Magnesium

Magnesium (Mg) , kemiskt grundämne, en av jordalkalimetallerna i grupp 2 (IIa) i det periodiska systemet, och den lättaste strukturmetallen. Dess föreningar används i stor utsträckning inom konstruktion och medicin, och magnesium är ett av de grundämnen som är väsentliga för allt cellulärt liv.

kemiska egenskaper hos magnesium (del av periodiska systemet för elementens bildkarta)

Encyclopædia Britannica, Inc.



Elementegenskaper
atomnummer12
atomvikt24,305
smältpunkt650 ° C (1202 ° F)
kokpunkt1.090 ° C (1.994 ° F)
Specifik gravitation1,74 vid 20 ° C (68 ° F)
oxidationstillstånd+2
elektronkonfiguration1 s tvåtvå s tvåtvå sid 63 s två

Förekomst, egenskaper och användningar

Känd ursprungligen genom föreningar såsom Epsom-salter (sulfatet), magnesia eller magnesia alba (oxiden) och magnesit (karbonatet) förekommer inte det silvervita elementet fritt i naturen. Det isolerades först 1808 av Sir Humphry Davy, som avdunstade kvicksilveret från magnesiumamalgam framställt genom elektrolys av en blandning av fuktig magnesia och kvicksilveroxid. Namnet magnesium kommer från Magnesia, ett distrikt i Thessalien (Grekland) där mineral- magnesia alba hittades först.



Magnesium är det åttonde mest förekommande elementet i jordskorpan (cirka 2,5 procent) och är, efter aluminium och järn, den tredje rikaste strukturmetallen. Dess kosmiska överflöd uppskattas till 9,1 × 105atomer (på en skala där överflödet av kisel = 106atomer). Det förekommer som karbonater - magnesit, MgCO3och dolomit, CaMg (CO3)två—Och i många vanliga silikater, inklusive talk, olivin och de flesta typer av asbest. Det finns också som hydroxid (brucite), klorid (carnallite, KMgCl3∙ 6HtvåO) och sulfat (kieserit). Det distribueras i mineraler som serpentin, krysolit och meerschaum. Havsvatten innehåller cirka 0,13 procent magnesium, mestadels som den upplösta kloriden, vilket ger dess karakteristiska bittra smak.

Magnesium produceras kommersiellt genom elektrolys av smält magnesiumklorid (MgCltvå), bearbetas huvudsakligen från havsvatten och genom direkt reduktion av dess föreningar med lämpliga reduktionsmedel - t.ex. från reaktion mellan magnesiumoxid eller kalcinerad dolomit med ferrokisel (Pidgeon-processen). ( Ser magnesiumbearbetning.)



Vid en tidpunkt användes magnesium för fotografiskt blixtband och pulver, eftersom det i finfördelad form brinner i luft med ett intensivt vitt ljus; den kan fortfarande användas i explosiva och pyrotekniska anordningar. På grund av dess låga densitet (endast två tredjedelar av aluminium) har den funnit omfattande användning inom flygindustrin. Men eftersom den rena metallen har låg strukturell hållfasthet används magnesium främst i form av legeringar - huvudsakligen med 10 procent eller mindre av aluminium, zink och mangan - för att förbättra dess hårdhet, draghållfasthet och förmåga att gjutas, svetsas och bearbetas. Gjutning, valsning, strängsprutning och smide används alla för legeringarna, och ytterligare tillverkning av det resulterande arket, plattan eller strängsprutningen utförs genom normal formning, sammanfogning och bearbetning. Magnesium är den enklaste konstruktionsmetallen att bearbeta och har ofta använts när ett stort antal bearbetningar krävs. Magnesiumlegeringar har ett antal applikationer: de används för delar av flygplan, rymdfarkoster, maskiner, bilar, bärbara verktyg och hushållsapparater.

Den termiska och elektriska ledningsförmågan hos magnesium och dess smältpunkt liknar mycket aluminiumens. Medan aluminium attackeras av alkalier men är resistent mot de flesta syror, är magnesium resistent mot de flesta alkalier men attackeras lätt av de flesta syror för att frigöra väte (krom- och fluorvätesyror är viktiga undantag). Normalt temperaturer den är stabil i luft och vatten på grund av bildandet av en tunn skyddande hud av oxid, men den attackeras av ånga. Magnesium är ett kraftfullt reduktionsmedel och används för att framställa andra metaller från deras föreningar (t.ex. titan, zirkonium och hafnium). Det reagerar direkt med många element.

Magnesium förekommer i naturen som en blandning av tre isotoper: magnesium-24 (79,0 procent), magnesium-26 (11,0 procent) och magnesium-25 (10,0 procent). Nitton radioaktiva isotoper har framställts; magnesium-28 har längst halveringstid , vid 20,9 timmar, och är en betaemitter. Även om magnesium-26 inte är radioaktivt är det dotternukliden av aluminium-26, som har en halveringstid på 7,2 × 105år. Förhöjda nivåer av magnesium-26 har hittats i vissa meteoriter, och förhållandet mellan magnesium-26 och magnesium-24 har använts för att bestämma deras ålder.



De främsta producenterna av magnesium under det andra decenniet av 2000-talet inkluderade Kina, Ryssland, Turkiet och Österrike.

Huvudsakliga föreningar

I föreningar , magnesium uppvisar nästan alltid ett +2 oxidationstillstånd på grund av förlust eller delning av dess två 3 s elektroner. Det finns emellertid ett litet antal koordinationsföreningar kända med magnesium-magnesiumbindningar, LMg g MgL, i vilka magnesiumcentren har ett formellt +1 oxidationstillstånd. Magnesiumkarbonat , MgCO3, förekommer i naturen som mineral- magnesit och är en viktig källa till elementärt magnesium. Det kan framställas artificiellt genom inverkan av koldioxid på en mängd magnesiumföreningar. Det luktfria vita pulvret har många industriella användningsområden - t.ex. som värmeisolator för pannor och rör och som tillsatsmedel i mat , läkemedel, kosmetika, gummi, bläck och glas . Eftersom magnesiumkarbonat är både hygroskopiskt och olösligt i vatten , det var den ursprungliga tillsatsen som användes för att göra bordssalt fritt flytande även under hög luftfuktighet.

magnesiumbearbetning

magnesiumbearbetning Produkter tillverkade av magnesium: eldstarter och spån, vässare och magnesiumband. Markus Brunner



Magnesiumhydroxid , Mg (OH)två, är ett vitt pulver som produceras i stora mängder från havsvatten genom tillsats av kalkmjölk (kalciumhydroxid). Det är det primära råmaterialet i produktionen av magnesiummetall och har använts som ett brandhämmande tillsatsmedel. I vatten bildar den en suspension som kallas magnesiamjölk, som länge har använts som ett antacida och en laxativ .

Verkan av saltsyra på magnesiumhydroxid producerar Magnesiumklorid , MgCltvå, ett färglöst, delikatent (vattenabsorberande) ämne som används vid framställning av magnesiummetall, vid tillverkning av cement för tunga golv och som tillsats i textil- tillverkning. Det används också för att koagulera sojamjölk vid produktionen av tofu .



Att rosta antingen magnesiumkarbonat eller magnesiumhydroxid producerar syret förening magnesiumoxid , ofta kallad magnesia, MgO. Det är ett vitt fast ämne som används vid tillverkning av eldfasta tegelstenar med hög temperatur, elektriska och termiska isolatorer, cement, gödselmedel, sudd och plast. Det används också medicinskt som laxermedel och antacida.

förklara hur värme kan vara en källa till vattenföroreningar.

Magnesiumsulfat , MgSO4, är en färglös kristallin substans bildad genom reaktion av magnesiumhydroxid med svaveldioxid och luft. En hydratform av magnesiumsulfat kallad kieserit, MgSO4∙ HtvåO, förekommer som en mineralavsättning. Syntetiskt framställt magnesiumsulfat säljs som Epsom-salt, MgSO4∙ 7HtvåO. I industrin används magnesiumsulfat vid tillverkning av cement och gödselmedel och vid garvning och färgning; inom medicin fungerar det som ett avlägsnande. På grund av dess förmåga att lätt absorbera vatten används den vattenfria formen som torkmedel (torkmedel).



Bland de organometalliska föreningarna av magnesium finns de viktiga Grignard-reagensen, sammansatta av en organisk grupp (t.ex. alkyler och aryler), en halogen annan atom än fluor och magnesium. Dessa används vid produktion av många andra typer av organiska och organometalliska föreningar.

Magnesium är viktigt för alla levande celler, eftersom Mg2+jon är involverad i de kritiskt viktiga biologiska polyfosfatföreningarna DNA, RNA och adenosintrifosfat (ATP). Många enzymer är beroende av magnesium för att de ska fungera. Cirka en sjätte så riklig som kalium i mänskliga kroppsceller krävs magnesium som en katalysator för enzymreaktioner vid kolhydratmetabolism. Magnesium är också ett viktigt utgör av det gröna pigmentet klorofyll, som finns i nästan alla växter , alger och cyanobakterier . De fotosyntetisk växternas funktion beror på verkan av klorofyllpigment, som innehåller magnesium i mitten av ett komplex, kväve -innehållande ringsystem (porfyrin). Dessa magnesiumföreningar gör det möjligt för ljusenergi att driva omvandlingen av koldioxid och vatten till kolhydrater och syre och därmed direkt eller indirekt ge nyckeln till nästan alla levande processer.