Magnezij u svom najčišćem obliku. Magnezij je važan metal za industriju i ljudski život

Mg magnezija

MAGNEZIJ(lat. Magnesium), Mg (čitaj "magnezij"), kemijski element IIA skupine treće periode Mendeljejeva periodnog sustava, atomski broj 12, atomska masa 24,305. Prirodni magnezij sastoji se od tri stabilna nuklida: 24 Mg (78,60% mase), 25 Mg (10,11%) i 26 Mg (11,29%). Elektronska konfiguracija neutralnog atoma je 1s 2 2s 2 p 6 3s 2, prema kojoj je magnezij u stabilnim spojevima dvovalentan (oksidacijsko stanje +2). Jednostavna tvar magnezij je lagani, srebrno-bijeli sjajni metal.

Fizička i kemijska svojstva: metalni magnezij ima heksagonalnu kristalnu rešetku. Talište 650°C, vrelište 1105°C, gustoća 1,74 g/cm 3 (magnezij je vrlo lak metal, lakši su samo kalcij i alkalijski metali). Standardni elektrodni potencijal magnezija Mg / Mg 2+ je 2,37 V. U nizu standardnih potencijala nalazi se iza natrija ispred aluminija.

Površina magnezija prekrivena je gustim filmom MgO oksida, koji u normalnim uvjetima pouzdano štiti metal od daljnjeg uništenja. Tek kad se metal zagrije na temperaturu iznad oko 600°C, zapali se na zraku. Magnezij gori uz emisiju jake svjetlosti, spektralnog sastava bliskog sunčevom. Stoga su u prošlosti fotografi pri slabom svjetlu snimali u svjetlu goruće magnezijske trake. Kada se magnezij spali na zraku, nastaje rahli bijeli prah magnezijevog oksida MgO:

2Mg + O 2 \u003d 2MgO.

Istovremeno s oksidom nastaje i magnezijev nitrid Mg 3 N 2:

3Mg + N 2 \u003d Mg 3 N 2.

Magnezij ne reagira s hladnom vodom (ili, točnije, reagira, ali izuzetno sporo), ali stupa u interakciju s vrućom vodom, pri čemu nastaje rahli bijeli talog magnezijevog hidroksida Mg (OH) 2:

Mg + 2H 2 O \u003d Mg (OH) 2 + H 2.

Ako se traka magnezija zapali i spusti u čašu vode, gorenje metala se nastavlja. U tom slučaju, vodik koji se oslobađa tijekom interakcije magnezija s vodom odmah se zapali u zraku. Izgaranje magnezija nastavlja se u atmosferi ugljičnog dioksida:

2Mg + CO 2 \u003d 2MgO + C.

Sposobnost magnezija da gori iu vodi iu atmosferi ugljičnog dioksida značajno otežava gašenje požara u kojima gore konstrukcije od magnezija ili njegovih legura.

Magnezijev oksid MgO je bijeli trošni prah koji ne reagira s vodom. Nekad se zvao spaljeni magnezit ili samo magnezik. Ovaj oksid ima bazična svojstva, reagira s različitim kiselinama, na primjer:

MgO + 2HNO 3 \u003d Mg (NO 3) 2 + H 2 O.

Baza Mg (OH) 2 koja odgovara ovom oksidu je srednje jakosti, ali praktički netopljiva u vodi. Može se dobiti, na primjer, dodavanjem lužine u otopinu bilo koje magnezijeve soli:

2NaOH + MgSO 4 \u003d Mg (OH) 2 + Na 2 SO 4.

Budući da magnezijev oksid MgO ne stvara alkalije u interakciji s vodom, a magnezijeva baza Mg (OH) 2 nema alkalna svojstva, magnezij, za razliku od svojih "drugova" kalcija, stroncija i barija, ne pripada broju zemnoalkalnih metali.

Metalni magnezij na sobnoj temperaturi reagira s halogenima, na primjer, s bromom:

Mg + Br 2 \u003d MgBr 2.

Kada se zagrijava, magnezij reagira sa sumporom, dajući magnezijev sulfid:

Ako se smjesa magnezija i koksa kalcinira u inertnoj atmosferi, tada nastaje magnezijev karbid sastava Mg 2 C 3 (treba napomenuti da najbliži susjed magnezija u skupini kalcija tvori karbid sastava CaC 2 ispod slični uvjeti). Kad se magnezijev karbid razgradi s vodom, nastaje acetilenski homolog propin C3H4:

Mg 2 C 3 + 4 H 2 O \u003d 2 Mg (OH) 2 + C 3 H 4.

Stoga se Mg 2 C 3 može nazvati magnezijev propilen.

Ponašanje magnezija ima sličnosti s ponašanjem alkalijskog metala litija (primjer dijagonalne sličnosti elemenata u periodnom sustavu). Dakle, magnezij, poput litija, reagira s dušikom (reakcija magnezija s dušikom događa se pri zagrijavanju), što rezultira stvaranjem magnezijevog nitrida:

3Mg + N 2 \u003d Mg 3 N 2.

Kao i litijev nitrid, magnezijev nitrid lako se razgrađuje vodom:

Mg3N2 + 6H2O \u003d 3Mg (OH)2 + 2NH3.

Magnezij je također sličan litiju po tome što su njegov karbonat MgCO 3 i fosfat Mg 3 (PO 4) 2 slabo topljivi u vodi, kao i odgovarajuće litijeve soli.

Magnezij je sličan kalciju po tome što prisutnost topivih bikarbonata ovih elemenata u vodi određuje tvrdoću vode. Kao i kod kalcijevog bikarbonata, tvrdoća uzrokovana magnezijevim bikarbonatom Mg(HCO 3) 2 je privremena. Pri vrenju se magnezijev bikarbonat Mg (HCO 3) 2 razgrađuje i njegov glavni karbonat magnezijev hidroksokarbonat (MgOH) 2 CO 3 precipitira:

2Mg (HCO 3) 2 \u003d (MgOH) 2 CO 3 + 3CO 2 + H 2 O.

Magnezijev perklorat Mg(ClO 4) 2 još uvijek ima praktičnu primjenu, koji snažno komunicira s vodenom parom, dobro sušivim zrakom ili drugim plinom koji prolazi kroz njegov sloj. U tom slučaju nastaje jak kristalni hidrat Mg(ClO 4) 2 ·6H 2 O. Ova se tvar može ponovno dehidrirati zagrijavanjem u vakuumu na temperaturi od oko 300°C. Magnezijev perklorat dobio je naziv "anhidron" zbog svojih svojstava sušenja.

Od velike važnosti u organskoj kemiji su organomagnezijevi spojevi koji sadrže MgC vezu. Posebno važnu ulogu među njima ima tzv. Grignardov reagens, magnezijev spoj opće formule RMgHal, gdje je R organski radikal, a Hal = Cl, Br ili I. Ovi spojevi nastaju u eterskim otopinama interakcije magnezija i odgovarajućeg organskog halida RHal i koriste se za najrazličitije sinteze.

Povijest otvaranja: spojevi magnezija već su dugo poznati čovjeku. Latinski naziv elementa dolazi od naziva drevnog grada Magnezije u Maloj Aziji, u čijoj se blizini nalaze nalazišta minerala magnezita. Metalni magnezij prvi je dobio 1808. godine engleski kemičar G. Davy. Kao i u slučaju drugih aktivnih metala natrija, kalija, kalcija, Davy je elektrolizom dobio metalni magnezij. Podvrgnuo je elektrolizi navlaženu smjesu bijelog magnezijevog oksida (njegov sastav je, očito, uključivao magnezijev oksid MgO i magnezijev hidroksid Mg (OH) 2) i živin oksid HgO. Kao rezultat toga, Davy je dobio amalgam, slitinu novog metala sa živom. Nakon destilacije žive ostao je prah novog metala koji je Davy nazvao magnezijem.

Magnezij Davy je bio prilično prljav, čisti metalni magnezij prvi je put dobio 1828. godine francuski kemičar A. Bussy.

Nalaz u prirodi: magnezij jedan od deset najčešćih elemenata zemljine kore (8. mjesto). Sadrži 2,35% magnezija po težini. Zbog visoke kemijske aktivnosti, magnezij se ne javlja u slobodnom obliku, već ulazi u sastav mnogih minerala – silikata, aluminosilikata, karbonata, klorida, sulfata itd. Tako magnezij sadrži široko rasprostranjene silikate olivin (Mg, Fe) 2 i serpentin Mg 6 (OH) 8 . Od velikog praktičnog značaja su minerali koji sadrže magnezij kao što su azbest, magnezit, dolomit MgCO 3 CaCO 3, bišofit MgCl 2 6H 2 O, karnalit KCl MgCl 2 6H 2 O, epsomit MgSO 4 7H 2 O, kainit KCl MgSO 4 3H 2 O , astrahanit Na 2 SO 4 MgSO 4 4H 2 O itd. Magnezij se nalazi u morskoj vodi (4% Mg u suhom ostatku), u prirodnim slanicama iu mnogim podzemnim vodama.

Priznanica: uobičajena industrijska metoda za dobivanje metalnog magnezija je elektroliza taline smjese bezvodnih magnezijevih klorida MgCl 2 , natrijeva NaCl i kalijeva KCl. U ovoj talini magnezijev klorid prolazi kroz elektrokemijsku redukciju:

MgCl 2 (elektroliza) \u003d Mg + Cl 2.

Rastaljeni metal se povremeno uzima iz kupelji elektrolize i dodaju mu se nove količine sirovina koje sadrže magnezij. Budući da tako dobiveni magnezij sadrži relativno veliku količinu - oko 0,1% nečistoća, po potrebi se "sirovi" magnezij podvrgava dodatnom pročišćavanju. U tu svrhu koristi se elektrolitička rafinacija, ponovno taljenje u vakuumu s posebnim dodacima - fluksima koji "oduzimaju" nečistoće s magnezija ili destilacija (sublimacija) metala u vakuumu. Čistoća rafiniranog magnezija doseže 99,999% i više.

Razvijena je i druga metoda dobivanja magnezija - toplinska. U ovom slučaju, koks se koristi za redukciju magnezijevog oksida na visokoj temperaturi:

MgO + C = Mg + CO

ili silicij. Upotreba silicija omogućuje dobivanje magnezija iz sirovina kao što je CaCO 3 ·MgCO 3 dolomit bez prethodnog odvajanja magnezija i kalcija. Uz sudjelovanje dolomita dolazi do reakcija:

CaCO 3 MgCO 3 \u003d CaO + MgO + 2CO 2,

2MgO + 2CaO + Si = Ca 2 SiO 4 + 2Mg.

Prednost toplinskog postupka je što omogućuje dobivanje magnezija veće čistoće. Za dobivanje magnezija koriste se ne samo mineralne sirovine, već i morska voda.

Primjena: najveći dio iskopanog magnezija koristi se za proizvodnju raznih lakih magnezijevih legura. Sastav ovih legura, osim magnezija, uključuje, u pravilu, aluminij, cink, cirkonij. Takve legure su dovoljno jake i koriste se u konstrukciji zrakoplova, izradi instrumenata iu druge svrhe.

Visoka kemijska aktivnost metalnog magnezija omogućuje njegovu upotrebu u toplinskoj proizvodnji magnezija metala kao što su titan, cirkonij, vanadij, uran itd. U ovom slučaju magnezij reagira s oksidom ili fluoridom dobivenog metala, na primjer .

Prevladavajuća industrijska metoda za dobivanje magnezija je elektroliza taline smjese MgCl 2

MgCl 2 Mg 2+ 2Cl -

Mg 2+ +2e Mg 0 2Cl - -2e Cl 2 0

2MgCl 2 2Mg+ 2Cl 2

topiti

u bezvodnom MgCl2, KCl, NaCl. Za dobivanje taline koristi se dehidrirani karnalit ili bimofit, kao i MgCl 2 dobiven kloriranjem MgO ili kao otpad u proizvodnji Ti.

Temperatura elektrolize 700-720 o C, grafitne anode, čelične katode. Sadržaj MgCl 2 u talini je 5-8%, uz smanjenje koncentracije na 4%, smanjuje se proizvodnja magnezija strujom, s povećanjem koncentracije MgCl 2 iznad 8%, povećava se potrošnja električne energije. Kako bi se osigurao optimalan sadržaj MgCl 2 povremeno se izdvaja dio istrošenog elektrolita i dodaje svježi karnalit ili MgCl 2 . Tekući magnezij ispliva na površinu elektrolita, odakle se uzima vakuumskom kutlačom. Ekstrahirani sirovi magnezij sadrži 0,1% nečistoća. Da bi se uklonile nemetalne nečistoće, magnezij se topi s fluksima - kloridima ili fluoridima K, Ba, Na, Mg. Dubinsko čišćenje provodi se vakuumskom destilacijom, zonskim taljenjem, elektrolitičkom rafinacijom. Rezultat je magnezij čistoće 99,999%.

Osim magnezija, elektrolizom nastaje i Cl 2 . U termičkim metodama dobivanja magnezija kao sirovina se koristi magnezit ili dolomit iz kojih se kalcinacijom dobiva MgO. 2Mg+O 2 = 2MgO. U retortnim ili rotacijskim pećima s grijačima od grafita ili ugljena, oksid se reducira u metal silicijem (silikonotermalna metoda) ili CaC 2 (karbidna termička metoda) na 1280-1300 °C, ili ugljikom (karbotermalna metoda) na temperaturama iznad 2100 °C. U karbotermičkoj metodi (MgO+C Mg+CO) dobivena smjesa CO i magnezijeve pare brzo se hladi kada napušta peć s inertnim plinom kako bi se spriječila povratna reakcija s magnezijem.

svojstva magnezija.

Fizikalna svojstva magnezija.

Magnezij je srebrno-bijeli sjajni metal, relativno mekan i duktilan, dobar vodič topline i elektriciteta. Gotovo 5 puta lakši od bakra, 4,5 puta lakši od željeza; čak je aluminij 1,5 puta teži od magnezija. Magnezij se topi na temperaturi od 651 ° C, ali u normalnim ga je uvjetima prilično teško rastopiti: zagrijan na zraku do 550 ° C, bukti i trenutno izgara blistavim plamenom. Traka magnezijeve folije lako se zapali običnom šibicom, au atmosferi klora magnezij se spontano zapali čak i na sobnoj temperaturi. Pri izgaranju magnezija oslobađa se velika količina ultraljubičastih zraka i topline – da biste zagrijali čašu ledene vode do vrenja, potrebno je sagorjeti samo 4 g magnezija.

Magnezij se nalazi u glavnim podskupinama druge skupine D.I. periodnog sustava elemenata. Mendeljejev. Njegov redni broj je 12, atomska težina je 24.312. Elektronska konfiguracija atoma magnezija u nepobuđenom stanju je 1S 2 2S 2 P 6 3S 2 ; elektroni vanjskog sloja su valentni, u skladu s tim, magnezij pokazuje valenciju II. U bliskoj je vezi sa strukturom elektronskih ljuski atoma magnezija njegova reaktivnost. Zbog prisutnosti samo dva elektrona u vanjskoj ljusci, atom magnezija ima tendenciju da ih lako preda kako bi dobio stabilnu konfiguraciju od osam elektrona; stoga je magnezij kemijski vrlo aktivan.

Magnezij oksidira na zraku, ali nastali oksidni film štiti metal od daljnje oksidacije. Normalni elektronički potencijal magnezija u kiseloj sredini je -2,37 V, u alkalnoj - 2,69 V. U razrijeđenim kiselinama magnezij se otapa već na hladnoći. U fluorovodičnoj kiselini je netopljiv zbog stvaranja filma MgF 2 fluorida, koji je slabo topljiv u vodi; gotovo netopljiv u koncentriranoj sumpornoj kiselini. Magnezij se lako otapa pod djelovanjem otopina amonijevih soli. Alkalne otopine ne djeluju na njega. Magnezij ulazi u laboratorije u obliku praha ili traka. Ako zapalite magnezijsku traku, ona brzo izgori uz zasljepljujući bljesak, razvijajući visoku temperaturu. Magnezijeve bljeskalice koriste se u fotografiji, u proizvodnji rasvjetnih raketa. Vrelište magnezija je 1107 o C, gustoća = 1,74 g / cm 3, atomski radijus 1,60 NM.

Kemijska svojstva magnezija.

Kemijska svojstva magnezija prilično su neobična. Lako uklanja kisik i klor iz većine elemenata, ne boji se kaustičnih lužina, sode, kerozina, benzina i mineralnih ulja. Magnezij gotovo ne stupa u interakciju s hladnom vodom, ali kada se zagrije, raspada se uz oslobađanje vodika. U tom pogledu, on zauzima međupoložaj između berilija, koji općenito ne reagira s vodom, i kalcija, koji s njom lako stupa u interakciju. Reakcija je posebno intenzivna s vodenom parom zagrijanom iznad 380 °C:

Mg 0 (tv) + H 2 + O (plin) Mg + 2 O (tv) + H 2 0 (plin).

Budući da je produkt ove reakcije vodik, jasno je da je gašenje gorućeg magnezija vodom neprihvatljivo: može nastati eksplozivna smjesa vodika i kisika i eksplodirati. Nemoguće je ugasiti gorući magnezij i ugljični dioksid: magnezij ih obnavlja u slobodni ugljik

2 mg 0 + C +4 O 2 2 mg +2 O+C 0 ,

Možete zaustaviti pristup kisika gorućem magneziju tako da ga napunite pijeskom, iako magnezij stupa u interakciju sa silicijevim (IV) oksidom, ali uz mnogo manje oslobađanja topline:

2Mg 0 + Si +4 O 2 \u003d 2Mg +2 O + Si 0

to određuje mogućnost korištenja pijeska za gašenje silicija. Opasnost od zapaljenja magnezija tijekom intenzivnog zagrijavanja jedan je od razloga zašto je njegova upotreba kao inženjerskog materijala ograničena.

U elektrokemijskom nizu napona, magnezij je mnogo lijevo od vodika i aktivno reagira s razrijeđenim kiselinama stvarajući soli. U tim reakcijama magnezij ima značajke. Ne otapa se u fluorovodičnoj, koncentriranoj sumpornoj te u smjesi sumporne i dušične kiseline, koja otapa ostale metale gotovo jednako učinkovito kao "aqua regia" (mješavina HCl i HNO 3). Stabilnost magnezija na otapanje u fluorovodičnoj kiselini objašnjava se jednostavno: površina magnezija prekrivena je filmom magnezijevog fluorida MgF 2 netopljivog u fluorovodičnoj kiselini. Otpornost magnezija na dovoljno koncentriranu sumpornu kiselinu i njezinu smjesu s dušičnom kiselinom teže je objasniti, iako u ovom slučaju razlog leži u pasivizaciji površine magnezija. Magnezij praktički ne stupa u interakciju s otopinama lužina i amonijevog hidroksida. Ali s otopinama amonijevih soli, reakcija se, iako sporo, ali događa:

2NH + 4 + Mg \u003d Mg 2+ + 2NH 3 + H 2

Ova reakcija nije iznenađujuća. Ova reakcija je u biti ista kao reakcija istiskivanja vodika iz kiselina metalima. U jednoj definiciji, kiselina je tvar koja disocira i stvara vodikove ione. Ovako se i ion NH4 može disocirati:

NH4 + NH3 + H+

Mg 0 + 2HCl \u003d Mg +2 Cl 2 + H 0 2

2H + + Mg Mg 2+ + H 0 2

Kada se magnezij zagrijava u atmosferi halogena, dolazi do paljenja i stvaranja halogenih soli.

Uzrok paljenja je vrlo veliko oslobađanje topline, kao u slučaju reakcije magnezija s kisikom. Tako se pri nastanku 1 mola magnezijevog klorida iz magnezija i klora oslobađa 642 kJ. Zagrijavanjem, magnezij se spaja sa sumporom (MgS) i dušikom (Mg 3 N 2). Pri povišenom tlaku i zagrijavanju s vodikom, magnezij stvara magnezijev hidrid

Mg 0 + H 2 0 Mg + 2 H 2 -.

Visoki afinitet magnezija prema kloru omogućio je stvaranje nove metalurške proizvodnje - "magnezija" - proizvodnje metala kao rezultat reakcije

MeCln + 0,5 nMg \u003d Me + 0,5 nMgCl 2

ovom se metodom dobivaju metali koji igraju vrlo važnu ulogu u modernoj tehnologiji - cirkonij, krom, torij, berilij. Lagan i izdržljiv "metal svemirskog doba" - gotovo sav titan se dobiva na ovaj način.

Suština proizvodnje je sljedeća: pri proizvodnji metalnog magnezija elektrolizom taline magnezijevog klorida kao nusprodukt nastaje klor. Ovaj klor se koristi za proizvodnju titan (IV) klorida TiCl 4 , koji se reducira magnezijem u metalni titan

Ti +4 Cl 4 + 2Mg 0 Ti 0 +2Mg +2 Cl 2

Dobiveni magnezijev klorid ponovno se koristi za proizvodnju magnezija itd. Na temelju tih reakcija djeluju titan-magnezijeve biljke. Uz titan i magnezij dobivaju se i drugi produkti, kao što su Bertoletova sol KClO 3 , klor, brom i proizvodi - vlaknatice i ksilitske ploče, o čemu će biti riječi u nastavku. U takvoj integriranoj proizvodnji visok je stupanj iskorištenosti sirovina, isplativost proizvodnje, a masa otpada nije velika, što je posebno važno za zaštitu okoliša od onečišćenja.

Naziv magnezij nalazimo u Leidenskom papirusu, koji datira iz trećeg stoljeća. Davy 1808., dobio je malu količinu nečistog metalnog magnezija elektrolizom bijelog magnezija. U svom čistom obliku, ovaj metal je dobio tek 1829. Bussy.

Glavno područje primjene magnezija je uporaba metala kao laganog konstrukcijskog materijala. Legure ovog elementa sve se više koriste u automobilskoj, tiskarskoj i tekstilnoj industriji. Ove se legure mogu koristiti u proizvodnji kućišta automobilskih motora, šasija i trupova zrakoplova. Magnezij se ne koristi samo u zrakoplovstvu, već se koristi iu proizvodnji ljestava, teretnih platformi, staza u dokovima, dizala i transportera, u proizvodnji optičke i fotografske opreme.

Magnezij ima važnu ulogu u metalurgiji. Koristi se kao redukcijsko sredstvo u proizvodnji nekih vrijednih i rijetkih metala - titana, vanadija, cirkonija, kroma. Izvori električne struje, stvoreni na bazi magnezija, odlikuju se prilično visokom vrijednošću specifične energetske karakteristike, visokim naponom pražnjenja.

Magnezij, kao makroelement, igra veliku ulogu u životu, što se očituje u činjenici da element djeluje kao univerzalni regulator fizioloških i biokemijskih procesa u živom organizmu. Tvoreći reverzibilne veze s velikim brojem organskih tvari, magnezij osigurava sposobnost metaboliziranja tristotinjak enzima, i to fosfofruktokinaze, kreatin kinaze, adenilat ciklaze, enzima sinteze proteina, K-Na-ATPaze, Ca-ATPaze, transmembranskog transporta iona, glikolize , i drugi. Magnezij je također neophodan za održavanje strukture nukleinskih kiselina, nekih proteina i ribosoma. Mikroelement sudjeluje u sintezi proteina, reakcijama oksidativne fosforilacije, stvaranju energetski bogatih fosfata, u izmjeni nukleinskih kiselina i lipida.

Biološka svojstva

Kao što znate, zeleno lišće biljaka sadrži klorofil. Oni nisu ništa više od porfirinskih kompleksa koji sadrže magnezij i uključeni su u fotosintezu.

Magnezij je, između ostalog, također vrlo blisko uključen u biokemijske procese životinjskih organizama. Za pokretanje enzima potrebni su ioni magnezija, koji su odgovorni za pretvorbu fosfata, kao i za metabolizam ugljikohidrata i prijenos živčanih impulsa. Osim toga, oni su također uključeni u proces kontrakcije mišića, koji pokreću ioni kalcija.

Magnezij kontrolira normalno funkcioniranje miokardiocita. Element u tragovima ima veliku važnost u regulaciji kontraktilne funkcije miokarda. Magnezij je od posebne važnosti u funkcioniranju provodnog sustava srca i živčanog sustava. Dovoljna opskrbljenost organizma magnezijem doprinosi lakšem podnošenju stresnih situacija, kao i suzbijanju depresije. Magnezij je također vrlo važan za metabolizam natrija, kalcija, fosfora, vitamina C i kalija. Magnezij dobro djeluje s A-vitaminom. Dakle, možete vidjeti da magnezij prati normalno funkcioniranje ne samo pojedinačnih stanica, već i cijelih dijelova srca - ventrikula, atrija.

Prilično značajna količina magnezija nalazi se u žitaricama (grubo brašno, pšenične mekinje) i u orašastim plodovima, marelicama, suhim marelicama, datuljama, kakau (u prahu), šljivama (suhe šljive). Riba (osobito losos), kruh s mekinjama, soja, orasi, čokolada, lubenice, svježe voće (osobito banane) također su bogati magnezijem. Magnezij se nalazi u žitaricama (heljda, zobena kaša, proso), mahunarkama (grašak, grah), morskim algama, lignjama, jajima, mesu, kruhu (osobito krupnom raženom), zelju (špinat, peršin, zelena salata, kopar), limunu, grejpu, bademi, orasi, halva (suncokret i tahini), jabuke.

Tijelo zdrave odrasle osobe sadrži približno 140 g magnezija (što je 0,2% tjelesne težine). Prihvaćeni unos magnezija za odrasle je 4 mg/kg. U prosjeku, to je 350 mg/dan za muškarce i 280 mg/dan za žene. Dnevna potreba ljudskog organizma za magnezijem je oko 280-500 mg. Nedostatak magnezija u tijelu bit će uzrokovan pijenjem alkohola, hipertermijom, uzimanjem diuretika.

Magnezij je netoksičan. Smrtonosna doza nije utvrđena kod ljudi. Kao rezultat prekomjernog predoziranja spojevima magnezija (na primjer, antacidi), postoji opasnost od trovanja. Nakon postizanja koncentracije magnezija u krvi od 15-18% mg dolazi do anestezije.

Magnezij po želji možete izdvojiti i iz obične kaldrme: svaki kilogram kamena koji se koristi za popločavanje cesta sadrži približno 20 grama magnezija. Ali u takvoj proizvodnji, međutim, još nema potrebe, jer. magnezij, iskopan iz cestovnog kamena, postao bi preskup.

U jednom kubnom metru morske vode sadržaj magnezija iznosi približno 4 kilograma. Općenito, više od 6·10 16 tona ovog kemijskog elementa otopljeno je u vodama svjetskih oceana.

Otprilike 90% bolesnika koji su preboljeli infarkt miokarda ima manjak magnezija, koji se povećava u najakutnijem razdoblju bolesti.

Tijekom tjelesnog napora potrebe ljudskog organizma za magnezijem značajno se povećavaju, primjerice kod sportaša tijekom intenzivnih i dugih treninga, tijekom odgovornih sportskih natjecanja te u stresnim situacijama. Gubitak magnezija u ljudskom tijelu u takvim situacijama usporediv je sa stupnjem emocionalnog ili fizičkog stresa.

Da biste zapalili magnezij, samo trebate prinijeti upaljenu šibicu, u atmosferi klora, magnezij se počinje zagrijavati čak i pri održavanju sobne temperature. Kada se magnezij sagorijeva, počinje se oslobađati ogromna količina topline i ultraljubičastih zraka: četiri grama ovog "goriva" dovoljno je da prokuha čašu ledene vode.

Pokusi koje su proveli mađarski znanstvenici na životinjama dali su sljedeće podatke. Nedostatak magnezija u živom organizmu povećava predispoziciju bića za srčani udar. Jedan dio pasa je dobivao hranu koja je bila bogata solima ovog elementa, a drugi je bio siromašan. Na kraju eksperimenta, psi koji su imali premalo magnezija u svojoj prehrani bili su pogođeni infarktom miokarda.

Magnezij je odgovoran za zaštitu tijela od procesa povezanih sa starenjem i bolestima.

U pokusima s usjevima pšenice primijećeno je da je utjecaj vidovnjaka pridonio povećanju količine magnezija u sjemenkama.

Što je više magnezija sadržano u prehrani, to je manja vjerojatnost onkoloških bolesti debelog crijeva i rektuma. Znanstvenici vjeruju da ovaj mikroelement može djelovati na crijevne stanice, dok im ne dopuštaju rast i degeneraciju.

Omjer muškaraca i žena koji pate od manjka magnezija je 1:3.

Istraživanja znanstvenika pokazala su da dnevni unos magnezija u količini od 500-700 miligrama smanjuje razinu triglicerida, kao i kolesterola u krvi. Najprobavljiviji lijek u ovom području je magnezijev glicinat, njegova apsorpcija ne ovisi o kiselosti želuca, lijek ne uzrokuje proljev, iritira crijeva.

Kod manjka magnezija organizam "uzima" mikroelement iz kostiju, zbog čega nakon dugotrajnog nedostatka magnezija dolazi do snažnog taloženja kalcijevih soli na stijenkama arterijskih žila, u bubrezima i srčanom mišiću.

Povijest

Naziv magnezij nalazimo u Leidenskom papirusu, koji datira iz trećeg stoljeća. Ime dolazi, najvjerojatnije, od imena grada u planinskom krajoliku Tesalije, od grada Magnezije. U davna vremena magnetski željezni oksid zvao se magnezijev kamen, a magnet magnes. Ovi su nazivi s vremenom prešli u latinski i druge jezike.

Najvjerojatnije je vanjska sličnost piroluzita (manganov dioksid) s magnetskim željeznim oksidom dovela do činjenice da su magnezijev kamen, magnetis i magne postali naziv minerala i ruda tamno smeđe i tamne boje, a kasnije su se drugi minerali počeli nazivati ovim put.

Riječ magnes (lat. Magnes) u alkemijskoj literaturi nije označavala jednu, već više supstanci, npr. Heraklijev kamen, živa, etiopski kamen. Minerali koji sadrže magnezij također su poznati od davnina (žad, talk, dolomit, azbest i drugi) i već su tada bili u širokoj upotrebi.

Ali nisu se smatrali pojedinačnim tvarima, vjerovalo se da su to samo modifikacije drugih, mnogo poznatijih minerala, a najčešće vapna. Istraživanja mineralne vode u izvoru Epsom u Engleskoj, koji je otkriven 1618. godine, pomogla su utvrditi činjenicu da je posebna metalna baza prisutna u mineralima koji sadrže magnezij, kao i soli.

Izrasla 1695. godine iz Epsom vode, gorkog okusa, izdvojila čvrstu sol, pri čemu ukazuje da se ova sol po svojoj prirodi znatno razlikuje od svih ostalih soli. U 18. stoljeću mnogi su se istaknuti kemijski analitičari bavili Epsom soli, među njima i Black, i Bergman, i Neumann itd. Nakon otkrića izvora vode sličnih Epsomu u kontinentalnoj Europi, ta su se istraživanja počela još više razvijati.

Najvjerojatnije je Neumann bio prvi koji je predložio da se Epsom sol (a to je bio magnezijev karbonat) ne nazove crnim (piroluzit), već bijelim magnezijem. Zemlja od bijelog magnezija (U to vrijeme Zemlja je čvrsta) (ili "Magnesia alba"), koja je imala ime magnezij, pojavila se u Lavoisierovom popisu jednostavnih tijela, dok je Lavoisier smatrao da je sinonim za ovu zemlju " baza Epsom soli" (ili "base de sel d "Epsom"). U ruskoj literaturi prve polovice 19. stoljeća magnezij se ponekad nazivao gorkom zemljom.

Davy 1808., dobio je malu količinu nečistog metalnog magnezija elektrolizom bijelog magnezija. U svom čistom obliku, ovaj metal je dobio tek 1829. Bussy. Najprije je Davy predložio da se novi element i novi metal nazove magnezijem (lat. Magnium), ali nikako ne magnezijem, što je u ono doba značilo metalnu bazu piroluzita (lat. Magnesium).

Međutim, nakon što je naziv crnog magnezijevog oksida s vremenom promijenjen, Davy je i dalje radije metal ponovno nazivao magnezijevim oksidom. Želio bih napomenuti činjenicu da je u početku naziv "magnezij" preživio samo na ruskom, to se dogodilo samo zahvaljujući Hessovom udžbeniku. Znanstvenici su početkom 19. stoljeća predložili još nekoliko različitih varijanti imena, na primjer, magnezij, gorka zemlja (Shcheglov), magnezij (Strahovi).

Biti u prirodi

Zemljina kora je prilično bogata magnezijem, sadržaj magnezija u njoj je više od 2,1% težine. Samo 6 elemenata periodnog sustava kemijskih elemenata Dmitrija Ivanoviča Mendeljejeva nalazi se na našem planetu češće od magnezija. Magnezij se nalazi u dvjestotinjak minerala. Ali dobivaju ga većinom iz samo tri - karnalita, magnezita i dolomita.

Magnezij je prisutan u kristalnim stijenama u obliku netopljivog karbonata ili sulfata, osim toga (ali u mnogo manje pristupačnom obliku) u obliku silikata. Procjena ukupnog sadržaja magnezija u velikoj mjeri ovisi o geokemijskom modelu koji se koristi u praksi, a posebno o težinskom omjeru sedimentnih i vulkanskih stijena. Trenutno se koriste vrijednosti od 2% -13,3%. Najvjerojatnije se vrijednost od 2,76% smatra najprihvatljivijom, jer stavlja magnezij na šesto mjesto po zastupljenosti nakon kalcija (4,66%), a ispred kalija (1,84%) i natrija (2,27%).

Ruska Federacija ima najbogatija nalazišta magnezita, koja se nalaze u regiji Orenburg (Khalilovskoye) i na Srednjem Uralu (ležište Satka). Na području Solikamska razvija se najveće svjetsko nalazište jednog od najvažnijih minerala magnezija, karnalita. Dolomit se smatra najčešćim mineralom koji sadrži magnezij, a najčešće se nalazi u moskovskoj i lenjingradskoj regiji, Donbasu i mnogim drugim mjestima.

Značajna kopnena prostranstva, poput Dolomita u današnjoj Italiji, uglavnom se sastoje od minerala zvanog dolomit MgCa(CO3)2. Na takvim mjestima mogu se sresti i sedimentni minerali magnezija: karnalit K2MgCl4 6H2O, magnezit MgCO3, langbeinit K2Mg2(SO4)3, epsomit MgSO4 7H2O.

Ogromne rezerve magnezija nalaze se u vodi oceana i mora, kao iu sastavu prirodnih slanica. U nekim državama upravo su te vode najvažnija sirovina za proizvodnju magnezija. Među svim metalnim elementima po sadržaju u vodi mora i oceana, magnezij je na drugom mjestu nakon natrija. U jednom kubnom metru morske vode ima otprilike četiri kilograma magnezija. Magnezij je također prisutan u slatkoj vodi, zajedno s kalcijem, koji određuje njezinu tvrdoću.

Najvažnije vrste pronalaženja magnezijevih sirovina su:

- morska voda - (Mg 0,12-0,13%)
- bischofit - MgCl2. 6H2O (Mg 11,9%)
- karnalit - MgCl2 KCl 6H2O (Mg 8,7%)
- brucit - Mg (OH) 2 (Mg 41,6%).
- epsomit - MgSO4 7H2O (Mg 16,3%)
- kiezerit - MgSO4 H2O (Mg 17,6%)
- kainit - KCl MgSO4 3H2O (Mg 9,8%)
- dolomit - CaCO3 MgCO3 (Mg 13,1%)
- magnezit - MgCO3 (Mg 28,7%)

Magnezijeve soli nalaze se u ogromnim količinama među naslagama soli samoodrživih jezera. U mnogim zemljama poznata su nalazišta karnalita - fosilnih sedimentnih soli.

Magnezit pretežno nastaje u hidrotermalnim uvjetima, pripada hidrotermalnim ležištima s prosječnom temperaturom. Dolomit je također vrlo važna sirovina magnezija. Dolomitna nalazišta dolomita su česta i njihove rezerve su ogromne. Često su povezani s karbonatnim slojevima, od kojih je većina permske ili prekambrijske starosti. Naslage dolomita nastaju taloženjem, ali mogu nastati i djelovanjem hidrotermalnih otopina na vapnence, kao i površinske ili podzemne vode.

Vrste naslaga magnezija

- Morska voda
- Ležišta fosilnih minerala (kalij-magnezijeve i magnezijeve soli)
- prirodni karbonati (magnezit i dolomit)
- kiseli krastavci (salamura iz slanih jezera)

Primjena

Magnezij je najlakši strukturni materijal koji se koristi u industrijskim razmjerima. Gustoća magnezija (1,7 g/cm3) manja je od dvije trećine gustoće aluminija. Magnezijeve legure teže četiri puta manje od čelika. Između ostalog, magnezij je dobro podložan obradi, a također se može lijevati ili prerađivati bilo kojom od standardnih metoda obrade metala (štancanje, valjanje, izvlačenje, kovanje, zakivanje, zavarivanje, lemljenje). Zato je glavno područje primjene magnezija uporaba metala kao lakog konstrukcijskog materijala.

Najviše se koriste legure magnezija s manganom, aluminijem i cinkom. Svaka komponenta ove serije daje svoj doprinos općim svojstvima legure: cink i aluminij mogu učiniti leguru izdržljivijom, mangan povećava antikorozivna svojstva legure. Magnezij čini leguru laganom, dijelovi izrađeni od legure magnezija su 20%-30% lakši od aluminija i 50%-75% lakši od dijelova od lijevanog željeza i čelika. Legure ovog elementa sve se više koriste u automobilskoj, tiskarskoj i tekstilnoj industriji.

Legure na bazi magnezija obično sadrže više od 90% magnezija, dodatno 2% do 9% aluminija, 1% do 3% cinka i 0,2% do 1% mangana. Na visokim temperaturama (do oko 450 ° C), čvrstoća legure značajno se poboljšava u procesu legiranja s rijetkim zemnim metalima (na primjer, neodimijem i praseodimijem) ili torijem. Ove se legure mogu koristiti u proizvodnji kućišta automobilskih motora, šasija i trupova zrakoplova. Magnezij se ne koristi samo u zrakoplovstvu, već se koristi iu proizvodnji ljestava, teretnih platformi, staza u dokovima, dizala i transportera, u proizvodnji optičke i fotografske opreme.

Magnezijeve legure imaju široku primjenu u konstrukciji zrakoplova. Davne 1935. godine u Sovjetskom Savezu je dizajniran zrakoplov Sergo Ordzhonikidze koji se sastojao od gotovo 80% legura magnezija. Ova je letjelica uspješno izdržala sve testove, dugo je radila u teškim uvjetima. Nuklearni reaktori, rakete, dijelovi motora, spremnici za naftu i benzin, karoserije automobila, karoserija, autobusa, kotači, udarni čekići, pumpe za ulje, pneumatske bušilice, kino i kamere, dalekozori - sve je ovo kratki popis dijelova, instrumenata i sklopova, u proizvodnji koji koriste legure magnezija.

Magnezij ima važnu ulogu u metalurgiji. Koristi se kao redukcijsko sredstvo u proizvodnji nekih vrijednih i rijetkih metala - titana, vanadija, cirkonija, kroma. Ako se magnezij uvede u rastaljeno lijevano željezo, lijevano željezo se odmah modificira, tj. poboljšava mu se struktura i povećavaju mehanička svojstva. Od tako modificiranog lijevanog željeza mogu se izraditi odljevci koji će uspješno zamijeniti čelične otkivke. U metalurgiji se magnezij koristi za deoksidaciju legura i čelika.

Mnogi spojevi magnezija također su naširoko korišteni, posebice njegovi oksidi, sulfati i karbonati.

Magnezij u obliku čistog metala i njegovi kemijski spojevi (perklorat, bromid) koriste se u proizvodnji vrlo snažnih električnih pomoćnih baterija (npr. sumporno-magnezijeva ćelija, magnezij-perkloratna ćelija, bakar-magnezij-kloridna ćelija, magnezij- vanadijeva ćelija, olovno-magnezij-kloridna ćelija, klorid-srebro-magnezij element itd.), kao i suhi elementi (bizmut-magnezij element, mangan-magnezij element itd.). Izvori električne struje, stvoreni na bazi magnezija, odlikuju se prilično visokom vrijednošću specifične energetske karakteristike, visokim naponom pražnjenja. Nedavno se u nizu država zaoštrio problem stvaranja punjive baterije s dugim vijekom trajanja. Empirijski podaci omogućili su nam da tvrdimo da magnezij pruža velike izglede za njegovu široku upotrebu (dostupnost sirovina, visoka energija, ekološka prihvatljivost).

Proizvodnja

Metalni magnezij dobiva se na dva načina: elektrolitički i elektrotermički (ili metalotermički). Kao što nazivi metoda govore, električna struja je prisutna u oba procesa. Ali u drugom slučaju, uloga električne energije svodi se samo na zagrijavanje reakcijskog aparata, dok se magnezijev oksid, koji je dobiven iz minerala, reducira jednim od redukcijskih sredstava, na primjer, aluminijem, ugljenom, silicijem. Ova metoda je prilično obećavajuća, posljednjih godina se sve više koristi. Ipak, prva metoda ostaje glavna industrijska metoda za dobivanje magnezija, tj. elektrolitički.

Magnezij se u velikim količinama proizvodi elektrolizom taline smjese magnezijevih, natrijevih i kalijevih klorida ili silicijevom termičkom redukcijom. Elektrolitički postupak koristi ili bezvodni rastaljeni magnezijev klorid MgCl2 (na 750°C) ili (na nižoj temperaturi) magnezijev klorid djelomično hidratiziran i izoliran iz morske vode. Postotak magnezijevog klorida u ovoj talini je oko 5-8%. Uz pad koncentracije smanjuje se i izlučivanje magnezija električnom strujom, s porastom koncentracije povećava se potrošnja potrošene električne energije. Proces se odvija u posebno pripremljenim elektrolitičkim kupkama. Otopljeni magnezij ispliva na površinu kupelji, odatle se povremeno vadi vakuumskom kutlačom, a potom se magnezij ulijeva u kalupe.

Nakon svega toga, magnezij se pročišćava pretaljivanjem talilima, kao i zonskim taljenjem ili sublimacijom u vakuumu. Postoji mogućnost dobivanja magnezija na dva načina: sublimacijom u vakuumu ili pretaljivanjem i fluksima. Značenje potonje metode je dobro poznato: fluksevi, t.j. posebni aditivi koji u interakciji s nečistoćama, kao rezultat, pretvaraju ih u spojeve koji se lako mehanički odvajaju od metala. Na vakuumskoj sublimaciji, tj. prva metoda zahtijeva mnogo napredniju opremu, međutim ovom metodom može se dobiti mnogo čišći magnezij.

Sublimacija se provodi u posebnim uređajima pod vakuumom, to su čelične cilindrične retorte. "Chernovoi", tj. metal koji je prošao primarnu obradu stavlja se na dno takve retorte, zatim se zatvara, nakon čega se ispumpava zrak. Nakon toga se donji dio retorte zagrijava, dok se gornji cijelo vrijeme hladi uz pomoć vanjskog zraka. Djelovanje visoke temperature utječe na to da magnezij počinje sublimirati, tj. prijeći u plinovito stanje, dok tvar zaobilazi tekuće stanje. Magnezijeva para se diže i počinje kondenzirati na hladnim stijenkama na vrhu retorte. Ova metoda omogućuje dobivanje posebno čistog metalnog magnezija, čiji sadržaj magnezija prelazi 99,99%.

Toplinske metode za proizvodnju magnezija zahtijevaju dolomit ili magnezit kao sirovinu iz kojih se kalcinacijom dobiva MgO oksid. U rotacijskim ili retortnim pećima s ugljičnim ili grafitnim grijačima, ovaj se oksid reducira silicijem u metal (silikotermičkom metodom) ili u Ca2 (karbidno-termičkom metodom) na temperaturi od 1280-1300 ° C, ili ugljikom ( karbotermalnom metodom) na temperaturi iznad 2100 °C. U posljednjem karbotermalnom procesu (MgO + C = Mg + CO) nastaje smjesa ugljičnog monoksida i magnezijeve pare koja se pri izlasku iz peći brzo hladi inertnim plinom kako bi se spriječila reverzna reakcija magnezija s ugljikov monoksid (CO).

Fizička svojstva

Magnezij je sjajan, srebrnastobijeli metal, duktilan i savitljiv, te relativno mekan. Čvrstoća i tvrdoća magnezija za lijevane uzorke su minimalne u prevalenciji, veće za prešane uzorke. Magnezij je gotovo pet puta lakši od bakra i četiri i pol puta lakši od željeza. Čak je i, kako ga nazivaju, "krilati" metalni aluminij jedan i pol puta teži od magnezija.

Talište magnezija nije tako visoko kao kod nekih drugih metala i iznosi samo 650 °C, međutim prilično je teško rastopiti magnezij u normalnim uvjetima: kada se zagrijava u zračnoj atmosferi na temperaturu od 550 °C, magnezij bukti i odmah izgara vrlo svijetlim blistavim plamenom (Ovo svojstvo magnezija vrlo se široko koristi u proizvodnji pirotehnike). Da biste zapalili ovaj metal, samo trebate prinijeti upaljenu šibicu; u atmosferi klora, magnezij se počinje zagrijavati čak i pri održavanju sobne temperature. Kada se magnezij sagorijeva, počinje se oslobađati ogromna količina topline i ultraljubičastih zraka: četiri grama ovog "goriva" dovoljno je da prokuha čašu ledene vode.

Metalni magnezij ima heksagonalnu kristalnu rešetku. Vrelište magnezija je 1105 ° C, gustoća metala je 1,74 g / cm3 (dakle, magnezij je vrlo lagan metal, lakši samo od kalcija, kao i od alkalnih metala). Magnezij ima standardni elektrodni potencijal Mg/Mg2+ od -2,37 V. U nizu standardnih potencijala nalazi se ispred aluminija, a iza natrija. Atomski radijus magnezija je 1,60Å, a ionski radijus Mg2+ 0,74Å.

Površina magnezija uvijek je prekrivena gustim oksidnim filmom MgO oksida, koji u normalnim uvjetima štiti metal od uništenja. Tek kada se zagrije na temperaturu iznad 600°C počinje gorjeti na zraku. Magnezij gori emitirajući jaku svjetlost, koja je po svom spektralnom sastavu bliska Suncu. Zbog toga su fotografi pri slabom osvjetljenju snimali pri svjetlu zapaljene magnezijske trake.

Toplinska vodljivost metala na sobnoj temperaturi od 20 °C je 156 W/(m.K). Magnezij visoke čistoće je duktilan, dobro se preša, metal je odličan za rezanje i valjanje. Specifični toplinski kapacitet metala (na sobnoj temperaturi 20 °C) je 1,04 103 J/(kg K), odnosno 0,248 cal/(g °C).

Za magnezij, toplinski koeficijent linearnog širenja (raspon od 0 do 550 ° C) određen je jednadžbom 25,0 10-6 + 0,0188 t. Metal ima specifični električni otpor (na sobnoj temperaturi 20 °C) jednak 4,5 10-8 ohm m (4,5 μΩ cm). Magnezij je paramagnetski metal, njegova specifična magnetska osjetljivost je +0,5·10-6.

Magnezij je relativno duktilan i mekan metal, mehanička svojstva magnezija uvelike ovise o načinu obrade ovog metala. Na primjer, pri sobnoj temperaturi od 20 ° C, svojstva deformiranog i lijevanog magnezija mogu se karakterizirati sljedećim pokazateljima: Brinellova tvrdoća 35,32 107 n/m2 (30 i 36 kgf/mm2) i 29,43 107, prinos čvrstoća 8,83 107 n/m2 (2,5 i 9,0 kgf/mm2) i 2,45 107, vlačna čvrstoća 19,62 107 n/m2 (11,5 i 20,0 kgf/mm2) i 11,28 107, istezanje 11,5% i 8,0.

Tlak pare magnezija (u mm Hg) je:

- 0,1 (na 510°C)
- 1 (na 602°C)
- 10 (na 723°C)
- 100 (na 892°C)

Specifični toplinski kapacitet magnezija pri konstantnom tlaku je (u J/g K):

- 0,983 (na 25°C)
- 1,6 (pri 100°C)
- 1,31 (na 650°C)

Standardna entalpija nastajanja je ΔH (298 K, kJ/mol): 0 (t), a standardna Gibbsova energija nastajanja je ΔG (298 K, kJ/mol): 0 (t). Standardna entropija S nastanka je (298 K, J/mol K): 32,7 (t), dok je standardni molarni toplinski kapacitet magnezija Cp (298 K, J/mol K) 23,9 (t). Entalpija taljenja metala ΔHm (kJ/mol) iznosi 9,2, a entalpija vrenja ΔHkipi (kJ/mol) 131,8.

Kemijska svojstva

2Mg + O2 = 2MgO.

Zajedno s oksidom počinje se stvarati magnezijev nitrid Mg3N2:

3Mg + N2 = Mg3N2.

Magnezij ne reagira s hladnom vodom (točnije, reagira izuzetno sporo), ali stupa u interakciju s vrućom vodom, stvarajući bijeli rahli talog Mg (OH) 2 hidroksida:

Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2.

Ako zapalite traku magnezija i spustite je u čašu vode, gorenje metala i dalje traje. U tom slučaju, vodik koji se oslobađa kao rezultat interakcije s magnezijevom vodom odmah se zapali u zraku. Magnezij također može sagorjeti u ugljičnom dioksidu:

2Mg + CO2 = 2MgO + C.

Sposobnost magnezija da nastavi goreti iu atmosferi ugljičnog dioksida iu vodi uvelike komplicira pokušaje gašenja požara u kojima počinju gorjeti strukture izrađene od magnezija ili njegovih legura.

MgO - magnezijev oksid, je rahli bijeli prah koji ne reagira s vodom. Nekad su ga zvali spaljeni magnezit ili jednostavno magnezit. Ovaj oksid ima najvažnija svojstva, reagira s različitim kiselinama, na primjer:

MgO + 2HNO3 = Mg(NO3)2 + H2O.

Baza koja odgovara ovom Mg(OH)2 oksidu je baza srednje jakosti, ali praktički netopljiva u vodi. Možete ga dobiti, na primjer, dodavanjem lužine u otopinu jedne od magnezijevih soli:

2NaOH + MgSO4 = Mg(OH)2 + Na2SO4.

Jer magnezijev oksid u interakciji s vodom ne stvara lužine, a baza Mg (OH) 2 nema alkalna svojstva, magnezij ne pripada zemnoalkalnim metalima, za razliku od takvih elemenata svoje skupine kao što su kalcij, stroncij barij.

Metalni magnezij reagira s halogenima na sobnoj temperaturi, kao što je brom:

Mg + Br2 = MgBr2.

Nakon zagrijavanja, magnezij reagira sa sumporom, stvarajući magnezijev sulfid:

Mg + S = MgS.

Ako se smjesa koksa i magnezija kalcinira u inertnoj atmosferi, nastaje magnezijev karbid sastava Mg2C3 (treba napomenuti da najbliži “grupni” susjed magnezija, tj. kalcij, tvori karbid sastava CaC2 pod sličnim uvjetima). U procesu razgradnje magnezijevog karbida s vodom nastaje propin - homolog acetilena (C3H4):

Mg2C3 + 4N2O = 2Mg(OH)2 + S3N4.

Zbog toga se Mg2C3 često naziva magnezijev propilen.

Ponašanje magnezija ima slične značajke s ponašanjem takvog alkalijskog metala kao što je litij (na primjer, dijagonalna sličnost elemenata u tablici Dmitrija Ivanoviča Mendeljejeva). I magnezij i litij reagiraju s dušikom (magnezij reagira s dušikom nakon zagrijavanja), a rezultat je stvaranje magnezijevog nitrida:

3Mg + N2 = Mg3N2.

Magnezijev nitrid, kao i litijev nitrid, lako se razgrađuje vodom:

Mg3N2 + 6H2O \u003d 3Mg (OH)2 + 2NH3.

Kod magnezija se sličnost s litijem očituje i u tome što su magnezijev karbonat MgCO3 i magnezijev fosfat Mg3 (PO4) 2 slabo topljivi u vodi, kao i litijeve soli koje odgovaraju ovim spojevima.

Magnezij približava kalcij činjenici da prisutnost topivih bikarbonata ovih elemenata u vodi utječe na tvrdoću vode. Tvrdoća koju uzrokuje Mg(HCO3)2 - magnezijev bikarbonat je privremena. U procesu vrenja magnezijev bikarbonat se razgrađuje, pri čemu se taloži njegov glavni karbonat - (MgOH) 2CO3 - magnezijev hidroksokarbonat:

2Mg(HCO3)2 = (MgOH)2CO3 + 3CO2 + H2O

Magnezij - (lat. Magnesium), Mg (čitaj "magnezij"), kemijski element IIA skupine treće periode Mendeljejeva periodnog sustava, atomski broj 12, atomska masa 24,305. Prirodni magnezij sastoji se od tri stabilna nuklida: 24 Mg (78,60% mase), 25 Mg (10,11%) i 26 Mg (11,29%). Elektronska konfiguracija neutralnog atoma je 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2, prema kojoj je magnezij u stabilnim spojevima dvovalentan (oksidacijsko stanje +2). Magnezij spada u zemnoalkalijske metale.

Povijest otkrića magnezija

Magnezijevi spojevi već su dugo poznati čovjeku. Latinski naziv elementa dolazi od naziva drevnog grada Magnezije u Maloj Aziji, u čijoj se blizini nalaze nalazišta minerala magnezita.

U 17. stoljeću počelo je novo razdoblje u povijesti kemijske znanosti. U tom razdoblju dogodilo se otkriće koje je uvelike anticipiralo otkriće elementa magnezija. Godine 1695. N. Gro, isparavajući mineralnu vodu izvora Epsom (Engleska), dobio je sol koja je imala gorak okus i laksativni učinak. Nekoliko godina kasnije pokazalo se da ova sol u interakciji s "trajnom alkalijom" (kako su se u to vrijeme zvali soda i potaša) stvara bijeli trošni prah. Potpuno isti prah dobiven je kalciniranjem minerala pronađenog u okolici grčkog grada Magnesia. Zbog te sličnosti, Epsom sol se naziva bijeli magnezijum.

Godine 1808. Humphry Davy je elektrolizom lagano navlaženog bijelog magnezijevog oksida sa živinim oksidom dobio amalgam novog metala koji je iz njega ubrzo izoliran i nazvan magnezijem. Istina, magnezij koji je primio Davy bio je kontaminiran nečistoćama; prvi istinski čisti magnezij dobio je A. Bussy 1829. godine

Pronalaženje magnezija u prirodi

Zemljina kora je bogata magnezijem - sadrži više od 2,1% ovog elementa. Samo šest elemenata periodnog sustava nalazi se na Zemlji češće od magnezija. Dio je gotovo dvije stotine minerala. Ali dobivaju ga uglavnom iz tri - magnezita, dolomita i karnalita.

Velike količine magnezija nalaze se u morskoj vodi. Glavne vrste pronalaženja magnezijskih sirovina su:

morska voda - (Mg 0,12-0,13%),
karnalit - MgCl 2 KCl 6H 2 O (Mg 8,7%),
biškofit - MgCl 2 6H 2 O (Mg 11,9%),
kiserit - MgSO 4 H 2 O (Mg 17,6%),
epsomit - MgSO 4 7H 2 O (Mg 16,3%),
kainit - KCl MgSO 4 3H 2 O (Mg 9,8%),
magnezit - MgCO 3 (Mg 28,7%),
dolomit - CaCO 3 MgCO 3 (Mg 13,1%),
brucit - Mg (OH) 2 (Mg 41,6%).

Magnezijeve soli nalaze se u velikim količinama u naslagama soli samoodrživih jezera. Ležišta fosilnih soli karnalita sedimentnog podrijetla poznata su u mnogim zemljama.

Magnezit nastaje pretežno u hidrotermalnim uvjetima i pripada srednjetemperaturnim hidrotermalnim ležištima. Dolomit je također važna sirovina magnezija. Naslage dolomita su široko rasprostranjene, njihove rezerve su ogromne. Povezani su s karbonatnim slojevima, a većina ih je pretkambrijske ili permske starosti. Naslage dolomita nastaju taloženjem, ali se mogu pojaviti i kada je vapnenac izložen hidrotermalnim otopinama, podzemnim ili površinskim vodama.

Magnezij se nalazi u sljedećim vrstama naslaga:

Ležišta fosilnih minerala (magnezij i kalij-magnezij soli)
Morska voda
Kiseli krastavci (salamura slanih jezera)
Prirodni karbonati (dolomit i magnezit)

Dobivanje magnezija

Metal se dobiva na dva načina - elektrotermički (ili metalotermički) i elektrolitički. Kao što nazivi sugeriraju, oba procesa uključuju električnu energiju. Ali u prvom slučaju njegova se uloga svodi na zagrijavanje reakcijskog aparata, a magnezijev oksid dobiven iz minerala reducira se nekom vrstom redukcijskog sredstva, na primjer ugljena, silicija, aluminija. Ova metoda je prilično obećavajuća, posljednjih godina se sve više koristi. Međutim, glavna industrijska metoda za dobivanje magnezija je druga, elektrolitička.

Elektrolit je talina bezvodnih klorida Mg, kalija i natrija; metalni magnezij se oslobađa na željeznoj katodi, a kloridni ioni se ispuštaju na grafitnoj anodi. Proces se odvija u posebnim elektrolitičkim kupkama. Rastaljeni magnezij ispliva na površinu kupke, odakle se s vremena na vrijeme uzima vakuumskom kutlačom i potom izlijeva u kalupe.

Ali proces tu ne završava: u takvom magneziju još uvijek ima previše nečistoća.

Stoga je neizbježna druga faza – pročišćavanje magnezija. Magnezij se može rafinirati na dva načina - ponovnim taljenjem i fluksiranjem ili sublimacijom u vakuumu. Značenje prve metode je dobro poznato: posebni aditivi - fluksi - u interakciji su s nečistoćama i pretvaraju ih u spojeve koje je lako mehanički odvojiti od metala. Druga metoda - vakuumska sublimacija - zahtijeva sofisticiraniju opremu, ali proizvodi više čistog magnezija. Sublimacija se provodi u posebnim vakuum aparatima - čeličnim cilindričnim retortama. Na dno retorte stavlja se "nacrtni" metal, zatvara se i ispumpava zrak. Tada se donji dio retorte zagrijava, dok se gornji dio stalno hladi vanjskim zrakom. Pod djelovanjem visoke temperature magnezij sublimira – prelazi u plinovito stanje, zaobilazeći tekuće stanje. Njegova se para diže i kondenzira na hladnim stijenkama gornjeg dijela retorte.

Na taj način se može dobiti vrlo čist metal koji sadrži preko 99,99% magnezija.

Fizička svojstva magnezij

Metal je 5 puta lakši od bakra, 4,5 puta lakši od željeza; čak je aluminij 1,5 puta teži od magnezija.

Magnezij je srebrnobijeli metal s heksagonalnom rešetkom (a=3,21 Å c=5,21 Å). Pod normalnim uvjetima, površina magnezija prekrivena je jakim zaštitnim filmom magnezijevog oksida MgO, koji se uništava zagrijavanjem na zraku na oko 600 °C, nakon čega metal gori blistavo bijelim plamenom stvarajući magnezijev oksid i nitrid Mg 3 N 2 .

Gustoća magnezija na 20 ° C je 1,74 g / cm³, talište metala t pl \u003d 650 ° C, vrelište je t kip \u003d 1105 ° C, toplinska vodljivost na 20 ° C je 156 W / (m K). Magnezij visoke čistoće je duktilan, dobro prešan, valjan i obradiv.

Pri izgaranju magnezija oslobađa se velika količina ultraljubičastih zraka i topline – da biste zagrijali čašu ledene vode do vrenja, potrebno je sagorjeti samo 4 g magnezija.

Magnezij je eksplozivan i zapaljiv

Rad s legurama magnezija ponekad uzrokuje mnogo problema - magnezij se lako oksidira. Taljenje i lijevanje ovih legura mora se izvoditi ispod sloja troske - inače se rastaljeni metal može zapaliti u dodiru sa zrakom.

Prilikom brušenja ili poliranja proizvoda od magnezija iznad stroja mora biti instaliran uređaj za usisavanje prašine, jer i najmanje čestice magnezija raspršene u zraku stvaraju eksplozivnu smjesu.

Međutim, to ne znači da je svaki rad s magnezijem prepun opasnosti od požara ili eksplozije. Magnezij se može zapaliti samo taljenjem, ali to nije tako lako učiniti u normalnim uvjetima - visoka toplinska vodljivost legure neće dopustiti da šibica ili čak baklja pretvore lijevane proizvode u bijeli oksidni prah. Ali sa strugotinama ili tankom trakom magnezija, stvarno morate postupati vrlo pažljivo.

Kemijska svojstva magnezija

Kemijska svojstva magnezija prilično su neobična. Lako uklanja kisik i klor iz većine elemenata, ne boji se kaustičnih lužina, sode, kerozina, benzina i mineralnih ulja. Istodobno, uopće ne podnosi djelovanje morske i mineralne vode i brzo se otapa u njima. Gotovo bez reakcije s hladnom slatkom vodom, snažno istiskuje vodik iz vruće vode.

Mješavina magnezija u prahu s kalijevim permanganatom KMnO 4 - eksploziv

Vrući magnezij reagira s vodom:
Mg (raspad) + H 2 O \u003d MgO + H 2;
Alkalije ne djeluju na magnezij, lako se otapa u kiselinama uz oslobađanje vodika:
Mg + 2HCl \u003d MgCl2 + H2;
Kada se zagrijava na zraku, magnezij izgara stvarajući oksid; mala količina nitrida također može nastati s dušikom:
2Mg + O 2 \u003d 2MgO;
3Mg + N 2 \u003d Mg 3 N 2

Budući da magnezijev oksid MgO ne stvara lužine u interakciji s vodom, a magnezijeva baza Mg (OH) 2 nema alkalna svojstva, magnezij, za razliku od svojih "drugova" - kalcija, stroncija i barija, nije među zemnoalkalijskim metalima.

Metalni magnezij na sobnoj temperaturi reagira s halogenima, na primjer, s bromom:

Mg + Br 2 \u003d MgBr 2.

Kada se zagrijava, magnezij reagira sa sumporom, dajući magnezijev sulfid:

Ako se smjesa magnezija i koksa kalcinira u inertnoj atmosferi, tada nastaje magnezijev karbid sastava Mg 2 C 3 (treba napomenuti da najbliži susjed magnezija u skupini - kalcij - pod sličnim uvjetima stvara karbid sastav CaC2). Kada se magnezijev karbid razgradi s vodom, nastaje homolog acetilena - propin C 3 H 4:

Mg 2 C 3 + 4 H 2 O \u003d 2 Mg (OH) 2 + C 3 H 4.

Stoga se Mg 2 C 3 može nazvati magnezijev propilen.

3Mg + N 2 \u003d Mg 3 N 2.

Kao i litijev nitrid, magnezijev nitrid lako se razgrađuje vodom:

Mg3N2 + 6H2O \u003d 3Mg (OH)2 + 2NH3.

Magnezij je također sličan litiju po tome što su njegov karbonat MgCO 3 i fosfat Mg 3 (PO 4) 2 slabo topljivi u vodi, kao i odgovarajuće litijeve soli.

Magnezij je sličan kalciju po tome što prisutnost topivih bikarbonata ovih elemenata u vodi određuje tvrdoću vode. Kao i kod kalcijevog bikarbonata, tvrdoća uzrokovana magnezijevim bikarbonatom Mg(HCO3) 2 je privremena. Prilikom vrenja, magnezijev bikarbonat Mg (HCO 3) 2 se raspada i njegov glavni karbonat taloži - magnezijev hidroksokarbonat (MgOH) 2 CO 3:

2Mg (HCO 3) 2 \u003d (MgOH) 2 CO 3 + 3CO 2 + H 2 O.

Magnezijev perklorat Mg(ClO 4) 2, koji snažno komunicira s vodenom parom, zrakom za dobro sušenje ili drugim plinom koji prolazi kroz njegov sloj. U tom slučaju nastaje jak kristalni hidrat Mg(ClO 4) 2 ·6H 2 O. Ova se tvar može ponovno dehidrirati zagrijavanjem u vakuumu na temperaturi od oko 300°C. Magnezijev perklorat dobio je naziv "anhidron" zbog svojih svojstava sušenja.

Učinak magnezija na ljudski organizam

Magnezij je jedan od važnih biogenih elemenata koji se u značajnim količinama nalazi u tkivima životinja i biljaka. Magnezij je kofaktor u mnogim enzimskim reakcijama. Magnezij je neophodan za pretvorbu kreatin fosfata u ATP - nukleotid koji je univerzalni dobavljač energije u živim stanicama tijela. Stoga je magnezij element koji kontrolira energiju tijela. Magnezij je neophodan u svim fazama sinteze proteina. Također je utvrđeno da 80-90% modernih ljudi pati od nedostatka magnezija. To se može manifestirati na mnogo načina: nesanica, kronični umor, osteoporoza, artritis, fibromijalgija, migrena, grčevi i grčevi mišića, srčana aritmija, zatvor, predmenstrualni sindrom (PMS) i drugi simptomi i bolesti. A čestim korištenjem laksativa, alkohola, velikim psihičkim i fizičkim stresom, potreba za magnezijem se povećava.

Statistika kaže da stanovnici područja s toplijom klimom rjeđe doživljavaju grčeve krvnih žila nego sjevernjaci. Medicina to objašnjava nutritivnim svojstvima oba. Uostalom, poznato je da intravenozne i intramuskularne infuzije otopina pojedinih magnezijevih soli ublažavaju grčeve i konvulzije. Voće i povrće pomaže u nakupljanju potrebnih zaliha ovih soli u tijelu. Marelice, breskve i cvjetača posebno su bogate magnezijem. Ima ga u običnom kupusu, krumpiru, rajčici.

Prema rezultatima nedavnih studija, magnezijev citrat je najprobavljiviji proizvod koji sadrži magnezij.

Tijelo treba magnezij za apsorpciju kalcija. Jedan od biološki najprikladnijih izvora magnezija za transkutanu (perkutanu) apsorpciju je mineral bišofit koji se široko koristi za medicinsku rehabilitaciju, fizioterapiju i liječenje u toplicama.

Prije nekoliko godina znanstvenici sa Sveučilišta Minnesota u Sjedinjenim Američkim Državama odabrali su ljuske jajeta kao predmet znanstvenog istraživanja. Uspjeli su utvrditi da je školjka to jača što sadrži više magnezija. To znači da je promjenom sastava hrane za kokoši nesilice moguće povećati čvrstoću oklopa.

Francuski biolozi vjeruju da će magnezij pomoći liječnicima u borbi protiv tako teške bolesti 20. stoljeća kao što je prekomjerni rad. Istraživanja pokazuju da krv umornih ljudi sadrži manje magnezija od zdravih, pa čak ni najbeznačajnija odstupanja "magnezijeve krvi" od norme ne prolaze bez traga.

Važno je zapamtiti da u slučajevima kada je osoba često i iz bilo kojeg razloga nadražena, magnezij koji se nalazi u tijelu "izgara". Zato se kod nervoznih, lako razdražljivih ljudi mnogo češće opažaju poremećaji u radu srčanog mišića.

Magnezij(lat. Magnesium), Mg, kemijski element II skupine Mendeljejeva periodnog sustava, atomski broj 12, atomska masa 24,305. Prirodni magnezij sastoji se od tri stabilna izotopa: 24 Mg (78,60%), 25 Mg (10,11%) i 26 Mg (11,29%). Magnezij je 1808. godine otkrio G. Davy, koji je navlaženi magnezijev oksid (odavno poznata tvar) podvrgao elektrolizi sa živinom katodom; Davy je dobio amalgam, a iz njega, nakon destilacije žive, novi metal u prahu nazvan magnezij. Godine 1828. francuski kemičar A. Bussy redukcijom rastaljenog magnezijevog klorida parama kalija dobio je magnezij u obliku malih kuglica s metalnim sjajem.

Rasprostranjenost magnezija u prirodi. Magnezij je karakterističan element Zemljinog plašta; njegove ultramafične stijene sadrže 25,9% težine. Magnezija ima manje u zemljinoj kori, njegov prosječni klark iznosi 1,87%; Magnezij prevladava u bazičnim stijenama (4,5%), u granitima i drugim kiselim stijenama manje (0,56%). U magmatskim procesima, Mg 2+ je analog Fe 2+, što se objašnjava blizinom njihovih ionskih radijusa (0,74 odnosno 0,80 Å). Mg 2+ zajedno s Fe 2+ ulazi u sastav olivina, piroksena i drugih magmatskih minerala.

Minerali magnezija su brojni - silikati, karbonati, sulfati, kloridi i drugi. Više od polovice njih nastalo je u biosferi – na dnu mora, jezera, u tlu itd.; ostali su povezani s visokotemperaturnim procesima.

U biosferi se opaža snažna migracija i diferencijacija magnezija; ovdje glavna uloga pripada fizikalno-kemijskim procesima - otapanju, taloženju soli, sorpciji magnezija glinama. Magnezij se malo zadržava u biološkom ciklusu na kontinentima i ulazi u ocean s riječnim otjecanjem. U morskoj vodi u prosjeku ima 0,13% magnezija manje od natrija, ali više od svih ostalih metala. Morska voda nije zasićena magnezijem i ne dolazi do taloženja njegovih soli. Kada voda isparava u morskim lagunama, magnezijevi sulfati i kloridi nakupljaju se u sedimentima zajedno s kalijevim solima. Dolomit se nakuplja u mulju nekih jezera (na primjer, u jezeru Balkhash). U industriji se magnezij uglavnom dobiva iz dolomita, kao i iz morske vode.

Fizikalna svojstva magnezija. Kompaktni magnezij je sjajni srebrno-bijeli metal koji potamni na zraku zbog stvaranja oksidnog filma na površini. Magnezij kristalizira u heksagonalnoj rešetki, a = 3,2028Å, c = 5,1998Å. Atomski radijus 1,60Å, ionski radijus Mg 2+ 0,74Å. Gustoća magnezija je 1,739 g / cm 3 (20 ° C); tpl 651 °C; t kip 1107 °C. Specifični toplinski kapacitet (pri 20 °C) 1,04 10 3 J/(kg K), tj. 0,248 cal/(g °C); toplinska vodljivost (20 ° C) 1,55 10 2 W / (m K), odnosno 0,37 cal / (cm sec ° C); toplinski koeficijent linearnog širenja u rasponu od 0-550 ° C određuje se iz jednadžbe 25,0 10 -6 + 0,0188 t. Električni otpor (20 °C) 4,5·10 -8 ohm·m (4,5 μΩ·cm). Magnezij je paramagnetik, specifična magnetska susceptibilnost je +0,5·10 -6, Magnezij je relativno mekan i duktilan metal; njegova mehanička svojstva jako ovise o metodi obrade. Na primjer, pri 20 ° C, svojstva lijevanog i deformiranog magnezija karakteriziraju sljedeće vrijednosti: Brinellova tvrdoća 29,43 10 7 i 35,32 10 7 n / m 2 (30 i 36 kgf / mm 2), granica razvlačenja 2, 45 10 7 i 8,83 10 7 n / m 2 (2,5 i 9,0 kgf / mm 2), vlačna čvrstoća 11,28 10 7 i 19,62 10 7 n / m 2 (11 ,5 i 20,0 kgf / mm 2), istezanje 8,0 i 11,5 posto.

Kemijska svojstva magnezija. Konfiguracija vanjskih elektrona atoma magnezija je 3s 2 . U svim stabilnim spojevima magnezij je dvovalentan. Kemijski, magnezij je vrlo aktivan metal. Zagrijavanje na 300-350 °C ne dovodi do značajne oksidacije kompaktnog magnezija, budući da je njegova površina zaštićena oksidnim filmom, ali na 600-650 °C magnezij se zapali i gori, dajući magnezijev oksid i djelomično Mg 3 N 2 nitrid . Potonji se također dobiva zagrijavanjem magnezija na oko 500 °C u atmosferi dušika. S hladnom vodom, koja nije zasićena zrakom, magnezij gotovo ne reagira, polako istiskujući vodik iz kipuće vode; reakcija s parom počinje na 400°C. Rastaljeni magnezij u vlažnoj atmosferi, oslobađajući vodik iz H 2 O, apsorbira ga; kada se metal skrutne, vodik je gotovo potpuno uklonjen. U atmosferi vodika, magnezij stvara MgH 2 na 400-500 °C.

Magnezij istiskuje većinu metala iz vodenih otopina njihovih soli; standardni elektrodni potencijal Mg na 25 °C je 2,38 V. Magnezij na hladnom reagira s razrijeđenim mineralnim kiselinama, ali se ne otapa u fluorovodičnoj kiselini zbog stvaranja zaštitnog filma netopljivog MgF 2 fluorida. U koncentriranoj H 2 SO 4 i njezinoj smjesi s HNO 3 magnezij je praktički netopljiv. Magnezij ne stupa u interakciju s vodenim otopinama lužina na hladnom, već se otapa u otopinama bikarbonata alkalnih metala i amonijevih soli. Kaustična lužina taloži magnezijev hidroksid Mg(OH) 2 iz otopina soli, čija je topljivost u vodi zanemariva. Većina magnezijevih soli visoko je topiva u vodi, poput magnezijevog sulfata, slabo topljivih MgF 2 , MgCO 3 , Mg 3 (PO 4) 2 i nekih dvostrukih soli.

Kada se zagrijava, magnezij reagira s halogenima dajući halogenide; mokrim klorom već na hladnom nastaje MgCl 2 . Kada se magnezij zagrije na 500-600 ° C sa sumporom ili sa SO 2 i H 2 S, može se dobiti MgS sulfid, s ugljikovodicima - MgC 2 i Mg 2 C 3 karbidi. Poznati su i silicidi Mg 2 Si, Mg 3 Si 2, fosfid Mg 3 P 2 i drugi binarni spojevi. Magnezij je jako redukcijsko sredstvo; zagrijavanjem istiskuje druge metale (Be, Al, lužine) i nemetale (B, Si, C) iz njihovih oksida i halogenida. Magnezij tvori brojne organometalne spojeve, koji određuju njegovu veliku ulogu u organskoj sintezi. Magnezij legira s većinom metala i osnova je za mnoge tehnički važne lake legure.

Dobivanje magnezija. U industriji se najveća količina Magnezija dobiva elektrolizom bezvodnog MgCl 2 klorida ili dehidriranog karnalita KCl MgCl 2 6H 2 O. Elektrolit također sadrži Na, K, Ca kloride i malu količinu NaF ili CaF 2 . Sadržaj MgCl 2 u talini nije manji od 5-7%; kako se elektroliza odvija na 720-750 °C, sastav kupke se prilagođava uklanjanjem dijela elektrolita i dodavanjem MgCl 2 ili karnalita. Katode su od čelika, anode od grafita. Rastaljeni magnezij, koji ispliva na površinu elektrolita, povremeno se uklanja iz katodnog prostora, koji je od anodnog prostora odvojen pregradom koja ne doseže dno kupelji. Sastav sirovog magnezija uključuje do 2% nečistoća; rafinira se u lončanim električnim pećima pod slojem topitelja i ulijeva u kalupe. Najbolji stupnjevi primarnog magnezija sadrže 99,8% Mg. Naknadno pročišćavanje magnezija provodi se vakuumskom sublimacijom: 2-3 sublimacije povećavaju čistoću magnezija na 99,999%. Anodni klor nakon pročišćavanja koristi se za dobivanje bezvodnog MgCl 2 iz magnezita, titan tetraklorida TiCl 4 iz TiO 2 oksida i drugih spojeva.

Ostali načini dobivanja magnezija su metal-termički i ugljično-termički. Prema prvom, briketi od dolomita i redukcijskog sredstva (ferosilicij ili silikoaluminij) kalcinirani do potpune razgradnje zagrijavaju se na 1280-1300°C u vakuumu (preostali tlak 130-260 N/m 2 , tj. 1-2 mm Hg). Pare magnezija kondenziraju se na 400-500 °C. Za pročišćavanje se tali pod fluksom ili u vakuumu, nakon čega se izlijeva u kalupe. Prema ugljično-termalnoj metodi, briketi iz mješavine ugljena s magnezijevim oksidom zagrijavaju se u električnim pećima iznad 2100 ° C; Pare magnezija se destiliraju i kondenziraju.

Upotreba magnezija. Najvažnije područje primjene metalnog magnezija je proizvodnja legura na njegovoj osnovi. Magnezij se široko koristi u metalotermičkim procesima za dobivanje teško regenerativnih i rijetkih metala (Ti, Zr, Hf, U i dr.), Magnezij se koristi za deoksidaciju i odsumporavanje metala i legura. Mješavine magnezijevog praha s oksidansima služe kao rasvjeta i zapaljive kompozicije. Magnezijevi spojevi imaju široku primjenu.

Magnezij u tijelu. Magnezij je stalni dio biljnih i životinjskih organizama (u tisućinkama - stotinkama postotka). Koncentratori magnezija su neke alge koje nakupljaju do 3% magnezija (u pepelu), neke foraminifere - do 3,5%, vapnenačke spužve - do 4%. Magnezij je dio zelenog pigmenta biljaka – klorofila (ukupna masa klorofila zemaljskih biljaka sadrži oko 100 milijardi tona magnezija), a nalazi se i u svim staničnim organelama biljaka i ribosomima svih živih organizama. Magnezij aktivira mnoge enzime, zajedno s kalcijem i manganom, osigurava stabilnost strukture kromosoma i koloidnih sustava u biljkama, te sudjeluje u održavanju turgorskog tlaka u stanicama. Magnezij potiče unos fosfora iz tla i njegovu apsorpciju u biljkama; u obliku soli fosforne kiseline ulazi u sastav fitina. Nedostatak magnezija u tlu uzrokuje mramoriranje lišća u biljkama, klorozu biljaka (u takvim slučajevima koriste se gnojiva s magnezijem). Životinje i ljudi dobivaju magnezij iz hrane. Dnevna ljudska potreba za magnezijem - 0,3-0,5 g; u djetinjstvu, kao i tijekom trudnoće i dojenja ta je potreba veća. Normalni sadržaj magnezija u krvi je približno 4,3 mg%; s povećanim sadržajem opaža se pospanost, gubitak osjetljivosti, a ponekad i paraliza skeletnih mišića. U tijelu se magnezij nakuplja u jetri, zatim značajan dio prelazi u kosti i mišiće. U mišićima, magnezij je uključen u aktivaciju anaerobnog metabolizma ugljikohidrata. Antagonist magnezija u tijelu je kalcij. Kršenje ravnoteže magnezija i kalcija uočeno je kod rahitisa, kada magnezij prelazi iz krvi u kosti, istiskujući kalcij iz njih. Nedostatak magnezijevih soli u hrani remeti normalnu ekscitabilnost živčanog sustava, kontrakciju mišića. Goveda s nedostatkom magnezija u hrani obolijevaju od tzv. travne tetanije (trzanje mišića, zakržljalost udova). Metabolizam magnezija u životinja reguliran je paratiroidnim hormonom koji snižava sadržaj magnezija u krvi i prolanom koji povećava sadržaj magnezija. Od magnezijevih pripravaka u medicinskoj praksi koriste se: magnezijev sulfat (kao sedativ, antikonvulziv, antispazmodik, laksativ i koleretik), spaljeni magnezij (magnezijev oksid) i magnezijev karbonat (kao lužina, blagi laksativ).