Det magnesium Det er et jordalkalimetal, der hører til gruppe 2 i det periodiske system. Dens atomnummer er 12, og det er repræsenteret af det kemiske symbol Mg. Det er det ottende mest forekommende element i jordskorpen, ca. 2,5% af det.
Dette metal findes, ligesom dets kongenere og alkalimetaller, ikke i naturen i sin oprindelige tilstand, men kombineres med andre grundstoffer for at danne adskillige forbindelser, der findes i klipper, havvand og saltvand..
Magnesium er en del af mineraler såsom dolomit (calcium og magnesiumcarbonat), magnesit (magnesiumcarbonat), carnalit (magnesium og kaliumchloridhexahydrat), brucit (magnesiumhydroxid) og i silicater såsom talkum og olivin.
Dens rigeste naturlige kilde til dens udvidelse er havet, der har en overflod på 0,13%, selvom Great Salt Lake (1,1%) og Det Døde Hav (3,4%) har en højere koncentration af magnesium. Der er saltlage med et højt indhold af det, som koncentreres ved fordampning.
Navnet magnesium stammer sandsynligvis fra magnesit, der findes i Magnesia, i regionen Thessalien, det antikke Grækenland. Selvom det er blevet påpeget, at magnetit og mangan blev fundet i samme region.
Magnesium reagerer stærkt med ilt ved temperaturer over 645 ° C. I mellemtiden brænder magnesiumpulver i tør luft og udsender et intens hvidt lys. Af denne grund blev det brugt som lyskilde i fotografering. I øjeblikket bruges denne ejendom stadig i pyroteknik.
Det er et væsentligt element for levende væsener. Det er kendt at være en cofaktor for mere end 300 enzymer, herunder flere glycolyseenzymer. Dette er en vital proces for levende væsener på grund af dets forhold til produktionen af ATP, den vigtigste kilde til cellulær energi..
Ligeledes er det en del af et kompleks svarende til hæmoglobingruppen, der findes i klorofyl. Dette er et pigment, der deltager i realiseringen af fotosyntese.
Artikelindeks
Joseph Black, en skotsk kemiker, anerkendte det i 1755 som et element og demonstrerede eksperimentelt, at det var forskelligt fra calcium, et metal, som de forvekslede det med..
I denne henseende skrev Black: "Vi ser allerede ved eksperiment, at magnesia alba (magnesiumcarbonat) er en forbindelse af en ejendommelig jord og fast luft".
I 1808 formåede Sir Humprey Davy at isolere det ved hjælp af elektrolyse til at producere en sammensmeltning af magnesium og kviksølv. Det gjorde det ved at elektrolyse dets våde sulfatsalt ved hjælp af kviksølv som katoden. Derefter fordampede det kviksølv fra malgam ved opvarmning og efterlod magnesiumresten.
A. Bussy, en fransk videnskabsmand, formåede at producere det første metalliske magnesium i 1833. For at gøre dette producerede Bussy reduktionen af smeltet magnesiumchlorid med metallisk kalium.
I 1833 brugte den britiske videnskabsmand Michael Faraday for første gang elektrolyse af magnesiumchlorid til isolering af dette metal..
I 1886 brugte det tyske firma Aluminium und Magnesiumfabrik Hemelingen elektrolyse af carnalit (MgCltoKCl 6HtoO) smeltet til dannelse af magnesium.
Hemelingen, tilknyttet Farbe Industrial Complex (IG Farben), lykkedes at udvikle en teknik til at producere store mængder smeltet magnesiumchlorid til elektrolyse til produktion af magnesium og klor..
Under Anden Verdenskrig begyndte Dow Chemical Company (USA) og Magnesium Elektron LTD (UK) den elektrolytiske reduktion af havvand; pumpet fra Galveston Bay, Texas og i Nordsøen til Hartlepool, England, til magnesiumproduktion.
Samtidig skaber Ontario (Canada) en teknik til at producere den baseret på L. M. Pidgeons proces. Teknikken består af termisk reduktion af magnesiumoxid med silikater i eksternt affyrede retorter..
Magnesium krystalliserer i en kompakt sekskantet struktur, hvor hvert af dets atomer er omgivet af tolv naboer. Dette gør det mere tæt end andre metaller, såsom lithium eller natrium..
Dens elektronkonfiguration er [Ne] 3sto, med to valenselektroner og ti indre skalelektroner. Ved at have en ekstra elektron sammenlignet med natrium bliver dens metalliske binding stærkere.
Dette skyldes, at atomet er mindre, og dets kerne har endnu en proton; derfor udøver de en større tiltrækningseffekt på elektronerne i nærliggende atomer, som kontraherer afstandene imellem dem. Da der er to elektroner, er det resulterende 3s-bånd fuldt, og det er i stand til at føle endnu mere tiltrækningen af kernerne.
Derefter ender Mg-atomerne med at lægge en tæt sekskantet krystal med en stærk metallisk binding. Dette forklarer dets smeltepunkt meget højere (650 ºC) end natrium (98 ºC).
Alle 3-orbitalerne i alle atomer og deres tolv naboer overlapper i alle retninger inden for krystallen, og de to elektroner forlader, når to andre kommer; så videre, uden at Mg-kationerne kan stammeto+.
Magnesium kan miste to elektroner, når det danner forbindelser og bliver Mg-kationen.to+, som er isoelektronisk til ædlegasneonet. Når man overvejer dets tilstedeværelse i en hvilken som helst forbindelse, er oxidationsantalet af magnesium +2.
På den anden side, og selvom det er mindre almindeligt, kan Mg-kationen dannes+, som kun har mistet en af sine to elektroner og er isoelektronisk over for natrium. Når dets antagelse i en forbindelse antages, siges magnesium at have et oxidationsnummer på +1.
Strålende hvidt fast stof i ren tilstand, inden det oxideres eller reagerer med fugtig luft.
24,304 g / mol.
650 ºC.
1.091 ºC.
1.738 g / cm3 ved stuetemperatur. Og 1.584 g / cm3 ved smeltetemperatur; Med andre ord er den flydende fase mindre tæt end den faste fase, som det er tilfældet med langt de fleste forbindelser eller stoffer..
848 kJ / mol.
128 kJ / mol.
24,869 J / (mol K).
Ved 701 K: 1 Pa; Dvs. dens damptryk er meget lavt.
1.31 på Pauling-skalaen.
Første ioniseringsniveau: 1.737,2 kJ / mol (Mg+ gasformig)
Andet ioniseringsniveau: 1.450,7 kJ / mol (Mgto+ gasformig og kræver mindre energi)
Tredje ioniseringsniveau: 7.732,7 kJ / mol (Mg3+ gasformig og kræver en masse energi).
Kl. 160.
141 ± 17 pm
13,97 cm3/ mol.
24,8 µm / m K ved 25 ºC.
156 W / m K.
43,9 nΩ · m ved 20 ºC.
22,4 × 106 S cm3.
2,5 på Mohs-skalaen.
Metallisk magnesium har ingen andre navngivne navne. Dens forbindelser, da de fleste af dem anses for at have et oxidationsnummer på +2, nævnes ved anvendelse af stamnomenklaturen uden behov for at udtrykke antallet i parentes..
For eksempel er MgO magnesiumoxid og ikke magnesium (II) oxid. Ifølge den systematiske nomenklatur er den tidligere forbindelse: magnesiummonoxid og ikke monomagnesiummonoxid.
På siden af den traditionelle nomenklatur sker det samme med stamnomenklaturen: navnene på forbindelserne ender på samme måde; det vil sige med suffikset -ico. Således er MgO magnesiumoxid ifølge denne nomenklatur.
Ellers kan de andre forbindelser måske eller ikke have almindelige eller mineralogiske navne eller bestå af organiske molekyler (organomagnesiumforbindelser), hvis nomenklatur afhænger af den molekylære struktur og alkyl (R) eller aryl (Ar) substituenter..
Med hensyn til organomagnesiumforbindelser er næsten alle Grignard-reagenser med den generelle formel RMgX. For eksempel BrMgCH3 er methylmagnesiumbromid. Bemærk, at nomenklaturen ikke virker så kompliceret i en første kontakt .
Magnesium bruges i legeringer, fordi det er let metal, der hovedsagelig bruges i legeringer med aluminium, hvilket forbedrer de mekaniske egenskaber ved dette metal. Det er også blevet brugt i legeringer med jern.
Imidlertid er dets anvendelse i legeringer faldet på grund af dens tendens til at korrodere ved høje temperaturer..
På grund af dets reaktivitet findes den ikke i jordskorpen i en naturlig eller elementær form. Det er snarere en del af adskillige kemiske forbindelser, som igen er placeret i omkring 60 kendte mineraler..
Blandt de mest almindelige mineraler af magnesium er:
-Dolomit, et carbonat af calcium og magnesium, MgCO3·Tyv3
-Magnesit, et magnesiumcarbonat, CaCO3
-Brucite, et magnesiumhydroxid, Mg (OH)to
-carnalite, et magnesiumkaliumchlorid, MgCltoKClHtoELLER.
Det kan også være i form af andre mineraler såsom:
-Kieserite, et magnesiumsulfat, MgSO4HtoELLER
-Forsterit, et magnesiumsilicat, MgSiO4
-Krysotil eller asbest, andet magnesiumsilicat, Mg3JatoELLER5(OH)4
-Talk, Mg3Ja14ELLER110(OH)to.
Magnesium findes i naturen som en kombination af tre naturlige isotoper: 24Mg, med 79% overflod; 25Mg, med 11% overflod; og 26Mg, med 10% overflod. Derudover er der 19 kunstige radioaktive isotoper.
Magnesium er et essentielt element for alle levende ting. Mennesker har et dagligt indtag på 300 - 400 mg magnesium. Dens kropsindhold er mellem 22 og 26 g hos et voksen menneske, hovedsageligt koncentreret i knogleskelet (60%).
Glykolyse er en sekvens af reaktioner, hvor glucose omdannes til pyruvinsyre med en nettoproduktion af 2 ATP-molekyler. Pyruvat-kinase, hexokinase og phosphofruct-kinase er enzymer, blandt andre glykolyse, der bruger Mg som en aktivator.
DNA består af to nukleotidkæder, der har negativt ladede phosphatgrupper i deres struktur; derfor gennemgår DNA-strengene elektrostatisk frastødning. Na-ioner+, K+ og Mgto+, neutralisere negative ladninger og forhindre dissociation af kæder.
ATP-molekylet har phosphatgrupper med negativt ladede iltatomer. En elektrisk frastødning forekommer mellem tilstødende iltatomer, der kunne spalte ATP-molekylet.
Dette sker ikke, fordi magnesium interagerer med tilstødende iltatomer og danner et chelat. ATP-Mg siges at være den aktive form for ATP.
Magnesium er afgørende for fotosyntese, en central proces i planternes brug af energi. Det er en del af klorofylen, som i dets indre viser en struktur, der ligner hæmoglobins hæmgruppe; men med et magnesiumatom i midten i stedet for et jernatom.
Klorofyl absorberer lysenergi og bruger den til fotosyntese til at omdanne kuldioxid og vand til glukose og ilt. Glukose og ilt anvendes efterfølgende til energiproduktion.
Et fald i plasmamagnesiumkoncentrationen er forbundet med muskelspasmer; hjerte-kar-sygdomme, såsom hypertension; diabetes, osteoporose og andre sygdomme.
Magnesiumionen er involveret i reguleringen af funktionen af calciumkanaler i nerveceller. Ved høje koncentrationer blokerer det calciumkanalen. Tværtimod frembringer et fald i calcium en aktivering af nerven ved at lade calcium komme ind i cellerne.
Dette ville forklare krampe og sammentrækning af muskelceller i væggene i større blodkar..
Magnesium findes ikke i naturen i en grundlæggende tilstand, men er en del af ca. 60 mineraler og adskillige forbindelser, der ligger i havet, klipper og saltlage.
Havet har en magnesiumkoncentration på 0,13%. På grund af sin størrelse er havet verdens største magnesiumreservoir. Andre magnesiumreservoirer er Great Salt Lake (USA) med en magnesiumkoncentration på 1,1% og Det Døde Hav med en koncentration på 3,4%.
Magnesiummineraler, dolomit og magnesit, ekstraheres fra dets årer ved hjælp af traditionelle minedriftsmetoder. I mellemtiden anvendes der i karnalitopløsninger, der gør det muligt for de andre salte at stige til overfladen, hvilket holder karnalitten i baggrunden..
Magnesiumholdige saltopløsninger koncentreres i damme ved hjælp af solvarme.
Magnesium opnås ved to metoder: elektrolyse og termisk reduktion (Pidgeon-processen).
Smeltede salte indeholdende enten vandfrit magnesiumchlorid, delvist dehydreret vandfrit magnesiumchlorid eller det mineraliserede vandfrie carnalit anvendes i elektrolyseprocesserne. Under nogle omstændigheder anvendes den kunstige til at undgå forurening af den naturlige carnalit..
Magnesiumchlorid kan også opnås ved at følge proceduren designet af Dow-firmaet. Vandet blandes i en flokkulator med mineralet let calcineret dolomit.
Magnesiumchloridet, der er til stede i blandingen, omdannes til Mg (OH)to ved tilsætning af calciumhydroxid ifølge følgende reaktion:
MgClto + Ca (OH)to → Mg (OH)to + CaClto
Magnesiumhydroxidudfældningerne behandles med saltsyre, hvorved man producerer magnesiumchlorid og vand ifølge den skitserede kemiske reaktion:
Mg (OH)to + 2 HCI → MgClto + 2 timertoELLER
Derefter udsættes magnesiumchloridet for en dehydratiseringsproces, indtil det når 25% hydrering, hvorved dehydrering er afsluttet under smeltningsprocessen. Elektrolysen udføres ved en temperatur, der varierer mellem 680 og 750 ºC..
MgClto → Mg + Clto
Diatomisk klor dannes ved anoden, og smeltet magnesium flyder til toppen af saltene, hvor det opsamles..
Reaktionen finder sted ved en temperatur på 1200 ºC og et lavt tryk på 13 Pa. Magnesiumkrystallerne fjernes fra kondensatorerne. Den producerede slagge opsamles fra bunden af retorterne.
2 CaO + 2 MgO + Si → 2 Mg (gas) + CatoJa4 (menneskeligt affald)
Calcium og magnesiumoxider produceres ved calcinering af calcium og magnesiumcarbonater til stede i dolomit.
Magnesium reagerer kraftigt med syrer, især oxacider. Dens reaktion med salpetersyre producerer magnesiumnitrat, Mg (NO3)to. Tilsvarende reagerer det med saltsyre for at producere magnesiumchlorid og hydrogengas..
Magnesium reagerer ikke med baser, såsom natriumhydroxid. Ved stuetemperatur er det dækket med et lag af magnesiumoxid, uopløseligt i vand, der beskytter det mod korrosion.
Det danner kemiske forbindelser, blandt andre grundstoffer, med klor, ilt, nitrogen og svovl. Det er meget reaktivt med ilt ved høje temperaturer.
Magnesiumlegeringer er blevet brugt i fly og biler. Sidstnævnte har som et krav til kontrol af forurenende gasemissioner en reduktion i vægten af motorkøretøjer.
Magnesiumapplikationer er baseret på dens lave vægt, høje styrke og lette at fremstille legeringer. Anvendelserne inkluderer håndværktøj, sportsudstyr, kameraer, husholdningsapparater, bagagerammer, bildele, genstande til luftfartsindustrien.
Magnesiumlegeringer anvendes også til fremstilling af fly, raketter og rumsatellitter såvel som til fotoætsning til fremstilling af en hurtig og kontrolleret gravering..
Magnesium tilsættes i små mængder til støbt hvidt jern, hvilket forbedrer dets styrke og smidighed. Derudover injiceres magnesium blandet med kalk i flydende højovnsjern, hvilket forbedrer stålets mekaniske egenskaber..
Magnesium er involveret i produktionen af titanium, uran og hafnium. Fungerer som et reduktionsmiddel på titantetrachlorid i Kroll-processen for at stamme titanium.
Magnesium bruges i en tør celle, der fungerer som anoden og sølvchlorid som katoden. Når magnesium kommer i elektrisk kontakt med stål i nærværelse af vand, korroderer det ofre og efterlader stålet intakt..
Denne type stålbeskyttelse findes i skibe, lagertanke, vandvarmere, brokonstruktioner osv..
Magnesium i pulverform eller strimmelform forbrænder og udsender et meget intens hvidt lys. Denne ejendom er blevet brugt i militær pyroteknik til at producere brande eller belysning af blusser..
Dens findelte faste stof er blevet brugt som brændstofkomponent, især i faste raketdrivmidler..
Det bruges som varmeisolator til kedler og rør. Da det er hygroskopisk og opløseligt i vand, bruges det til at forhindre almindeligt salt i at komprimere i saltrystere og ikke flyde ordentligt under madkrydderier..
Det kan anvendes som et brandhæmmende middel. Opløst i vand danner den den velkendte mælk af magnesia, en hvidlig suspension, der er blevet brugt som et antacida og afføringsmiddel..
Det bruges til fremstilling af højstyrke gulvcement samt et additiv til fremstilling af tekstiler. Derudover bruges det som flokkuleringsmiddel i sojamælk til produktion af tofu..
Det bruges til fremstilling af ildfaste mursten til at modstå høje temperaturer og som en termisk og elektrisk isolator. Det bruges også som afføringsmiddel og antacida.
Det bruges industrielt til fremstilling af cement og gødning, garvning og farvning. Det er også et tørremiddel. Epsom salt, MgSO47HtoEller det bruges som et udrensningsmiddel.
Det tages som den mindste hårdhedsstandard (1) på Mohs-skalaen. Det fungerer som fyldstof ved fremstilling af papir og pap samt forhindrer irritation og hydrering af huden. Det bruges til fremstilling af varmebestandige materialer og som base for mange pulvere, der anvendes i kosmetik.
Det er blevet brugt som varmeisolator og i byggebranchen til fremstilling af lofter. I øjeblikket bruges det ikke på grund af dets lungekræftfibre.
Endnu ingen kommentarer