Magnesiumhydroxidstruktur, egenskaber, nomenklatur, anvendelser

4239
Abraham McLaughlin

Det magnesiumhydroxid er en uorganisk forbindelse, hvis kemiske formel er Mg (OH)to. I sin rene form er det et kedeligt hvidt fast stof med et amorft udseende; Men med et lille og nøjagtigt indhold af urenheder omdannes det til den krystallinske faste brucit, et mineral, der findes i visse aflejringer i naturen, og er en rig kilde til magnesium..

Det er en svag elektrolyt eller base, så dens dissociation er lav i vand. Denne ejendom gør Mg (OH)to en god surhedsneutralisator til konsum; middel, populært kendt som mælk af magnesia-suspension. Det er også et brandhæmmende middel ved at frigive vand under dets termiske nedbrydning..

Fast prøve af magnesiumhydroxid. Kilde: Chemicalinterest [Public domain]

På det øverste billede vises nogle magnesiumhydroxidfaststoffer, hvor dens uigennemsigtige hvide farve kan forstås. Jo mere krystallinske de er, de udvikler glasagtige og perleformede overflader.

Dens krystallinske struktur er ejendommelig, da den etablerer dobbeltlags sekskantede krystaller, som er lovende design til design af nye materialer. I disse lag spiller deres positive ladninger en vigtig rolle på grund af substitution af Mgto+ ved trivalente kationer, og arten begrænset mellem væggene sammensat af OH-anioner-.

På den anden side stammer andre applikationer afhængigt af morfologien for de fremstillede partikler eller nanopartikler; som katalysatorer eller adsorbenter. I dem alle holdes forholdet 1: 2 for Mg-ioner konstant.to+: OH-, afspejlet i den samme formel Mg (OH)to.

Artikelindeks

  • 1 Struktur
    • 1.1 Formel og oktaeder
    • 1.2 Dobbelt lag
    • 1.3 Morfologier
  • 2 egenskaber
    • 2.1 Fysisk udseende
    • 2.2 Molær masse
    • 2.3 Densitet
    • 2.4 Smeltepunkt
    • 2.5 Opløselighed i vand
    • 2.6 Brydningsindeks
    • 2,7 pH
    • 2.8 Varmekapacitet
  • 3 Hvor er den placeret?
  • 4 Nomenklatur
  • 5 anvendelser
    • 5.1 Neutralizer
    • 5.2 Antacida
    • 5.3 Brandhæmmende
    • 5.4 Katalysator
    • 5.5 Adsorbent
  • 6 Referencer

Struktur

Formel og oktaeder

Ioner, der udgør magnesiumhydroxid. Kilde: Claudio Pistilli [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Billedet ovenfor viser de ioner, der udgør Mg (OH)to. Som det kan ses, er der to OH-anioner- for hver Mg-kationto+, som interagerer elektrostatisk for at definere en krystal med en sekskantet struktur. Den samme formel indikerer, at forholdet Mg: OH er 1: 2.

Imidlertid er den ægte krystalstruktur lidt mere indviklet end at antage enkle Mg-ioner.to+ og OH-. Faktisk er magnesium karakteriseret ved at have et koordinationsnummer på 6, så det kan interagere med op til seks OH-.

Således dannes oktaeder Mg (OH)6, hvor iltatomer åbenbart kommer fra OH-; og krystalstrukturen hviler nu på overvejelsen af ​​sådan en oktaeder og hvordan de interagerer med hinanden.

Faktisk er enhederne Mg (OH)6 ender med at definere dobbeltlagsstrukturer, der igen er arrangeret i rummet for at stamme fra den sekskantede krystal.

Dobbelt lag

Dobbeltlagsstruktur af magnesiumhydroxid. Kilde: Smokefoot [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Det øverste billede viser magnesiumlagets dobbeltlagsstruktur: Lagdelte dobbelthydroxider). De grønne kugler repræsenterer Mg-ionerto+, som kunne erstattes af andre med en højere ladning for at generere en positiv ladning i laget.

Bemærk, at omkring hver mgto+ der er seks røde kugler forbundet til deres respektive hvide kugler; det vil sige de oktaedriske enheder Mg (OH)6. OH- fungerer som en bro for at slutte sig til to mgto+ af forskellige planer, hvilket får lagene til at være sammenflettet.

Ligeledes observeres det, at hydrogenatomer peger op og ned og primært er ansvarlige for de intermolekylære kræfter, der holder de to lag af Mg (OH) enheder sammen.6.

Neutrale molekyler (såsom alkoholer, ammoniak og nitrogen) eller endda anioner kan lægge sig mellem disse lag, afhængigt af hvor positive de er (hvis der er Al-ioner3+ o Tro3+ erstatter Mgto+). “Fyldstoffet” af disse arter er begrænset af overfladerne sammensat af OH-anionerne-.

Morfologier

Dobbeltlags, sekskantet glas vokser langsomt eller hurtigt. Det hele afhænger af syntese- eller præparationsparametrene: temperatur, molforhold, omrøring, opløsningsmidler, reagenser som kilde til magnesium, baser eller udfældningsmidler osv. Når krystallen vokser, definerer den mikrostrukturen eller morfologien i dens nanopartikler eller aggregater.

Således kan disse nanopartikler have blomkållignende plade, blodplader eller kuglelignende morfologier. Ligeledes kan fordelingen af ​​deres størrelser ændre sig, ligesom graden af ​​porøsitet af de resulterende faste stoffer kan ændre sig..

Ejendomme

Fysisk fremtoning

Det er et hvidt, kornet eller pulveriseret fast stof og lugtfri.

Molar masse

58,3197 g / mol.

Massefylde

3,47 g / ml.

Smeltepunkt

350 ° C Ved denne temperatur nedbrydes det til oxid ved at frigive vandmolekylerne indeholdt i dets krystaller:

Mg (OH)to(s) => MgO (s) + HtoO (g)

Vandopløselighed

0,004 g / 100 ml ved 100 ° C; det vil sige, at det næsten ikke opløses i kogende vand, hvilket gør det til en uopløselig forbindelse i vand. Når pH imidlertid falder (eller surhedsgraden øges), øges dets opløselighed på grund af dannelsen af ​​det vandige kompleks Mg (OHto)6.

På den anden side, hvis Mg (OH)to har absorberet COto, frigiver tilbageholdt gas som brusning, når den opløses i et surt medium.

Brydningsindeks

1.559

pH

En vandig suspension deraf har en pH-værdi, der varierer mellem 9,5 og 10,5. Selvom disse værdier er normale, afspejler det dets lave basalitet sammenlignet med andre metalhydroxider (såsom NaOH).

Varmekapacitet

77,03 J / mol K

Hvor er det placeret?

Pastelblå glaslegulkrystal af mineralbrucit. Kilde: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0 [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Magnesiumhydroxid kan findes i naturen som mineralbrucit, som er kendetegnet ved sin gennemsigtige hvide farve med grønne eller blålige toner afhængigt af urenhederne. Ligeledes er brucit en del af nogle ler, såsom chlorit, da det er klemt mellem lagene af silicater, forbundet med metalioner..

I brucite er der andre ioner ud over Mgto+, ligesom Al3+, Tro3+, Znto+ og Mnto+. Dens malm kan findes i forskellige regioner eller søer i Skotland, Canada, Italien og USA..

Fysisk ligner dets krystaller smeltet glas (øverste billede) med hvide, grålige, blålige eller grønlige farver og gennemsigtige i sjældne prøver.

Dette mineral er en af ​​de onder, der påvirker cement og beton, da det har tendens til at ekspandere og forårsage brud i dem. Det absorberer dog ikke COto, så dets kalcinering bidrager ikke til drivhuseffekten, og det er derfor en passende mineralogisk kilde (og den rigeste) at opnå magnesium ud over havvand.

Nomenklatur

Mg (OH)to Det har op til tre IUPAC-accepterede navne (uden for mineralogi eller medicin). Disse er meget lig hinanden, da den måde, de ender på, næppe varierer..

For eksempel svarer 'magnesiumhydroxid' til sit navn i henhold til stamnomenklaturen og udelader (II) i slutningen, fordi +2 næsten som standard er den eneste oxidationstilstand for magnesium.

'Magnesium dihydroxid', der angiver antallet af OH-ioner med det græske tællerpræfiks- angivet i formlen i henhold til den systematiske nomenklatur. Og 'magnesiumhydroxid', der slutter med suffikset -ico for at være den maksimale og "eneste" oxidationstilstand for magnesium ifølge den traditionelle nomenklatur..

De andre navne, såsom brucit eller mælkemagnesia, selvom de er direkte beslægtede med denne forbindelse, er det ikke tilrådeligt at henvise til det, når det kommer til dets reneste faste stof eller som en uorganisk forbindelse (reagens, råmateriale osv.).

Ansøgninger

Neutralisator

Mg (OH)to Det skylder sin lave opløselighed i vand, at det er en fremragende surhedsneutralisator; ellers ville det basere mediet ved at tilvejebringe store koncentrationer af OH-ioner-, ligesom andre baser gør (stærke elektrolytter).

Således Mg (OH)to frigiver næppe OH-, under reaktion med H-ioner3ELLER+ til dannelse af det vandige kompleks af magnesium, som også er nævnt ovenfor. Da det er i stand til at neutralisere surheden i vandige medier, er det beregnet til behandling af spildevand.

Det er også et tilsætningsstof til mad, gødning og visse produkter til personlig hygiejne, såsom tandpasta, da det reducerer deres surhed..

Antacida

Da det er let opløseligt i vand, kan det indtages uden at risikere virkningen af ​​dets OH-ioner- (adskiller sig meget lidt som en svag elektrolyt).

Denne egenskab, knyttet til underafsnittet ovenfor, gør det til et antacida til behandling af halsbrand, gastrointestinale sygdomme, fordøjelsesbesvær og forstoppelse, der sælges under formlen magnesia mælk.

På den anden side hjælper magnesia mælk også med at bekæmpe irriterende kræft sår (de hvide og røde sår, der vises i munden).

Brandhæmmende

I egenskabssektionen blev det nævnt, at Mg (OH)to nedbrydes frigivende vand. Præcis hjælper dette vand med at stoppe flammens fremskridt, da de absorberer varme for at fordampe, og dampene fortynder igen de brændbare eller brandfarlige gasser.

Brucitmineral anvendes normalt industrielt til dette formål, bestemt til fyldstof i visse materialer, såsom plast af forskellige polymerer (PVC, harpikser, gummier), kabler eller lofter..

Katalysator

Mg (OH)to syntetiseret som nanoplader, det har vist sig at være effektiv til at katalysere kemiske reduktioner; for eksempel den for 4-nitrophenol (Ph-NOtotil 4-aminophenol (Ph-NHto). De har også antibakteriel aktivitet, så den kunne bruges som et terapeutisk middel..

Absorberende

Nogle faste stoffer af Mg (OH)to de kan være ret porøse afhængigt af fremgangsmåden til deres fremstilling. Derfor finder de anvendelse som adsorbenter.

I vandige opløsninger kan de adsorbere (på deres overflader) farvestofmolekylerne og klargøre vandet. For eksempel er de i stand til at adsorbere indigokarminfarvestoffet, der er til stede i vandstrømme..

Referencer

  1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi. (Fjerde udgave). Mc Graw Hill.
  2. Wikipedia. (2019). Magnesiumhydroxid. Gendannet fra: en.wikipedia.org
  3. National Center for Biotechnology Information. (2019). Magnesiumhydroxid. PubChem-database. CID = 14791. Gendannet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Amethyst Gallerier. (2014). Mineralbrucitten. Gendannet fra: galleries.com
  5. Henrist et al. (2003). Morfologisk undersøgelse af magnesiumhydroxid nanopartikler
  6. udfældes i fortyndet vandig opløsning. Journal of Crystal Growth 249, 321-330.
  7. Saba J., Shanza R. K., Muhammad R. S. (2018). Syntese og strukturanalyse af mesoporøs magnesiumhydroxid nanopartikler som effektiv katalysator.
  8. Thimmasandra Narayan Ramesh og Vani Pavagada Sreenivasa. (2015). Fjernelse af Indigo Carmine Dye fra vandig opløsning ved anvendelse af magnesiumhydroxid som adsorberende middel. Journal of Materials, bind. 2015, artikel-ID 753057, 10 sider. doi.org/10.1155/2015/753057

Endnu ingen kommentarer