De magnesium Det är en jordalkalimetall som tillhör grupp 2 i det periodiska systemet. Dess atomnummer är 12 och representeras av den kemiska symbolen Mg. Det är det åttonde mest förekommande elementet i jordskorpan, cirka 2,5% av det.
Denna metall, liksom dess kongener och alkalimetaller, finns inte i naturen i sitt ursprungliga tillstånd, men kombinerar med andra element för att bilda många föreningar som finns i stenar, havsvatten och i saltlake..
Magnesium är en del av mineraler såsom dolomit (kalcium och magnesiumkarbonat), magnesit (magnesiumkarbonat), karnalit (magnesium och kaliumkloridhexahydrat), brucit (magnesiumhydroxid) och i silikater som talk och olivin.
Dess rikaste naturliga källa för dess förlängning är havet, som har ett överflöd på 0,13%, även om Great Salt Lake (1,1%) och Döda havet (3,4%) har en högre koncentration av magnesium. Det finns saltlake med högt innehåll, som koncentreras genom avdunstning.
Namnet magnesium kommer troligen från magnesit, som finns i Magnesia, i regionen Thessalien, den antika regionen Grekland. Även om det har påpekats att magnetit och mangan hittades i samma region.
Magnesium reagerar starkt med syre vid temperaturer över 645 ° C. Under tiden brinner magnesiumpulver i torr luft och avger ett intensivt vitt ljus. Av den anledningen användes den som ljuskälla vid fotografering. För närvarande används den här egenskapen fortfarande i pyroteknik.
Det är ett väsentligt element för levande varelser. Det är känt att vara en kofaktor för mer än 300 enzymer, inklusive flera glykolysenzymer. Detta är en viktig process för levande varelser på grund av dess förhållande till produktionen av ATP, den viktigaste källan till cellulär energi..
På samma sätt är det en del av ett komplex som liknar hemgruppen hemoglobin, närvarande i klorofyll. Detta är ett pigment som deltar i förverkligandet av fotosyntes.
Artikelindex
Joseph Black, en skotsk kemist, erkände det 1755 som ett element och visade experimentellt att det skiljer sig från kalcium, en metall som de förvirrade med det.
I detta avseende skrev Black: "Vi ser redan genom experiment att magnesia alba (magnesiumkarbonat) är en förening av en speciell jord och fast luft".
1808 lyckades Sir Humprey Davy isolera den med hjälp av elektrolys för att producera en amalgam av magnesium och kvicksilver. Det gjorde det genom att elektrolysera sitt våta sulfatsalt med kvicksilver som katod. Därefter avdunstade det kvicksilveret från malgam genom upphettning och lämnade magnesiumresten.
A. Bussy, en fransk forskare, lyckades producera det första metalliska magnesiumet 1833. För att göra detta producerade Bussy minskningen av smält magnesiumklorid med metalliskt kalium.
1833 använde den brittiska forskaren Michael Faraday för första gången elektrolys av magnesiumklorid för isolering av denna metall..
År 1886 använde det tyska företaget Aluminium und Magnesiumfabrik Hemelingen elektrolys av karnalit (MgCltvåKCl 6HtvåO) smält för att producera magnesium.
Hemelingen, associerat med Farbe Industrial Complex (IG Farben), lyckades utveckla en teknik för att producera stora mängder smält magnesiumklorid för elektrolys för produktion av magnesium och klor..
Under andra världskriget började Dow Chemical Company (USA) och Magnesium Elektron LTD (UK) elektrolytisk minskning av havsvatten; pumpas från Galveston Bay, Texas och i Nordsjön till Hartlepool, England, för produktion av magnesium.
Samtidigt skapar Ontario (Kanada) en teknik för att producera den baserat på L. M. Pidgeons process. Tekniken består av termisk reduktion av magnesiumoxid med silikater i externt eldade retorter..
Magnesium kristalliserar i en kompakt sexkantig struktur, där var och en av dess atomer är omgiven av tolv grannar. Detta gör det tätare än andra metaller, såsom litium eller natrium..
Dess elektronkonfiguration är [Ne] 3stvå, med två valenselektroner och tio inre skalelektroner. Genom att ha en extra elektron jämfört med natrium blir dess metallbindning starkare.
Detta beror på att atomen är mindre och dess kärna har ytterligare ett proton; därför utövar de en större attraktionseffekt på elektronerna i angränsande atomer, som drar avstånden mellan dem. Eftersom det finns två elektroner är det resulterande 3s-bandet fullt och det kan känna ännu mer kärnornas attraktion..
Sedan slutar Mg-atomerna att lägga en tät sexkantig kristall med en stark metallbindning. Detta förklarar dess smältpunkt mycket högre (650 ºC) än natrium (98 ºC).
Alla 3-orbitalerna i alla atomerna och deras tolv grannar överlappar varandra i alla riktningar inom kristallen, och de två elektronerna lämnar när två andra kommer; så vidare, utan att Mg-katjonerna kan komma fråntvå+.
Magnesium kan förlora två elektroner när det bildar föreningar och blir Mg-katjonen.två+, som är isoelektroniskt mot ädelgasneonet. När man överväger dess närvaro i vilken förening som helst är oxidationsantalet av magnesium +2.
Å andra sidan, och även om det är mindre vanligt, kan Mg-katjonen bildas+, som bara har tappat en av sina två elektroner och är isoelektronisk mot natrium. När dess närvaro i en förening antas, sägs magnesium ha ett oxidationsnummer på +1.
Lysande vitt fast ämne i rent tillstånd innan det oxideras eller reagerar med fuktig luft.
24,304 g / mol.
650 ºC.
1.091 ºC.
1738 g / cm3 vid rumstemperatur. Och 1584 g / cm3 vid smälttemperatur; Med andra ord är den flytande fasen mindre tät än den fasta fasen, vilket är fallet med de allra flesta föreningar eller substanser..
848 kJ / mol.
128 kJ / mol.
24,869 J / (mol K).
Vid 701 K: 1 Pa; dvs dess ångtryck är mycket lågt.
1.31 på Pauling-skalan.
Första joniseringsnivån: 1 737,2 kJ / mol (Mg+ gasformig)
Andra joniseringsnivån: 1450,7 kJ / mol (Mgtvå+ gasformig och kräver mindre energi)
Tredje joniseringsnivån: 7 732,7 kJ / mol (Mg3+ gasformig och kräver mycket energi).
Kl. 160.
141 ± 17.00
13,97 cm3/ mol.
24,8 um / m K vid 25 ° C.
156 W / m K.
43,9 nΩ · m vid 20 ºC.
22,4 × 106 S cm3.
2,5 på Mohs-skalan.
Metalliskt magnesium har inga andra tillskrivna namn. Dess föreningar, eftersom de flesta av dem anses ha ett oxidationsnummer på +2, nämns med hjälp av stamnomenklaturen utan behovet av att uttrycka nämnda antal inom parentes..
Till exempel är MgO magnesiumoxid och inte magnesium (II) oxid. Enligt den systematiska nomenklaturen är den tidigare föreningen: magnesiummonoxid och inte monomagnesiummonoxid.
På sidan av den traditionella nomenklaturen händer samma sak med lagernomenklaturen: namnen på föreningarna slutar på samma sätt; det vill säga med suffixet -ico. Således är MgO magnesiumoxid, enligt denna nomenklatur.
I annat fall kan de andra föreningarna ha eller inte ha vanliga eller mineralogiska namn, eller bestå av organiska molekyler (organomagnesiumföreningar), vars nomenklatur beror på molekylstrukturen och alkyl- (R) eller aryl (Ar) -substituenterna..
När det gäller organomagnesiumföreningar är nästan alla Grignard-reagens med den allmänna formeln RMgX. Till exempel BrMgCH3 är metylmagnesiumbromid. Observera att nomenklaturen inte verkar så komplicerad vid en första kontakt .
Magnesium används i legeringar eftersom det är en lättmetall som huvudsakligen används i legeringar med aluminium, vilket förbättrar metallens mekaniska egenskaper. Det har också använts i legeringar med järn.
Emellertid har dess användning i legeringar minskat på grund av dess tendens att korrodera vid höga temperaturer..
På grund av dess reaktivitet finns den inte i jordskorpan i en naturlig eller elementär form. Snarare är det en del av många kemiska föreningar, som i sin tur finns i cirka 60 kända mineraler..
Bland de vanligaste mineralerna av magnesium är:
-Dolomit, ett karbonat av kalcium och magnesium, MgCO3·Tjuv3
-Magnesit, ett magnesiumkarbonat, CaCO3
-Brucite, en magnesiumhydroxid, Mg (OH)två
-karnalit, en magnesiumkaliumklorid, MgCltvåKClHtvåELLER.
Det kan också vara i form av andra mineraler som:
-Kieserite, ett magnesiumsulfat, MgSO4HtvåELLER
-Forsterit, ett magnesiumsilikat, MgSiO4
-Krysotil eller asbest, annat magnesiumsilikat, Mg3JatvåELLER5(ÅH)4
-Talk, Mg3Ja14ELLER110(ÅH)två.
Magnesium finns i naturen som en kombination av tre naturliga isotoper: 24Mg, med 79% överflöd; 25Mg, med 11% överflöd; och den 26Mg, med 10% överflöd. Dessutom finns det 19 artificiella radioaktiva isotoper.
Magnesium är ett viktigt element för alla levande saker. Människor har ett dagligt intag av 300 - 400 mg magnesium. Dess kroppsinnehåll består av mellan 22 och 26 g, hos en vuxen människa, koncentrerad huvudsakligen i benskelettet (60%).
Glykolys är en sekvens av reaktioner där glukos omvandlas till pyruvsyra, med en nettoproduktion av 2 ATP-molekyler. Pyruvatkinas, hexokinas och fosfofruktkinas är bland annat enzymer av glykolys som använder Mg som en aktivator.
DNA består av två nukleotidkedjor som har negativt laddade fosfatgrupper i sin struktur; därför genomgår DNA-trådarna elektrostatisk avstötning. Na-joner+, K+ och Mgtvå+, neutralisera negativa laddningar, förhindra dissociation av kedjor.
ATP-molekylen har fosfatgrupper med negativt laddade syreatomer. En elektrisk avstötning inträffar mellan angränsande syreatomer som kan klyva ATP-molekylen.
Detta händer inte eftersom magnesium interagerar med närliggande syreatomer och bildar ett kelat. ATP-Mg sägs vara den aktiva formen av ATP.
Magnesium är viktigt för fotosyntes, en central process i energianvändningen av växter. Det är en del av klorofyllen, som i sin inre presenterar en struktur som liknar hemgruppen av hemoglobin; men med en magnesiumatom i centrum istället för en järnatom.
Klorofyll absorberar ljusenergi och använder den vid fotosyntes för att omvandla koldioxid och vatten till glukos och syre. Glukos och syre används därefter i energiproduktionen.
En minskning av plasmamagnesiumkoncentrationen är associerad med muskelspasmer; hjärt-kärlsjukdomar, såsom högt blodtryck; diabetes, osteoporos och andra sjukdomar.
Magnesiumjonen är involverad i regleringen av kalciumkanalernas funktion i nervceller. Vid höga koncentrationer blockerar den kalciumkanalen. Tvärtom producerar en minskning av kalcium en aktivering av nerven genom att tillåta inträde av kalcium i cellerna.
Detta skulle förklara kramp och sammandragning av muskelceller i väggarna i större blodkärl..
Magnesium finns inte i naturen i ett elementärt tillstånd, men är en del av cirka 60 mineraler och många föreningar, belägna i havet, stenar och saltlake.
Havet har en magnesiumkoncentration på 0,13%. På grund av sin storlek är havet världens största magnesiumreservoar. Andra magnesiumreservoarer är Great Salt Lake (USA), med en magnesiumkoncentration på 1,1% och Döda havet, med en koncentration på 3,4%.
Magnesiummineraler, dolomit och magnesit, extraheras från dess ådror med traditionella gruvmetoder. Samtidigt används i karnalitlösningar som gör att de andra salterna kan stiga upp till ytan, vilket håller karnaliten i bakgrunden..
Magnesiuminnehållande saltlösning koncentreras i dammar med solvärme.
Magnesium erhålls med två metoder: elektrolys och termisk reduktion (Pidgeon-processen).
Smält salter innehållande antingen vattenfri magnesiumklorid, delvis dehydratiserad vattenfri magnesiumklorid eller mineralvattenfri karnalit används i elektrolysprocesserna. För att undvika kontaminering av den naturliga karnaliten används under vissa omständigheter den konstgjorda..
Magnesiumklorid kan också erhållas genom att följa det förfarande som utformats av Dow-företaget. Vattnet blandas i en flockningsanordning med mineralet lätt kalcinerat dolomit.
Magnesiumkloriden närvarande i blandningen omvandlas till Mg (OH)två genom tillsats av kalciumhydroxid, enligt följande reaktion:
MgCltvå + Ca (OH)två → Mg (OH)två + CaCltvå
Magnesiumhydroxidutfällningarna behandlas med saltsyra, vilket ger magnesiumklorid och vatten, enligt den beskrivna kemiska reaktionen:
Mg (OH)två + 2 HCl → MgCltvå + 2 timmartvåELLER
Därefter utsätts magnesiumkloriden för en uttorkningsprocess tills den når 25% hydratisering och fullbordar uttorkningen under smältprocessen. Elektrolysen utförs vid en temperatur som varierar mellan 680 och 750 ºC..
MgCltvå → Mg + Cltvå
Diatomiskt klor genereras vid anoden och smält magnesium flyter till toppen av salterna, där det samlas upp..
Reaktionen sker vid en temperatur av 1200 ° C och ett lågt tryck av 13 Pa. Magnesiumkristallerna avlägsnas från kondensorerna. Den producerade slaggen uppsamlas från botten av retorterna.
2 CaO + 2 MgO + Si → 2 Mg (gas) + CatvåJa4 (mänskligt avfall)
Kalcium och magnesiumoxider produceras genom kalcinering av kalcium och magnesiumkarbonater som finns i dolomit.
Magnesium reagerar kraftigt med syror, särskilt oxacider. Dess reaktion med salpetersyra producerar magnesiumnitrat, Mg (NO3)två. På samma sätt reagerar det med saltsyra för att producera magnesiumklorid och vätgas..
Magnesium reagerar inte med alkalier, såsom natriumhydroxid. Vid rumstemperatur är det täckt med ett lager av magnesiumoxid, olösligt i vatten, som skyddar det mot korrosion.
Det bildar bland annat kemiska föreningar med klor, syre, kväve och svavel. Det är mycket reaktivt med syre vid höga temperaturer.
Magnesiumlegeringar har använts i flygplan och bilar. De sistnämnda har som ett krav för kontroll av förorenande gasutsläpp en minskning av vikten på motorfordon.
Magnesiumapplikationer baseras på dess låga vikt, höga hållfasthet och enkelhet att tillverka legeringar. Tillämpningarna inkluderar handverktyg, sportartiklar, kameror, hushållsapparater, bagageramar, bildelar, föremål för flygindustrin.
Magnesiumlegeringar används också vid tillverkning av flygplan, raketer och rymdsatelliter, liksom vid fotetsning för att producera en snabb och kontrollerad gravyr..
Magnesium tillsätts i små mängder för gjutet vitt järn, vilket förbättrar dess styrka och smidighet. Dessutom injiceras magnesium blandat med kalk i flytande masugnsjärn, vilket förbättrar stålets mekaniska egenskaper..
Magnesium är involverat i produktionen av titan, uran och hafnium. Fungerar som ett reduktionsmedel på titantetraklorid, i Kroll-processen, för att härröra från titan.
Magnesium används i en torr cell, som fungerar som anod och silverklorid som katod. När magnesium kommer i elektrisk kontakt med stål i närvaro av vatten, korroderar det offret och lämnar stålet intakt..
Denna typ av stålskydd finns i fartyg, lagringstankar, varmvattenberedare, brokonstruktioner etc..
Magnesium i pulver eller remsor brinner och avger ett mycket intensivt vitt ljus. Den här egenskapen har använts i militär pyroteknik för att producera bränder eller belysning av fläckar..
Dess finfördelade fasta ämne har använts som bränslekomponent, särskilt i fasta raketdrivmedel..
Den används som värmeisolator för pannor och rör. Eftersom den är hygroskopisk och löslig i vatten, används den för att förhindra att vanligt salt komprimeras i saltskakare och inte flyter ordentligt under kryddor med mat..
Den har applikation som brandskyddsmedel. Upplöst i vatten bildar den den välkända magnesiamjölken, en vitaktig suspension som har använts som ett antacida och laxermedel..
Det används vid tillverkning av höghållfast golvcement, liksom ett tillsatsmedel vid tillverkning av textilier. Dessutom används den som flockningsmedel i sojamjölk för produktion av tofu..
Den används vid tillverkning av eldfasta tegel för att motstå höga temperaturer och som en termisk och elektrisk isolator. Det används också som laxermedel och antacida.
Den används industriellt för att tillverka cement och gödselmedel, garvning och färgning. Det är också ett torkmedel. Epsom salt, MgSO47HtvåEller, det används som ett renande medel.
Det anses vara den minsta hårdhetsstandarden (1) på Mohs-skalan. Det fungerar som fyllmedel vid tillverkning av papper och kartong samt förhindrar irritation och återfuktning av huden. Det används vid tillverkning av värmebeständiga material och som bas för många pulver som används i kosmetika.
Den har använts som värmeisolator och inom byggindustrin för tillverkning av tak. För närvarande används den inte på grund av dess lungcancerfibrer.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.