Pin
Send
Share
Send


Magnézium (kémiai szimbólum mg(12-es atomszám) a nyolcadik leggazdagabb kémiai elem a földkéregben, amely a kéreg tömegének körülbelül 2% -át teszi ki. Ez a tengervízben feloldott harmadik legteljesebb elem. Ezüstfehér színű, alkáliföldfémek közé sorolják, és a természetben nem találhatók szabadfémekké.

Ionos formájában a magnézium az összes ismert élő organizmus egyik legfontosabb eleme. Sóit ezért élelmiszer-adalékanyagokként és műtrágyákként használják. Alumíniummal ötvözve széles körben használják italkonzervek, repülőgépek és rakéták gyártására. A magnézium elégetésével kapott ragyogó fehér fényt a zseblámpa fényképezéséhez és a tűzijátékokhoz használják. A magnézium-oxidot kemencék bélésére használják, a hidroxid ("magnézium tej" formájában) hashajtó és savkötő, szulfátját (Epsom-só) az orvostudományban használják. A magnézium-karbonátot tégla, padlóburkolatok, tűzálló és tűzoltó készítményekhez használják.

Felfedezés és előfordulás

A név magnézium a Thesszália Magnesia nevű kerület görög szavából származik. Az a természetben mindig más elemekkel kombinált elem 60 ásványi anyag lerakódásainál található meg. Ezek közül csak a dolomit, a magnezit, a brucit, a karnallit, a talkum és az olivin kereskedelmi jelentőséggel bír.

Angliában 1755-ben Joseph Black elismerte a magnéziumot elemként. 1808-ban Sir Humphry Davy elektrolitikusan elkülönítette a tiszta magnézium-fémet a magnézium (magnézium-oxid, MgO) és a higany-oxid (HgO) keverékéből. A francia kémikus, Antoine Bussy 1831-ben ismertette annak elkészítésének egy másik módszerét.

Az Egyesült Államokban ezt a fémet elsősorban sós oldatokból, kutakból és tengervízből származó olvadt magnézium-klorid elektrolízissel állítják elő:

katód: Mg2+ + 2 e- → Mg
anód: 2 Cl- → Cl2 (gáz) + 2 e-

Az Egyesült Államok hagyományosan volt ennek a fémnek a világ legnagyobb szállítója, még a közelmúltban is, mint 1995-ben, a világtermelés 45 százalékát szállította. Ma az USA piaci részesedése 7 százalék.1 2005-től Kína vette át az erőfölényes beszállítót, a világpiaci részesedés 60% -ához kapcsolódva, amely 1995-ben 4% -ról nőtt. A fém elkülönítéséhez Kína szinte teljes mértékben támaszkodik az úgynevezett Pidgeon folyamat, amelyben a magnézium-oxid magas hőmérsékleten redukálódik a szilíciummal.

Az elem és a vegyületek figyelemre méltó tulajdonságai

Az alkáliföldfémek sorozatának tagjaként a magnézium a periódusos rendszer 2. csoportjában (korábbi 2A csoport) fekszik, a berillium és a kalcium között. Ezenkívül a 3. periódusba helyezik, közvetlenül a nátrium után.

Az elemi magnézium meglehetősen erős, könnyű fém (az alumínium sűrűségének kétharmada). A levegőnek való kitettség alatt kissé elhomályosul, bár az alkálifémekkel ellentétben az oxigénmentes környezetben történő tárolás nem szükséges, mivel a magnéziumot vékony oxidréteg védi, amely viszonylag átjárhatatlan és nehéz eltávolítani.

A kalciumhoz hasonlóan a magnézium szobahőmérsékleten reagál a vízzel, bár sokkal lassabban reagál, mint a kalcium. Ha vízbe merítik, akkor a hidrogénbuborékok szinte észrevétlenül képződnek a fém felületén, ám a porított fém sokkal gyorsabban reagál. Magasabb hőmérsékleten a reakció gyorsabban megy végbe (lásd az óvintézkedéseket).

A magnézium egy nagyon gyúlékony fém, amelyet por alakban vagy vékony csíkokra borotválva könnyen meggyulladhat. Ugyanakkor nehéz meggyulladni tömegesen vagy ömlesztve. Meggyulladása után nehéz oltani, mivel éghet mind nitrogénben (magnézium-nitrid képződése), mind széndioxidban (magnézium-oxidot és szént képezve). Körülbelül 2500 K (2200 ° C, 4000 ° F) hőmérsékleten ég. A magnézium öngyulladási hőmérséklete körülbelül 744 K (473 ° C, 883 ° F).

A levegőben égve a magnézium ragyogó fehér fényt bocsát ki. Ezt a tulajdonságot a fényképezés első napjaiban alkalmazták, amikor a magnéziumport (vakuport) használták megvilágítási forrásként. Később magnézium szalagot használták az elektromosan meggyújtott izzókban.

Ha magas hőmérsékleten fehérek, a magnéziumnak számos olyan kémiai tulajdonsága van, amelyek alacsonyabb hőmérsékleten nem rendelkeznek. Mérgezőbbé is válik, de a magas hőmérséklet önmagában rendkívül veszélyes.

A magnéziumvegyületek általában fehér kristályok. A legtöbb vízben oldódik, így a savanyú ízű magnézium-ion Mg2+. Kis mennyiségű oldott magnézium-ion hozzájárul a természetes vizek tartósodásához és ízéhez. Nagy mennyiségben a magnézium ionos hashajtó. Az úgynevezett "magnéziumtej" a kevés oldhatatlan magnéziumvegyület, a magnézium-hidroxid egyik vízszuszpenziója, és az el nem oldódott részecskék megjelenése alapján kapta a nevét. A magnéziatej enyhe alap.

Izotóp

A természetben három magnézium izotóp található: 24mg, 25Mg és 26Az magnéziumtartalom körülbelül 79%, 10% és 11% -os. Mindhárom izotóp stabil.

26Az Mg alkalmazást talált az izotópos geológiában, hasonlóan az alumíniuméhoz. 26Az Mg a 26Al, amelynek felezési ideje 717 000 év. Nagy dúsítások stabil 26Néhány széntartalmú chondrit meteorit Ca-Al-ban gazdag zárványaiban megfigyelték az magnézium-tartalmat. A 26Az Mg szülő romlásának tulajdonítható 26Al a zárványokban. Ezért a meteoritnak a Naprendszer ködében kell kialakulnia a 26Al pusztult el. Ezért ezek a töredékek a Naprendszer legrégebbi tárgyai közé tartoznak, és megőriztek információkat a legkorábbi történelemről.

Egészség és táplálkozás

A magnézium-ionok nélkülözhetetlenek az összes ismert élő organizmus sejtjéhez. Számos enzim igényli magnézium-ionok jelenlétét a katalitikus hatásukhoz. A növények további magnéziumhasználatot élveznek, mivel a klorofill magnéziumot tartalmaz. A felnőtt ember napi táplálkozási igénye (amely különféle tényezőktől függ, beleértve a nemet és a testméretet) napi 300–400 milligramm (mg).

Az étrendben túl sok magnézium megnehezítheti az emberi test számára a kalcium felszívódását. Másrészt a nem megfelelő magnéziumbevitel izomgörcsökkel, szív- és érrendszeri betegségekkel, cukorbetegséggel, magas vérnyomás, szorongásos rendellenességekkel és csontritkulással társult. Az akut hiány ritka, és gyakoribb gyógyszer-mellékhatásként (például krónikus alkohol vagy diuretikumok használata), mint önmagában az alacsony táplálékfelvétel miatt. Vitatják a krónikus hiány előfordulását, amely az optimálisnál kevesebb egészséghez vezet.

A kiegészítő magnézium élelmezési referencia-bevitelének (DRI) felső tolerálható határértéke napi 350 mg (a sóban lévő Mg-elem mg-jában számítva). A túlzott orális magnéziumbevitel leggyakoribb tünete a hasmenés. Mivel a felnőtt emberek veséi hatékonyan választják el a fölösleges magnéziumot, a renális vesefunkciójú felnőtteknél az orális magnéziummérgezés nagyon ritka. A csecsemőknek egészséges állapotban is csökkent képességük van a felesleges magnézium kiválasztására, ezért magnézium-kiegészítőket nem szabad adni, kivéve orvos felügyelete mellett.

Élelmiszer-források

A magnézium sok élelmiszerben megtalálható, de általában kis mennyiségben fordul elő. Mint a legtöbb tápanyagban, a napi magnéziumigény nem teljesíthető egyetlen ételből. A legkülönfélébb ételek - ideértve a gyümölcsöket, zöldségeket és sok teljes kiőrlésű gabonát - fogyasztása elősegíti a megfelelő magnézium-bevitel biztosítását. A zöld zöldségek, például a spenót magnéziumot szolgáltatnak, mivel a klorofill-molekula középpontjában magnézium található. A dió - különösen a mandula), a magvak és néhány teljes kiőrlésű gabona szintén jó magnéziumforrás.

A finomított ételek magnéziumtartalma általában alacsony. Például a teljes kiőrlésű kenyér kétszer annyi magnéziumot tartalmaz, mint a fehér kenyér, mivel a magnéziumban gazdag csíra és a korpa eltávolításra kerül a fehér liszt feldolgozásakor.

A víz magnéziumot szolgáltathat, de az mennyiség a vízellátástól függ. A "kemény" víz több magnéziumot tartalmaz, mint a "lágy" víz. Az étrendi felmérések nem becsülik meg a víz magnéziumbevitelét, ami alábecsülheti a teljes magnéziumbevitelt és annak variabilitását.

A következő számok mutatják a magnézium mennyiségét egyes élelmiszerekben:

  • spenót (1/2 csésze): 80 mg
  • földimogyoróvaj (2 evőkanál): 50 mg
  • fekete szemű borsó (1/2 csésze): 45 mg
  • tej: alacsony zsírtartalmú (1 csésze): 40 mg

Alkalmazások

A fém és ötvözetei felhasználása

A magnézium az acél és az alumínium után a harmadik leggyakrabban használt szerkezeti fém. A legtisztább formájában a magnézium összehasonlítható az alumíniummal. Az alumíniumhoz hasonlóan erős és könnyű. Fő felhasználása ötvöző adalékanyagként az alumíniumhoz - ezek az alumínium-magnézium ötvözetek, más néven magnalium vagy magnelium, főleg italkonzervekhez használják.

A magnéziumötvözetet számos nagy volumenű alkatrészgyártásban is használják, ideértve az autó- és teherautó-alkatrészeket is. Speciális, kiváló minőségű, magnéziumötvözetből készült kerekeket "mag kerekeknek" hívunk. 1957-ben egy versenyzésre tervezett Corvette SS-t teljesen magnézium testlapokkal építettek. A Volkswagen évek óta magnéziumot használ a motor alkatrészeiben. A Porsche hosszú ideig magnéziumötvözetet használt a motorblokkjaihoz, a súly előnye miatt.

A közelmúltban úgy tűnik, hogy megújult az érdeklődés a magnézium motorblokkok iránt, amint azt a 2006-os BMW 325i és 330i modellek mutatják. A díjnyertes BMW motor alumínium ötvözet betétet használ a henger falához és a hűtőköpenyekhez, amelyeket magas hőmérsékletű magnéziumötvözet AJ62A vesz körül. A magnézium AE44 ötvözetének alkalmazása a 2006-os Corvette Z06 motorbölcsőben továbbfejlesztette a robusztus gépjárműalkatrészek magnéziumban történő tervezésének technológiáját. Mindkét ötvözet a magas hőmérsékletű, alacsony kúszóképességű magnéziumötvözetek legújabb fejleményei. Az új ötvözetek fejlesztése és az alacsonyabb költségek, amelyek versenyképessé válnak az alumínium mellett, növelik az autóipari alkalmazások számát.

A magnéziumot elektronikus eszközökben is használják. Kis súlyának, valamint jó mechanikai és elektromos tulajdonságainak köszönhetően széles körben használják mobiltelefonok, laptopok, kamerák stb. Gyártásához.

A magnéziumnak számos egyéb felhasználása is létezik, amelyek közül néhányat az alábbiakban felsorolunk.

  • Redukálószer tiszta urán és más fémek előállításához sóikból. A kén vasból és acélból történő eltávolítására is felhasználják.
  • A nyomdaipar fotógravírozott lemezekhez használja.
  • Ötvöszerként javítja az alumínium mechanikai, gyártási és hegesztési tulajdonságait.
  • Ötvözetekben kombinálva elengedhetetlen a repülőgépek és a rakéták gyártásához.
  • Adalékanyag a hagyományos hajtóanyagokhoz és nodularis grafit előállításához öntöttvasban használják.
  • A magnézium égésének rendkívül magas hőmérséklete praktikus eszközévé teszi a vészhelyzeti tüzek indítását kültéri rekreáció során.
  • Mivel a magnézium égetése ragyogó fehér fényt produkál, azt zseblámpák fényképezéséhez, fáklyákhoz, pirotechnikához, csillagszórókhoz és gyújtógombákhoz használják.

Magnéziumvegyületek felhasználása

  • A magnéziumvegyületeket, elsősorban magnézium-oxidot főleg tűzálló anyagként használják a kemencebélésekben vas, acél, színesfém, üveg és cement előállításához.
  • A magnézium hidroxidját vagy a magnézia tejét hashajtóként és savmegkötő szerként használják; kloridját és citrátját orális magnézium-kiegészítőként használják; és szulfátját (Epsom-sókat) különféle célokra használják a gyógyászatban.
  • Magnézium-karbonát (MgCO3) téglagyártásban, padlóburkolatokban, tűzálló és tűzoltó készítményekben használják. Porát a tornászok és a súlyemelők használják, hogy javítsák az olyan tárgyakhoz való tapadást, mint például az emelőrudak.
  • A magnézium-sztearát enyhén gyúlékony fehér por, kenési tulajdonságokkal rendelkezik. A gyógyszeripar azt használja a tabletták gyártásában, hogy megakadályozza a tabletták tapadását a berendezéshez a tabletták összenyomása során.
  • Mivel a magnéziumnak (ionos formában) szükséges az élő szervezetekhez, a magnéziumsók adalékanyagok az élelmiszerekben, a műtrágyákban és a szövettenyésztő táptalajokban.

óvintézkedések

A tiszta magnézium-fém és ötvözetei olvadt állapotban, por alakban vagy szalag formájában nagyon gyúlékonyak. Az égő vagy megolvadt magnéziumhegy hevesen reagál a vízzel. A magnézium por robbanásveszélyes. A magnéziummal való munka közben védőszemüveget kell viselni. A magnézium elégetésével kapott erős fehér fény (beleértve az ultraibolya fényt is) károsíthatja a szemet. A vizet nem szabad felhasználni a magnézium-tűz oltására, mivel az a következő reakció szerint valójában táplálja a tüzet:2

mg (S) + 2 H2O (V) → Mg (OH)2 (Aq) + H2 (G)
vagy szavakkal:
Magnézium (szilárd) + gőz → magnézium-hidroxid (vizes) + Hidrogén (gáz)

Szén-dioxid tűzoltó készülékeket sem szabad használni, mivel a magnézium széndioxidban éghet (magnézium-oxidot, MgO-t és szént képezve).3 Száraz vegyi tűzoltó készüléket (D osztály) kell használni, ha rendelkezésre áll, különben a tűzt homokkal vagy magnéziumöntéssel kell lefedni. A kisméretű fémtüzek elhárításának egyszerű módja egy száraz homokkal töltött polietilén tasak felhelyezése a tűz tetejére. A tűz hője megolvasztja a zsákot, és a homok kifolyik a tűzön.

Irodalom

  1. ↑ 1 Vardi, Nathan, Ember sok ellenséggel Forbes.com, 2002. július 22. Hozzáférés 2006. június 26-án.
  2. ↑ Webelements.com. „Kémia: Periódusos táblázat: magnézium: kémiai reakciók adatai.” Hozzáférés 2006. június 26-án.
  3. ↑ 2 "Demo Lab: magnézium-fém reakciója szén-dioxiddal", hozzáférés 2006. június 26-án.

Külső linkek

Az összes link lehívva 2018. augusztus 7-én.

Pin
Send
Share
Send