Magnesium dalam bentuk paling tulen. Magnesium adalah logam penting untuk industri dan kehidupan manusia

Mg Magnesium

MAGNESIUM(lat. Magnesium), Mg (baca "magnesium"), unsur kimia kumpulan IIA tempoh ketiga sistem berkala Mendeleev, nombor atom 12, jisim atom 24.305. Magnesium semulajadi terdiri daripada tiga nuklida stabil: 24 Mg (78.60% mengikut jisim), 25 Mg (10.11%) dan 26 Mg (11.29%). Konfigurasi elektronik atom neutral ialah 1s 2 2s 2 p 6 3s 2, mengikut mana magnesium dalam sebatian stabil adalah divalen (keadaan pengoksidaan +2). Bahan ringkas magnesium ialah logam berkilau ringan, putih keperakan.

Sifat fizikal dan kimia: magnesium metalik mempunyai kekisi kristal heksagon. Takat lebur 650°C, takat didih 1105°C, ketumpatan 1.74 g/cm 3 (magnesium ialah logam yang sangat ringan, hanya logam kalsium dan alkali yang lebih ringan). Keupayaan elektrod piawai magnesium Mg / Mg 2+ ialah 2.37V. Dalam satu siri potensi piawai, ia terletak di belakang natrium di hadapan aluminium.

Permukaan magnesium ditutup dengan filem padat MgO oksida, yang, dalam keadaan normal, melindungi logam daripada kemusnahan selanjutnya. Hanya apabila logam dipanaskan pada suhu melebihi kira-kira 600°C barulah ia menyala di udara. Magnesium terbakar dengan pancaran cahaya terang, komposisi spektrum hampir dengan matahari. Oleh itu, pada masa lalu, jurugambar dalam cahaya malap merakam dalam cahaya reben magnesium yang menyala. Apabila magnesium dibakar di udara, serbuk putih longgar magnesium oksida MgO terbentuk:

2Mg + O 2 \u003d 2MgO.

Serentak dengan oksida, magnesium nitrida Mg 3 N 2 juga terbentuk:

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

Magnesium tidak bertindak balas dengan air sejuk (atau, lebih tepat lagi, ia bertindak balas, tetapi sangat perlahan), tetapi ia berinteraksi dengan air panas, dan mendakan putih longgar magnesium hidroksida Mg (OH) 2 terbentuk:

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

Jika jalur magnesium dibakar dan diturunkan ke dalam segelas air, maka pembakaran logam itu berterusan. Dalam kes ini, hidrogen yang dibebaskan semasa interaksi magnesium dengan air serta-merta menyala di udara. Pembakaran magnesium berterusan dalam atmosfera karbon dioksida:

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

Keupayaan magnesium untuk membakar kedua-dua dalam air dan dalam suasana karbon dioksida dengan ketara merumitkan pemadaman api di mana struktur yang diperbuat daripada magnesium atau aloinya terbakar.

Magnesium oksida MgO ialah serbuk rapuh putih yang tidak bertindak balas dengan air. Dulu dipanggil magnesia terbakar atau hanya magnesia. Oksida ini mempunyai sifat asas, ia bertindak balas dengan pelbagai asid, contohnya:

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

Asas Mg (OH) 2 yang sepadan dengan oksida ini mempunyai kekuatan sederhana, tetapi boleh dikatakan tidak larut dalam air. Ia boleh diperolehi, sebagai contoh, dengan menambahkan alkali kepada larutan sebarang garam magnesium:

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

Oleh kerana magnesium oksida MgO tidak membentuk alkali apabila berinteraksi dengan air, dan asas magnesium Mg (OH) 2 tidak mempunyai sifat alkali, magnesium, tidak seperti kalsium, strontium dan barium "sahabatnya", tidak tergolong dalam bilangan alkali tanah. logam.

Magnesium logam pada suhu bilik bertindak balas dengan halogen, contohnya, dengan bromin:

Mg + Br 2 \u003d MgBr 2.

Apabila dipanaskan, magnesium bertindak balas dengan sulfur, memberikan magnesium sulfida:

Jika campuran magnesium dan kok dikalsinasi dalam suasana lengai, maka magnesium karbida komposisi Mg 2 C 3 terbentuk (perlu diperhatikan bahawa jiran terdekat magnesium dalam kalsium kumpulan membentuk karbida komposisi CaC 2 di bawah keadaan yang serupa). Apabila magnesium karbida diuraikan dengan air, propyne homolog asetilena C 3 H 4 terbentuk:

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

Oleh itu, Mg 2 C 3 boleh dipanggil magnesium propylene.

Kelakuan magnesium mempunyai persamaan dengan kelakuan litium logam alkali (contoh persamaan pepenjuru unsur dalam jadual berkala). Jadi, magnesium, seperti litium, bertindak balas dengan nitrogen (tindak balas magnesium dengan nitrogen berlaku apabila dipanaskan), mengakibatkan pembentukan magnesium nitrida:

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

Seperti litium nitrida, magnesium nitrida mudah terurai oleh air:

Mg 3 N 2 + 6H 2 O \u003d 3Mg (OH) 2 + 2NH 3.

Magnesium juga serupa dengan litium kerana karbonatnya MgCO 3 dan fosfat Mg 3 (PO 4) 2 kurang larut dalam air, begitu juga dengan garam litium yang sepadan.

Magnesium adalah serupa dengan kalsium kerana kehadiran bikarbonat larut unsur-unsur ini dalam air menentukan kekerasan air. Seperti kalsium bikarbonat, kekerasan yang disebabkan oleh magnesium bikarbonat Mg(HCO 3) 2 adalah sementara. Apabila mendidih, magnesium bikarbonat Mg (HCO 3) 2 terurai dan karbonat utama magnesium hidroksokarbonat (MgOH) 2 CO 3 memendakan:

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

Magnesium perklorat Mg(ClO 4) 2 masih mempunyai aplikasi praktikal, yang berinteraksi dengan kuat dengan wap air, udara yang mengering dengan baik atau gas lain yang melalui lapisannya. Dalam kes ini, hidrat hablur kuat Mg(ClO 4) 2 ·6H 2 O terbentuk. Bahan ini boleh didehidrasi semula dengan memanaskan dalam vakum pada suhu kira-kira 300°C. Magnesium perklorat diberi nama "anhydrone" untuk sifat pengeringnya.

Amat penting dalam kimia organik ialah sebatian organomagnesium yang mengandungi ikatan MgC. Peranan yang sangat penting di kalangan mereka dimainkan oleh apa yang dipanggil reagen Grignard, sebatian magnesium dengan formula am RMgHal, di mana R ialah radikal organik, dan Hal = Cl, Br atau I. Sebatian ini terbentuk dalam larutan eter oleh interaksi magnesium dan halida organik yang sepadan RHal dan digunakan untuk sintesis yang paling pelbagai.

Sejarah pembukaan: sebatian magnesium telah diketahui oleh manusia sejak sekian lama. Nama Latin unsur itu berasal dari nama kota kuno Magnesia di Asia Kecil, di sekitarnya terdapat deposit mineral magnesit. Magnesium logam pertama kali diperoleh pada tahun 1808 oleh ahli kimia Inggeris G. Davy. Seperti dalam kes logam aktif lain natrium, kalium, kalsium, Davy menggunakan elektrolisis untuk mendapatkan magnesium logam. Dia tertakluk kepada elektrolisis campuran lembap magnesia putih (komposisinya, nampaknya, termasuk magnesium oksida MgO dan magnesium hidroksida Mg (OH) 2) dan merkuri oksida HgO. Akibatnya, Davy menerima amalgam aloi logam baharu dengan merkuri. Selepas penyulingan merkuri, serbuk logam baru kekal, yang Davy panggil magnesium.

Magnesium Davy agak kotor, magnesium metalik tulen diperoleh buat kali pertama pada tahun 1828 oleh ahli kimia Perancis A. Bussy.

Menemui dalam alam semula jadi: magnesium salah satu daripada sepuluh unsur paling biasa dalam kerak bumi (tempat ke-8). Ia mengandungi 2.35% magnesium mengikut berat. Oleh kerana aktiviti kimia yang tinggi, magnesium tidak berlaku dalam bentuk bebas, tetapi merupakan sebahagian daripada banyak mineral - silikat, aluminosilikat, karbonat, klorida, sulfat, dll. Oleh itu, magnesium mengandungi silikat olivin (Mg, Fe) 2 dan serpentin Mg yang meluas. 6 (OH) 8 . Kepentingan praktikal yang besar ialah mineral yang mengandungi magnesium seperti asbestos, magnesit, dolomit MgCO 3 CaCO 3, bischofite MgCl 2 6H 2 O, carnallite KCl MgCl 2 6H 2 O, epsomit MgSO 4 7H 2 O, kainit OKCl 3 MgSO2 O. , astrakhanite Na 2 SO 4 MgSO 4 4H 2 O, dsb. Magnesium ditemui dalam air laut (4% Mg dalam sisa kering), dalam air garam semula jadi, dan dalam banyak perairan bawah tanah.

Resit: kaedah perindustrian biasa untuk mendapatkan magnesium logam ialah elektrolisis leburan campuran magnesium klorida kontang MgCl 2 , natrium NaCl dan kalium KCl. Dalam leburan ini, magnesium klorida mengalami pengurangan elektrokimia:

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

Logam cair diambil secara berkala dari mandi elektrolisis, dan bahagian baru bahan mentah yang mengandungi magnesium ditambah kepadanya. Oleh kerana magnesium yang diperoleh dengan cara ini mengandungi jumlah yang agak besar - kira-kira 0.1% kekotoran, jika perlu, magnesium "mentah" tertakluk kepada penulenan tambahan. Untuk tujuan ini, penapisan elektrolitik, pencairan semula dalam vakum menggunakan bahan tambahan khas - fluks, yang "menghilangkan" kekotoran daripada magnesium, atau penyulingan (pemejalwapan) logam dalam vakum digunakan. Ketulenan magnesium ditapis mencapai 99.999% dan lebih tinggi.

Kaedah lain untuk mendapatkan magnesium juga telah dibangunkan - haba. Dalam kes ini, kok digunakan untuk mengurangkan magnesium oksida pada suhu tinggi:

MgO + C = Mg + CO

atau silikon. Penggunaan silikon memungkinkan untuk mendapatkan magnesium daripada bahan mentah seperti CaCO 3 ·MgCO 3 dolomit tanpa pengasingan awal magnesium dan kalsium. Dengan penyertaan dolomit, tindak balas berlaku:

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

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

Kelebihan proses terma ialah ia memungkinkan untuk mendapatkan magnesium ketulenan yang lebih tinggi. Untuk mendapatkan magnesium, bukan sahaja bahan mentah mineral digunakan, tetapi juga air laut.

Permohonan: sebahagian besar magnesium yang dilombong digunakan untuk menghasilkan pelbagai aloi magnesium ringan. Komposisi aloi ini, sebagai tambahan kepada magnesium, termasuk, sebagai peraturan, aluminium, zink, zirkonium. Aloi sedemikian cukup kuat dan digunakan dalam pembinaan pesawat, pembuatan instrumen dan untuk tujuan lain.

Aktiviti kimia magnesium logam yang tinggi memungkinkan untuk menggunakannya dalam pengeluaran magnesium-terma logam seperti titanium, zirkonium, vanadium, uranium, dll. Dalam kes ini, magnesium bertindak balas dengan oksida atau fluorida logam yang terhasil, contohnya. .

Kaedah perindustrian utama untuk mendapatkan magnesium ialah elektrolisis leburan campuran MgCl 2

MgCl 2 Mg 2+ 2Cl -

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

2MgCl 2 2Mg+ 2Cl 2

cair

dalam MgCl 2 , KCl, NaCl kontang. Untuk mendapatkan leburan, karnalit atau bimofit dehidrasi digunakan, serta MgCl 2 yang diperoleh melalui pengklorinan MgO atau sebagai sisa dalam pengeluaran Ti.

Suhu elektrolisis 700-720 o C, anod grafit, katod keluli. Kandungan MgCl 2 dalam cair adalah 5-8%, dengan penurunan kepekatan kepada 4%, output magnesium oleh arus berkurangan, dengan peningkatan kepekatan MgCl 2 melebihi 8%, penggunaan elektrik meningkat. Untuk memastikan kandungan optimum MgCl 2 secara berkala pilih sebahagian daripada elektrolit yang dibelanjakan dan tambahkan karnalit segar atau MgCl 2 . Magnesium cecair terapung ke permukaan elektrolit, dari mana ia diambil dengan senduk vakum. Magnesium yang diekstrak mentah mengandungi 0.1% kekotoran. Untuk menghilangkan kekotoran bukan logam, magnesium dileburkan dengan fluks - klorida atau fluorida K, Ba, Na, Mg. Pembersihan mendalam dilakukan dengan penyulingan vakum, lebur zon, penapisan elektrolitik. Hasilnya ialah magnesium dengan ketulenan 99.999%.

Selain magnesium, elektrolisis juga menghasilkan Cl 2 . Dalam kaedah terma untuk menghasilkan magnesium, magnesit atau dolomit digunakan sebagai bahan mentah, dari mana MgO diperoleh melalui pengkalsinan. 2Mg+O 2 =2MgO. Dalam retort atau relau berputar dengan pemanas grafit atau arang batu, oksida dikurangkan kepada logam dengan silikon (kaedah silikonotermal) atau CaC 2 (kaedah terma karbida) pada 1280-1300 ° C, atau karbon (kaedah karboterma) pada suhu melebihi 2100 ° C. Dalam kaedah karbotermik ( MgO+C Mg+CO) campuran CO dan wap magnesium yang terhasil disejukkan dengan cepat apabila meninggalkan relau dengan gas lengai untuk mengelakkan tindak balas belakang dengan magnesium.

sifat magnesium.

Sifat fizikal magnesium.

Magnesium ialah logam berkilau putih keperakan, agak lembut dan mulur, konduktor haba dan elektrik yang baik. Hampir 5 kali lebih ringan daripada tembaga, 4.5 kali lebih ringan daripada besi; walaupun aluminium adalah 1.5 kali lebih berat daripada magnesium. Magnesium cair pada suhu 651 ° C, tetapi dalam keadaan biasa agak sukar untuk mencairkannya: dipanaskan di udara hingga 550 ° C, ia menyala dan serta-merta terbakar dengan nyalaan terang yang mempesonakan. Jalur kerajang magnesium boleh dibakar dengan mudah dengan mancis biasa, dan dalam suasana klorin, magnesium menyala secara spontan walaupun pada suhu bilik. Apabila membakar magnesium, sejumlah besar sinaran ultraviolet dan haba dibebaskan - untuk memanaskan segelas air ais hingga mendidih, anda perlu membakar hanya 4 g magnesium.

Magnesium terletak dalam subkumpulan utama kumpulan kedua D.I. Jadual Berkala Unsur. Mendeleev. Nombor sirinya ialah 12, berat atom ialah 24.312. Konfigurasi elektronik atom magnesium dalam keadaan tidak teruja ialah 1S 2 2S 2 P 6 3S 2 ; elektron lapisan luar adalah valensi, selaras dengan ini, magnesium mempamerkan valensi II. Berkaitan rapat dengan struktur kulit elektron atom magnesium ialah kereaktifannya. Disebabkan kehadiran hanya dua elektron dalam kulit luar, atom magnesium cenderung dengan mudah mendermakannya untuk mendapatkan konfigurasi lapan elektron yang stabil; oleh itu, magnesium secara kimia sangat aktif.

Magnesium teroksida dalam udara, tetapi filem oksida yang terhasil melindungi logam daripada pengoksidaan selanjutnya. Potensi elektronik biasa magnesium dalam persekitaran berasid ialah -2.37V, dalam alkali - 2.69V. Dalam asid cair, magnesium sudah larut dalam keadaan sejuk. Dalam asid hidrofluorik, ia tidak larut kerana pembentukan filem MgF 2 fluorida, yang jarang larut dalam air; hampir tidak larut dalam asid sulfurik pekat. Magnesium mudah larut di bawah tindakan larutan garam ammonium. Penyelesaian alkali tidak berfungsi padanya. Magnesium memasuki makmal dalam bentuk serbuk atau pita. Jika anda membakar pita magnesium, ia cepat terbakar dengan kilat yang membutakan, menghasilkan suhu yang tinggi. Kilatan magnesium digunakan dalam fotografi, dalam pembuatan roket pencahayaan. Takat didih magnesium ialah 1107 o C, ketumpatan = 1.74 g / cm 3, jejari atom 1.60 NM.

Sifat kimia magnesium.

Sifat kimia magnesium agak pelik. Ia mudah mengeluarkan oksigen dan klorin daripada kebanyakan unsur, tidak takut alkali kaustik, soda, minyak tanah, petrol dan minyak mineral. Magnesium hampir tidak berinteraksi dengan air sejuk, tetapi apabila dipanaskan, ia terurai dengan pembebasan hidrogen. Dalam hal ini, ia menduduki kedudukan pertengahan antara berilium, yang secara amnya tidak bertindak balas dengan air, dan kalsium, yang mudah berinteraksi dengannya. Tindak balas adalah sangat sengit dengan wap air yang dipanaskan melebihi 380 ° C:

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

Oleh kerana hasil tindak balas ini ialah hidrogen, jelas bahawa pemadaman magnesium yang terbakar dengan air tidak boleh diterima: campuran hidrogen dan oksigen yang boleh meletup boleh terbentuk dan meletup. Adalah mustahil untuk memadamkan pembakaran magnesium dan karbon dioksida: magnesium mengembalikannya kepada karbon bebas

2Mg 0 + C +4 O 2 2Mg +2 O+C 0 ,

Anda boleh menghentikan akses oksigen kepada pembakaran magnesium dengan mengisinya dengan pasir, walaupun magnesium berinteraksi dengan silikon (IV) oksida, tetapi dengan pelepasan haba yang lebih sedikit:

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

ini menentukan kemungkinan menggunakan pasir untuk memadamkan silikon. Bahaya magnesium menyala semasa pemanasan sengit adalah salah satu sebab mengapa penggunaannya sebagai bahan kejuruteraan adalah terhad.

Dalam siri voltan elektrokimia, magnesium berada di sebelah kiri hidrogen dan secara aktif bertindak balas dengan asid cair untuk membentuk garam. Dalam tindak balas ini, magnesium mempunyai ciri. Ia tidak larut dalam hidrofluorik, sulfurik pekat dan dalam campuran sulfurik dan dalam campuran asid nitrik, yang melarutkan logam lain hampir sama cekapnya dengan "aqua regia" (campuran HCl dan HNO 3). Kestabilan magnesium kepada pembubaran dalam asid hidrofluorik diterangkan secara ringkas: permukaan magnesium ditutup dengan filem magnesium fluorida MgF 2 tidak larut dalam asid hidrofluorik. Rintangan magnesium terhadap asid sulfurik yang cukup pekat dan campurannya dengan asid nitrik adalah lebih sukar untuk dijelaskan, walaupun dalam kes ini sebabnya terletak pada pempasifan permukaan magnesium. Magnesium secara praktikal tidak berinteraksi dengan larutan alkali dan ammonium hidroksida. Tetapi dengan larutan garam ammonium, tindak balas, walaupun perlahan, tetapi berlaku:

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

Reaksi ini tidak menghairankan. Tindak balas ini pada asasnya sama dengan tindak balas sesaran hidrogen daripada asid oleh logam. Dalam satu definisi, asid ialah bahan yang terurai untuk membentuk ion hidrogen. Beginilah cara ion NH4 juga boleh berpisah:

NH 4 + NH 3 +H +

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

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

Apabila magnesium dipanaskan dalam suasana halogen, pencucuhan dan pembentukan garam halida berlaku.

Punca pencucuhan adalah pelepasan haba yang sangat besar, seperti dalam kes tindak balas magnesium dengan oksigen. Oleh itu, dalam pembentukan 1 mol magnesium klorida daripada magnesium dan klorin, 642 kJ dibebaskan. Apabila dipanaskan, magnesium bergabung dengan sulfur (MgS), dan dengan nitrogen (Mg 3 N 2). Pada tekanan tinggi dan pemanasan dengan hidrogen, magnesium membentuk magnesium hidrida

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

Pertalian magnesium yang tinggi dengan klorin memungkinkan untuk mencipta pengeluaran metalurgi baru - "magnesium" - penghasilan logam akibat tindak balas

MeCln + 0.5nMg \u003d Me + 0.5nMgCl 2

kaedah ini menghasilkan logam yang memainkan peranan yang sangat penting dalam teknologi moden - zirkonium, kromium, torium, berilium. "Logam zaman angkasa" yang ringan dan tahan lama - hampir semua titanium diperoleh dengan cara ini.

Intipati pengeluaran adalah seperti berikut: dalam penghasilan magnesium logam melalui elektrolisis leburan magnesium klorida, klorin terbentuk sebagai hasil sampingan. Klorin ini digunakan untuk menghasilkan titanium (IV) klorida TiCl 4, yang dikurangkan oleh magnesium kepada titanium logam

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

Magnesium klorida yang terhasil digunakan semula untuk penghasilan magnesium, dsb. Berdasarkan tindak balas ini, tumbuhan titanium-magnesium berfungsi. Bersama-sama dengan titanium dan magnesium, produk lain juga diperoleh, seperti garam Bertolet KClO 3 , klorin, bromin dan produk - papan gentian dan plat xylitic, yang akan dibincangkan di bawah. Dalam pengeluaran bersepadu sedemikian, tahap penggunaan bahan mentah, keuntungan pengeluaran adalah tinggi, dan jisim sisa tidak besar, yang sangat penting untuk melindungi alam sekitar daripada pencemaran.

Nama magnesia terdapat dalam papirus Leiden, yang bermula pada abad ketiga. Davy pada tahun 1808, memperoleh sejumlah kecil logam magnesium yang tidak tulen dengan mengelektrolisis magnesia putih. Dalam bentuk tulennya, logam ini hanya diperolehi pada tahun 1829 oleh Bussy.

Bidang utama penggunaan magnesium ialah penggunaan logam sebagai bahan struktur ringan. Aloi unsur ini semakin digunakan dalam industri automotif, percetakan dan tekstil. Aloi ini boleh digunakan dalam pengeluaran bekas enjin kereta, casis dan fiuslaj pesawat. Magnesium digunakan bukan sahaja dalam penerbangan, ia juga digunakan dalam pembuatan tangga, platform kargo, laluan pejalan kaki di dok, lif dan penghantar, dalam pengeluaran peralatan optik dan fotografi.

Magnesium memainkan peranan penting dalam metalurgi. Ia digunakan sebagai agen pengurangan dalam pengeluaran beberapa logam berharga dan jarang - titanium, vanadium, zirkonium, kromium. Sumber arus elektrik, yang dicipta berdasarkan magnesium, dibezakan oleh nilai yang agak tinggi dari ciri tenaga khusus, voltan nyahcas tinggi.

Magnesium, sebagai unsur makro, memainkan peranan yang besar dalam kehidupan, yang ditunjukkan dalam fakta bahawa unsur itu bertindak sebagai pengawal selia sejagat proses fisiologi dan biokimia dalam organisma hidup. Membentuk ikatan boleh balik dengan sejumlah besar bahan organik, magnesium menyediakan keupayaan untuk memetabolismekan kira-kira tiga ratus enzim, iaitu fosfofruktokinase, kreatin kinase, adenilat siklase, enzim sintesis protein, K-Na-ATPase, Ca-ATPase, pengangkutan ion transmembran, glikolisis , dan lain lain. Magnesium juga diperlukan untuk mengekalkan struktur asid nukleik, beberapa protein dan ribosom. Unsur mikro mengambil bahagian dalam sintesis protein, tindak balas fosforilasi oksidatif, pembentukan fosfat yang kaya tenaga, dalam pertukaran asid nukleik dan lipid.

Sifat biologi

Seperti yang anda tahu, daun hijau tumbuhan mengandungi klorofil. Mereka tidak lebih daripada kompleks porfirin yang mengandungi magnesium yang terlibat dalam fotosintesis.

Magnesium, antara lain, juga sangat terlibat dalam proses biokimia organisma haiwan. Inisiasi enzim memerlukan ion magnesium, yang bertanggungjawab untuk penukaran fosfat, serta untuk metabolisme karbohidrat dan untuk penghantaran impuls saraf. Di samping itu, mereka juga terlibat dalam proses penguncupan otot, yang dimulakan oleh ion kalsium.

Magnesium mengawal fungsi normal miokardiosit. Unsur surih adalah sangat penting dalam pengawalan fungsi kontraktil miokardium. Magnesium amat penting dalam fungsi sistem pengaliran jantung dan sistem saraf. Bekalan magnesium yang mencukupi kepada badan menyumbang kepada toleransi yang mudah terhadap situasi tekanan, serta penindasan kemurungan. Magnesium juga sangat penting untuk metabolisme natrium, kalsium, fosforus, vitamin C, dan kalium. Magnesium berinteraksi dengan baik dengan A-vitamin. Oleh itu, anda boleh melihat bahawa magnesium memantau fungsi normal bukan sahaja sel individu, tetapi juga seluruh bahagian jantung - ventrikel, atria.

Jumlah magnesium yang agak ketara terdapat dalam bijirin (tepung kasar, dedak gandum) dan dalam kacang, aprikot, aprikot kering, kurma, koko (serbuk), plum (prun). Ikan (terutama salmon), roti dengan dedak, kacang soya, kacang, coklat, tembikai, buah-buahan segar (terutama pisang) juga kaya dengan magnesium. Magnesium terdapat dalam bijirin (soba, oatmeal, millet), kekacang (kacang polong, kacang), rumpai laut, sotong, telur, daging, roti (terutamanya rai kasar), sayur-sayuran (bayam, pasli, salad, dill), limau, limau gedang , badam, kacang, halva (bunga matahari dan tahini), epal.

Badan orang dewasa yang sihat mengandungi kira-kira 140 g magnesium (iaitu 0.2% daripada berat badan). Pengambilan magnesium yang diterima untuk orang dewasa ialah 4 mg/kg. Secara purata, ini adalah 350 mg / hari untuk lelaki dan 280 mg / hari untuk wanita. Keperluan harian tubuh manusia untuk magnesium adalah kira-kira 280-500 mg. Kekurangan magnesium dalam badan akan berpunca daripada minum alkohol, hyperthermia, pengambilan ubat diuretik.

Magnesium tidak toksik. Dos maut belum ditentukan pada manusia. Akibat berlebihan sebatian magnesium (contohnya, antasid), terdapat risiko keracunan. Apabila mencapai kepekatan magnesium dalam darah 15-18% mg, anestesia berlaku.

Jika anda mahu, anda boleh mengekstrak magnesium walaupun dari batu bulat biasa: setiap kilogram batu yang digunakan untuk menurap jalan, kandungan magnesium adalah kira-kira 20 gram. Tetapi dalam pengeluaran sedemikian, bagaimanapun, tidak ada keperluan lagi, kerana. magnesium, yang dilombong daripada batu jalan, akan menjadi terlalu mahal.

Dalam satu meter padu air laut, kandungan magnesium adalah lebih kurang 4 kilogram. Secara umumnya, lebih daripada 6·10 16 tan unsur kimia ini terlarut dalam perairan lautan dunia.

Kira-kira 90% pesakit yang mengalami infarksi miokardium mempunyai kekurangan magnesium, yang meningkat dalam tempoh paling akut penyakit ini.

Semasa melakukan senaman fizikal, keperluan tubuh manusia untuk magnesium meningkat dengan ketara, contohnya, pada atlet semasa latihan yang sengit dan panjang, semasa pertandingan sukan yang bertanggungjawab, dan dalam situasi yang tertekan. Kehilangan magnesium oleh tubuh manusia dalam situasi sedemikian adalah setanding dengan tahap tekanan emosi atau fizikal.

Untuk membakar magnesium, anda hanya perlu membawa mancis yang menyala, dalam suasana klorin, magnesium mula panas walaupun mengekalkan suhu bilik. Apabila magnesium dibakar, sejumlah besar haba dan sinaran ultraungu mula dibebaskan: empat gram "bahan api" ini cukup untuk mendidihkan segelas air ais.

Eksperimen yang dijalankan oleh saintis Hungary ke atas haiwan memberikan maklumat berikut. Kekurangan magnesium dalam organisma hidup meningkatkan kecenderungan makhluk itu untuk serangan jantung. Satu bahagian anjing diberi makanan yang kaya dengan garam unsur ini, dan yang lain adalah miskin. Pada akhir eksperimen, anjing yang mempunyai terlalu sedikit magnesium dalam diet mereka telah diserang infarksi miokardium.

Magnesium bertanggungjawab untuk melindungi tubuh daripada proses yang berkaitan dengan penuaan dan penyakit.

Dalam eksperimen dengan tanaman gandum, diperhatikan bahawa pengaruh psikik menyumbang kepada peningkatan jumlah magnesium dalam benih.

Lebih banyak magnesium terkandung dalam diet, semakin rendah kemungkinan penyakit onkologi kolon dan rektum. Para saintis percaya bahawa mikroelemen ini mampu bertindak pada sel-sel usus, sementara mereka tidak membenarkan mereka berkembang dan merosot.

Nisbah lelaki dan wanita yang mengalami kekurangan magnesium ialah 1:3.

Para saintis penyelidikan telah menunjukkan bahawa pengambilan harian magnesium dalam jumlah 500-700 miligram mengurangkan tahap trigliserida, serta kolesterol dalam darah. Ubat yang paling mudah dihadam di kawasan ini ialah magnesium glisinat, penyerapannya tidak bergantung pada keasidan perut, ubat tidak menyebabkan cirit-birit, merengsakan usus.

Dengan kekurangan magnesium, badan "mengambil" unsur mikro dari tulang, itulah sebabnya selepas kekurangan magnesium yang berpanjangan terdapat pemendapan garam kalsium yang kuat pada dinding saluran arteri, di buah pinggang dan otot jantung.

Sejarah

Nama magnesia terdapat dalam papirus Leiden, yang bermula pada abad ketiga. Nama itu, kemungkinan besar, dari nama sebuah bandar di landskap pergunungan Thessaly, dari bandar Magnesia. Pada zaman dahulu, oksida besi magnetik dipanggil batu magnesian, dan magnet dipanggil magnet. Nama-nama ini akhirnya berpindah ke bahasa Latin dan bahasa lain.

Kemungkinan besar, persamaan luaran pyrolusite (mangan dioksida) dengan oksida besi magnet membawa kepada fakta bahawa batu magnesian, magnetis dan magne menjadi nama mineral dan bijih berwarna coklat gelap dan gelap, dan kemudian mineral lain mula dipanggil ini. cara.

Perkataan magnes (lat. Magnes) dalam kesusasteraan alkimia bermaksud bukan satu, tetapi banyak bahan, contohnya, batu Heraclius, merkuri, batu Ethiopia. Mineral yang mengandungi magnesium juga telah diketahui sejak zaman purba (jed, talc, dolomit, asbestos dan lain-lain) dan pada masa itu ia digunakan secara meluas.

Tetapi mereka tidak dianggap sebagai bahan individu, dipercayai bahawa ini hanyalah pengubahsuaian mineral lain yang lebih terkenal, dan selalunya kapur. Kajian air mineral di mata air Epsom di England, yang ditemui pada tahun 1618, membantu membuktikan fakta bahawa asas logam khas terdapat dalam mineral yang mengandungi magnesium, serta garam.

Tumbuh pada tahun 1695 daripada air Epsom, rasa pahit, garam pepejal terpencil, sambil menunjukkan bahawa garam ini, mengikut sifatnya, nyata berbeza daripada semua garam lain. Pada abad ke-18, ramai penganalisis kimia terkemuka terlibat dalam garam Epsom, antaranya Hitam, dan Bergman, dan Neumann, dsb. Selepas penemuan sumber air yang serupa dengan Epsom di benua Eropah, kajian ini mula berkembang dengan lebih meluas.

Kemungkinan besar, Neumann adalah orang pertama yang mencadangkan untuk memanggil garam Epsom (dan ia adalah magnesium karbonat) bukan hitam (pyrolusite), tetapi magnesia putih. Bumi magnesia putih (Pada masa itu bumi adalah pepejal) (atau "Magnesia alba"), yang mempunyai nama magnesia, muncul dalam senarai badan ringkas Lavoisier, manakala Lavoisier menganggap sinonim untuk bumi ini ialah " asas garam Epsom" (atau "base de sel d "Epsom"). Dalam kesusasteraan Rusia pada separuh pertama abad ke-19, magnesia kadangkala dipanggil bumi pahit.

Davy pada tahun 1808, memperoleh sejumlah kecil logam magnesium yang tidak tulen dengan mengelektrolisis magnesia putih. Dalam bentuk tulennya, logam ini hanya diperolehi pada tahun 1829 oleh Bussy. Pada mulanya, Davy mencadangkan untuk memanggil unsur baru dan magnesium logam baru (lat. Magnium), tetapi tidak bermakna magnesia, yang pada masa itu bermaksud asas logam pyrolusite (lat. Magnesium).

Walau bagaimanapun, selepas nama magnesia hitam ditukar dari masa ke masa, Davy masih lebih suka memanggil semula magnesia logam. Saya ingin perhatikan hakikat bahawa pada mulanya nama "magnesium" hanya bertahan dalam bahasa Rusia, ini berlaku hanya terima kasih kepada buku teks Hess. Para saintis pada awal abad ke-19 mencadangkan beberapa lagi varian nama yang berbeza, contohnya, magnesia, bumi pahit (Shcheglov), magnesia (Ketakutan).

Berada di alam semula jadi

Kerak bumi cukup kaya dengan magnesium, kandungan magnesium di dalamnya melebihi 2.1% berat. Hanya 6 unsur jadual berkala unsur kimia Dmitry Ivanovich Mendeleev ditemui di planet kita lebih kerap daripada magnesium. Magnesium terdapat dalam kira-kira dua ratus mineral. Tetapi mereka mendapat sebahagian besar daripada hanya tiga - karnalit, magnesit dan dolomit.

Magnesium terdapat dalam batuan kristal dalam bentuk karbonat atau sulfat yang tidak larut, sebagai tambahan (tetapi dalam bentuk yang kurang boleh diakses) dalam bentuk silikat. Anggaran jumlah kandungan magnesium sebahagian besarnya bergantung pada model geokimia yang digunakan dalam amalan, dan khususnya pada nisbah berat batuan sedimen dan gunung berapi. Pada masa ini, nilai 2% -13.3% digunakan. Kemungkinan besar, nilai 2.76% dianggap paling boleh diterima, kerana ia meletakkan magnesium dalam keenam paling biasa selepas kalsium, iaitu (4.66%) dan sebelum kalium (1.84%) dan natrium (2.27%).

Persekutuan Rusia mempunyai deposit terkaya magnesit, yang terletak di rantau Orenburg (Khalilovskoye) dan di Ural Tengah (deposit Satka). Di kawasan Solikamsk, deposit terbesar di dunia bagi salah satu mineral magnesium yang paling penting, carnallite, sedang dibangunkan. Dolomit dianggap sebagai mineral yang paling biasa mengandungi magnesium; ia paling kerap ditemui di wilayah Moscow dan Leningrad, Donbass, dan banyak tempat lain.

Luas tanah yang ketara, seperti Dolomites di tempat yang kini dikenali sebagai Itali, kebanyakannya terdiri daripada mineral yang dipanggil dolomit MgCa(CO3)2. Di tempat sedemikian, seseorang juga boleh bertemu dengan mineral magnesium sedimen: karnalit K2MgCl4 6H2O, magnesit MgCO3, langbeinit K2Mg2(SO4)3, epsomit MgSO4 7H2O.

Rizab magnesium yang besar terdapat di dalam air lautan dan laut, serta dalam komposisi air garam semulajadi. Di beberapa negeri, perairan inilah yang merupakan bahan mentah terpenting untuk penghasilan magnesium. Di antara semua unsur logam dari segi kandungan dalam air laut dan lautan, magnesium adalah kedua selepas natrium. Terdapat kira-kira empat kilogram magnesium dalam satu meter padu air laut. Magnesium juga terdapat dalam air tawar, bersama-sama dengan kalsium, yang menentukan kekerasannya.

Jenis yang paling penting untuk mencari bahan mentah magnesium ialah:

- air laut - (Mg 0.12-0.13%)
- bischofite - MgCl2. 6H2O (Mg 11.9%)
- karnalit - MgCl2 KCl 6H2O (Mg 8.7%)
- brucite - Mg (OH) 2 (Mg 41.6%).
- epsomit - MgSO4 7H2O (Mg 16.3%)
- kieserit - MgSO4 H2O (Mg 17.6%)
- kainit - KCl MgSO4 3H2O (Mg 9.8%)
- dolomit - CaCO3 MgCO3 (Mg 13.1%)
- magnesit - MgCO3 (Mg 28.7%)

Garam Magnesian ditemui dalam kuantiti yang banyak di antara mendapan garam tasik yang mampu bertahan sendiri. Di banyak negara, deposit karnalit diketahui - garam sedimen fosil.

Magnesit kebanyakannya terbentuk di bawah keadaan hidroterma, ia tergolong dalam deposit hidroterma dengan suhu purata. Dolomit juga merupakan bahan mentah magnesium yang sangat penting. Deposit dolomit dolomit adalah perkara biasa dan rizabnya adalah besar. Mereka sering dikaitkan dengan strata karbonat, kebanyakannya adalah Permian atau Precambrian dalam usia. Mendapan dolomit terbentuk melalui pemendapan, tetapi ia juga boleh berlaku apabila larutan hidroterma bertindak pada batu kapur, serta permukaan atau air bawah tanah.

Jenis mendapan magnesium

- Air laut
- Mendapan mineral fosil (garam kalium-magnesian dan magnesian)
- Karbonat semulajadi (magnesit dan dolomit)
- Acar (air garam dari tasik garam)

Permohonan

Magnesium adalah bahan struktur paling ringan yang digunakan pada skala industri. Ketumpatan magnesium (1.7 g/cm3) adalah kurang daripada dua pertiga daripada aluminium. Aloi magnesium mempunyai berat empat kali kurang daripada keluli. Antara lain, magnesium sesuai untuk pemprosesan, dan juga boleh dibuang atau diolah semula dengan mana-mana kaedah kerja logam standard (mencap, menggelek, melukis, menempa, memukau, mengimpal, memateri). Itulah sebabnya bidang utama penggunaan magnesium adalah penggunaan logam sebagai bahan struktur ringan.

Aloi magnesium yang paling banyak digunakan dengan mangan, aluminium dan zink. Setiap komponen siri ini memberikan sumbangannya sendiri kepada sifat umum aloi: zink dan aluminium mampu menjadikan aloi lebih tahan lama, mangan meningkatkan sifat anti-karat aloi. Magnesium menjadikan aloi ringan, bahagian yang diperbuat daripada aloi magnesium adalah 20% -30% lebih ringan daripada aluminium dan 50% -75% lebih ringan daripada bahagian besi tuang dan keluli. Aloi unsur ini semakin digunakan dalam industri automotif, percetakan dan tekstil.

Aloi berasaskan magnesium biasanya mengandungi lebih daripada 90% magnesium, sebagai tambahan 2% hingga 9% aluminium, 1% hingga 3% zink dan 0.2% hingga 1% mangan. Pada suhu tinggi (sehingga kira-kira 450 ° C), kekuatan aloi bertambah baik dengan ketara dalam proses pengaloian dengan logam nadir bumi (contohnya, neodymium dan praseodymium) atau torium. Aloi ini boleh digunakan dalam pengeluaran bekas enjin kereta, casis dan fiuslaj pesawat. Magnesium digunakan bukan sahaja dalam penerbangan, ia juga digunakan dalam pembuatan tangga, platform kargo, laluan pejalan kaki di dok, lif dan penghantar, dalam pengeluaran peralatan optik dan fotografi.

Aloi magnesium digunakan secara meluas dalam pembinaan pesawat. Kembali pada tahun 1935, pesawat Sergo Ordzhonikidze telah direka di Kesatuan Soviet, yang terdiri daripada hampir 80% aloi magnesium. Pesawat ini berjaya menahan semua ujian, ia dikendalikan untuk masa yang lama dalam keadaan sukar. Reaktor nuklear, roket, bahagian enjin, tangki minyak dan petrol, badan kereta, gerabak, bas, roda, tukul besi, pam minyak, gerudi pneumatik, pawagam dan kamera, teropong - semua ini adalah senarai pendek bahagian, instrumen dan pemasangan, dalam pembuatan yang menggunakan aloi magnesium.

Magnesium memainkan peranan penting dalam metalurgi. Ia digunakan sebagai agen pengurangan dalam pengeluaran beberapa logam berharga dan jarang - titanium, vanadium, zirkonium, kromium. Jika magnesium dimasukkan ke dalam besi tuang cair, besi tuang itu segera diubah suai, i.e. strukturnya bertambah baik dan sifat mekanikal meningkat. Tuangan boleh dibuat daripada besi tuang yang diubah suai, yang akan berjaya menggantikan penempaan keluli. Dalam metalurgi, magnesium digunakan untuk menyahoksida aloi dan keluli.

Banyak sebatian magnesium juga digunakan secara meluas, terutamanya oksida, sulfat dan karbonatnya.

Magnesium dalam bentuk logam tulen dan sebatian kimianya (perklorat, bromida) digunakan dalam penghasilan bateri sandaran elektrik yang sangat berkuasa (contohnya, sel sulfur-magnesium, sel magnesium-perklorat, sel tembaga-magnesium klorida, magnesium- sel vanadium, sel plumbum-magnesium klorida , unsur klorida-perak-magnesium, dll.), serta unsur-unsur kering (unsur bismut-magnesium, unsur mangan-magnesium, dll.). Sumber arus elektrik, yang dicipta berdasarkan magnesium, dibezakan oleh nilai yang agak tinggi dari ciri tenaga khusus, voltan nyahcas tinggi. Baru-baru ini, di beberapa negeri, masalah mencipta bateri boleh dicas semula dengan hayat perkhidmatan yang panjang telah menjadi lebih teruk. Data empirikal membolehkan kami menegaskan bahawa magnesium menyediakan prospek yang hebat untuk kegunaannya yang luas (ketersediaan bahan mentah, tenaga tinggi, mesra alam).

Pengeluaran

Magnesium logam diperolehi dalam dua cara: elektrolitik dan elektroterma (atau metalotermik). Seperti yang ditunjukkan oleh nama kaedah, arus elektrik hadir dalam kedua-dua proses. Tetapi dalam kes kedua, peranan elektrik dikurangkan hanya untuk memanaskan radas tindak balas, manakala magnesium oksida, yang diperoleh daripada mineral, dikurangkan oleh salah satu agen pengurangan, contohnya, aluminium, arang batu, silikon. Kaedah ini agak menjanjikan, dalam beberapa tahun kebelakangan ini ia semakin digunakan. Walau bagaimanapun, kaedah pertama kekal sebagai kaedah perindustrian utama untuk mendapatkan magnesium, i.e. elektrolitik.

Magnesium dihasilkan dalam kuantiti yang banyak melalui elektrolisis leburan campuran magnesium, natrium dan kalium klorida atau melalui pengurangan haba silikon. Proses elektrolitik menggunakan sama ada magnesium klorida cair kontang MgCl2 (pada 750°C) atau (pada suhu yang lebih rendah) magnesium klorida terhidrat separa dan diasingkan daripada air laut. Peratusan magnesium klorida dalam leburan ini adalah kira-kira 5-8%. Seiring dengan penurunan kepekatan, output magnesium oleh arus elektrik juga berkurangan, dengan peningkatan kepekatan, penggunaan elektrik yang digunakan meningkat. Proses ini berlaku dalam mandian elektrolitik yang disediakan khas. Magnesium cair terapung ke permukaan mandi, dan dari sana ia dikeluarkan dengan senduk vakum dari semasa ke semasa, dan kemudian magnesium dituangkan ke dalam acuan.

Selepas semua ini, magnesium disucikan dengan mencairkan semula dengan fluks, serta dengan zon lebur atau sublimasi dalam vakum. Terdapat kemungkinan magnesium dalam dua cara: pemejalwapan dalam vakum atau pencairan semula dan fluks. Maksud kaedah yang terakhir ini terkenal: fluks, i.e. aditif khas yang berinteraksi dengan kekotoran, sebagai hasilnya, mengubahnya menjadi sebatian yang mudah dipisahkan secara mekanikal daripada logam. Pada sublimasi vakum, i.e. kaedah pertama memerlukan peralatan yang lebih canggih, namun, menggunakan kaedah ini, magnesium yang lebih tulen boleh diperolehi.

Sublimasi dijalankan dalam peranti khas di bawah vakum, ini adalah retort silinder keluli. "Chernovoi", i.e. logam yang telah menjalani pemprosesan utama diletakkan di bahagian bawah retort sedemikian, kemudian ia ditutup, selepas itu udara dipam keluar. Selepas itu, bahagian bawah retort dipanaskan, manakala bahagian atas disejukkan sepanjang masa dengan bantuan udara luar. Tindakan suhu tinggi menjejaskan fakta bahawa magnesium mula menyublim, i.e. untuk masuk ke dalam keadaan gas, manakala bahan memintas keadaan cecair. Wap magnesium naik dan mula terpeluwap pada dinding sejuk di bahagian atas retort. Kaedah ini memungkinkan untuk mendapatkan magnesium metalik terutamanya tulen, kandungan magnesium yang melebihi 99.99%.

Kaedah terma untuk menghasilkan magnesium memerlukan dolomit atau magnesit sebagai bahan mentah, dari mana MgO oksida diperoleh melalui pengkalsinan. Dalam relau putar atau retort dengan pemanas karbon atau grafit, oksida ini dikurangkan oleh silikon kepada logam (dengan kaedah silikotermik) atau kepada Ca2 (dengan kaedah karbida-terma) pada suhu 1280-1300 ° C, atau dengan karbon ( dengan kaedah karboterma) pada suhu melebihi 2100 ° C . Dalam proses karboterma terakhir (MgO + C = Mg + CO), campuran karbon monoksida dan wap magnesium terbentuk, yang disejukkan dengan cepat dengan gas lengai semasa keluar dari relau untuk mengelakkan tindak balas terbalik magnesium dengan karbon monoksida (CO).

Ciri-ciri fizikal

Magnesium ialah logam berkilat, putih keperakan, mulur dan boleh ditempa, dan agak lembut. Kekuatan dan kekerasan magnesium untuk sampel tuang adalah minimum dalam kelaziman, lebih tinggi untuk sampel ditekan. Magnesium hampir lima kali lebih ringan daripada tembaga dan empat setengah kali lebih ringan daripada besi. Malah, seperti yang dipanggil, aluminium logam "bersayap" adalah satu setengah kali lebih berat daripada magnesium.

Takat lebur magnesium tidak setinggi beberapa logam lain dan hanya 650 ° C, bagaimanapun, agak sukar untuk mencairkan magnesium dalam keadaan biasa: apabila dipanaskan dalam suasana udara hingga suhu 550 ° C, magnesium menyala dan serta-merta terbakar dengan nyalaan mempesonakan yang sangat terang ( Sifat magnesium ini digunakan secara meluas dalam pembuatan piroteknik). Untuk membakar logam ini, anda hanya perlu membawa mancis yang menyala; dalam suasana klorin, magnesium mula panas walaupun semasa mengekalkan suhu bilik. Apabila magnesium dibakar, sejumlah besar haba dan sinaran ultraungu mula dibebaskan: empat gram "bahan api" ini cukup untuk mendidihkan segelas air ais.

Magnesium logam mempunyai kekisi kristal heksagon. Takat didih magnesium ialah 1105 ° C, ketumpatan logam ialah 1.74 g / cm3 (oleh itu, magnesium adalah logam yang sangat ringan, lebih ringan daripada kalsium sahaja, serta logam alkali). Magnesium mempunyai potensi elektrod piawai Mg/Mg2+ sebanyak -2.37V. Di antara beberapa potensi standard, ia terletak di hadapan aluminium dan di belakang natrium. Jejari atom magnesium ialah 1.60Å dan jejari ionik ialah Mg2+ 0.74Å.

Permukaan magnesium sentiasa ditutup dengan filem oksida padat MgO oksida, yang dalam keadaan normal melindungi logam daripada kemusnahan. Hanya apabila dipanaskan pada suhu melebihi 600°C, ia mula terbakar di udara. Magnesium terbakar memancarkan cahaya terang, yang dalam komposisi spektrumnya dekat dengan matahari. Itulah sebabnya jurugambar dalam cahaya malap biasa merakam dalam cahaya pita magnesium yang terbakar.

Kekonduksian haba logam pada suhu bilik 20 °C ialah 156 W/(m.K). Magnesium yang sangat tulen adalah mulur, ia ditekan dengan baik, logamnya sangat baik untuk memotong dan menggulung. Muatan haba tentu logam (pada suhu bilik 20 °C) ialah 1.04 103 J/(kg K), atau 0.248 kal/(g °C).

Untuk magnesium, pekali haba pengembangan linear (julat dari 0 hingga 550 ° C) ditentukan oleh persamaan 25.0 10-6 + 0.0188 t. Logam mempunyai rintangan elektrik tertentu (pada suhu bilik 20 °C) bersamaan dengan 4.5 10-8 ohm m (4.5 μΩ cm). Magnesium ialah logam paramagnet, kepekaan magnet spesifiknya ialah +0.5·10-6.

Magnesium adalah logam yang agak mulur dan lembut, sifat mekanikal magnesium sebahagian besarnya bergantung kepada kaedah pemprosesan logam ini. Sebagai contoh, pada suhu bilik 20 ° C, sifat magnesium yang cacat dan tuang, masing-masing, boleh dicirikan oleh penunjuk berikut: Kekerasan Brinell 35.32 107 n/m2 (30 dan 36 kgf/mm2) dan 29.43 107, hasil kekuatan 8.83 107 n/m2 (2.5 dan 9.0 kgf/mm2) dan 2.45 107, kekuatan tegangan 19.62 107 n/m2 (11.5 dan 20.0 kgf/mm2) dan 11.28 107, pemanjangan 11.0.5% dan

Tekanan wap magnesium (dalam mm Hg) ialah:

- 0.1 (pada 510°C)
- 1 (pada 602°C)
- 10 (pada 723°C)
- 100 (pada 892°C)

Muatan haba tentu magnesium pada tekanan malar ialah (dalam J/g K):

- 0.983 (pada 25°C)
- 1.6 (pada 100°C)
- 1.31 (pada 650°C)

Entalpi pembentukan piawai ialah ΔH (298 K, kJ/mol): 0 (t) dan tenaga pembentukan Gibbs piawai ialah ΔG (298 K, kJ/mol): 0 (t). Entropi piawai S pembentukan ialah (298 K, J/mol K): 32.7 (t), manakala kapasiti haba molar piawai magnesium Cp (298 K, J/mol K) ialah 23.9 (t). Entalpi peleburan logam ΔHm (kJ/mol) ialah 9.2, dan entalpi pendidihan ΔHboil (kJ/mol) ialah 131.8.

Sifat kimia

2Mg + O2 = 2MgO.

Bersama-sama dengan oksida, magnesium nitrida Mg3N2 mula terbentuk:

3Mg + N2 = Mg3N2.

Magnesium tidak bertindak balas dengan air sejuk (lebih tepat, ia bertindak balas dengan sangat perlahan), tetapi ia berinteraksi dengan air panas, membentuk mendakan longgar putih Mg (OH) 2 hidroksida:

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

Jika anda membakar jalur magnesium dan menurunkannya ke dalam segelas air, pembakaran logam masih berterusan. Dalam kes ini, hidrogen yang dibebaskan akibat interaksi dengan air magnesium serta-merta menyala di udara. Magnesium juga boleh terbakar dalam karbon dioksida:

2Mg + CO2 = 2MgO + C.

Keupayaan magnesium untuk terus terbakar dalam suasana karbon dioksida dan dalam air sangat menyukarkan percubaan untuk memadamkan api di mana struktur yang diperbuat daripada magnesium atau aloinya mula terbakar.

MgO - magnesium oksida, adalah serbuk putih longgar yang tidak bertindak balas dengan air. Sekali ia dipanggil magnesia terbakar atau hanya magnesia. Oksida ini mempunyai sifat yang paling penting, ia bertindak balas dengan pelbagai asid, contohnya:

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

Bes yang sepadan dengan oksida Mg(OH)2 ini ialah asas kekuatan sederhana, tetapi boleh dikatakan tidak larut dalam air. Anda boleh mendapatkannya, sebagai contoh, dengan menambahkan alkali kepada larutan salah satu garam magnesium:

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

Kerana magnesium oksida dalam interaksi dengan air tidak membentuk alkali, dan asas Mg (OH) 2 tidak mempunyai sifat alkali, magnesium tidak tergolong dalam logam alkali tanah, berbeza dengan unsur-unsur kumpulannya seperti kalsium, strontium barium.

Magnesium logam bertindak balas dengan halogen pada suhu bilik, seperti bromin:

Mg + Br2 = MgBr2.

Selepas pemanasan, magnesium bertindak balas dengan sulfur, membentuk magnesium sulfida:

Mg + S = MgS.

Jika campuran kok dan magnesium dikalsinasi dalam suasana lengai, magnesium karbida terbentuk, komposisinya adalah Mg2C3 (perlu diperhatikan bahawa jiran magnesium "kumpulan" terdekat, iaitu kalsium, membentuk karbida dengan komposisi CaC2 dalam keadaan yang sama). Dalam proses penguraian magnesium karbida dengan air, propyne terbentuk - homolog asetilena (C3H4):

Mg2C3 + 4Н2О = 2Mg(OH)2 + С3Н4.

Itulah sebabnya Mg2C3 sering dirujuk sebagai magnesium propylene.

Kelakuan magnesium mempunyai ciri yang serupa dengan kelakuan logam alkali seperti litium (contohnya, persamaan pepenjuru unsur dalam jadual Dmitry Ivanovich Mendeleev). Kedua-dua magnesium dan litium bertindak balas dengan nitrogen (magnesium bertindak balas dengan nitrogen selepas pemanasan), dan hasilnya ialah pembentukan magnesium nitrida:

3Mg + N2= Mg3N2.

Magnesium nitrida, seperti litium nitrida, mudah terurai oleh air:

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

Dalam magnesium, persamaan dengan litium juga ditunjukkan dalam fakta bahawa magnesium karbonat MgCO3 dan magnesium fosfat Mg3 (PO4) 2 dalam air kurang larut, sama seperti garam litium yang sepadan dengan sebatian ini.

Magnesium membawa kalsium lebih dekat kepada fakta bahawa kehadiran bikarbonat larut unsur-unsur ini dalam air mempengaruhi kekerasan air. Kekerasan yang disebabkan oleh Mg(HCO3)2 - magnesium bikarbonat adalah sementara. Dalam proses mendidih, magnesium bikarbonat terurai, akibatnya karbonat utamanya - (MgOH) 2CO3 - magnesium hidroksokarbonat mengendap:

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

Magnesium - (lat. Magnesium), Mg (baca "magnesium"), unsur kimia kumpulan IIA tempoh ketiga sistem berkala Mendeleev, nombor atom 12, jisim atom 24.305. Magnesium semulajadi terdiri daripada tiga nuklida stabil: 24 Mg (78.60% mengikut jisim), 25 Mg (10.11%) dan 26 Mg (11.29%). Konfigurasi elektronik atom neutral ialah 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2, mengikut mana magnesium dalam sebatian stabil adalah divalen (keadaan pengoksidaan +2). Magnesium tergolong dalam logam alkali tanah.

Sejarah penemuan magnesium

Sebatian magnesium telah diketahui oleh manusia sejak sekian lama. Nama Latin unsur itu berasal dari nama kota kuno Magnesia di Asia Kecil, di sekitarnya terdapat deposit mineral magnesit.

Pada abad ke-17 satu tempoh baru bermula dalam sejarah sains kimia. Dalam tempoh inilah penemuan berlaku yang sebahagian besarnya menjangkakan penemuan unsur magnesium. Pada tahun 1695, N. Gro, menyejat air mineral mata air Epsom (England), memperoleh garam yang mempunyai rasa pahit dan kesan pencahar. Beberapa tahun kemudian, ternyata apabila berinteraksi dengan "alkali kekal" (seperti soda dan potash dipanggil pada masa itu), garam ini membentuk serbuk rapuh putih. Tepat serbuk yang sama diperolehi dengan mengkalsinkan mineral yang terdapat di sekitar bandar Magnesia Yunani. Untuk persamaan ini, garam Epsom dipanggil magnesia putih.

Pada tahun 1808, Humphry Davy, melalui elektrolisis magnesia putih yang dibasahi sedikit dengan oksida merkuri, memperoleh gabungan logam baru, yang tidak lama kemudian diasingkan daripadanya dan dinamakan magnesium. Benar, magnesium yang diterima oleh Davy telah tercemar dengan kekotoran; magnesium benar-benar tulen pertama diperolehi oleh A. Bussy pada tahun 1829

Mencari magnesium dalam alam semula jadi

Kerak bumi kaya dengan magnesium - ia mengandungi lebih daripada 2.1% unsur ini. Hanya enam unsur jadual berkala ditemui di Bumi lebih kerap daripada magnesium. Ia adalah sebahagian daripada hampir dua ratus mineral. Tetapi mereka mendapatnya terutamanya daripada tiga - magnesit, dolomit dan karnalit.

Sebilangan besar magnesium terdapat dalam air laut. Jenis utama mencari bahan mentah magnesian ialah:

air laut - (Mg 0.12-0.13%),
karnalit - MgCl 2 KCl 6H 2 O (Mg 8.7%),
bischofite - MgCl 2 6H 2 O (Mg 11.9%),
kieserite - 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%),
magnesit - MgCO 3 (Mg 28.7%),
dolomit - CaCO 3 MgCO 3 (Mg 13.1%),
brucite - Mg (OH) 2 (Mg 41.6%).

Garam Magnesian terdapat dalam kuantiti yang banyak dalam mendapan garam tasik yang dapat bertahan sendiri. Endapan garam fosil karnalit asal sedimen diketahui di banyak negara.

Magnesit terbentuk terutamanya dalam keadaan hidroterma dan tergolong dalam mendapan hidroterma suhu sederhana. Dolomit juga merupakan bahan mentah magnesium yang penting. Deposit dolomit meluas, rizabnya besar. Mereka dikaitkan dengan strata karbonat dan kebanyakannya adalah umur Pracambrian atau Permian. Mendapan dolomit terbentuk melalui pemendapan, tetapi juga boleh berlaku apabila batu kapur terdedah kepada larutan hidroterma, air bawah tanah atau air permukaan.

Magnesium terdapat dalam jenis deposit berikut:

Mendapan mineral fosil (garam magnesium dan kalium-magnesian)
Air laut
Acar (air garam tasik garam)
Karbonat semulajadi (dolomit dan magnesit)

Mendapat magnesium

Logam diperoleh dalam dua cara - elektroterma (atau metalotermik) dan elektrolitik. Seperti namanya, kedua-dua proses melibatkan elektrik. Tetapi dalam kes pertama, peranannya dikurangkan kepada pemanasan radas tindak balas, dan magnesium oksida yang diperoleh daripada mineral dikurangkan dengan beberapa jenis agen pengurangan, contohnya, arang batu, silikon, aluminium. Kaedah ini agak menjanjikan, dalam beberapa tahun kebelakangan ini ia semakin digunakan. Walau bagaimanapun, kaedah perindustrian utama untuk mendapatkan magnesium adalah yang kedua, elektrolitik.

Elektrolit adalah leburan klorida kontang Mg, kalium dan natrium; magnesium logam dilepaskan pada katod besi, dan ion klorida dinyahcas pada anod grafit. Proses ini berlaku dalam mandian elektrolitik khas. Magnesium cair terapung ke permukaan tab mandi, dari mana ia diambil dari semasa ke semasa dengan senduk vakum dan kemudian dituangkan ke dalam acuan.

Tetapi prosesnya tidak berakhir di sana: masih terdapat terlalu banyak kekotoran dalam magnesium tersebut.

Oleh itu, peringkat kedua tidak dapat dielakkan - pemurnian magnesium. Magnesium boleh ditapis dalam dua cara - dengan pencairan semula dan pengaliran atau dengan pemejalwapan dalam vakum. Maksud kaedah pertama terkenal: bahan tambahan khas - fluks - berinteraksi dengan kekotoran dan mengubahnya menjadi sebatian yang mudah dipisahkan daripada logam secara mekanikal. Kaedah kedua - sublimasi vakum - memerlukan peralatan yang lebih canggih, tetapi ia menghasilkan lebih banyak magnesium tulen. Pemejalwapan dijalankan dalam radas vakum khas - retort silinder keluli. Logam "draf" diletakkan di bahagian bawah retort, ia ditutup dan udara dipam keluar. Kemudian bahagian bawah retort dipanaskan, manakala bahagian atas sentiasa disejukkan oleh udara luar. Di bawah tindakan suhu tinggi, magnesium menyublim - ia masuk ke dalam keadaan gas, memintas keadaan cecair. Wapnya naik dan terpeluwap pada dinding sejuk bahagian atas retort.

Dengan cara ini, logam yang sangat tulen yang mengandungi lebih 99.99% magnesium boleh diperolehi.

Ciri-ciri fizikal magnesium

Logam adalah 5 kali lebih ringan daripada tembaga, 4.5 kali lebih ringan daripada besi; walaupun aluminium adalah 1.5 kali lebih berat daripada magnesium.

Magnesium ialah logam perak-putih dengan kekisi heksagon (a=3.21 Å c=5.21 Å). Di bawah keadaan biasa, permukaan magnesium ditutup dengan filem pelindung magnesium oksida MgO yang kuat, yang musnah apabila dipanaskan di udara hingga kira-kira 600 ° C, selepas itu logam terbakar dengan nyalaan putih yang mempesonakan untuk membentuk magnesium oksida dan nitrida Mg 3 N 2 .

Ketumpatan magnesium pada 20 ° C ialah 1.74 g / cm³, takat lebur logam t pl \u003d 650 ° C, takat didih ialah t kip \u003d 1105 ° C, kekonduksian terma pada 20 ° C ialah 156 W / (m K). Magnesium ketulenan tinggi adalah mulur, ditekan dengan baik, digulung dan boleh dimesin.

Apabila membakar magnesium, sejumlah besar sinaran ultraviolet dan haba dibebaskan - untuk memanaskan segelas air ais hingga mendidih, anda perlu membakar hanya 4 g magnesium.

Magnesium adalah mudah meletup dan mudah terbakar

Bekerja dengan aloi magnesium kadangkala menyebabkan banyak masalah - magnesium mudah teroksida. Pencairan dan penuangan aloi ini perlu dilakukan di bawah lapisan sanga - jika tidak logam cair mungkin terbakar akibat sentuhan dengan udara.

Apabila mengisar atau menggilap produk magnesium, peranti pengekstrakan habuk mesti dipasang di atas mesin, kerana zarah terkecil magnesium yang disembur di udara menghasilkan campuran letupan.

Walau bagaimanapun, ini tidak bermakna bahawa sebarang kerja dengan magnesium penuh dengan bahaya kebakaran atau letupan. Magnesium boleh dinyalakan hanya dengan mencairkannya, tetapi ia tidak begitu mudah untuk melakukan ini dalam keadaan biasa - kekonduksian haba yang tinggi aloi tidak akan membenarkan padanan atau obor untuk menukar produk tuang menjadi serbuk oksida putih. Tetapi dengan pencukur atau pita nipis magnesium, anda benar-benar perlu mengendalikannya dengan berhati-hati.

Sifat kimia magnesium

Sifat kimia magnesium agak pelik. Ia mudah mengeluarkan oksigen dan klorin daripada kebanyakan unsur, tidak takut alkali kaustik, soda, minyak tanah, petrol dan minyak mineral. Pada masa yang sama, ia tidak bertolak ansur dengan tindakan laut dan air mineral sama sekali dan cepat larut di dalamnya. Hampir tanpa bertindak balas dengan air tawar yang sejuk, ia dengan kuat menyesarkan hidrogen daripada air panas.

Campuran serbuk magnesium dengan kalium permanganat KMnO 4 - bahan letupan

Magnesium panas bertindak balas dengan air:
Mg (pereputan) + H 2 O \u003d MgO + H 2;
Alkali tidak bertindak pada magnesium, ia mudah larut dalam asid dengan pembebasan hidrogen:
Mg + 2HCl \u003d MgCl 2 + H 2;
Apabila dipanaskan di udara, magnesium terbakar untuk membentuk oksida; sejumlah kecil nitrida juga boleh terbentuk dengan nitrogen:
2Mg + O 2 \u003d 2MgO;
3Mg + N 2 \u003d Mg 3 N 2

Oleh kerana magnesium oksida MgO tidak membentuk alkali apabila berinteraksi dengan air, dan asas magnesium Mg (OH) 2 tidak mempunyai sifat alkali, magnesium, tidak seperti "sahabat"nya - kalsium, strontium dan barium, bukan antara logam alkali tanah.

Magnesium logam pada suhu bilik bertindak balas dengan halogen, contohnya, dengan bromin:

Mg + Br 2 \u003d MgBr 2.

Apabila dipanaskan, magnesium bertindak balas dengan sulfur, memberikan magnesium sulfida:

Jika campuran magnesium dan kok dikalsinkan dalam suasana lengai, maka magnesium karbida komposisi Mg 2 C 3 terbentuk (perlu diperhatikan bahawa jiran terdekat magnesium dalam kumpulan - kalsium - dalam keadaan yang sama membentuk karbida komposisi CaC2). Apabila magnesium karbida diuraikan dengan air, homolog asetilena terbentuk - propyne C 3 H 4:

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

Oleh itu, Mg 2 C 3 boleh dipanggil magnesium propylene.

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

Seperti litium nitrida, magnesium nitrida mudah terurai oleh air:

Mg 3 N 2 + 6H 2 O \u003d 3Mg (OH) 2 + 2NH 3.

Magnesium juga serupa dengan litium kerana karbonatnya MgCO 3 dan fosfat Mg 3 (PO 4) 2 kurang larut dalam air, begitu juga dengan garam litium yang sepadan.

Magnesium adalah serupa dengan kalsium kerana kehadiran bikarbonat larut unsur-unsur ini dalam air menentukan kekerasan air. Seperti kalsium bikarbonat, kekerasan yang disebabkan oleh magnesium bikarbonat Mg(HCO3) 2 adalah sementara. Apabila mendidih, magnesium bikarbonat Mg (HCO 3) 2 terurai dan karbonat utamanya mendakan - magnesium hidroksokarbonat (MgOH) 2 CO 3:

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

Magnesium perklorat Mg(ClO 4) 2, yang berinteraksi dengan kuat dengan wap air, udara yang mengering dengan baik atau gas lain yang melalui lapisannya. Dalam kes ini, hidrat hablur kuat Mg(ClO 4) 2 ·6H 2 O terbentuk. Bahan ini boleh didehidrasi semula dengan memanaskan dalam vakum pada suhu kira-kira 300°C. Magnesium perklorat diberi nama "anhydrone" untuk sifat pengeringnya.

Kesan magnesium pada tubuh manusia

Magnesium adalah salah satu unsur biogenik penting yang terdapat dalam kuantiti yang ketara dalam tisu haiwan dan tumbuhan. Magnesium adalah kofaktor dalam banyak tindak balas enzimatik. Magnesium diperlukan untuk penukaran kreatin fosfat kepada ATP - nukleotida yang merupakan pembekal tenaga sejagat dalam sel hidup badan. Oleh itu, magnesium adalah unsur yang mengawal tenaga badan. Magnesium adalah penting pada semua peringkat sintesis protein. Ia juga telah ditubuhkan bahawa 80-90% orang moden mengalami kekurangan magnesium. Ini boleh nyata dalam pelbagai cara: insomnia, keletihan kronik, osteoporosis, arthritis, fibromyalgia, migrain, kekejangan otot dan kekejangan, aritmia jantung, sembelit, sindrom prahaid (PMS) dan gejala serta penyakit lain. Dan dengan penggunaan julap yang kerap, alkohol, tekanan mental dan fizikal yang hebat, keperluan untuk magnesium meningkat.

Statistik mengatakan bahawa penduduk kawasan dengan iklim yang lebih panas mengalami kekejangan saluran darah kurang kerap daripada orang utara. Perubatan menerangkan ini dengan ciri pemakanan kedua-duanya. Lagipun, diketahui bahawa infusi intravena dan intramuskular larutan garam magnesium tertentu melegakan kekejangan dan sawan. Buah-buahan dan sayur-sayuran membantu untuk mengumpul di dalam badan bekalan yang diperlukan garam ini. Aprikot, pic dan kembang kol sangat kaya dengan magnesium. Terdapat dalam kubis biasa, kentang, tomato.

Menurut hasil kajian terbaru, magnesium sitrat didapati sebagai produk yang mengandungi magnesium yang paling mudah dihadam.

Badan memerlukan magnesium untuk menyerap kalsium. Salah satu sumber magnesium yang paling sesuai secara biologi untuk penyerapan transcutaneous (perkutaneus) ialah mineral bischofite, yang digunakan secara meluas untuk pemulihan perubatan, fisioterapi dan rawatan spa.

Beberapa tahun lalu, saintis di Universiti Minnesota di Amerika Syarikat memilih kulit telur sebagai objek penyelidikan saintifik. Mereka dapat memastikan bahawa cangkerang itu lebih kuat, lebih banyak magnesium yang terkandung di dalamnya. Ini bermakna dengan menukar komposisi makanan untuk ayam penelur, adalah mungkin untuk meningkatkan kekuatan cangkerang.

Ahli biologi Perancis percaya bahawa magnesium akan membantu pakar perubatan dalam memerangi penyakit serius pada abad ke-20 seperti terlalu banyak bekerja. Kajian menunjukkan bahawa darah orang yang letih mengandungi kurang magnesium daripada yang sihat, dan bahkan penyimpangan "darah magnesium" yang paling tidak penting dari norma tidak lulus tanpa jejak.

Adalah penting untuk diingati bahawa dalam kes di mana seseorang sering dan atas sebab apa pun jengkel, magnesium yang terkandung dalam badan "terbakar". Itulah sebabnya pada orang yang gugup, mudah teruja, gangguan dalam fungsi otot jantung diperhatikan lebih kerap.

Magnesium(lat. Magnesium), Mg, unsur kimia kumpulan II sistem berkala Mendeleev, nombor atom 12, jisim atom 24.305. Magnesium Asli terdiri daripada tiga isotop stabil: 24 Mg (78.60%), 25 Mg (10.11%) dan 26 Mg (11.29%). Magnesium ditemui pada tahun 1808 oleh G. Davy, yang menyebabkan magnesia lembap (bahan yang telah lama diketahui) kepada elektrolisis dengan katod merkuri; Davy menerima amalgam, dan daripadanya, selepas penyulingan merkuri, logam serbuk baru yang dipanggil magnesium. Pada tahun 1828, ahli kimia Perancis A. Bussy, dengan mengurangkan magnesium klorida cair dengan wap kalium, memperoleh magnesium dalam bentuk bola kecil dengan kilauan logam.

Pengagihan magnesium dalam alam semula jadi. Magnesium ialah unsur ciri mantel Bumi; batuan ultramafiknya mengandungi 25.9% berat. Magnesium kurang dalam kerak bumi, purata clarke ialah 1.87%; Magnesium mendominasi dalam batu asas (4.5%), dalam granit dan batu berasid lain ia kurang (0.56%). Dalam proses magmatik, Mg 2+ adalah analog Fe 2+, yang dijelaskan oleh kedekatan jejari ionik mereka (masing-masing 0.74 dan 0.80 Å). Mg 2+ bersama Fe 2+ adalah sebahagian daripada olivin, piroksen dan mineral igneus lain.

Mineral magnesium banyak - silikat, karbonat, sulfat, klorida dan lain-lain. Lebih separuh daripadanya terbentuk di biosfera - di dasar laut, tasik, dalam tanah, dll.; selebihnya dikaitkan dengan proses suhu tinggi.

Penghijrahan yang kuat dan pembezaan Magnesium diperhatikan dalam biosfera; di sini peranan utama tergolong dalam proses fizikokimia - pembubaran, pemendakan garam, penyerapan magnesium oleh tanah liat. Magnesium sedikit dikekalkan dalam kitaran biologi di benua dan memasuki lautan dengan larian sungai. Dalam air laut, secara purata, 0.13% Magnesium adalah kurang daripada natrium, tetapi lebih daripada semua logam lain. Air laut tidak tepu dengan Magnesium dan pemendakan garamnya tidak berlaku. Apabila air menyejat dalam lagun marin, magnesium sulfat dan klorida terkumpul dalam sedimen bersama garam kalium. Dolomit terkumpul di dalam kelodak beberapa tasik (contohnya, di Tasik Balkhash). Dalam industri, magnesium diperoleh terutamanya daripada dolomit, serta dari air laut.

Sifat fizikal magnesium. Magnesium Padat ialah logam putih keperakan berkilat yang mencemarkan udara akibat pembentukan filem oksida di permukaan. Magnesium menghablur dalam kekisi heksagon, a = 3.2028Å, c = 5.1998Å. Jejari atom 1.60Å, jejari ionik Mg 2+ 0.74Å. Ketumpatan Magnesium ialah 1.739 g / cm 3 (20 ° C); t pl 651 °C; t kip 1107 °C. Muatan haba tentu (pada 20 °C) 1.04 10 3 J/(kg K), iaitu 0.248 kal/(g °C); kekonduksian terma (20 ° C) 1.55 10 2 W / (m K), iaitu 0.37 kal / (cm saat ° C); pekali haba pengembangan linear dalam julat 0-550 ° C ditentukan daripada persamaan 25.0 10 -6 + 0.0188 t. Kerintangan elektrik (20 °C) 4.5·10 -8 ohm·m (4.5 μΩ·cm). Magnesium adalah paramagnet, kepekaan magnet khusus ialah +0.5·10 -6, Magnesium ialah logam yang agak lembut dan mulur; sifat mekanikalnya sangat bergantung kepada kaedah pemprosesan. Sebagai contoh, pada 20 ° C, sifat tuangan dan Magnesium cacat, masing-masing, dicirikan oleh nilai berikut: Kekerasan Brinell 29.43 10 7 dan 35.32 10 7 n / m 2 (30 dan 36 kgf / mm 2), kekuatan hasil 2, 45 10 7 dan 8.83 10 7 n / m 2 (2.5 dan 9.0 kgf / mm 2), kekuatan tegangan 11.28 10 7 dan 19.62 10 7 n / m 2 (11 .5 dan 20.0 kgf / mm 82), pemanjangan dan 11.5%.

Sifat kimia magnesium. Konfigurasi elektron terluar atom magnesium ialah 3s 2 . Dalam semua sebatian yang stabil, magnesium adalah divalen. Secara kimia, magnesium adalah logam yang sangat aktif. Pemanasan kepada 300-350 °C tidak membawa kepada pengoksidaan ketara Magnesium padat, kerana permukaannya dilindungi oleh filem oksida, tetapi pada 600-650 °C Magnesium menyala dan terbakar dengan terang, memberikan magnesium oksida dan sebahagiannya Mg 3 N 2 nitrida . Yang terakhir ini juga diperoleh dengan memanaskan Magnesium kepada kira-kira 500 °C dalam suasana nitrogen. Dengan air sejuk, tidak tepu dengan udara, magnesium hampir tidak bertindak balas, perlahan-lahan menyesarkan hidrogen daripada air mendidih; tindak balas dengan stim bermula pada 400°C. Magnesium cair dalam suasana lembap, membebaskan hidrogen daripada H 2 O, menyerapnya; apabila logam mengeras, hidrogen hampir dikeluarkan sepenuhnya. Dalam suasana hidrogen, magnesium membentuk MgH 2 pada 400-500 ° C.

Magnesium menyesarkan kebanyakan logam daripada larutan akueus garamnya; potensi elektrod piawai Mg pada 25 °C ialah 2.38 V. Magnesium bertindak balas dengan asid mineral cair dalam keadaan sejuk, tetapi tidak larut dalam asid hidrofluorik kerana pembentukan filem pelindung MgF 2 fluorida yang tidak larut. Dalam H 2 SO 4 pekat dan campurannya dengan HNO 3 Magnesium boleh dikatakan tidak larut. Magnesium tidak berinteraksi dengan larutan akueus alkali dalam keadaan sejuk, tetapi larut dalam larutan logam alkali bikarbonat dan garam ammonium. Alkali kaustik memendakan magnesium hidroksida Mg(OH) 2 daripada larutan garam, yang keterlarutannya dalam air boleh diabaikan. Kebanyakan garam magnesium sangat larut dalam air, seperti magnesium sulfat, sedikit larut MgF 2 , MgCO 3 , Mg 3 (PO 4) 2 dan beberapa garam berganda.

Apabila dipanaskan, magnesium bertindak balas dengan halogen untuk memberikan halida; dengan klorin basah, MgCl 2 sudah terbentuk dalam keadaan sejuk. Apabila magnesium dipanaskan hingga 500-600 ° C dengan sulfur atau dengan SO 2 dan H 2 S, MgS sulfida boleh diperolehi, dengan hidrokarbon - MgC 2 dan Mg 2 C 3 karbida. Silisid Mg 2 Si, Mg 3 Si 2, fosfida Mg 3 P 2 dan sebatian binari lain juga diketahui. Magnesium adalah agen pengurangan yang kuat; apabila dipanaskan, ia menyesarkan logam lain (Be, Al, alkali) dan bukan logam (B, Si, C) daripada oksida dan halidanya. Magnesium membentuk banyak sebatian organologam, yang menentukan peranan besarnya dalam sintesis organik. Aloi magnesium dengan kebanyakan logam dan merupakan asas bagi banyak aloi ringan yang penting dari segi teknikal.

Mendapat Magnesium. Dalam industri, jumlah terbesar Magnesium diperoleh melalui elektrolisis MgCl 2 klorida kontang atau karnalit dehidrasi KCl MgCl 2 6H 2 O. Elektrolit juga mengandungi Na, K, Ca klorida dan sejumlah kecil NaF atau CaF 2 . Kandungan MgCl 2 dalam leburan tidak kurang daripada 5-7%; apabila elektrolisis berjalan pada 720-750 ° C, komposisi mandian diselaraskan dengan mengeluarkan sebahagian daripada elektrolit dan menambah MgCl 2 atau karnalit. Katod diperbuat daripada keluli, anod diperbuat daripada grafit. Magnesium cair, yang terapung ke permukaan elektrolit, dikeluarkan secara berkala dari ruang katod, yang dipisahkan dari ruang anod oleh partition yang tidak sampai ke bahagian bawah tab mandi. Komposisi Magnesium mentah termasuk sehingga 2% kekotoran; ia ditapis dalam relau elektrik pijar di bawah lapisan fluks dan dituangkan ke dalam acuan. Gred terbaik Magnesium primer mengandungi 99.8% Mg. Pemurnian Magnesium seterusnya dilakukan dengan sublimasi vakum: 2-3 sublimasi meningkatkan ketulenan Magnesium kepada 99.999%. Anod klorin selepas penulenan digunakan untuk mendapatkan MgCl 2 kontang daripada magnesit, titanium tetraklorida TiCl 4 daripada TiO 2 oksida dan sebatian lain.

Kaedah lain untuk mendapatkan Magnesium ialah terma logam dan terma karbon. Menurut yang pertama, briket dolomit dan agen penurun (ferrosilicon atau silicoaluminum) yang dikalsinkan untuk penguraian lengkap dipanaskan pada 1280-1300°C dalam vakum (tekanan sisa 130-260 N/m 2, iaitu 1-2 mm Hg). Wap magnesium terpeluwap pada 400-500 °C. Untuk penulenan, ia dicairkan di bawah fluks atau dalam vakum, selepas itu ia dituangkan ke dalam acuan. Mengikut kaedah karbon-terma, briket daripada campuran arang batu dengan magnesium oksida dipanaskan dalam relau elektrik melebihi 2100 ° C; Wap magnesium disuling dan dipeluwap.

Penggunaan magnesium. Bidang penggunaan magnesium logam yang paling penting ialah pengeluaran aloi berdasarkannya. Magnesium digunakan secara meluas dalam proses metalotermik untuk mendapatkan logam yang sukar dipulihkan dan jarang (Ti, Zr, Hf, U dan lain-lain), Magnesium digunakan untuk penyahoksidaan dan penyahsulfuran logam dan aloi. Campuran serbuk magnesium dengan agen pengoksida berfungsi sebagai pencahayaan dan komposisi pembakar. Sebatian magnesium digunakan secara meluas.

Magnesium dalam badan. Magnesium adalah bahagian tetap organisma tumbuhan dan haiwan (dalam perseribu - perseratus peratus). Konsentrator magnesium adalah beberapa alga yang terkumpul sehingga 3% Magnesium (dalam abu), beberapa foraminifera - sehingga 3.5%, span berkapur - sehingga 4%. Magnesium adalah sebahagian daripada pigmen hijau tumbuhan - klorofil (jumlah jisim klorofil tumbuhan Bumi mengandungi kira-kira 100 bilion tan Magnesium), dan juga terdapat dalam semua organel sel tumbuhan dan ribosom semua organisma hidup. Magnesium mengaktifkan banyak enzim, bersama-sama dengan kalsium dan mangan, memastikan kestabilan struktur kromosom dan sistem koloid dalam tumbuhan, dan terlibat dalam mengekalkan tekanan turgor dalam sel. Magnesium merangsang pengambilan fosforus dari tanah dan penyerapannya oleh tumbuhan; dalam bentuk garam asid fosforik, ia adalah sebahagian daripada phytin. Kekurangan magnesium dalam tanah menyebabkan penggerudian daun dalam tumbuhan, klorosis tumbuhan (dalam kes sedemikian, baja magnesium digunakan). Haiwan dan manusia mendapat Magnesium daripada makanan. Keperluan harian manusia untuk Magnesium - 0.3-0.5 g; pada zaman kanak-kanak, serta semasa kehamilan dan penyusuan, keperluan ini lebih tinggi. Kandungan normal Magnesium dalam darah adalah lebih kurang 4.3 mg%; dengan kandungan yang meningkat, mengantuk, kehilangan sensitiviti, dan kadang-kadang kelumpuhan otot rangka diperhatikan. Di dalam badan, magnesium terkumpul di dalam hati, kemudian sebahagian besar daripadanya masuk ke dalam tulang dan otot. Dalam otot, magnesium terlibat dalam pengaktifan metabolisme karbohidrat anaerobik. Antagonis magnesium dalam badan ialah kalsium. Pelanggaran keseimbangan magnesium-kalsium diperhatikan dalam riket, apabila Magnesium melepasi darah ke dalam tulang, menggantikan kalsium daripadanya. Kekurangan garam magnesium dalam makanan mengganggu keceriaan normal sistem saraf, penguncupan otot. Lembu dengan kekurangan magnesium dalam makanan menjadi sakit dengan apa yang dipanggil tetani rumput (kedutan otot, anggota badan terbantut). Metabolisme magnesium dalam haiwan dikawal oleh hormon paratiroid, yang merendahkan kandungan magnesium dalam darah, dan prolan, yang meningkatkan kandungan magnesium. Daripada persediaan magnesium dalam amalan perubatan, mereka menggunakan: magnesium sulfat (sebagai sedatif, anticonvulsant, antispasmodic, julap dan agen koleretik), magnesia terbakar (magnesium oksida) dan magnesium karbonat (sebagai alkali, julap ringan).