Magnesiumhydroxidstruktur, egenskaper, nomenklatur, användningsområden

1019
Anthony Golden

De magnesiumhydroxid är en oorganisk förening vars kemiska formel är Mg (OH)två. I sin rena form är det en matt vit fast substans med ett amorft utseende; Men med ett litet och exakt innehåll av föroreningar förvandlas det till den kristallina fasta bruciten, ett mineral som finns i vissa avlagringar i naturen och är en rik magnesiumkälla..

Det är en svag elektrolyt eller bas, så dess dissociation är låg i vatten. Den här egenskapen gör Mg (OH)två en bra surhetsneutraliserare för konsumtion; botemedel som populärt kallas mjölk av magnesiasuspension. Det är också ett brandskyddsmedel genom att släppa ut vatten under dess termiska nedbrytning..

Fast prov av magnesiumhydroxid. Källa: Chemicalinterest [Public domain]

I den övre bilden visas några magnesiumhydroxidfastämnen, i vilka dess ogenomskinliga vita färg kan uppskattas. Ju mer kristallina de är, de utvecklar glasiga och pärlformade ytor.

Dess kristallstruktur är märklig eftersom den etablerar dubbelskiktade sexkantiga kristaller, som är lovande mönster för design av nya material. I dessa lager spelar deras positiva laddningar en viktig roll på grund av substitution av Mgtvå+ genom trevärda katjoner, och arten begränsad mellan väggarna består av OH-anjoner-.

Å andra sidan härrör andra applikationer beroende på morfologin hos de beredda partiklarna eller nanopartiklarna; som katalysatorer eller adsorbenter. I dem alla hålls förhållandet 1: 2 för Mg-joner konstant.två+: OH-, återspeglas i samma formel Mg (OH)två.

Artikelindex

  • 1 Struktur
    • 1.1 Formel och oktaedron
    • 1.2 Dubbelskikt
    • 1.3 Morfologier
  • 2 fastigheter
    • 2.1 Fysiskt utseende
    • 2.2 Molmassa
    • 2.3 Densitet
    • 2.4 Smältpunkt
    • 2.5 Löslighet i vatten
    • 2.6 Brytningsindex
    • 2,7 pH
    • 2.8 Värmekapacitet
  • 3 Var finns den?
  • 4 Nomenklatur
  • 5 användningsområden
    • 5.1 Neutraliserare
    • 5.2 Antacida
    • 5.3 Brandskyddsmedel
    • 5.4 Katalysator
    • 5.5 Adsorbent
  • 6 Referenser

Strukturera

Formel och oktaedron

Joner som utgör magnesiumhydroxid. Källa: Claudio Pistilli [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Bilden ovan visar jonerna som utgör Mg (OH)två. Som man kan se finns det två OH-anjoner- för varje Mg-katjontvå+, som interagerar elektrostatiskt för att definiera en kristall med en sexkantig struktur. Samma formel indikerar att förhållandet Mg: OH är 1: 2.

Den sanna kristallstrukturen är dock lite mer invecklad än om man antar enkla Mg-joner.två+ och OH-. Faktum är att magnesium kännetecknas av att ha ett koordinationsnummer på 6, så att det kan interagera med upp till sex OH-.

Sålunda bildas oktaedronen Mg (OH)6, där syreatomerna uppenbarligen kommer från OH-; och kristallstrukturen vilar nu på övervägande av sådan oktaedra och hur de interagerar med varandra.

Faktum är att enheterna Mg (OH)6 sluta definiera dubbelskiktade strukturer som i sin tur är ordnade i rymden för att utgöra den sexkantiga kristallen.

Dubbelt lager

Dubbelskiktsstruktur av magnesiumhydroxid. Källa: Smokefoot [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Den övre bilden visar strukturen med dubbelskikt av magnesiumhydroxid (LDH): Skiktade dubbla hydroxider). De gröna sfärerna representerar Mg-jonertvå+, som kan ersättas av andra med högre laddning för att generera en positiv laddning i skiktet.

Observera att runt varje mgtvå+ det finns sex röda sfärer anslutna till deras respektive vita sfärer; det vill säga de oktaedriska enheterna Mg (OH)6. OH- fungerar som en bro för att gå med två mgtvå+ av olika plan, vilket gör att skikten är sammanflätade.

På samma sätt observeras att väteatomer pekar uppåt och nedåt och är primärt ansvariga för de intermolekylära krafterna som håller samman de två lagren av Mg (OH) -enheter.6.

Neutrala molekyler (såsom alkoholer, ammoniak och kväve) eller till och med anjoner kan fastna mellan dessa skikt, beroende på hur positiva de är (om det finns Aljoner3+ o Tro3+ ersätter Mgtvå+). "Filler" av dessa arter begränsas av ytorna som består av OH-anjonerna-.

Morfologier

Dubbelskiktat, sexkantigt glas växer långsamt eller snabbt. Allt beror på syntes- eller beredningsparametrarna: temperatur, molförhållande, omrörning, lösningsmedel, reagens som källa till magnesium, baser eller utfällningsmedel etc. När kristallen växer definierar den mikrostrukturen eller morfologin hos dess nanopartiklar eller aggregat.

Således kan dessa nanopartiklar ha blomkålliknande plattor, trombocyter eller klotliknande morfologier. På samma sätt kan fördelningen av deras storlekar förändras, liksom graden av porositet hos de resulterande fasta ämnena..

Egenskaper

Fysiskt utseende

Det är ett vitt, granulärt eller pulveriserat fast ämne och luktfritt.

Molmassa

58,3197 g / mol.

Densitet

3,47 g / ml.

Smältpunkt

350 ° C Vid denna temperatur sönderdelas den i oxid genom att frigöra vattenmolekylerna i dess kristaller:

Mg (OH)två(s) => MgO (s) + HtvåO (g)

Vattenlöslighet

0,004 g / 100 ml vid 100 ° C; det löser sig knappt i kokande vatten, vilket gör det till en olöslig förening i vatten. När pH-värdet minskar (eller surheten ökar) ökar dess löslighet på grund av bildandet av det vattenhaltiga komplexet, Mg (OH).två)6.

Å andra sidan, om Mg (OH)två har absorberat COtvå, frigör kvarhållen gas som brus när den löses i ett surt medium.

Brytningsindex

1,559

pH

En vattenhaltig suspension därav har ett pH som varierar mellan 9,5 och 10,5. Även om dessa värden är normala återspeglar den dess låga basitet jämfört med andra metallhydroxider (såsom NaOH).

Värmekapacitet

77,03 J / mol K

Var finns den?

Pastellblå glaskropp av mineralbrucit. Källa: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0 [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Magnesiumhydroxid finns i naturen som mineralbrucit, som kännetecknas av sin genomskinliga vita färg, med gröna eller blåaktiga toner beroende på dess föroreningar. På samma sätt är brucit en del av vissa leror, såsom klorit, eftersom det är inklämt mellan skikten av silikater, förenade av metalljoner..

I brucit finns det andra joner förutom Mgtvå+, som Al3+, Tro3+, Zntvå+ och Mntvå+. Dess malm finns i olika regioner eller sjöar i Skottland, Kanada, Italien och USA..

Fysiskt ser kristallerna ut som smält glas (övre bild), med vita, gråaktiga, blåaktiga eller grönaktiga färger och genomskinliga i sällsynta exemplar.

Detta mineral är en av de onda som påverkar cement och betong, eftersom det tenderar att expandera och orsaka sprickor i dem. Det absorberar dock inte COtvå, så dess kalcinering bidrar inte till växthuseffekten och därför är det en lämplig mineralogisk källa (och den rikaste) att få magnesium, förutom havsvatten.

Nomenklatur

Mg (OH)två Den har upp till tre IUPAC-godkända namn (utanför mineralogi eller medicin). Dessa är väldigt lika varandra, eftersom hur de hamnar knappast varierar..

Till exempel motsvarar 'magnesiumhydroxid' sitt namn enligt stamnomenklaturen, och utelämnar (II) i slutet eftersom +2 nästan som standard är det enda oxidationstillståndet för magnesium.

'Magnesiumdihydroxid', som anger antalet OH-joner med det grekiska täljprefixet- anges i formeln enligt den systematiska nomenklaturen. Och "magnesiumhydroxid", som slutar med suffixet -ico för att vara det maximala och "enda" oxidationstillståndet för magnesium, enligt den traditionella nomenklaturen..

De andra namnen, såsom brucit eller mjölk magnesia, även om de är direkt relaterade till denna förening, är det inte tillrådligt att hänvisa till det när det gäller dess renaste fasta ämne, eller som en oorganisk förening (reagens, råmaterial, etc.).

Applikationer

Neutraliserare

Mg (OH)två Det är tack vare sin låga löslighet i vatten det faktum att det är en utmärkt surhetsneutralisator; annars skulle det göra mediet basiskt genom att ge stora koncentrationer av OH-joner-, precis som andra baser gör (starka elektrolyter).

Således Mg (OH)två släpper knappt OH-, medan man reagerar med H-joner3ELLER+ för att bilda det vattenhaltiga komplexet av magnesium, som också nämnts ovan. För att kunna neutralisera surheten i vattenhaltiga medier är det avsett för behandling av avloppsvatten.

Det är också en tillsats till mat, gödselmedel och vissa produkter för personlig hygien, såsom tandkräm, eftersom det minskar deras surhet..

Antacida

Eftersom det är lätt lösligt i vatten kan det intas utan att riskera effekterna av dess OH-joner- (dissocierar väldigt lite som en svag elektrolyt).

Denna egenskap, kopplad till underavsnittet ovan, gör det till ett antacida för att behandla halsbränna, mag-tarmsjukdomar, matsmältningsbesvär och förstoppning, som säljs under formeln mjölk av magnesia.

Å andra sidan, mjölk av magnesia hjälper också till att bekämpa irriterande cancersår (de vita och röda såren som förekommer i munnen).

Brandskyddsmedel

I fastighetsavsnittet nämndes att Mg (OH)två sönderdelas släppande vatten. Just detta hjälper vattnet till att stoppa flammornas framsteg, eftersom de absorberar värme för att förångas och i sin tur spädar ångorna de brännbara eller brandfarliga gaserna.

Brucitmineral används vanligtvis industriellt för detta ändamål, avsedd som fyllmedel i vissa material, såsom plast av olika polymerer (PVC, hartser, gummi), kablar eller tak..

Katalysator

Mg (OH)två syntetiserat som nanoplater har det visat sig vara effektivt för att katalysera kemiska reduktioner. till exempel den för 4-nitrofenol (Ph-NOtvåtill 4-aminofenol (Ph-NHtvå). De har också antibakteriell aktivitet, så det kan användas som ett terapeutiskt medel..

Adsorbent

Några fasta ämnen av Mg (OH)två de kan vara ganska porösa, beroende på beredningsmetoden. Därför hittar de applikationen som adsorbenter.

I vattenlösningar kan de adsorbera (på sina ytor) färgämnesmolekylerna och klargöra vattnet. Till exempel har de förmåga att adsorbera indigokarminfärgämnet som finns i vattenströmmar..

Referenser

  1. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. (Fjärde upplagan). Mc Graw Hill.
  2. Wikipedia. (2019). Magnesiumhydroxid. Återställd från: en.wikipedia.org
  3. Nationellt centrum för bioteknikinformation. (2019). Magnesiumhydroxid. PubChem-databas. CID = 14791. Återställd från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Amethyst Galleries. (2014). Mineralbruciten. Återställd från: galleries.com
  5. Henrist et al. (2003). Morfologisk studie av magnesiumhydroxid nanopartiklar
  6. utfälldes i utspädd vattenlösning. Journal of Crystal Growth 249, 321-330.
  7. Saba J., Shanza R. K., Muhammad R. S. (2018). Syntes och strukturanalys av mesoporösa magnesiumhydroxidnanopartiklar som effektiv katalysator.
  8. Thimmasandra Narayan Ramesh och Vani Pavagada Sreenivasa. (2015). Avlägsnande av indigokarminfärgämne från vattenlösning med användning av magnesiumhydroxid som adsorbent. Journal of Materials, vol. 2015, artikel-ID 753057, 10 sidor. doi.org/10.1155/2015/753057

Ingen har kommenterat den här artikeln än.