Magnesiumoxidstruktur, egenskaper, nomenklatur, användningsområden

3495
Abraham McLaughlin

De magnesiumoxid det är ett vitt kristallint oorganiskt fast ämne, även känt som magnesia. Dess kemiska formel är MgO och den bildas genom oxidation av metallmagnesium genom syre.

Det finns ofta som ett naturligt mineral som kallas periklas. Emellertid är periklas inte en viktig källa till MgO. I naturen finns det ofta som grupper av kristaller i marmor.

Magnesiumoxidpulver. Adam Rędzikowski [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)] Källa: Wikipedia Commons
Det finns också i mineralet magnesit (som främst är magnesiumkarbonat med en del järnkarbonater); i kalksten och dolomit (mineral bildat av magnesium och kalciumkarbonater); i vulkanisk utkast och serpentin stenar.

Det bildar inte stenar eller kristallavlagringar eftersom det vid kontakt med vattenångan i atmosfären omvandlas till magnesiumhydroxid (Mg (OH))två).

På industriell nivå kan det erhållas på flera sätt: kalcinering av magnesiumkarbonat (magnesit), kalcinering av magnesiumhydroxid, utgående från dolomitisk kalksten, användning av havsvatten och pyrolys av magnesiumklorid, bland andra metoder..

Produktionen av magnesia från magnesit startade för drygt 100 år sedan i Österrike. Sedan dess har magnesia flera tekniska tillämpningar på grund av dess höga smältpunkt, kemiska beständighet, höga värmeledningsförmåga, låga elektriska ledningsförmåga och dess biologiska aktivitet..

Artikelindex

  • 1 Struktur
  • 2 fastigheter
    • 2.1 Övriga namn
    • 2.2 Fysiskt tillstånd
    • 2.3 Mohs hårdhet
    • 2.4 Molekylvikt
    • 2.5 Smältpunkt
    • 2.6 Densitet
    • 2.7 Löslighet
    • 2,8 pH
    • 2.9 Optiska egenskaper
    • 2.10 Brytningsindex
    • 2.11 Övriga egenskaper
  • 3 Nomenklatur
    • 3.1 Kaustisk magnesia
    • 3.2 Starkt bränd magnesia
    • 3.3 Eldfast magnesia
  • 4 användningsområden
    • 4.1 Användning av kaustisk magnesia
    • 4.2 Användning av starkt bränd magnesia
    • 4.3 Användning av sintrad magnesia och smält magnesia
    • 4.4 Andra användningar av MgO
  • 5 Referenser

Strukturera

Kristallstrukturen hos MgO är kubisk, ansiktscentrerad, liknar kristallgitteret av natriumklorid (NaCl)..

Magnesia bildar hexaoktahedriska kubiska kristaller, som kan vara färglösa, gröna eller bruna.

Mineralperiklaset är en liten oktaeder, mindre ofta en kub-oktaeder eller dodekaeder..

Egenskaper

Andra namn

- Magnesia.

- Periklas.

- Oxomagnesium.

Fysiskt tillstånd

Det är fast, kristallint och vitt. Även om närvaron av järnföroreningar ger det en grönaktig eller brun färg beroende på graden av oxidation av järnet.

Mohs hårdhet

5,5-6.

Molekylvikt

40,304 g / mol.

Smältpunkt

2827 ºC.

Densitet

3,581 g / cm3

Löslighet

Praktiskt taget olösligt i vatten:

0,00062 g per 100 ml vid 20 ºC.

0,0086 g per 100 ml vid 30 ºC.

Olöslig i etanol.

pH

I mättad vattenlösning: 10.3.

Optiska egenskaper

Transparent. Färg: färglös, gråvit, brunaktig gul, färglös i överfört ljus.

Brytningsindex

1.7355 vid 589 nm.

1,7283 vid 750 nm.

Andra egenskaper

- Den har hög värmeledningsförmåga och hög elektrisk resistivitet.

- Det är hygroskopiskt, det vill säga det absorberar lätt vatten från atmosfären. I vattenhaltigt medium kombineras det med vatten för att bilda magnesiumhydroxid.

- Den är stabil i en oxiderande atmosfär upp till 2300 ° C och upp till 1700 ° C i en reducerande atmosfär.

- Det är kompatibelt med de flesta kemiska föreningar, förutom starka syror och starka oxidanter, bland andra.

- Efter antändning vid höga temperaturer är magnesiumoxid relativt inert.

- Det är inte giftigt. Försiktighetsåtgärder bör dock vidtas vid hantering av det i pulverform när det har en liten partikelstorlek..

- Dess kristaller har en hög reflekterande kraft både i det synliga spektrumet och i nästan ultraviolett.

Nomenklatur

Det finns flera kvaliteter av MgO som levereras kommersiellt:

Kaustisk magnesia

Det är en mycket reaktiv form av magnesiumoxid som produceras genom kalcinering eller förbränning av rå magnesit (MgCO3) eller magnesiumhydroxid (Mg (OH)två) vid relativt låga temperaturer, men över nedbrytningstemperaturen för dessa material, mellan 700 och 1000 ° C.

Kallas också kalcinerad kaustisk magnesia, kalcinerad magnesiumoxid, reaktiv magnesiumoxid, lätt bränd magnesia. lätt bränd), bland andra namn.

Kaustisk magnesia kan brännas vid högre temperatur för att ge sintrad magnesia.

Tungt bränd magnesia

Den produceras när magnesit kalcineras vid temperaturer mellan 1000 och 1500 ºC. Dess reaktivitet har minskat jämfört med kaustisk magnesia.

Magnesia reffektiv

När magnesit kalcineras vid temperaturer mellan 1500 och 2000 ° C, erhålls magnesia "bränd ihjäl" (översättning från engelska dödbränd), även kallad eldfast magnesia eller smält magnesia.

Smält magnesia erhålls också genom att smälta kaustisk magnesia i en elektrisk båge. På grund av dessa behandlingar har reaktiviteten nästan helt eliminerats..

Denna typ av magnesia formas i allmänhet av tryck och temperatur utan att nå smälttemperaturen. Med detta är det möjligt att producera bitar av stor hårdhet, kallad sintrad magnesia. Den är väsentligen stabil mot fukt och atmosfärisk koldioxid.

Applikationer

MgO används vid produktion av metalliskt magnesium.

Användning av kaustisk magnesia

På grund av sin höga reaktivitet är dess industriella tillämpningar mycket varierande.

Den används som råvara för cementtillverkning och används i byggindustrin, till exempel som bindemedel. I detta fall blandas det med koncentrerade lösningar av magnesiumsalter och en liten mängd natriumfosfat..

Ett extremt hårt material erhålls sålunda. Även om det inte är ett äkta cement, eftersom det inte är stabilt i vatten, kan det användas som en mastik eller skyddande beläggning.

Kaustisk magnesia används också i lätta byggnadskort för termisk och akustisk isolering. De tillverkas genom att tillsätta magnesiumsulfat som bindemedel och mineralull. De resulterar i mycket icke-brandfarliga ark.

MgO-ark för konstruktion. Excentrik13 [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] Källa: Wikipedia Commons
Andra användningsområden för kaustisk magnesia inkluderar avlägsnande av tungmetaller och silikat från avloppsvattnet. Ammoniak eller fosfater kan också avlägsnas.

Det är en svag bas, så den fungerar som en syraneutraliserare och används vid rökgasrengöring, som tillsats för smörjmedel och för bränslen.

Det fungerar som fyllmedel i plast- och gummiindustrin, eftersom det gör det möjligt att justera viskositeten och styvheten hos dessa material..

Det används i massa- och pappersindustrin eftersom det deltar i bisulfit-rötningen. Även som fuktabsorberande i bibliotek eller för beredning av kosmetika. Dessutom uppskattas det inom läkemedelsindustrin som ett antacida, matsmältningsbesvär och ett lätt laxermedel..

MgO-tabletter. Källa: Pixabay

Användning av starkt bränd magnesia

På grund av dess snäva intervall för reaktivitet används den i applikationer där långsam nedbrytning krävs. Till exempel i fodertillskott. Detta beror på att nötkreatur under vissa förhållanden kan drabbas av magnesiumbrist om de bara får föda..

Å andra sidan är det känt att magnesium (Mg) är en beståndsdel av klorofyll. Av denna anledning anses det vara ett väsentligt näringsämne från växter och används som gödningsmedel. Sättet att tillsätta magnesium till växter är som magnesia.

Denna typ av MgO kan användas i en mängd olika applikationer: keramik, avloppsvattenbehandling (som katjonadsorbent vid metallavlägsnande), lädergarvning och råmaterial för smält magnesia..

Användning av sintrad magnesia och smält magnesia

MgO har den högsta smältpunkten bland de måttliga oxiderna och är därför ett råmaterial för eldfasta tegelstenar och annan eldfast keramik. Det är det enda materialet, efter zirkoniumoxid (ZrOtvå), som tål långvarig uppvärmning över 2000 ºC.

Denna eldfasta kvalitet MgO används i stålindustrin för att tillverka skyddshöljen och utbytbara foder för utrustning som hanterar smält stål, såsom ugnar med mycket hög effekt..

Högeffektsugnar i stålindustrin. Jean-Pol GRANDMONT [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] Källa: Wikipedia Commons
På grund av deras nästan noll grad av reaktivitet är eldfasta byggmaterial baserade på sintrad magnesia också resistenta mot slagg och basiska eller neutrala gaser..

Sintrade magnesiablock har hög värmelagringskapacitet och hög värmeledningsförmåga (de leder värmen mycket bra).

Värmen som genereras av ett värmeelement överförs till magnesiablocket och dess temperatur ökar. Av denna anledning används de i heta lagringsenheter.

Det används som ett isoleringsmaterial i elvärmeindustrin relaterat till hushållsapparater. Till exempel för rörformade värmeelement för bland annat köksugnar, tvättmaskiner, kaffemaskiner, elektriska strykjärn eller radiatorer..

Andra användningar av MgO

Den höga reflekterande effekten hos MgO-kristaller i det synliga och nära UV-spektrumet har lett till att de används som reflektor i optiska instrument och som enstaka kristaller i optiska fönster och linser. Vit används också som standard.

Referenser

  1. Kirk-Othmer (1994). Encyclopedia of Chemical Technology. Volym 15. Fjärde upplagan. John Wiley & Sons.
  2. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Volym A15. Femte upplagan.
  3. Bailar, J.C.; Emeléus, H.J.; och Sir Ronald Nyholm. (1973). Omfattande oorganisk kemi. Redaktion. Pergamon Press.
  4. S. National Library of Medicine. (2019). Magnesiumoxid. Återställd från pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  5. American Elements (2019). Caustic Calcined Magnesia. Återställd från americanelements.com.
  6. Ropp, R.C. (2013). Grupp 16 (O, S, Se, Te) alkaliska jordföreningar. Magnesiumoxid. I Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds. Återställd från sciencedirect.com.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.