weiteres. Wasserfreies MgCl2 wird industriell durch Erhitzen des Chloridsalzes des Hexamminkomplexes [Mg(NH3)6]2+ hergestellt. ⓘ
Wie die Existenz einiger Hydrate nahelegt, ist wasserfreies MgCl2 eine Lewis-Säure, wenn auch eine schwache. ⓘ
Beim Dow-Verfahren wird Magnesiumchlorid aus Magnesiumhydroxid mit Salzsäure regeneriert:
- Mg(OH)2(s) + 2 HCl(aq) → MgCl2(aq) + 2 H2O(l)
Es kann auch durch eine ähnliche Reaktion aus Magnesiumcarbonat hergestellt werden. ⓘ
Derivate mit tetraedrischem Mg2+ sind weniger häufig. Beispiele sind Salze wie Tetraethylammoniumtetrachlormagnesat [N(CH2CH3)4]2[MgCl4] und Addukte wie MgCl2(TMEDA). ⓘ
Die technische Gewinnung von Magnesiumchlorid erfolgt durch Eindampfen der Endlaugen aus der Produktion von Kaliumchlorid. Dabei wird zuerst das Magnesiumchlorid-Hexahydrat (MgCl2 · 6 H2O) erhalten. Weiteres Eindampfen liefert ein wasserärmeres Produkt. Wasserfreies Magnesiumchlorid wird durch Umsetzung von Magnesiumoxid mit Kohlenstoff und Chlor gewonnen:
oder durch Umsetzung von Magnesium mit Salzsäure ⓘ
gewonnen werden. ⓘ
Anwendungen
Vorstufe zu Mg-Metall
Wasserfreies MgCl2 ist das wichtigste Ausgangsmaterial für metallisches Magnesium. Die Reduktion von Mg2+ zu metallischem Mg erfolgt durch Elektrolyse in Salzschmelze. Wie auch bei Aluminium ist eine Elektrolyse in wässriger Lösung nicht möglich, da das entstehende metallische Magnesium sofort mit Wasser reagieren würde, oder anders ausgedrückt, dass das H+ des Wassers zu gasförmigem H2 reduziert würde, bevor die Mg-Reduktion stattfinden könnte. Daher ist die direkte Elektrolyse von geschmolzenem MgCl2 in Abwesenheit von Wasser erforderlich, da das Reduktionspotenzial zur Gewinnung von Mg niedriger ist als der Stabilitätsbereich von Wasser in einem Eh-pH-Diagramm (Pourbaix-Diagramm).
- MgCl2 → Mg + Cl2
Die Herstellung von metallischem Magnesium an der Kathode (Reduktionsreaktion) geht mit der Oxidation der Chloridanionen an der Anode unter Freisetzung von gasförmigem Chlor einher. Dieses Verfahren wird im großen industriellen Maßstab entwickelt. ⓘ
Staub- und Erosionsschutz
Magnesiumchlorid ist einer von vielen Stoffen, die zur Staubbekämpfung, Bodenstabilisierung und Winderosionsbekämpfung eingesetzt werden. Bei der Anwendung von Magnesiumchlorid auf Straßen und nackten Böden treten sowohl positive als auch negative Auswirkungen auf, die von vielen Anwendungsfaktoren abhängen. ⓘ
Katalysator-Unterstützung
Ziegler-Natta-Katalysatoren, die kommerziell zur Herstellung von Polyolefinen verwendet werden, enthalten MgCl2 als Katalysatorträger. Die Einführung von MgCl2-Trägern erhöht die Aktivität herkömmlicher Katalysatoren und ermöglichte die Entwicklung hochgradig stereospezifischer Katalysatoren für die Herstellung von Polypropylen. ⓘ
Eiskontrolle
Magnesiumchlorid wird für die Enteisung von Autobahnen, Gehwegen und Parkplätzen bei niedrigen Temperaturen verwendet. Wenn Autobahnen aufgrund von Glatteis tückisch sind, trägt Magnesiumchlorid dazu bei, dass sich das Eis nicht mit dem Straßenbelag verbindet, so dass die Schneepflüge die Straßen effizienter räumen können. ⓘ
Magnesiumchlorid wird auf drei Arten zur Bekämpfung von Straßenglätte eingesetzt: Vor der Vereisung, wenn es von Wartungsfachleuten vor einem Schneesturm auf die Straßen gestreut wird, um zu verhindern, dass Schnee haften bleibt und sich Eis bildet; vor dem Befeuchten, d. h. eine flüssige Magnesiumchloridformulierung wird direkt auf das Salz gesprüht, wenn es auf die Fahrbahn gestreut wird, wodurch das Salz befeuchtet wird, so dass es auf der Straße haften bleibt; und vor der Behandlung, wenn Magnesiumchlorid und Salz zusammen gemischt werden, bevor sie auf Lastwagen geladen und auf die befestigten Straßen gestreut werden. Calciumchlorid schädigt Beton doppelt so schnell wie Magnesiumchlorid. Die Menge an Magnesiumchlorid, die zum Auftauen verwendet wird, muss kontrolliert werden, da es zu Umweltverschmutzung führen kann. ⓘ
Ernährung und Medizin
Magnesiumchlorid wird zur Gewinnung von elementarem Magnesium mittels Schmelzflusselektrolyse genutzt:
Es wird zusammen mit Magnesiumoxid in Estrichzementen verwendet. ⓘ
In der Lebensmitteltechnik wird Magnesiumchlorid als Säureregulator, Festigungsmittel, Geschmacksverstärker, Trägerstoff oder Trennmittel eingesetzt. Es ist in der EU als Lebensmittelzusatzstoff der Nummer E 511 ohne eine Höchstmengenbeschränkung (quantum satis) für alle für Zusatzstoffe zugelassenen Lebensmittel sowie auch für Öko-Lebensmittel zugelassen. Es ist der Hauptbestandteil des Gerinnungsmittels Nigari und dient so der Herstellung von Tofu. Es wird weiterhin als Streusalzergänzung verwendet. ⓘ
Des Weiteren wird Magnesiumchlorid zur Anhebung der Magnesiumkonzentration in Riffaquarien verwendet. ⓘ
Es wird auch zur Staubbindung (Explosionsschutz) im Steinkohlebergbau verwendet. ⓘ
Zur Bindung von Straßenstaub wurde es versuchsweise in einer Antistaubit genannten Lauge verwendet. ⓘ
Als Magnesium Oil, eine gesättigte Magnesiumchlorid-Wasser-Lösung mit öliger Konsistenz, wird es in konzentrierter Form in der Alternativmedizin zur transdermalen Magnesiumsubstitution (Aufnahme über die Haut) verwendet. Es existieren allerdings keine Beweise für die Wirksamkeit dieser Anwendung, noch für deren Sinnhaftigkeit. ⓘ
Magnesiumchlorid-Hexahydrat kann als thermische Batterie Wärmeenergie speichern und wieder abgeben. ⓘ
Zur Herstellung des aus Abwasser gewonnenen Düngers Berliner Pflanze (Düngemittel) wird unter anderem Magnesiumchlorid zu Magnesiumammoniumphosphat umgesetzt. ⓘ
Magnesiumchlorid wird in Nahrungsergänzungsmitteln und pharmazeutischen Präparaten verwendet. ⓘ
Küche
Magnesiumchlorid (E511) ist ein wichtiges Gerinnungsmittel für die Zubereitung von Tofu aus Sojamilch. ⓘ
In Japan wird es als Nigari (にがり, abgeleitet vom japanischen Wort für "bitter") verkauft, ein weißes Pulver, das aus Meerwasser hergestellt wird, nachdem das Natriumchlorid entfernt und das Wasser verdampft wurde. In China wird es Lushui (卤水) genannt. ⓘ
Bei Nigari oder Iushui handelt es sich um natürliches Magnesiumchlorid, das heißt, es ist nicht vollständig raffiniert (es enthält bis zu 5 % Magnesiumsulfat und verschiedene Mineralien). Die Kristalle stammen aus Seen in der chinesischen Provinz Qinghai, um dann in Japan weiterverarbeitet zu werden. Vor Millionen von Jahren befand sich in dieser Region ein alter Ozean, der nach und nach austrocknete und von dem heute nur noch salzige Seen mit salzgesättigtem Brackwasser übrig sind, in denen Magnesiumchlorid kristallisiert. ⓘ
Es handelt sich um ein preiswertes Nahrungsergänzungsmittel, das Magnesium liefert, was angesichts des allgemeinen Defizits in unserem derzeitigen Verbrauch von Interesse ist (um gesund zu sein, muss der menschliche Körper vor allem von einem Gleichgewicht zwischen Kalzium und Magnesium profitieren). Es ist auch ein Bestandteil von Säuglingsmilch. ⓘ
Gartenbau und Gärtnerei
Da Magnesium ein mobiler Nährstoff ist, kann Magnesiumchlorid wirksam als Ersatz für Magnesiumsulfat (Bittersalz) verwendet werden, um Magnesiummangel bei Pflanzen durch Blattdüngung zu beheben. Die empfohlene Dosis von Magnesiumchlorid ist geringer als die empfohlene Dosis von Magnesiumsulfat (20 g/l). Dies ist vor allem auf das im Magnesiumchlorid enthaltene Chlor zurückzuführen, das bei übermäßiger oder zu häufiger Anwendung leicht toxische Werte erreichen kann. ⓘ
Es wurde festgestellt, dass höhere Magnesiumkonzentrationen in Tomaten- und einigen Paprikapflanzen diese anfälliger für Krankheiten machen können, die durch eine Infektion mit dem Bakterium Xanthomonas campestris verursacht werden, da Magnesium für das Bakterienwachstum unerlässlich ist. ⓘ
Vorkommen
Die Magnesiumkonzentration in natürlichem Meerwasser liegt zwischen 1250 und 1350 mg/l, was etwa 3,7 % des gesamten Mineralgehalts des Meerwassers entspricht. Die Mineralien des Toten Meeres enthalten mit 50,8 % einen deutlich höheren Magnesiumchloridanteil. Karbonate und Kalzium sind für das Wachstum von Korallen, Korallenalgen, Muscheln und wirbellosen Tieren unerlässlich. Magnesium kann durch Mangrovenpflanzen und die Verwendung von übermäßigem Kalkwasser oder durch Überschreitung der natürlichen Kalzium-, Alkalinitäts- und pH-Werte verbraucht werden. Die häufigste mineralische Form von Magnesiumchlorid ist sein Hexahydrat, Bischofit. Die wasserfreie Verbindung kommt sehr selten vor, als Chlormagnesit. Magnesiumchlorid-Hydroxide, Korshunovskit und Nepskoeit, sind ebenfalls sehr selten. ⓘ
Magnesiumchlorid kommt in der Natur im Mineral Bischofit (MgCl2 · 6 H2O) sowie als Doppelsalz Carnallit (KMgCl3 · 6 H2O) vor. Eine weitere natürliche Quelle ist das Meerwasser. In manchen Salzseen ist die Konzentration von Magnesium-Ionen sogar höher als die der Natrium-Ionen. ⓘ
Toxikologie
Magnesiumionen haben einen bitteren Geschmack, und Magnesiumchloridlösungen sind je nach Konzentration unterschiedlich stark bitter. ⓘ
Eine Magnesiumtoxizität durch Magnesiumsalze ist bei gesunden Personen mit normaler Ernährung selten, da überschüssiges Magnesium von den Nieren leicht mit dem Urin ausgeschieden wird. Einige wenige Fälle oraler Magnesiumtoxizität wurden bei Personen mit normaler Nierenfunktion beschrieben, die große Mengen an Magnesiumsalzen zu sich nahmen, sie sind jedoch selten. Wenn eine große Menge Magnesiumchlorid verzehrt wird, hat es ähnliche Auswirkungen wie Magnesiumsulfat und verursacht Durchfall, obwohl das Sulfat auch zur abführenden Wirkung von Magnesiumsulfat beiträgt, so dass die Wirkung des Chlorids nicht so stark ist. ⓘ
Toxizität für Pflanzen
Chlorid (Cl-) und Magnesium (Mg2+) sind beides essentielle Nährstoffe, die für das normale Pflanzenwachstum wichtig sind. Ein Zuviel an einem der beiden Nährstoffe kann eine Pflanze schädigen, obwohl die Chloridkonzentration auf den Blättern stärker mit Blattschäden verbunden ist als die Magnesiumkonzentration. Hohe Konzentrationen von MgCl2-Ionen im Boden können giftig sein oder die Wasserverhältnisse so verändern, dass die Pflanze Wasser und Nährstoffe nicht mehr ohne weiteres aufnehmen kann. In der Pflanze angekommen, bewegt sich das Chlorid durch das Wasserleitungssystem und sammelt sich an den Rändern der Blätter oder Nadeln an, wo es zuerst zum Absterben kommt. Die Blätter werden geschwächt oder sterben ab, was zum Absterben des Baumes führen kann. ⓘ
Problem bei Lokomotivkesseln
Das Vorhandensein von gelöstem Magnesiumchlorid im Brunnenwasser (Bohrwasser), das in den Lokomotivkesseln der Trans-Australian Railway verwendet wurde, verursachte während der Dampfzeit ernsthafte und teure Wartungsprobleme. Da die Strecke an keiner Stelle einen permanenten Süßwasserlauf kreuzt, musste man sich auf das Brunnenwasser verlassen. Eine kostengünstige Aufbereitung des stark mineralisierten Wassers war nicht möglich, und die Kessel der Lokomotiven hielten weniger als ein Viertel der normalerweise erwarteten Zeit. In den Tagen der Dampflokomotiven bestand etwa die Hälfte der gesamten Zuglast aus Wasser für die Lokomotive. Der Betreiber der Strecke, Commonwealth Railways, war ein früher Anwender der dieselelektrischen Lokomotive. ⓘ
Eigenschaften
Magnesiumchlorid ist stark hygroskopisch. Seine Neigung zur Hydrolyse ist weniger ausgeprägt als beim Aluminiumchlorid (AlCl3). Wasserfreies Magnesiumchlorid kristallisiert im CdCl2-Gittertyp. Die Standardbildungsenthalpie von Magnesiumchlorid beträgt −642 kJ·mol−1. ⓘ
Die Verbindung bildet mit Methanol und Ethanol bei Raumtemperatur stabile Solvate. Mit Methanol wurden Solvate der Stöchiometrie 1:2, 1:3, 1:4, 1:6 und 1:8 bezogen auf Magnesiumchlorid und mit Ethanol Solvate der Stöchiometrie 1:2, 1:3, 1:4 und 1:6 bezogen auf Magnesiumchlorid hergestellt und charakterisiert. ⓘ