Magneziul este un metal important pentru industrie și viața umană. Magneziu

Forță, atracție, putere - așa au interpretat oamenii din Grecia antică cuvântul „magne”. În această țară a existat un oraș numit Magnesia. În apropierea acestor așezări s-a extras minereu de fier magnetic, care, după cum se știe, are puterea de a atrage obiecte metalice.

Dar, magneziu metalic numită nu după roca purtătoare de fier, ci după pulberea „magneziei albe”. Grecii l-au obținut dintr-un mineral care era disponibil și în apropierea așezării antice. După calcinare, piatra s-a transformat în pulbere albă - oxid de magneziu. Grecii nu știau că substanța este metal, dar au observat proprietățile curative ale compoziției. A ajutat cu bolile de ficat și rinichi și a jucat rolul de laxativ.

Medicamentul nu a ieșit din uz timp de secole și, în 1808, Geoffrey Davy a izolat din el un metal necunoscut în timpul experimentelor. Fără să stea mult pe gânduri, un om de știință din Anglia a numit elementul descoperit magneziu. Așa se mai numește în Europa. Rușii o numesc magneziu metalic datorită manualului de Hermann Hess. În ciuda rădăcinilor sale germane, chimistul este rus. În 1831 a tradus un manual occidental. Omul de știință a transformat cuvântul „magneziu” în „magneziu”. Acesta este modul în care elementul a primit un nume special în știința rusă.

În tabelul periodic al elementelor chimice Magneziu ocupa pozitia a 12-a. Este situat în subgrupul principal al grupului de la numărul doi. Elementul este alb cu reflexe argintii. Această culoare este caracteristică tuturor metalelor alcalino-pământoase, care, alături de stronțiu, radiu și bariu, include și magneziu. Este „puf” printre metale. De exemplu, fierul și cuprul sunt de aproape 5 ori mai grele. Chiar și aluminiul ușor va depăși elementul nr. 12 de pe bol.

Ușurința magneziului este benefică pentru designerii și producătorii de avioane. Nu trebuie să fie grele pentru a avea proprietăți bune de zbor. Cu toate acestea, metalul pur nr. 12 nu poate fi folosit pentru aceeași aeronavă. Este prea moale și flexibil.

Trebuie să facem aliaje cu mangan, aluminiu sau . Ele dau putere manganului fără a adăuga multă greutate. Amestecuri sunt utilizate în principal pentru producerea de placare pentru „păsări de fier”. Apropo, prima aeronavă bazată pe aliaje de magneziu a fost opera tehnicienilor de aeronave autohtone. Nava a fost creată în 1934 și a fost numită „Sergo Ordzhonekidze”.

Element de magneziu foarte greu de topit. Sunt necesare doar 650 de grade Celsius. Cu toate acestea, deja la 550, metalul se aprinde și se dizolvă în atmosferă. Flacăra produsă este foarte impresionantă, așa că metalul și-a găsit aplicație în industria pirotehnică.

Nici un foc de artificii sau scânteie nu este complet fără el. Dacă magneziul este depozitat acasă, este mai bine să nu vărsați înălbitor în apropierea acestuia. În prezența clorului, al 12-lea element se aprinde chiar și la o temperatură de 25 de grade.

Produșii de combustie ai magneziului sunt razele ultraviolete și căldura. Chiar și câteva grame de metal sunt suficiente pentru a fierbe 200 de mililitri de apă. Este suficient pentru a bea ceai. Oamenii de știință din Varșovia au decis să „forțeze” elementul să încălzească alimente. Fizicienii le-au construit în borcane de conserve bandă de magneziu. Când recipientul este deschis, inserția se aprinde, încălzind conținutul borcanului. Iată un prânz gata preparat.

Cutiile cu autoîncălzire sunt în producție de mii de ani. Depozite de magneziuîn adâncuri concurează cu rezerve de doar 7 elemente. Există doar mai mult siliciu, oxigen, fier, aluminiu și calciu. Metalul numărul 12 face parte din două sute de minerale. Elementul este extras din carnalită la scară industrială.

Magneziul este, de asemenea, o componentă majoră a magmei, stratul fierbinte dintre miezul planetei și suprafața acesteia. În apa de mare, elementul nr. 12 conține 4 kilograme pe metru cub.

Dacă apa oceanului este amestecată cu scoici zdrobite în pulbere, rezultatul va fi Clorura de magneziu. Metalul pur poate fi izolat de acesta prin electroliză. Dar această metodă a fost folosită numai în timpul celui de-al Doilea Război Mondial. Am extras aproximativ 100 de mii de tone de element nr. 12 și ne-am liniștit, deoarece prelucrarea resurselor mărilor în rezervoare uriașe este o afacere supărătoare.

Pentru metalurgie, unul dintre principalii consumatori de magneziu, există suficiente rezerve în scoarța terestră. Metalul este necesar în producerea aproape a tuturor aliajelor. Elementul nr. 12 reduce conținutul de oxigen din ele, ceea ce înrăutățește drastic calitatea produsului. A face ca magneziul să devină parte din orice aliaj nu este ușor. Datorită ușurinței sale, nu se scufundă în alte metale. Datorită „reacției explozive” la aer, acesta se aprinde pe suprafața amestecurilor.

Metalurgiștii trebuie să preseze metalul capricios în brichete, să pună greutăți în interiorul lor și, abia apoi, să le coboare în compoziție pentru topire.

Lejeritatea magneziului a atras si. Ele adaugă elementul aliajelor prețioase pentru a face obiectele mai ușoare. Acest lucru este foarte util dacă decorul este voluminos și de dimensiuni impresionante. Nu toată lumea vrea să poarte o greutate incredibilă pentru o bijuterie. Magneziu vine în ajutor.

Dar, dacă fabricarea de bijuterii fără magneziu este posibilă, atunci viața nu este posibilă. Magneziu metalic face parte din clorofilă. Face parte din vegetație, o substanță responsabilă de fotosinteză. Adică, fără elementul nr. 12, procesul de transformare a dioxidului de carbon în oxigen ar fi imposibil. Atmosfera planetei ar fi diferită, așa că omenirea cu greu ar fi apărut pe Pământ dacă nu ar fi fost magneziu pe ea.

Acest metal ajută și inima umană să bată, nu numai prin furnizarea de oxigen. Magneziul este esențial pentru funcționarea stabilă a mușchiului inimii. Potrivit statisticilor, atacurile de cord apar mai ales la persoanele ale căror corpuri nu au suficient elementul nr. 12. Prin urmare, nu va strica să mănânci semințe de dovleac, tărâțe, să bei cacao și ceai. Aceste alimente conțin cel mai mult magneziu.

În țara noastră, zăcăminte bogate de magnezit sunt situate în Uralul Mijlociu (Satkinskoye) și în regiunea Orenburg (Khalilovskoye). Și în zona orașului Solikamsk se dezvoltă cel mai mare depozit de carnalit din lume. Dolomitul, cel mai comun dintre mineralele care conțin magneziu, se găsește în regiunile Donbass, Moscova și Leningrad și în multe alte locuri.

Magneziul metalic este produs în două moduri - electrotermic (sau metalotermic) și electrolitic. După cum sugerează și numele, ambele procese implică electricitate. Dar, în primul caz, rolul său se reduce la încălzirea aparatului de reacție, iar oxidul de magneziu obținut din minerale este redus cu un agent reducător, de exemplu, cărbune, siliciu, aluminiu. Această metodă este destul de promițătoare, iar recent a fost din ce în ce mai folosită. Cu toate acestea, principala metodă industrială de producere a Mg este a doua, electrolitică.

Electrolitul este o topitură de cloruri anhidre de magneziu, potasiu și sodiu; magneziul metalic este eliberat la catodul de fier, iar ionii de clor sunt evacuați la anodul de grafit. Procesul are loc în băi speciale de electrolizor. Magneziul topit plutește la suprafața băii, de unde se scoate din când în când cu o oală cu vid și apoi se toarnă în forme. Dar procesul nu se termină aici: există încă prea multe impurități în astfel de magneziu. Prin urmare, a doua etapă este inevitabilă - purificarea Mg. Magneziul poate fi rafinat în două moduri - prin retopire și fluxuri sau prin sublimare în vid. Semnificația primei metode este binecunoscută: aditivi speciali - fluxuri - interacționează cu impuritățile și le transformă în compuși care pot fi ușor separați mecanic de metal. A doua metodă - sublimarea în vid - necesită echipamente mai complexe, dar cu ajutorul ei se obține magneziu mai pur. Sublimarea se realizează în dispozitive speciale de vid - retorte cilindrice din oțel. Metalul „dur” este plasat în partea de jos a retortei, închis și aerul este pompat afară. Apoi, partea inferioară a retortei este încălzită, iar partea superioară este răcită constant de aerul exterior. Sub influența temperaturii ridicate, magneziul se sublimează - trece în stare gazoasă, ocolind starea lichidă. Vaporii săi se ridică și se condensează pe pereții reci ai părții superioare a retortei. In acest fel se poate obtine un metal foarte pur care contine peste 99,99% magneziu.

Din regatul lui Neptun

Dar nu numai scoarța terestră este bogată în magneziu - rezervele practic inepuizabile și reaprovizionate în mod constant sunt stocate în cămările albastre ale oceanelor și mărilor. Fiecare metru cub de apă de mare conține aproximativ 4 kg de magneziu. În total, peste 64.016 de tone din acest element sunt dizolvate în apele oceanelor lumii.

Exploatarea magneziului

Cum se obține magneziul din mare? Apa de mare este amestecată în rezervoare imense cu lapte de var făcut din scoici de mare măcinate. Aceasta produce așa-numitul lapte de magnezie, care este uscat și transformat în clorură de magneziu. Ei bine, atunci intră în joc procesele electrolitice.

Sursa de magneziu poate fi nu numai apa de mare, ci și apa din lacurile sărate care conțin clorură de magneziu. Avem astfel de lacuri în țara noastră: în Crimeea - Saki și Sasyk-Sivash, în regiunea Volga - Lacul Elton și multe altele.

În ce scopuri se utilizează elementul nr. 12 și conexiunile acestuia?

Magneziul este extrem de ușor, iar această proprietate l-ar putea face un material de construcție excelent, dar, din păcate, magneziul pur este moale și fragil. Prin urmare, designerii folosesc magneziu sub formă de aliaje cu alte metale. Aliajele de magneziu cu aluminiu, zinc și mangan sunt utilizate în special pe scară largă. Fiecare dintre componente contribuie cu propria sa contribuție la proprietățile generale: aluminiul și zincul cresc rezistența aliajului, manganul crește rezistența sa anticorozivă. Ei bine, ce zici de magneziu? Magneziul face ca aliajul să fie ușor - piesele din aliaj de magneziu sunt cu 20-30% mai ușoare decât aluminiul și cu 50-75% mai ușoare decât fonta și oțelul... Există multe elemente care îmbunătățesc aliajele de magneziu, le cresc rezistența la căldură și ductilitatea și face-le mai rezistente la oxidare. Acestea sunt litiu, beriliu, calciu, ceriu, cadmiu, titan și altele.

Racheta cu magneziu nu va decola, dar...

Dar, din păcate, există și „dușmani” - fier, siliciu, nichel; ele înrăutățesc proprietățile mecanice ale aliajelor și le reduc rezistența la coroziune.

Aliajele de magneziu sunt utilizate pe scară largă. Tehnologia aviației și cu reacție, reactoare nucleare, piese de motoare, rezervoare de benzină și ulei, instrumente, caroserii auto, autobuze, mașini, roți, pompe de ulei, ciocane pneumatice, burghie pneumatice, camere foto și de film, binoclu - aceasta nu este o listă completă de aplicații aliaje de magneziu.

Magneziul joacă un rol important în metalurgie. Este folosit ca agent reducător în producerea unor metale valoroase - vanadiu, crom, titan, zirconiu. Magneziul introdus în fonta topită îl modifică, adică îi îmbunătățește structura și îi mărește proprietățile mecanice. Piesele turnate modificate din fier înlocuiesc cu succes piesele forjate din oțel. În plus, metalurgiștii folosesc magneziu pentru a dezoxida oțelul și aliajele.

Proprietatea magneziului (sub formă de pulbere, sârmă sau bandă) - de a arde cu o flacără albă, orbitoare - este utilizată pe scară largă în echipamentele militare pentru fabricarea de rachete de iluminat și semnalizare, gloanțe și obuze trasoare și bombe incendiare. Fotografii sunt familiarizați cu magneziul: „Calmează-te! Filmez!” - și un fulger strălucitor de magneziu te orbește pentru o clipă. Cu toate acestea, magneziul joacă acest rol din ce în ce mai rar - lampa electrică „blitz” a înlocuit-o aproape peste tot.

Aplicații ale magneziului

Iar magneziul este implicat într-o altă lucrare grandioasă - acumularea de energie solară. Face parte din clorofilă, care absoarbe energia solară și, cu ajutorul ei, transformă dioxidul de carbon și apa în substanțe organice complexe (zahăr, amidon etc.) necesare pentru alimentația oamenilor și a animalelor. Fără clorofilă nu ar exista viață, iar fără magneziu nu ar exista clorofilă - conține 2% din acest element. Este prea mult? Judecă singur: cantitatea totală de magneziu din clorofila tuturor plantelor de pe Pământ este de aproximativ 100 de miliarde de tone! Elementul nr. 12 se găsește și în aproape toate organismele vii.

Dacă cântărești 60 kg, aproximativ 25 g din acesta sunt magneziu. Serviciile de magneziu sunt utilizate pe scară largă în medicină: toată lumea este familiarizată cu „sarea Epsom” MgSO 4 -7H 2 O. Atunci când este administrat pe cale orală, servește ca un laxativ de încredere și cu acțiune rapidă, iar atunci când este administrat intramuscular sau intravenos, ameliorează stări convulsive și reduce spasmele vasculare. Oxidul de magneziu pur (magnezia arsă) este utilizat pentru creșterea acidității sucului gastric, arsuri la stomac și intoxicații cu acid. Peroxidul de magneziu servește ca dezinfectant pentru tulburările de stomac.

Dar medicina nu se limitează la domeniile de aplicare a compușilor de magneziu. Astfel, oxidul de magneziu este utilizat în producția de ciment, cărămizi refractare și în industria cauciucului. Peroxidul de magneziu („Novozon”) este folosit pentru albirea țesăturilor. Sulfatul de magneziu este utilizat în industria textilă și hârtie ca mordant pentru vopsire, iar o soluție apoasă de clorură de magneziu este utilizată pentru prepararea cimentului de magneziu, xilolit și alte materiale sintetice. Carbonatul de magneziu MgCO 3 este utilizat la producerea materialelor termoizolante.

Și, în sfârșit, un alt domeniu larg de activitate pentru magneziu este chimia organică. Pulberea de magneziu este folosită pentru a deshidrata substanțe organice importante precum alcoolul și anilina. Compușii organomagneziului sunt utilizați pe scară largă în sinteza multor substanțe organice.

Deci, activitatea magneziului în natură și în economia națională este foarte multifațetă. Dar cei care cred: „a făcut deja tot ce a putut” nu au dreptate. Există toate motivele să credem că cel mai bun rol al magneziului urmează să vină.

Produse care conțin magneziu

• MATERIALE PRIME PE TROTUAR. Dacă se dorește, magneziul poate fi extras chiar și din... pietruite simple: la urma urmei, fiecare kilogram de piatră folosit pentru asfaltarea drumurilor conține aproximativ 20 g de magneziu. Cu toate acestea, nu este nevoie încă de un astfel de proces - magneziul din piatra drumului ar fi prea scump.
• MAGNEZIU, SECUNDA ŞI ERA. Cât de mult magneziu este în ocean? Să ne imaginăm că, din primele zile ale erei noastre, oamenii au început să extragă uniform și intens magneziul din apa de mare și până astăzi au epuizat toate rezervele de apă ale acestui element. Care credeți că ar trebui să fie „intensitatea” mineritului? Se pare că în fiecare secundă timp de aproape 2000 de ani ar fi necesar să mine. milioane de tone! Dar chiar și în timpul celui de-al Doilea Război Mondial, când producția acestui metal era la maxim, din apa de mare se obțineau anual doar 80 de mii de tone de magneziu (!).

• MEDICAMENTE GUSTOASE. Statisticile arată că locuitorii zonelor cu climă mai caldă se confruntă cu spasme ale vaselor de sânge mai rar decât cei din nord. Medicina explică acest lucru prin caracteristicile nutriționale ale ambelor. La urma urmei, se știe că infuziile intravenoase și intramusculare de soluții de anumite săruri de magneziu ameliorează spasmele și crampele. Fructele și legumele ajută la acumularea necesarului de aceste săruri în organism. Caisele, piersicile și conopida sunt deosebit de bogate în magneziu. Se găsește și în varza obișnuită, cartofi și roșii.
• ATENȚIE NU DETERMINAȚI. Lucrul cu aliaje de magneziu provoacă uneori multe probleme - magneziul se oxidează ușor. Topirea și turnarea acestor aliaje trebuie efectuate sub un strat de zgură - altfel metalul topit poate lua foc din contactul cu aerul.

La șlefuirea sau lustruirea produselor din magneziu, deasupra mașinii trebuie instalat un dispozitiv de aspirare a prafului, deoarece particulele minuscule de magneziu dispersate în aer creează un amestec exploziv.

Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că orice lucrare cu magneziu este plină de pericol de incendiu sau explozie. Puteți da foc magneziului numai prin topirea acestuia, iar acest lucru nu este atât de ușor de făcut în condiții normale - conductivitate termică ridicată a aliajului nu va permite unui chibrit sau chiar unei torțe să transforme produsele turnate în pulbere de oxid alb. Dar așchii sau banda de încălzire cu magneziu trebuie să fie manipulate cu mare atenție.

• NU VA TREBUIE SĂ ASTEPTĂ. Tuburile radio convenționale încep să funcționeze normal numai după ce grilele lor sunt încălzite la 800°C. De fiecare dată când porniți radioul sau televizorul, trebuie să așteptați puțin înainte ca muzica să înceapă să curgă sau să pâlpâie ecranul albastru. Pentru a elimina acest dezavantaj al tuburilor radio, oamenii de știință polonezi de la Departamentul de Inginerie Electrică al Universității de Tehnologie din Wroclaw au propus acoperirea catozii lămpilor cu MgO: astfel de lămpi încep să funcționeze imediat după pornire.
• PROBLEMA COJII DE OU. În urmă cu câțiva ani, oamenii de știință de la Universitatea din Minnesota din SUA au ales cojile de ouă ca obiect de cercetare științifică. Ei au putut stabili că, cu cât conține mai mult magneziu, cu atât învelișul este mai puternic. Aceasta înseamnă că prin modificarea compoziției hranei pentru găinile ouătoare, rezistența cojii poate fi crescută. Importanța acestei concluzii pentru agricultură poate fi apreciată după următoarele cifre: numai în Minnesota, pierderile anuale datorate luptei cu ouă depășesc un milion de dolari. Nimeni de aici nu va spune că această muncă a oamenilor de știință „nu merită deloc”.
• MAGNEZIU ȘI... ATACUL DE CORDIC. Experimentele efectuate de oamenii de știință maghiari pe animale au arătat că lipsa de Mg în organism crește susceptibilitatea la atacuri de cord. Unii câini au primit hrană bogată în săruri ale acestui element, altora - sărace. Până la sfârșitul experimentului, acei câini a căror dietă era săracă în magneziu au suferit infarct miocardic.

• AI GRIJIT DE MAGNEZIU! Biologii francezi cred că magneziul îi va ajuta pe medici în lupta împotriva unei boli atât de grave a secolului al XX-lea precum suprasolicitarea. Studiile arată că sângele oamenilor obosiți conține mai puțin magneziu decât cel al oamenilor sănătoși și chiar și cele mai nesemnificative abateri ale „sângelui de magneziu” de la normă nu trec fără urmă.

Este important să ne amintim că, în cazurile în care o persoană este adesea iritată din orice motiv, magneziul conținut în organism „se arde”. De aceea, la persoanele nervoase, ușor de excitat, se observă mult mai des tulburări în funcționarea mușchilor inimii.

• MAGNEZIU CARBONIC SI OXIGEN LICHID. Recipientele mari pentru depozitarea oxigenului lichid sunt de obicei realizate sub formă de cilindru sau bilă pentru a reduce pierderile de căldură. Dar o formă de depozitare bine aleasă nu este totul. Este necesară o izolare termică fiabilă. În aceste scopuri, puteți folosi un vid profund (ca într-un balon Dewar), puteți folosi vată minerală, dar deseori se toarnă pulbere de carbonat de magneziu liber între pereții interiori și exteriori ai depozitului. Această izolație termică este atât ieftină, cât și fiabilă.

Magneziu

MAGNEZIU-Eu; m.[lat. magnium] Elementul chimic (Mg), un metal ușor, maleabil, de culoare alb-argintiu, care arde cu o flacără albă strălucitoare. Oxid de magneziu. Flare de magneziu.

◁ Magneziul, oh, oh. Mai multe minereuri. M. aliaj.

magneziu

(lat. Magneziu), element chimic din grupa II a sistemului periodic. Numele de la novolat. magnezie - magnezie. Metal argintiu, foarte usor si rezistent; densitate 1,74 g/cm3, t pl 650°C. În aer se acoperă cu o peliculă de oxid protector; aprins așchii fine și pulbere de magneziu ard cu o flacără albă strălucitoare. În ceea ce privește prevalența în scoarța terestră, ea ocupă locul 8 în rândul elementelor (minerale magnezit, dolomit, carnalit). Se folosește în principal la producerea aliajelor ușoare, pentru dezoxidarea și desulfurarea anumitor metale, pentru reducerea Hf, Ti, U, Zr și a altor metale din compuși (metalotermie), ca componentă a compozițiilor luminoase și incendiare pentru proiectile. și rachete.

MAGNEZIU

MAGNEZIU (lat. Magneziu), Mg (a se citi „magneziu”), element chimic din grupa IIA din a treia perioadă a sistemului periodic al lui Mendeleev (cm. SISTEMUL PERIODIC DE ELEMENTE LUI MENDELEEV), număr atomic 12, masă atomică 24,305. Magneziul natural este format din trei nuclizi stabili (cm. NUCLID): 24 Mg (78,60% în greutate), 25 Mg (10,11%) şi 26 Mg (11,29%). Configurația electronică a unui atom neutru 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 , conform căreia magneziul din compuși stabili este divalent (starea de oxidare +2). Substanța simplă magneziul este un metal ușor, alb-argintiu, strălucitor.
Istoria descoperirii
Compușii de magneziu sunt cunoscuți omului de mult timp. Denumirea latină a elementului provine de la numele orașului antic Magnesia din Asia Mică, în vecinătatea căruia se află depozite de minerale magnezit (cm. MAGNEZIT). Magneziul metalic a fost obținut pentru prima dată în 1808 de chimistul englez G. Davy (cm. DAVY Humphrey). Ca și în cazul altor metale active - sodiu, potasiu, calciu, Davy a folosit electroliza pentru a obține magneziu metalic. El a supus electroliza unui amestec umezit de magnezie albă (compoziția sa, aparent, includea oxid de magneziu MgO și hidroxid de magneziu Mg(OH) 2) și oxid de mercur HgO. Drept urmare, Davy a primit un amalgam - un aliaj de metal nou cu mercur. După distilarea mercurului, a rămas o pulbere dintr-un metal nou, pe care Davy l-a numit magneziu.
Magneziul obținut de Davy era destul de murdar, magneziul metalic pur a fost obținut pentru prima dată în 1828 de chimistul francez A. Bussy.
Fiind în natură
Magneziul este unul dintre cele mai comune zece elemente din scoarța terestră. Conține 2,35% magneziu în greutate. Datorită activității sale chimice ridicate, magneziul nu se găsește sub formă liberă, dar este inclus în multe minerale - silicați, aluminosilicați, carbonați, cloruri, sulfați etc. Astfel, magneziul este conținut în silicații de olivină larg răspândiți. (cm. OLIVINA)(Mg,Fe) 2 și serpentină (cm. SERPENTINE) Mg6(OH)8. Mineralele care conțin magneziu, cum ar fi azbestul, sunt de importanță practică (cm. AZBEST (mineral)), magnezit (cm. MAGNEZIT), dolomit (cm. DOLOMITĂ) MgC03CaC03, bischofit (cm. BISCHOFIT) MgCI26H20, carnalit (cm. CARNALIT) KCI MgCI26H20, epsomit (cm. EPSOMIT) MgS047H20, kainită (cm. KAINIT) KCl·MgSO4·3H2O, astrahanit Na2SO4·MgSO4·4H2O etc. Magneziul se găsește în apa de mare (4% Mg în reziduul uscat), în saramură naturală și în multe apele subterane.
Chitanță
Metoda industrială obișnuită pentru producerea magneziului metalic este electroliza unei topituri a unui amestec de cloruri de magneziu anhidre MgCl 2, NaCl de sodiu și KCl de potasiu. În această topitură, clorura de magneziu suferă o reducere electrochimică:
MgCl2 (electroliza) = Mg + CI2.
Metalul topit este îndepărtat periodic din baia de electroliză și i se adaugă noi porțiuni de materii prime care conțin magneziu. Deoarece magneziul obținut în acest mod conține relativ multe impurități - aproximativ 0,1%, dacă este necesar, magneziul „brut” este supus unei purificări suplimentare. În acest scop, se folosește rafinarea electrolitică, topirea în vid folosind aditivi speciali - fluxuri, care „elimină” impuritățile din magneziu, sau distilarea (sublimarea) metalului în vid. Puritatea magneziului rafinat atinge 99,999% și mai mult.
S-a dezvoltat o altă metodă de obținere a magneziului - termică. În acest caz, cocsul este utilizat pentru a reduce oxidul de magneziu la temperatură ridicată:
MgO + C = Mg + CO
sau silicon. Utilizarea siliciului face posibilă obținerea magneziului din materii prime precum dolomita CaCO 3 ·MgCO 3 fără separarea prealabilă a magneziului și calciului. Următoarele reacții apar cu participarea dolomitei:
CaCO 3 MgCO 3 = CaO + MgO + 2CO 2,
2MgO + 2CaO + Si = Ca2SiO4 + 2Mg.
Avantajul metodei termice este că permite obținerea de magneziu de puritate mai mare. Pentru obținerea magneziului se folosesc nu numai materii prime minerale, ci și apă de mare.
Proprietati fizice si chimice
Magneziul metalic are o rețea cristalină hexagonală. Punct de topire 650°C, punctul de fierbere 1105°C, densitate 1,74 g/cm 3 (magneziul este un metal foarte ușor, doar calciul și metalele alcaline sunt mai ușoare (cm. METALE ALCALINE)). Potențialul standard al electrodului de magneziu Mg/Mg 2+ este de –2,37 V. În seria potențialelor standard este situat în spatele sodiului și în fața aluminiului.
Suprafața magneziului este acoperită cu o peliculă densă de oxid de MgO, care în condiții normale protejează în mod fiabil metalul de distrugerea ulterioară. Numai când metalul este încălzit la o temperatură de peste aproximativ 600°C se aprinde în aer. Magneziul arde cu emisia de lumină puternică, compoziția spectrală apropiată de cea a soarelui. Prin urmare, în trecut, fotografi, în condiții de lumină scăzută, fotografiau la lumina unei benzi de magneziu care ardea. Când magneziul arde în aer, se formează o pulbere albă liberă de oxid de magneziu MgO:
2Mg + O2 = 2MgO.
Nitrura de magneziu Mg 3 N 2 se formează, de asemenea, simultan cu oxidul:
3Mg + N2 = Mg3N2.
Magneziul nu reacționează cu apa rece (sau, mai precis, reacționează, dar extrem de lent), dar cu apa fierbinte reacționează și se formează un precipitat alb liber de hidroxid de magneziu Mg(OH) 2:
Mg + 2H20 = Mg(OH)2 + H2.
Dacă o bandă de magneziu este incendiată și pusă într-un pahar cu apă, metalul continuă să ardă. În acest caz, hidrogenul eliberat în timpul interacțiunii magneziului cu apa se aprinde imediat în aer. Arderea magneziului continuă într-o atmosferă de dioxid de carbon:
2Mg + CO2 = 2MgO + C.
Capacitatea magneziului de a arde atât în ​​apă, cât și într-o atmosferă de dioxid de carbon complică semnificativ stingerea incendiilor în care ard structurile din magneziu sau aliajele acestuia. (cm. OXID DE MAGNEZIU)
Oxid de magneziu (cm. OXID DE MAGNEZIU) MgO este o pulbere albă friabilă care nu reacționează cu apa. Anterior, se numea magnezie arsă sau pur și simplu magnezie. Acest oxid are proprietăți de bază; reacționează cu diverși acizi, de exemplu:
MgO + 2HNO3 = Mg(NO3)2 + H2O.
Baza corespunzătoare acestui oxid, Mg(OH) 2, este de rezistență medie, dar este practic insolubilă în apă. Poate fi obținut, de exemplu, prin adăugarea de alcali la o soluție de orice sare de magneziu:
2NaOH + MgS04 = Mg(OH)2 + Na2S04.
Deoarece oxidul de magneziu MgO nu formează alcali atunci când interacționează cu apa, iar baza de magneziu Mg(OH) 2 nu are proprietăți alcaline, magneziul, spre deosebire de „tovarășii” săi - calciu, stronțiu și bariu, nu este un metal alcalino-pământos.
Magneziul metal reacţionează la temperatura camerei cu halogenii, de exemplu cu bromul:
Mg + Br2 = MgBr2.
Când este încălzit, magneziul reacţionează cu sulful, dând sulfură de magneziu:
Mg + S = MgS.
Dacă un amestec de magneziu și cocs este calcinat într-o atmosferă inertă, se formează carbură de magneziu din compoziția Mg 2 C 3 (trebuie remarcat că cel mai apropiat vecin al magneziului din grup - calciul - în condiții similare formează o carbură de compoziţia CaC 2). Când carbura de magneziu se descompune cu apă, se formează un omolog de acetilenă - propina C 3 H 4:
Mg2C3 + 4H20 = 2Mg(OH)2 + C3H4.
Prin urmare, Mg2C3 poate fi numit propilenă de magneziu.
Comportamentul magneziului este similar cu comportamentul litiului de metal alcalin (cm. LITIU)(un exemplu de similitudine diagonală a elementelor din tabelul periodic). Astfel, magneziul, ca și litiul, reacționează cu azotul (reacția magneziului cu azotul are loc atunci când este încălzit), rezultând formarea nitrurii de magneziu:
3Mg + N2 = Mg3N2.
La fel ca nitrura de litiu, nitrura de magneziu se descompune ușor de apă:
Mg3N2 + 6H20 = 3Mg(OH)2 + 2NH3.
Magneziul este similar cu litiul prin aceea că carbonatul său MgCO 3 și fosfatul Mg 3 (PO 4) 2 sunt slab solubili în apă, la fel ca sărurile de litiu corespunzătoare.
Magneziul este similar calciului prin faptul că prezența hidrocarbonaților solubili ai acestor elemente în apă determină duritatea apei. (cm. DURITATEA APEI). Ca și în cazul bicarbonatului de calciu (a se vedea art. LA alciu (cm. CALCIU)), duritatea cauzată de bicarbonatul de magneziu Mg(HCO 3) 2 este temporară. Când este fiert, bicarbonatul de magneziu Mg(HCO3)2 se descompune și carbonatul său principal, hidroxicarbonatul de magneziu (MgOH)2CO3, precipită:
2Mg(HCO3)2 = (MgOH)2C03 + 3C02 + H2O.
Perclorat de magneziu Mg(ClO 4) 2, care interacționează energetic cu vaporii de apă și este bun la uscarea aerului sau a altor gaze care trec prin stratul său, este încă în utilizare practică. În acest caz, se formează un hidrat cristalin puternic Mg(ClO 4) 2 6H 2 O. Această substanță poate fi deshidratată din nou prin încălzire în vid la o temperatură de aproximativ 300°C. Percloratul de magneziu este numit anhidron pentru proprietățile sale desicante.
Compușii organomagneziului sunt de mare importanță în chimia organică. (cm. COMPUȘI ORGANOMAGNEZIU), conţinând o legătură Mg-C. Un rol deosebit de important în rândul lor îl joacă așa-numitul reactiv Grignard - compuși de magneziu cu formula generală RMgHal, unde R este un radical organic și Hal = Cl, Br sau I. Acești compuși se formează în soluții eterice prin interacțiune. de magneziu și halogenul organic corespunzător RHal și sunt utilizate pentru cele mai diverse sinteze.
Aplicație
Cea mai mare parte a magneziului extras este folosită pentru a produce diferite aliaje ușoare de magneziu. Compoziția acestor aliaje, pe lângă magneziu, include de obicei aluminiu, zinc și zirconiu. Astfel de aliaje sunt destul de puternice și sunt utilizate în fabricarea aeronavelor, fabricarea instrumentelor și în alte scopuri.
Activitatea chimică ridicată a magneziului metalic îi permite să fie utilizat în producția termică de magneziu a metalelor precum titan, zirconiu, vanadiu, uraniu etc. În acest caz, magneziul reacţionează cu oxidul sau fluorura metalului rezultat, de exemplu. :
2Mg + TiO2 = 2MgO + Ti.
2Mg + UF4 = 2MgF2 + U.
Mulți compuși de magneziu sunt utilizați pe scară largă, în special oxidul, carbonatul și sulfatul acestuia.
Rolul biologic al magneziului
Magneziul este un element biogen (cm. ELEMENTE BIOGENICE), prezent constant în țesuturile tuturor organismelor. Face parte din molecula pigmentului verde al plantelor - clorofila. (cm. CLOROFILĂ), participă la metabolismul mineral, activează procesele enzimatice din organism, crește rezistența la secetă a plantelor. Bioluminiscența are loc cu participarea ionilor de Mg + (cm. BIOLUMINESCENZA)și o serie de alte procese biologice. Îngrășămintele cu magneziu sunt utilizate pe scară largă în practică - făină de dolomit, magnezie arsă etc.
Magneziul intră în corpul animalelor și al oamenilor cu alimente. Necesarul uman zilnic de magneziu este de 0,3-0,5 g. Corpul unei persoane medii (greutate corporală 70 kg) conține aproximativ 19 g de magneziu. Tulburările metabolismului magneziului duc la diferite boli. Preparatele de magneziu sunt folosite în medicină - sulfatul său, carbonatul, magnezia arsă.

Dicţionar enciclopedic. 2009 .

Sinonime:

Vedeți ce este „magneziu” în alte dicționare:

- (nou lat. magnium, din lat. magnezie). Un metal argintiu care formează baza magneziei. Dicționar de cuvinte străine incluse în limba rusă. Chudinov A.N., 1910. MAGNEZIUL este un metal strălucitor de culoare alb argintiu, arde alb foarte strălucitor... ... Dicționar de cuvinte străine ale limbii ruse

- (Magneziu), Mg, element chimic din grupa II a tabelului periodic, număr atomic 12, masă atomică 24,305; se referă la metale alcalino-pământoase; temperatura de topire 650 shC. Parte din clorofilă. Magneziul este o componentă a aliajelor, iluminatului și incendiilor... ... Enciclopedie modernă

- (simbol Mg), un element metalic de culoare alb-argintiu, unul dintre METALELE ALCALINE PAMINTE. Al optulea cel mai abundent element din scoarța terestră. A fost izolat pentru prima dată în 1808 de către Humphrey DAVY. Esențial în alimentația umană și animală. Magneziul este întotdeauna... Dicționar enciclopedic științific și tehnic

Magneziu- (Magneziu), Mg, element chimic din grupa II a tabelului periodic, număr atomic 12, masă atomică 24,305; se referă la metale alcalino-pământoase; punct de topire 650°C. Parte din clorofilă. Magneziul este o componentă a aliajelor, iluminatului și incendiilor... ... Dicţionar Enciclopedic Ilustrat

MAGNEZIU, vezi magnezia. Dicţionarul explicativ al lui Dahl. IN SI. Dahl. 1863 1866... Dicţionarul explicativ al lui Dahl

- (lat. Magneziu) Mg, element chimic din grupa II a sistemului periodic, număr atomic 12, masă atomică 24.305. Numele provine din noua latină magnesia magnesia. Metal argintiu, foarte usor si rezistent; densitate 1,74 g/cm3, punct de topire 650.C. Pe… … Dicţionar enciclopedic mare

Mg (lat. Magneziu * a. magneziu; n. Magneziu; f. magneziu; i. magneziu), chimic. element din grupa II periodic. Sistemul Mendeleev, la. n. 12, la. m. 24.312. Natural M. constă dintr-un amestec de izotopi stabili 24Mg (78,6%), 25Mg (10,11%) și ... ... Enciclopedie geologică

Magneziul este un element al subgrupului principal al celui de-al doilea grup, a treia perioadă a tabelului periodic al elementelor chimice, cu număr atomic 12. Notat prin simbolul Mg (lat. Magneziu). Substanța simplă magneziu (număr CAS: 7439-95-4) este un metal ușor, maleabil, de culoare alb-argintiu. moderat răspândit în natură. La ardere, se eliberează o cantitate mare de lumină și căldură.

originea numelui

În 1695, sarea a fost izolată din apa minerală din Izvorul Epsom din Anglia, care avea un gust amar și efect laxativ. Farmaciştii au numit-o sare amară, precum şi sare Epsom sau Epsom. Epsomitul mineral are compoziția MgSO 4 · 7H 2 O. Denumirea latină a elementului provine de la numele orașului antic Magnesia din Asia Mică, în vecinătatea căruia se află depozite de mineralul magnezit.
A fost izolat pentru prima dată în forma sa pură de Sir Humphry Davy în 1808.

Chitanță

Metoda industrială obișnuită pentru producerea magneziului metalic este electroliza unei topituri a unui amestec de cloruri de magneziu anhidre MgCl 2 (bischofit), NaCl de sodiu și KCl de potasiu. Clorura de magneziu suferă o reducere electrochimică în topitură:
MgCl2 (electroliza) = Mg + CI2.

Metalul topit este îndepărtat periodic din baia de electroliză și i se adaugă noi porțiuni de materii prime care conțin magneziu. Deoarece magneziul obținut în acest mod conține relativ multe (aproximativ 0,1%) impurități, dacă este necesar, magneziul „brut” este supus unei purificări suplimentare. În acest scop, se utilizează rafinarea electrolitică, topirea în vid folosind aditivi speciali - fluxuri, care „elimină” impuritățile din magneziu sau distilarea (sublimarea) metalului în vid. Puritatea magneziului rafinat atinge 99,999% și mai mult.
S-a dezvoltat o altă metodă de obținere a magneziului - termică. În acest caz, siliciul sau cocs sunt folosite pentru a reduce oxidul de magneziu la temperaturi ridicate:
MgO + C = Mg + CO

Utilizarea siliciului face posibilă obținerea magneziului din materii prime precum dolomita CaCO 3 ·MgCO 3 fără separarea prealabilă a magneziului și calciului. Următoarele reacții apar cu participarea dolomitei:
CaCO 3 MgCO 3 = CaO + MgO + 2CO 2,
2MgO + CaO + Si = CaSi03 + 2Mg.

Avantajul metodei termice este că permite obținerea de magneziu de puritate mai mare. Pentru obținerea magneziului se folosesc nu numai materii prime minerale, ci și apă de mare.

Proprietăți fizice

Magneziul este un metal alb-argintiu cu o rețea hexagonală, grup spațial P 6 3 /mmc. În condiții normale, suprafața magneziului este acoperită cu o peliculă protectoare durabilă de oxid de magneziu MgO, care este distrus atunci când este încălzită în aer la aproximativ 600 °C, după care metalul arde cu o flacără albă orbitoare pentru a forma oxid de magneziu și nitrură de Mg. 3 N 2. Densitatea magneziului la 20 °C este de 1,737 g/cm³, punctul de topire al metalului este t pl = 651 °C, punctul de fierbere este t fierbere = 1103 °C, conductivitatea termică la 20 °C este de 156 W/ (m K). Magneziul de înaltă puritate este ductil, ușor de presat, laminat și susceptibil de tăiere.

Proprietăți chimice

Un amestec de magneziu sub formă de pulbere cu permanganat de potasiu KMnO 4 este un exploziv.
Magneziul fierbinte reacţionează cu apa:
Mg (declarat) + H20 = MgO + H2;

Alcaliile nu afectează magneziul; se dizolvă ușor în acizi, eliberând hidrogen:
Mg + 2HCI = MgCI2 + H2;

Când este încălzit în aer, magneziul arde pentru a forma un oxid; o cantitate mică de nitrură se poate forma și cu azotul:
2Mg + O2 = 2MgO;
3Mg + N2 = Mg3N2

Compușii de magneziu sunt cunoscuți de om de foarte mult timp. Magnezit (în greacă Magnhsia oliqV) a fost un mineral moale, alb, săpun (satină sau talc) găsit în regiunea Magnesia din Tesalia. Când acest mineral a fost calcinat, s-a obținut o pulbere albă, care a devenit cunoscută sub numele de magnezie albă.

În 1695, N. Gro, evaporând apa minerală din izvorul Epsom (Anglia), a obţinut sare care avea un gust amar şi efect laxativ (MgSO 4 · 7H 2 O). Câțiva ani mai târziu s-a dovedit că atunci când interacționează cu sifon sau potasiu, această sare formează o pulbere albă, liberă, la fel cu cea formată la calcinarea magnezitului.

În 1808, chimistul și fizicianul englez Humphry Davy, prin electroliza magneziei albe ușor umezite cu oxid de mercur ca catod, a obținut un amalgam dintr-un metal nou capabil să formeze magnezia albă. Se numea magneziu. Davy a obținut metalul contaminat, iar magneziul pur a fost izolat abia în 1829 de chimistul francez Antoine Bussy (1794–1882).

Distribuția magneziului în natură și extracția sa industrială.

Magneziul se găsește în rocile cristaline sub formă de carbonați sau sulfați insolubili și, de asemenea, (într-o formă mai puțin accesibilă) sub formă de silicați. Estimarea conținutului său total depinde în mod semnificativ de modelul geochimic utilizat, în special de raporturile de greutate ale rocilor vulcanice și sedimentare. În prezent, sunt utilizate valori de la 2 la 13,3%. Poate cea mai rezonabilă valoare este 2,76%, care ocupă magneziul pe locul șase ca abundență după calciu (4,66%) și înaintea sodiului (2,27%) și potasiului (1,84%).

Suprafețele mari de uscat, cum ar fi Dolomiții din Italia, sunt compuse în principal din mineralul dolomit MgCa(CO 3) 2 . Mai sunt minerale sedimentare magnezitul MgCO 3, epsomit MgSO 4 · 7H 2 O, carnalita K 2 MgCl 4 · 6H 2 O, langbeinita K 2 Mg 2 (SO 4) 3.

Există depozite de dolomit în multe alte zone, inclusiv regiunile Moscova și Leningrad. Depozite bogate de magnezit au fost găsite în Uralul Mijlociu și în regiunea Orenburg. Cel mai mare depozit de carnalită este dezvoltat în regiunea Solikamsk. Silicații de magneziu sunt reprezentați de mineralul bazalt olivină (Mg,Fe) 2 (SiO 4), piatra de săpun (talc) Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2, azbest (crisotil) Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4 și mica. Spinelul MgAl 2 O 4 aparține pietrelor prețioase.

O cantitate mare de magneziu se găsește în apele mărilor și oceanelor și în saramurele naturale ( cm. CHIMIA HIDROSFEREI). În unele țări, acestea sunt materiile prime pentru producția de magneziu. În ceea ce privește conținutul de elemente metalice din apa de mare, acesta este al doilea după sodiu. Fiecare metru cub de apă de mare conține aproximativ 4 kg de magneziu. Magneziul se găsește și în apa dulce, care, împreună cu calciul, îi determină duritatea.

Magneziul se găsește întotdeauna în plante, deoarece face parte din clorofile.

Caracteristicile substanțelor simple și producția industrială a magneziului metalic.

Magneziul este un metal lucios alb-argintiu, relativ moale, ductil și maleabil. Rezistența și duritatea sa sunt minime ca prevalență pentru probele turnate, mai mari pentru cele presate.

În condiții normale, magneziul este rezistent la oxidare datorită formării unei pelicule puternice de oxid. Cu toate acestea, reacționează activ cu majoritatea nemetalelor, mai ales atunci când este încălzit. Magneziul se aprinde în prezența halogenilor (în prezența umezelii), formând halogenurile corespunzătoare și arde cu o flacără orbitor de strălucitoare în aer, transformându-se în oxid de MgO și nitrură de Mg 3 N 2:

2Mg (k) + O2(g) = 2MgO (k); DG° = –1128 kJ/mol

3Mg (k) + N2 (t) = Mg3N2 (k); DG° = –401 kJ/mol

În ciuda punctului de topire scăzut (650 ° C), este imposibil să se topească magneziul în aer.

Când este expus la hidrogen la o presiune de 200 atm la 150°C, magneziul formează hidrura MgH2. Magneziul nu reacționează cu apa rece, dar înlocuiește hidrogenul din apa clocotită și formează hidroxid Mg(OH) 2:

Mg + 2H20 = Mg(OH)2 + H2

La sfârșitul reacției, valoarea pH-ului (10,3) a soluției saturate de hidroxid de magneziu rezultată corespunde echilibrului:

În acest din urmă caz, amestecul rezultat de monoxid de carbon și vapori de magneziu trebuie răcit rapid cu un gaz inert pentru a preveni o reacție inversă.

Producția mondială de magneziu se apropie de 400 de mii de tone pe an. Principalii producători sunt SUA (43%), țările CSI (26%) și Norvegia (17%). În ultimii ani, China și-a crescut brusc exporturile de magneziu. În Rusia, unul dintre cei mai mari producători de magneziu este fabrica de titan-magneziu din Berezniki (regiunea Perm) și uzina de magneziu Solikamsk. Producția de magneziu are loc și în orașul Asbest.

Magneziul este cel mai ușor material structural folosit la scară industrială. Densitatea sa (1,7 g cm–3) este mai mică de două treimi din cea a aluminiului. Aliajele de magneziu cântăresc de patru ori mai puțin decât oțelul. În plus, magneziul este foarte prelucrabil și poate fi turnat și reprelucrat folosind orice metode standard de prelucrare a metalelor (laminare, ștanțare, trefilare, forjare, sudură, lipire, nituire). Prin urmare, principala sa aplicație este ca metal structural ușor.

Aliajele de magneziu conțin de obicei mai mult de 90% magneziu, precum și 2–9% aluminiu, 1–3% zinc și 0,2–1% mangan. Reținerea rezistenței la temperaturi ridicate (până la 450 ° C) este îmbunătățită considerabil atunci când este aliată cu metale din pământuri rare (de exemplu, praseodim și neodim) sau toriu. Aceste aliaje pot fi utilizate pentru carcasele motoarelor de automobile, precum și pentru fuzelajele aeronavelor și trenurile de aterizare. Magneziul este utilizat nu numai în aviație, ci și în fabricarea de scări, pasarele de andocare, platforme de marfă, transportoare și ascensoare, precum și în producția de echipamente fotografice și optice.

La aluminiul industrial se adaugă până la 5% magneziu pentru a îmbunătăți proprietățile mecanice, sudarea și rezistența la coroziune. Magneziul este, de asemenea, utilizat pentru protecția catodică a altor metale împotriva coroziunii, ca absorbant de oxigen și agent reducător în producția de beriliu, titan, zirconiu, hafniu și uraniu. Amestecuri de pulbere de magneziu cu agenți oxidanți sunt utilizate în pirotehnică pentru prepararea compozițiilor de iluminat și incendiare.

Compuși de magneziu.

Starea de oxidare predominantă (+2) pentru magneziu este determinată de configurația sa electronică, energiile de ionizare și dimensiunile atomice. Starea de oxidare (+3) este imposibilă, deoarece a treia energie de ionizare pentru magneziu este de 7733 kJ mol –1. Această energie este mult mai mare decât poate fi compensată prin formarea de legături suplimentare, chiar dacă acestea sunt predominant covalente. Motivele instabilității compușilor de magneziu în starea de oxidare (+1) sunt mai puțin evidente. O evaluare a entalpiei de formare a unor astfel de compuși arată că aceștia trebuie să fie stabili în raport cu elementele lor constitutive. Motivul pentru care compușii de magneziu (I) nu sunt stabili este entalpia mult mai mare de formare a compușilor de magneziu (II), care ar trebui să conducă la o disproporție rapidă și completă:

Mg(k) + CI2 (g) = MgCI2 (k);

D N° arr = –642 kJ/(mol MgCl 2)

2Mg(k) + CI2(g) = 2MgCI(k);

D N° arr = –250 kJ/(2 mol MgCl)

2MgCI(k) = Mg(k) + MgCI2(k);

D N° disprop = –392 kJ/(2 mol MgCl)

Dacă poate fi găsită o cale sintetică care face dificilă disproporționarea, astfel de compuși pot fi obținuți. Există unele dovezi pentru formarea de particule de magneziu (I) în timpul electrolizei pe electrozii de magneziu. Astfel, în timpul electrolizei NaCl pe un anod de magneziu, se eliberează hidrogen, iar cantitatea de magneziu pierdută de anod corespunde unei sarcini de +1,3. În mod similar, în timpul electrolizei unei soluții apoase de Na2SO4, cantitatea de hidrogen eliberată corespunde oxidării apei de către ionii de magneziu, a cărei sarcină corespunde cu +1,4.

Majoritatea sărurilor de magneziu sunt foarte solubile în apă. Procesul de dizolvare este însoțit de o ușoară hidroliză. Soluțiile rezultate au un mediu slab acid:

2+ + H2O + + H3O+

Compușii de magneziu cu multe nemetale, inclusiv carbonul, azotul, fosforul și sulful sunt hidrolizați ireversibil de apă.

Hidrură de magneziu compoziție MgH 2 este un polimer cu punte de atomi de hidrogen. Numărul de coordonare al magneziului din acesta este 4. Această structură duce la o scădere bruscă a stabilității termice a compusului. Hidrura de magneziu este ușor oxidată de oxigenul atmosferic și de apă. Aceste reacții sunt însoțite de o eliberare mare de energie.

Nitrură de magneziu Mg3N2. Formează cristale gălbui. Hidroliza nitrurii de magneziu produce hidrat de amoniac:

Mg3N2 + 8H2O = 3Mg(OH)2 + 2NH3H2O

Dacă hidroliza nitrurii de magneziu se efectuează într-un mediu alcalin, nu se formează hidrat de amoniac, dar se eliberează amoniac gazos. Hidroliza într-un mediu acid duce la formarea de cationi de magneziu și amoniu:

Mg 3 N 2 + 8H 3 O + = 3Mg 2+ + 2NH 4 + + 8H 2 O

Oxid de magneziu MgO se numește magnezie arsă. Se obține prin arderea magnezitului, dolomitei, carbonatului de magneziu bazic, hidroxidului de magneziu, precum și calcinării bischofitului MgCl 2 · 6H 2 O într-o atmosferă de vapori de apă.

Reactivitatea oxidului de magneziu depinde de temperatura la care este produs. Oxidul de magneziu preparat la 500–700°C se numește magnezie ușoară. Reacționează ușor cu acizii diluați și apa pentru a forma sărurile corespunzătoare sau hidroxidul de magneziu și absoarbe dioxidul de carbon și umiditatea din aer. Oxidul de magneziu obținut la 1200–1600° C se numește magnezie grea. Se caracterizează prin rezistență la acizi și rezistență la apă.

Oxidul de magneziu este utilizat pe scară largă ca material rezistent la căldură. Se caracterizează atât prin conductivitate termică ridicată, cât și prin proprietăți bune de izolare electrică. Prin urmare, acest compus este utilizat la izolarea radiatoarelor pentru încălzirea locală.

Calitățile mai ușoare de magnezie sunt utilizate pentru prepararea cimentului cu magnezie și a materialelor de construcție pe baza acestuia, precum și ca agent de vulcanizare în industria cauciucului.

Hidroxid de magneziu Mg(OH)2 formează cristale incolore. Solubilitatea acestui compus este scăzută (2·10 –4 mol/l la 20°C). Poate fi transformat în soluție prin acțiunea sărurilor de amoniu:

Mg(OH)2 + 2NH4Cl = MgCl2 + 2NH3H2O

Hidroxidul de magneziu este instabil termic și se descompune atunci când este încălzit:

Mg(OH)2 = MgO + H2O

La scară industrială, hidroxidul de magneziu este produs prin precipitarea cu var din apa de mare și saramură naturală.

Hidroxidul de magneziu este o bază blândă care, sub formă de soluție apoasă (lapte de magnezie), este utilizată pe scară largă pentru a reduce aciditatea sucului gastric. Mai mult, în ciuda moliciunii sale, Mg(OH)2 neutralizează acizii de 1,37 ori mai mult decât hidroxidul de sodiu NaOH și de 2,85 ori mai mult decât bicarbonatul de sodiu NaHCO3.

De asemenea, este folosit pentru a produce oxid de magneziu, rafinarea zahărului, purificarea apei în centralele de cazane și ca componentă a pastelor de dinți.

Carbonat de magneziu MgCO3 formează cristale incolore. Se găsește în mod natural sub formă anhidră (magnezit). În plus, sunt cunoscuți penta-, tri- și monohidrați de carbonat de magneziu.

Solubilitatea carbonatului de magneziu în absența dioxidului de carbon este de aproximativ 0,5 mg/l. În prezența excesului de dioxid de carbon și apă, carbonatul de magneziu se transformă în bicarbonat solubil, iar la fierbere are loc procesul invers. Carbonatul și bicarbonatul reacționează cu acizii pentru a elibera dioxid de carbon și formează sărurile corespunzătoare. Când este încălzit, carbonatul de magneziu, fără a se topi, se descompune:

MgC03 = MgO + CO2

Acest proces este folosit pentru a produce oxid de magneziu. În plus, carbonatul de magneziu natural este materia primă pentru producerea magneziului metalic și a compușilor săi. De asemenea, este folosit ca îngrășământ și pentru a reduce aciditatea solului.

Pulberea liberă de carbonat de magneziu este turnată între pereții dubli ai rezervoarelor de stocare a oxigenului lichid. Această izolație termică este ieftină și fiabilă.

Sulfat de magneziu MgS04 este cunoscut în stare anhidră, precum și sub formă de diferiți hidrați. Kieseritul MgS04·H2O, epsomit MgSO4·7H2O şi hexahidratul MgSO4·6H2O se găsesc în natură.

În medicină, se folosește sulfat de magneziu heptahidrat MgSO 4 ·7H 2 O, cunoscut în mod obișnuit ca Epsom sau sare amară. Acest compus are un efect laxativ. Cu perfuzii intramusculare sau intravenoase, sulfatul de magneziu ameliorează stările convulsive și reduce spasmele vasculare.

Sulfatul de magneziu este utilizat în industria textilă și hârtie ca mordant de vopsire, ca agent de greutate pentru bumbac și mătase și ca umplutură de hârtie. Acesta servește ca materie primă pentru producerea de oxid de magneziu.

Nitrat de magneziu Mg(NO3)2 sunt cristale higroscopice incolore. Solubilitatea în apă la 20° C este de 73,3 g la 100 g. Hexahidratul cristalizează din soluții apoase. Peste 90°C se deshidratează până la monohidrat. Apoi apa este separată cu hidroliză parțială și descompunere în oxid de magneziu. Acest proces este utilizat în sinteza oxidului de magneziu de înaltă puritate. Din azotat de magneziu se obțin nitrați ai altor metale, precum și diverși compuși de magneziu. În plus, azotatul de magneziu face parte din îngrășămintele complexe și amestecurile pirotehnice.

Perclorat de magneziu Mg(ClO 4) 2 formează cristale incolore foarte higroscopice. Este foarte solubil în apă (99,6 g la 100 g) și în solvenți organici. Hexahidratul cristalizează din soluții apoase. Soluțiile concentrate de perclorat de magneziu în solvenți organici și solvații săi cu molecule de agent reducător sunt explozive.

Perclorat de magneziu parțial hidratat, care conține 2–2,5 molecule de apă, este produs sub denumirea comercială „anhidronă”. Pentru a obține perclorat de magneziu anhidru, se usucă în vid la 200–300 ° C. Se folosește ca desicant gazos. Absoarbe nu numai vaporii de apă, ci și amoniacul, vaporii de alcool, acetona și alte substanțe polare.

Percloratul de magneziu este utilizat ca catalizator de acilare în reacția Friedel-Crafts și, de asemenea, ca agent de oxidare în microanalize.

Fluorura de magneziu MgF 2 este ușor solubil în apă (0,013 g la 100 g la 25 ° C). Apare în mod natural sub formă de selait mineral. Fluorura de magneziu se obține prin reacția sulfatului sau oxidului de magneziu cu acid fluorhidric sau clorură de magneziu cu fluorură de potasiu sau amoniu.

Fluorura de magneziu face parte din fluxuri, sticle, ceramica, emailuri, catalizatori, amestecuri pentru producerea mica artificiala si azbest. În plus, este un material optic și laser.

Clorura de magneziu MgCl 2 este una dintre cele mai importante săruri de magneziu din punct de vedere industrial. Solubilitatea sa este de 54,5 g la 100 g de apă la 20 ° C. Soluțiile apoase concentrate de clorură de magneziu dizolvă oxidul de magneziu. Din soluțiile rezultate se cristalizează MgCl 2 mMg(OH) 2 nH 2 O. Acești compuși fac parte din cimenturile de magnezie.

Clorura de magneziu formează hidrați cristalini cu 1, 2, 4, 6, 8 și 12 molecule de apă. Pe măsură ce temperatura crește, numărul de molecule de apă de cristalizare scade.

În natură, clorura de magneziu se găsește sub formă de minerale bischofit MgCl 2 ·6H 2 O, clorură de magnezit MgCl 2 și carnalit. Se găsește în apa de mare, în saramură din lacurile sărate și în unele saramuri subterane.

Clorura de magneziu anhidru este utilizată în producția de magneziu metalic și oxid de magneziu, iar hexahidratul este utilizat pentru producerea cimenturilor de magneziu. O soluție apoasă de clorură de magneziu este utilizată ca lichid de răcire și antigel. Acesta servește ca agent de dezghețare pe aerodromuri, linii de cale ferată și macazuri, precum și împotriva înghețului cărbunelui și minereurilor. Lemnul este impregnat cu o soluție de clorură de magneziu pentru a-l face rezistent la foc.

Bromură de magneziu MgBr2 este foarte solubil în apă (101,5 g la 100 g la 20°C). Din soluții apoase cristalizează de la –42,7 la 0,83 ° C sub formă de decahidrat, la temperaturi mai ridicate - sub formă de hexahidrat. Formează numeroși solvați de cristal, cum ar fi MgB 2 6ROH (R = Me, Et, Pr), MgBr 2 6Me 2 CO, MgBr 2 3Et 2 O, precum și amine MgBr 2 n NH 3 ( n = 2–6).

Compuși complecși de magneziu. În soluțiile apoase, ionul de magneziu există sub formă de complex acvatic 2+. În solvenții neapoși, cum ar fi amoniacul lichid, ionul de magneziu formează complexe cu moleculele de solvent. Solvații sărurilor de magneziu cristalizează de obicei din astfel de soluții. Sunt cunoscute mai multe complexe de halogenură de tip MX 4 2–, unde X este anionul halogenură.

Printre compușii complecși de magneziu, clorofilele, care sunt complecși de porfirină modificate de magneziu, au o importanță deosebită. Ele sunt vitale pentru fotosinteza plantelor verzi.

Compuși de organomagneziu. Pentru magneziu s-au obținut numeroși compuși care conțin legături metal-carbon. În special, multe cercetări sunt dedicate reactivilor Grignard RMgX (X = Cl, Br, I).

Reactivii Grignard sunt cei mai importanți compuși organometalici de magneziu și probabil cei mai folosiți reactivi organometalici. Acest lucru se datorează ușurinței lor de producție și versatilității sintetice. S-a stabilit că în soluție acești compuși pot conține o varietate de particule chimice care se află în echilibru mobil.

Reactivii Grignard sunt de obicei preparați prin adăugarea lent a unei halogenuri organice la o suspensie de turnuri de magneziu într-un solvent adecvat, sub agitare puternică și în absența completă a aerului și a umezelii. Reacția începe de obicei lent. Poate fi inițiată de un mic cristal de iod, care distruge stratul protector de pe suprafața metalică.

Reactivii Grignard sunt folosiți pe scară largă pentru sinteza alcoolilor, aldehidelor, cetonelor, acizilor carboxilici, esterilor și amidelor și sunt probabil cei mai importanți reactivi pentru crearea legăturilor carbon-carbon, precum și a legăturilor dintre atomii de carbon și alte elemente (azot, oxigen, sulf etc.) .d.).

Compușii R2Mg se descompun de obicei atunci când sunt încălziți. În stare cristalină, au structura polimerilor liniari cu grupări alchil de punte. Compusul MgMe 2 este un polimer nevolatil, stabil până la ~250°C, insolubil în hidrocarburi și doar ușor solubil în eter. Compusul MgEt 2 și omologii superiori sunt foarte asemănători cu MgMe 2, dar se descompun la temperaturi mai scăzute (175–200 ° C), formând alchena corespunzătoare și MgH 2 în reacția opusă formării lor. MgPh 2 este, de asemenea, similar cu ei; este insolubil în benzen, se dizolvă în eter pentru a forma complexul monomeric MgPh 2 · 2Et 2 O și se descompune la 280 ° C pentru a forma Ph 2 și magneziu metalic.

Rolul biologic al magneziului.

Frunzele verzi ale plantelor conțin clorofile, care sunt complexe de porfirine care conțin magneziu implicate în fotosinteză.

Magneziul este, de asemenea, strâns implicat în procesele biochimice din corpurile animalelor. Ionii de magneziu sunt necesari pentru inițierea enzimelor responsabile de conversia fosfaților, pentru transferul impulsurilor nervoase și pentru metabolismul carbohidraților. De asemenea, sunt implicați în contracția musculară, care este inițiată de ionii de calciu.

În urmă cu câțiva ani, oamenii de știință de la Universitatea din Minnesota din SUA au descoperit că cojile de ouă sunt mai puternice cu cât conțin mai mult magneziu.

Corpul unui adult care cântărește 65 kg conține aproximativ 20 g de magneziu (în principal sub formă de ioni). Cea mai mare parte este concentrată în oase. Complexele de magneziu cu ATP și ADP sunt prezente în lichidul intracelular.

Necesarul zilnic pentru acest element este de 0,35 g. Cu o dietă monotonă, lipsa legumelor și fructelor verzi, precum și cu alcoolismul, apare adesea deficiența de magneziu. Caisele, piersicile și conopida sunt deosebit de bogate în magneziu. Se găsește și în varza obișnuită, cartofi și roșii.

Statisticile arată că locuitorii zonelor cu climă mai caldă se confruntă cu spasme ale vaselor de sânge mai rar decât cei din nord. Se crede că motivul pentru aceasta este obiceiurile alimentare din regiunile reci. Ei mănâncă mai puține fructe și legume, ceea ce înseamnă că primesc mai puțin magneziu.

Cercetările biologilor francezi au arătat că sângele oamenilor obosiți conține mai puțin magneziu decât cel al oamenilor odihniți. Se crede că o dietă bogată în magneziu ar trebui să ajute medicii în lupta împotriva unei boli atât de grave precum surmenajul.

Elena Savinkina