attività del magnesio. Magnesio - che cos'è? Caratteristiche del Mg come elemento del sistema periodico
La scienza che studia questi elementi è la chimica. La tavola periodica, sulla base della quale si può studiare questa scienza, ci mostra che ci sono dodici protoni e neutroni contenuti in un atomo di magnesio. Questo può essere determinato da numero di serie(è uguale al numero di protoni e ci sarà lo stesso numero di elettroni se è un atomo neutro, non uno ione).
Le caratteristiche chimiche del magnesio sono studiate anche dalla chimica. Anche la tavola periodica è necessaria per la loro considerazione, poiché ci mostra la valenza dell'elemento (in questo caso è uguale a due). Dipende dal gruppo a cui appartiene l'atomo. Inoltre, può essere utilizzato per scoprirlo massa molare magnesio fa ventiquattro. Cioè, una mole di questo metallo pesa ventiquattro grammi. La formula del magnesio è molto semplice: non è costituita da molecole, ma da atomi uniti da un reticolo cristallino.
Caratteristiche del magnesio in termini di fisica
Come tutti i metalli tranne il mercurio, questo composto ha un solido stato di aggregazione in condizioni normali. Ha un colore grigio chiaro con una lucentezza particolare. Questo metallo ha una resistenza abbastanza elevata. Le caratteristiche fisiche del magnesio non finiscono qui.
Considera i punti di fusione e di ebollizione. Il primo è pari a seicentocinquanta gradi Celsius, il secondo è millenovanta gradi Celsius. Si può concludere che si tratta di un metallo a basso punto di fusione. Inoltre è molto leggero: la sua densità è di 1,7 g/cm3.
Magnesio. Chimica
Conoscendo le caratteristiche fisiche di questa sostanza, possiamo procedere alla seconda parte delle sue caratteristiche. Questo metallo ha un livello medio di attività. Questo può essere visto da serie elettrochimica metalli: più è passivo, più è a destra. Il magnesio è uno dei primi a sinistra. Considera, in ordine, con quali sostanze reagisce e come ciò accade.
Con semplice
Questi includono quelli le cui molecole sono costituite da un solo elemento chimico. Questo è ossigeno, fisforo, zolfo e molti altri. Consideriamo prima l'interazione con l'ossigeno. Si chiama combustione. In questo caso si forma un ossido di questo metallo. Se bruci due moli di magnesio, spendendo una mole di ossigeno, otteniamo due moli di ossido. L'equazione per questa reazione è scritta come segue: 2Mg + O 2 = 2MgO. Inoltre, durante la combustione del magnesio su all'aperto si forma anche il suo nitruro, poiché questo metallo reagisce in parallelo con l'azoto contenuto nell'atmosfera.
Quando si bruciano tre moli di magnesio, viene esaurita una mole di azoto e, di conseguenza, otteniamo una mole del nitruro del metallo in questione. Un'equazione di questo tipo interazione chimica può essere scritto in questo modo: 3Mg + N 2 \u003d Mg 3 N 2.
Inoltre, il magnesio è in grado di reagire con altre sostanze semplici come gli alogeni. L'interazione con essi avviene solo quando i componenti vengono riscaldati a temperature molto elevate. In questo caso si verifica una reazione di addizione. Gli alogeni includono sostanze così semplici: cloro, iodio, bromo, fluoro. E le reazioni sono denominate di conseguenza: clorazione, iodurazione, bromurazione, fluorurazione. Come avrai intuito, a seguito di tali interazioni, puoi ottenere cloruro, ioduro, bromuro, fluoruro di magnesio. Ad esempio, se prendiamo una mole di magnesio e la stessa quantità di iodio, otteniamo una mole di ioduro di questo metallo. Questa reazione chimica può essere espressa usando la seguente equazione: Mg + I 2 = MgI 2. Lo stesso principio si applica alla clorazione. Ecco l'equazione di reazione: Mg + Cl 2 = MgCl 2.
Inoltre, i metalli, compreso il magnesio, reagiscono con il fosforo e lo zolfo. Nel primo caso puoi ottenere fosfuro, nel secondo - solfuro (da non confondere con fosfati e solfati!). Se prendi tre moli di magnesio, aggiungi due moli di fosforo e riscaldalo alla temperatura desiderata, si forma una mole del fosfuro del metallo in questione. Equazione di questo reazione chimica si presenta così: 3Mg + 2P \u003d Mg 3 P 2. Allo stesso modo, se mescoli magnesio e zolfo nelle stesse proporzioni molari e crei le condizioni necessarie sotto forma di alta temperatura, otteniamo il solfuro di questo metallo. L'equazione per tale interazione chimica può essere scritta come segue: Mg + S = MgS. Quindi abbiamo esaminato le reazioni di questo metallo con altre sostanze semplici. Ma caratterizzazione chimica il magnesio non finisce qui.
Reazioni con composti complessi
Queste sostanze includono acqua, sali, acidi. I metalli reagiscono in modo diverso con gruppi diversi. Consideriamo tutto in ordine.
Magnesio e acqua
Quando questo metallo interagisce con il più comune composto chimico sulla Terra, l'ossido e l'idrogeno si formano sotto forma di gas con un forte odore sgradevole. Per effettuare questo tipo di reazione, anche i componenti devono essere riscaldati. Se mescoli una mole di magnesio e acqua, ottieni la stessa quantità di ossido e idrogeno. L'equazione di reazione è scritta come segue: Mg + H 2 O \u003d MgO + H 2.
Interazione con acidi
Come altri metalli reattivi, il magnesio è in grado di spostare gli atomi di idrogeno dai loro composti. Tali processi sono chiamati In questi casi, gli atomi di metallo sostituiscono gli atomi di idrogeno e formano un sale costituito da magnesio (o altro elemento) e un precipitato acido. Ad esempio, se prendi una mole di magnesio e la aggiungi in una quantità di due moli, si formano una mole del cloruro del metallo in questione e la stessa quantità di idrogeno. L'equazione di reazione sarà simile a questa: Mg + 2HCl = MgCl 2 + H 2.
Interazione del sale
Abbiamo già descritto come si formano i sali dagli acidi, ma la caratterizzazione del magnesio dal punto di vista chimico implica anche la considerazione delle sue reazioni con i sali. In questo caso l'interazione può avvenire solo se il metallo che fa parte del sale è meno attivo del magnesio. Ad esempio, se prendiamo una mole di magnesio e solfato di rame ciascuno, otteniamo il solfato del metallo in questione e il rame puro in un rapporto molare uguale. L'equazione per questo tipo di reazione può essere scritta come segue: Mg + CuSO 4 = MgSO 4 + Cu. È qui che entrano in gioco le proprietà riducenti del magnesio.
Applicazione di questo metallo
A causa del fatto che supera l'alluminio in molti parametri: è circa tre volte più leggero, ma allo stesso tempo due volte più forte, si è diffuso in vari settori. Prima di tutto, questa è l'industria aeronautica. Qui, le leghe a base di magnesio occupano il primo posto in popolarità tra tutti i materiali utilizzati. Inoltre, viene utilizzato nell'industria chimica come agente riducente per l'estrazione di alcuni metalli dai loro composti. A causa del fatto che il magnesio forma un lampo molto potente quando viene bruciato, viene utilizzato nell'industria militare per la produzione di razzi di segnalazione, munizioni antirumore, ecc.
Ottenere magnesio
La principale materia prima per questo è il cloruro del metallo in questione. Questo viene fatto mediante elettrolisi.
Reazione qualitativa ai cationi di un determinato metallo
Questa è una procedura speciale progettata per determinare la presenza di ioni di una sostanza. Per testare la soluzione per la presenza di composti di magnesio, è possibile aggiungere potassio o carbonato di sodio. Di conseguenza, si forma un precipitato bianco, che è facilmente solubile in acidi.
Dove si può trovare questo metallo in natura?
Il elemento chimicoè abbastanza comune in natura. La crosta terrestre è composta per quasi il due percento da questo metallo. Si trova nella composizione di molti minerali, come carnallite, magnesite, dolomite, talco, amianto. La formula del primo minerale si presenta così: KCl.MgCl 2 .6H 2 O. Si presenta come cristalli di colore bluastro, rosa pallido, rosso sbiadito, giallo chiaro o trasparente.
La magnesite è la sua formula chimica - MgCO 3 . Ha un colore bianco, ma a seconda delle impurità può avere una sfumatura grigia, marrone o gialla. Dolomite ha quanto segue formula chimica: MgCO 3 .CaCO 3 . È un minerale grigio-giallastro o vetroso.
Talco e amianto hanno formule più complesse: rispettivamente 3MgO.4SiO 2 .H 2 O e 3MgO.2SiO 2 .2H 2 O. Grazie alla loro elevata resistenza al calore, sono ampiamente utilizzati nell'industria. Inoltre, il magnesio è incluso Composizione chimica cellule e la struttura di molte sostanze organiche. Considereremo questo in modo più dettagliato.
Il ruolo del magnesio nel corpo
Questo elemento chimico è importante sia per le piante che per gli animali. Il magnesio è vitale per l'organismo vegetale. Proprio come il ferro è la base dell'emoglobina, necessaria per la vita degli animali, così il magnesio è il componente principale della clorofilla, senza il quale una pianta non può esistere. Questo pigmento è coinvolto nel processo di fotosintesi, da cui vengono sintetizzate le foglie non composti organici nutrienti.
Il magnesio è anche molto necessario per il corpo degli animali. Frazione di massa di questo oligoelemento nella cellula - 0,02-0,03%. Nonostante sia così piccolo, svolge funzioni molto importanti. Grazie ad esso, viene mantenuta la struttura di organelli come i mitocondri, che sono responsabili della respirazione cellulare e della sintesi energetica, nonché dei ribosomi, in cui si formano le proteine necessarie per la vita. Inoltre, è incluso nella composizione chimica di molti enzimi necessari per il metabolismo intracellulare e la sintesi del DNA.
Per l'organismo nel suo insieme, il magnesio è necessario per prendere parte al metabolismo del glucosio, dei grassi e di alcuni aminoacidi. Inoltre, con l'aiuto di questo microelemento, è possibile trasmettere un segnale nervoso. Oltre a tutto quanto sopra, una quantità sufficiente di magnesio nel corpo riduce il rischio di infarti, infarti e ictus.
Sintomi di alti e bassi livelli nel corpo umano
La mancanza di magnesio nel corpo si manifesta con sintomi principali come ipertensione, affaticamento e scarso rendimento, irritabilità e scarso sonno, disturbi della memoria e frequenti capogiri. Si possono anche osservare nausea, convulsioni, tremore alle dita, confusione di coscienza: questi sono segni di un livello molto basso di assunzione di questo microelemento con il cibo.
La mancanza di magnesio nel corpo porta a frequenti malattie respiratorie, disturbi del sistema cardiovascolare e diabete di tipo 2. Quindi, considera il contenuto di magnesio negli alimenti. Per evitarne la carenza, è necessario sapere quale alimento è ricco di questo elemento chimico. Va anche tenuto conto del fatto che molti di questi sintomi possono manifestarsi anche nel caso opposto: un eccesso di magnesio nel corpo, nonché una mancanza di oligoelementi come potassio e sodio. Pertanto, è importante rivedere attentamente la tua dieta e comprendere l'essenza del problema, è meglio farlo con l'aiuto di un nutrizionista.
Come accennato in precedenza, questo elemento è il componente principale della clorofilla. Pertanto, puoi intuire che una grande quantità si trova nelle verdure: questi sono sedano, aneto, prezzemolo, cavolfiore e cavolo bianco, lattuga, ecc. Inoltre, questi sono molti cereali, in particolare grano saraceno e miglio, e anche farina d'avena e orzo . Inoltre, le noci sono ricche di questo oligoelemento: si tratta di anacardi, noci, arachidi, nocciole e mandorle. Inoltre, una grande quantità del metallo in questione si trova nei legumi come fagioli e piselli.
Molto è anche contenuto nella composizione delle alghe, ad esempio nelle alghe. Se l'uso di questi prodotti avviene in quantità normali, il tuo corpo non mancherà del metallo discusso in questo articolo. Se non hai l'opportunità di mangiare regolarmente il cibo sopra elencato, è meglio acquistare integratori alimentari che includano questo oligoelemento. Tuttavia, prima di farlo, dovresti sempre consultare il tuo medico.
Conclusione
Il magnesio è uno dei metalli più importanti al mondo. Ha trovato ampia applicazione in numerosi settori, da quello chimico a quello aeronautico e militare. Inoltre, è molto importante da un punto di vista biologico. Senza di essa, non è possibile l'esistenza né di organismi vegetali né animali. Grazie a questo elemento chimico si realizza il processo che dà vita all'intero pianeta, la fotosintesi.
L'interazione con l'idrogeno a temperatura elevata porta all'idruro solido MgH:
Mg + H = MgH (4.1)
All'aria, allo stato compatto, è stabile, ma finemente frantumato, è capace di autocombustione. DA acqua fredda a causa della bassa solubilità del Mg (OH), il magnesio reagisce lentamente, ma il riscaldamento accelera notevolmente la reazione:
Mg + 2HO \u003d Mg (OH) + H (4,2)
Le basse solubilità dell'ossido e dell'idrossido di magnesio sono associate alla covalenza del legame in essi contenuto. Questo spiega anche la refrattarietà del MgO, che è un polimero (MgO)x. Essendo una base di media forza, l'idrossido di magnesio forma sali che sono debolmente idrolizzati in soluzioni concentrate. Se si aumenta la concentrazione di ioni OH- in soluzione, la loro idrolisi è notevolmente migliorata.
Il magnesio si dissolve facilmente negli acidi con il rilascio di idrogeno:
Mg + HCl = MgCl + H (4.3)
Gli alcali non funzionano su di lui. Pertanto, non c'è anfotericità nei composti di magnesio.
Il nitruro di magnesio si ottiene per interazione diretta dell'azoto con metalli ad alta temperatura:
3Mg + N = MgN (4.4)
A contatto con l'acqua, molti nitruri vengono completamente idrolizzati per formare ammoniaca e idrossido di metallo. Per esempio:
MgN + 6HO = 3Mg(OH) + 2NH (4,5).
Quando il biossido di silicio viene riscaldato con un eccesso di magnesio metallico, il silicio riducente si combina con il magnesio, formando siliciuro di magnesio MgSi:
4Mg + SiO = MgSi + 2MgO (4.6) .
Sebbene il magnesio sia molto più avanti dell'idrogeno nella serie di sollecitazioni, ma, come abbiamo già detto, decompone l'acqua molto lentamente a causa della formazione di idrossido di magnesio poco solubile. Se riscaldato in aria, il magnesio brucia per formare ossido di magnesio MgO:
2Mg + O = 2MgO (4.7)
e una piccola quantità di nitruro di magnesio MgN.
L'uso del magnesio e dei suoi composti
Le piante verdi furono le prime a "trovare" l'uso del magnesio. Infatti, il magnesio fa parte della clorofilla, che converte l'energia solare, rendendola disponibile ad altri esseri viventi. Formata con clorofilla materia organica(zucchero, amido) sono necessari per l'alimentazione umana e animale. Ciò significa che il magnesio è l'elemento della vita.
Il fabbisogno di magnesio delle piante varia. Tutti i raccolti di radici - patate, barbabietole da tavola e da foraggio e altri ortaggi - sono importanti consumatori di magnesio, così come i legumi - trifoglio, erba medica, lupino. Ma i cereali - segale, avena, grano - hanno bisogno di meno magnesio. La clorofilla contiene dal 2 al 3% di magnesio e la quantità totale di magnesio nella clorofilla di tutte le piante sulla Terra è vicina a 100.000.000.000 di tonnellate.
Pertanto, i sali di magnesio sono stati a lungo utilizzati con successo come fertilizzanti: dopotutto, il magnesio è coinvolto nei processi di fotosintesi. L'aumento della resa delle patate dovuto ai fertilizzanti al magnesio è di 27-28 centesimi per 1 ettaro, e questo è nella regione di Mosca! In altre zone (con diversa composizione del suolo) l'aumento della resa può essere ancora maggiore!
Il magnesio fa anche parte del corpo umano. Quindi, il magnesio si trova nel sangue (il superlavoro è spesso causato da una diminuzione della quantità di magnesio nel sangue umano), nei denti e nel cervello. È stato stabilito che l'enzima che promuove il trasferimento del fosforo nel nostro corpo contiene magnesio. Le molecole enzimatiche vengono gradualmente distrutte. Pertanto, nel corpo devono essere create continuamente nuove molecole. Da qui il costante bisogno del corpo di magnesio.
A corpo umano contiene circa 80 g di ferro, 150 g di sodio, 1000 g di calcio e circa 60 g di magnesio. I medici hanno prestato a lungo attenzione alle proprietà medicinali dei preparati di magnesio. Quindi, il solfato di magnesio già a noi familiare, se assunto per via orale, ha un effetto lassativo. Per combattere le condizioni convulsive (ad esempio con tetano o avvelenamento), vengono utilizzate iniezioni intramuscolari di solfato di magnesio. Un altro medicinale a base di magnesio, il carbonato di magnesio MgCO, è raccomandato per l'assunzione orale iperacidità succo gastrico e bruciore di stomaco. Questa sostanza è usata come polvere, fa anche parte della polvere dei denti.
Il fabbisogno di magnesio in un adulto è di circa 10 mg per 1 kg di peso corporeo al giorno. Nel corpo di un bambino in rapida crescita, con un aumento di peso di 1 kg, vengono trattenuti 25 mg di magnesio.
Ma molti dei misteri del magnesio in un organismo vivente non sono stati ancora risolti dagli scienziati. Per risolverli, gli scienziati conducono esperimenti. Si è scoperto, ad esempio, che i cani il cui cibo manca di magnesio hanno sviluppato un infarto del miocardio. Un eccesso di calcio e magnesio nella dieta delle mucche porta alla comparsa della prole femminile. È stato a lungo scoperto che il guscio delle uova di gallina è più forte, più magnesio è nel cibo delle galline ovaiole.
Il principale campo di applicazione del magnesio metallico è la produzione di varie leghe leggere sulla sua base. L'aggiunta di piccole quantità di altri metalli al magnesio cambia drasticamente le sue proprietà meccaniche, conferendo alla lega una notevole durezza, resistenza e resistenza alla corrosione. Le leghe chiamate elettroni hanno proprietà particolarmente preziose. Appartengono a tre sistemi: Mg--Al--Zn, Mg--Mn e Mg--Zn--Zr. Le più utilizzate sono le leghe del sistema Mg - Al - Zn, contenenti dal 3 al 10% di Al e dallo 0,2 al 3% di Zn. Il vantaggio delle leghe di magnesio è la loro bassa densità (circa 1,8 g/cm). Sono usati principalmente in tecnologia missilistica e nell'industria aeronautica, così come nella costruzione di automobili, motocicli, strumenti. Lo svantaggio delle leghe di magnesio è la loro bassa resistenza alla corrosione in atmosfera umida e nell'acqua, in particolare nell'acqua di mare.
Il magnesio puro trova applicazione nella metallurgia. Alcuni metalli, in particolare il titanio, sono ottenuti con il metodo termico del magnesio. Nella produzione di alcuni acciai e leghe non ferrose, il magnesio viene utilizzato per rimuovere da essi ossigeno e zolfo. Il magnesio è ampiamente utilizzato nell'industria della sintesi organica. Con il suo aiuto si ottengono numerose sostanze appartenenti a varie classi di composti organici, nonché composti organoelementi. Miscele di polvere di magnesio con agenti ossidanti vengono utilizzate nella produzione di razzi di illuminazione e incendiari.
L'ossido di magnesio MgO si ottiene solitamente calcinando la magnesite naturale MgCO. È una polvere sciolta bianca nota come magnesia bruciata. Per il suo alto punto di fusione (circa 3000°C), l'ossido di magnesio viene utilizzato per la preparazione di crogioli, tubi e mattoni refrattari.
L'idrossido di magnesio Mg(OH) si ottiene come precipitato bianco leggermente solubile dall'azione degli alcali sui sali di magnesio solubili. A differenza dell'idrossido di berillio, l'idrossido di magnesio ha solo proprietà di base, essendo una base di media forza.
Il solfato di magnesio MgSO * 7HO, o sale amaro, si trova in acqua di mare. A differenza dei solfati dei metalli alcalino terrosi, è altamente solubile in acqua.
Il cloruro di magnesio MgCl * 6HO forma cristalli incolori altamente solubili che deliquefano nell'aria. L'igroscopicità del sale da cucina grezzo è dovuta alla miscela di piccole quantità di cloruro di magnesio in esso contenuto.
Sotto l'azione della soda sui sali solubili di magnesio, non si ottiene un sale medio, ma una miscela di carbonati basici. Questa miscela è usata in medicina sotto il nome di magnesia bianca.
Il magnesio idrossicloruro MgOHCl è di grande importanza industriale. Il prodotto tecnico si ottiene miscelando ossido di magnesio con una soluzione acquosa concentrata di cloruro di magnesio e prende il nome di cemento magnesiaco. Una tale miscela dopo un po 'si indurisce, trasformandosi in una massa bianca densa e facilmente levigabile. La solidificazione può essere spiegata dal fatto che l'idrossicloruro, inizialmente formato secondo l'equazione:
MgO + MgCl + H O = 2MgOHCl (5.1)
quindi polimerizza in catene tipo --Mg--O--Mg--O--Mg--, alle estremità delle quali vi sono atomi di cloro o gruppi ossidrilici.
Il cemento magnesia come legante viene utilizzato nella produzione di macine, mole e lastre varie. Per ricoprire i pavimenti viene utilizzata una miscela di segatura chiamata xilolite.
I silicati naturali di magnesio sono ampiamente utilizzati: talco 3MgO * 4SiO * HO e soprattutto amianto CaO * 3MgO * 4SiO. Quest'ultimo, per la sua resistenza al fuoco, bassa conducibilità termica e struttura fibrosa, è un ottimo materiale termoisolante.
Storia del magnesio
Il magnesio sotto forma di metallo fu ottenuto per la prima volta da Humphry Davy nel 1808. Un chimico inglese ha condotto un processo di elettrolisi tra una miscela umida di magnesia bianca e ossido di mercurio, risultando in una lega di mercurio con un metallo sconosciuto (amalgama). Dopo la distillazione del mercurio, Davy ricevette una nuova sostanza: la polvere di metallo, che prese il nome magnesio(calorizzante) . Due decenni dopo, nel 1828, il francese A. Bussy ricevette magnesio metallico puro.
Il magnesio è un elemento del sottogruppo principale II gruppo III periodo del sistema periodico degli elementi chimici D.I. Mendeleev, ha un numero atomico di 12 e una massa atomica di 24.305. Designazione accettata - mg(dal latino Magnesio).
Essere nella natura
Per la quantità di contenuto nella crosta terrestre, il magnesio occupa l'ottavo posto tra i minerali, è molto comune. Le fonti naturali di magnesio sono l'acqua di mare, i giacimenti di minerali fossili e le salamoie.
Il magnesio è un metallo leggero e malleabile, il suo colore è bianco argenteo con una distinta lucentezza metallica. Allo stato normale, è ricoperto da un film di ossido di magnesio, che può essere distrutto riscaldando il metallo a 600-650 ° C. Il magnesio brucia con una fiamma bianca abbagliante e forma ossido e nitruro di magnesio.
fabbisogno giornaliero di magnesio
Il fabbisogno giornaliero di magnesio dipende dall'età, dal sesso e dalle condizioni fisiche della persona. Per un adulto sano è da 400 a 500 mg.
I prodotti alimentari contengono diverse quantità di magnesio, li disporremo in ordine decrescente del contenuto di un microelemento utile:
- cereali ( e )
- latticini, pesce,
Assorbimento di magnesio
L'assorbimento dei composti organici del magnesio avviene principalmente nel duodeno e nell'intestino crasso, con un uso eccessivo di caffeina, alcol e l'organismo perde una parte significativa di magnesio nelle urine.
Interazione con gli altri
L'equilibrio tra e magnesio è importante per il corpo, perché sono questi minerali che sono responsabili del normale stato del tessuto osseo e dei denti. Nei complessi vitaminico-minerali della farmacia, la quantità di calcio e magnesio è contenuta in quantità ottimali.
La mancanza di magnesio nel corpo può causare malattie renali, indigestione, assunzione di diuretici e alcuni contraccettivi, eccessiva dipendenza da alcol e caffeina. Insonnia, irritabilità, vertigini, palpitazioni e sbalzi di pressione sanguigna, frequenti mal di testa, affaticamento, puntini tremolanti davanti agli occhi, convulsioni, spasmi muscolari, caduta dei capelli sono considerati segni di carenza di magnesio.
Segni di eccesso di magnesio
I segni di un eccesso di magnesio sono:
- diarrea, nausea, vomito
- sonnolenza, battito cardiaco lento
- disturbi della coordinazione, del linguaggio
- essiccazione delle mucose (nella bocca e nel naso).
Il magnesio è importante per il funzionamento efficiente di nervi e muscoli ed è essenziale per convertire la glicemia in energia. Il magnesio mantiene denti sani, aiuta a prevenire depositi, calcoli renali e biliari e fornisce sollievo dall'indigestione. Il corpo umano contiene circa 21 g di magnesio.
Il magnesio normalizza l'attività dei sistemi cardiovascolare ed endocrino del corpo, la funzione cerebrale, aiuta nell'eliminazione delle tossine e dei metalli pesanti.
L'uso del magnesio nella vita
I composti di magnesio (leghe) sono utilizzati nella produzione di aeromobili e automobili a causa della forza e della leggerezza delle leghe di magnesio. Il magnesio è usato come fonte di corrente chimica, in medicina, affari militari e in fotografia.
Magnesio- un elemento del sottogruppo principale del secondo gruppo, il terzo periodo del sistema periodico di elementi chimici di D. I. Mendeleev, con numero atomico 12. È indicato dal simbolo Mg (lat. Magnesio). La sostanza semplice magnesio (numero CAS: 7439-95-4) è un metallo bianco argento leggero e malleabile.
1 elemento della tavola periodica Nel 1695, dall'acqua minerale della sorgente Epsom in Inghilterra, fu isolato il sale, che aveva un sapore amaro e un effetto lassativo. Gli speziali lo chiamavano sale amaro, così come sale inglese o Epsom. L'epsomite minerale ha la composizione MgSO4 7H2O. Il nome latino dell'elemento deriva dal nome città antica Magnesia in Asia Minore, in prossimità della quale si trovano depositi del minerale magnesite.
Nel 1792 Anton von Ruprecht ottenne un nuovo metallo, che chiamò austria, riducendo il carbone dalla magnesia bianca. Successivamente si è scoperto che "Austrium" è un magnesio di purezza estremamente bassa, poiché la sostanza originale era fortemente contaminata dal ferro.
Storia della scoperta
Nel 1695, il sale fu isolato dall'acqua minerale della Epsom Spring in Inghilterra, che aveva un sapore amaro e un effetto lassativo. Gli speziali lo chiamavano sale amaro, così come sale inglese o Epsom. L'epsomite minerale ha la composizione MgSO4 7H2O. Il nome latino dell'elemento deriva dal nome dell'antica città di Magnesia in Asia Minore, in prossimità della quale sono presenti giacimenti del minerale magnesite.
Nel 1792 Anton von Ruprecht ottenne un nuovo metallo, che chiamò austria, riducendo il carbone dalla magnesia bianca. Successivamente si scoprì che "Austrium" era magnesio di purezza estremamente bassa, poiché il materiale originale era fortemente contaminato dal ferro.
Fu isolato per la prima volta nella sua forma pura da Sir Humphry Davy nel 1808 distillando mercurio dall'amalgama di magnesio, che ottenne mediante elettrolisi di una miscela semiliquida di ossido di magnesio e mercurio.
Essere nella natura
Clarke di magnesio (peso) - 1,95% (19,5 kg / t). Questo è uno degli elementi più comuni. la crosta terrestre. Grandi quantità di magnesio si trovano nell'acqua di mare. I principali tipi di reperimento di materie prime magnesiache sono:
acqua di mare - (Mg 0,12-0,13%),
carnallite - MgCl2. KCl. 6H2O (Mg 8,7%),
bischofite - MgCl2. 6H2O (Mg 11,9%),
kieserite - MgSO4. H2O (Mg 17,6%),
epsomite - MgSO4. 7H2O (Mg 16,3%),
kainite - KCl. MgSO4. 3H2O (Mg 9,8%),
magnesite - MgCO3 (Mg 28,7%),
dolomite - CaCO3 MgCO3 (Mg 13,1%),
brucite - Mg (OH) 2 (Mg 41,6%).
I sali di Magnesia si trovano in grandi quantità nei depositi di sale dei laghi autosufficienti. Sono noti in molti paesi depositi di sali fossili di carnallite di origine sedimentaria.
La magnesite si forma prevalentemente in condizioni idrotermali e appartiene a depositi idrotermali a media temperatura. La dolomite è anche un'importante materia prima di magnesio. I depositi dolomitici sono diffusi, le loro riserve sono enormi. Sono associati a strati carbonatici e la maggior parte di essi è di età Precambriana o Permiana. I depositi dolomitici si formano per sedimentazione, ma possono verificarsi anche quando il calcare è esposto a soluzioni idrotermali, falde acquifere o acque superficiali.
TABELLA DEL TASSO DI MAGNESIO
| Pavimento | Età | Assunzione giornaliera di magnesio, mg / giorno | Limite superiore, mg/giorno |
|---|---|---|---|
| bambini | Da 0 a 6 mesi | 30 | Non determinato |
| bambini | Da 7 a 12 mesi | 75 | Non determinato |
| Figli | Da 1 a 3 anni | 80 | 145 |
| Figli | Dai 4 agli 8 anni | 130 | 240 |
| Figli | Dai 9 ai 13 anni | 240 | 590 |
| ragazze | Dai 14 ai 18 anni | 360 | 710 |
| Giovani | Dai 14 ai 18 anni | 410 | 760 |
| Uomini | dai 19 ai 30 anni | 400 | 750 |
| Uomini | 31 anni e più | 420 | 770 |
| Donne | dai 19 ai 30 anni | 310 | 660 |
| Donne | 31 anni e più | 320 | 670 |
| Donne incinte | Dai 14 ai 18 anni | 400 | 750 |
| Donne incinte | dai 19 ai 30 anni | 350 | 700 |
| Donne incinte | 31 anni e più | 360 | 710 |
| donne che allattano | Dai 14 ai 18 anni | 360 | 710 |
| donne che allattano | dai 19 ai 30 anni | 310 | 660 |
| donne che allattano | 31 anni e più | 320 | 670 |
Metallo duttile, bianco argentato
Magnesio / Magnesio (Mg), 12
(massa molare)
[comm 1] a. em (g/mol)
1.31 (scala Pauling)
(primo elettrone)
737,3 (7,64) kJ/mol (eV)
1.738 g/cm³
650°C (923K)
1090°C (1363K)
9,20 kJ/mol
131,8 kJ/mol
24,90 J/(K mol)
14,0 cm³/mol
esagonale
un=0,32029 nm, c=0,52000 nm
MAGNESIO(lat. Magnesio), Mg (leggi "magnesio"), un elemento chimico del gruppo IIA del terzo periodo del sistema periodico di Mendeleev, numero atomico 12, massa atomica 24.305. Il magnesio naturale è costituito da tre nuclidi stabili: 24 Mg (78,60% in massa), 25 Mg (10,11%) e 26 Mg (11,29%). La configurazione elettronica di un atomo neutro è 1s 2 2s 2 p 6 3s 2, secondo la quale il magnesio nei composti stabili è bivalente (stato di ossidazione +2). La semplice sostanza magnesio è un metallo lucente, bianco argenteo.
Fisico e Proprietà chimiche: il magnesio metallico ha un reticolo cristallino esagonale. Punto di fusione 650°C, punto di ebollizione 1105°C, densità 1,74 g/cm 3 (il magnesio è un metallo molto leggero, solo il calcio e i metalli alcalini sono più leggeri). Il potenziale dell'elettrodo standard del magnesio Mg / Mg 2+ è -2,37 V. In una serie di potenziali standard, si trova dietro il sodio davanti all'alluminio.
La superficie del magnesio è ricoperta da un denso film di ossido di MgO, che, in condizioni normali, protegge in modo affidabile il metallo da ulteriori distruzioni. Solo quando il metallo viene riscaldato a una temperatura superiore a circa 600°C si accende nell'aria. Il magnesio brucia con l'emissione di luce intensa, la composizione spettrale vicina a quella del sole. Pertanto, in passato, i fotografi in condizioni di scarsa illuminazione scattavano alla luce di un nastro di magnesio in fiamme. Quando il magnesio viene bruciato nell'aria, si forma una polvere bianca sciolta di ossido di magnesio MgO:
2Mg + O 2 \u003d 2MgO.
Contemporaneamente all'ossido si forma anche nitruro di magnesio Mg 3 N 2:
3Mg + N 2 \u003d Mg 3 N 2.
Il magnesio non reagisce con l'acqua fredda (o, più precisamente, reagisce, ma estremamente lentamente), ma interagisce con l'acqua calda e si forma un precipitato bianco sciolto di idrossido di magnesio Mg (OH) 2:
Mg + 2H 2 O \u003d Mg (OH) 2 + H 2.
Se una striscia di magnesio viene data alle fiamme e abbassata in un bicchiere d'acqua, la combustione del metallo continua. In questo caso, l'idrogeno rilasciato durante l'interazione del magnesio con l'acqua si accende immediatamente nell'aria. La combustione del magnesio continua nell'atmosfera diossido di carbonio:
2Mg + CO 2 \u003d 2MgO + C.
La capacità del magnesio di bruciare sia in acqua che in atmosfera di anidride carbonica complica notevolmente l'estinzione degli incendi in cui bruciano strutture fatte di magnesio o sue leghe.
L'ossido di magnesio MgO è una polvere friabile bianca che non reagisce con l'acqua. Si chiamava magnesia bruciata o semplicemente magnesia. Questo ossido ha proprietà di base, reagisce con vari acidi, ad esempio:
MgO + 2HNO 3 \u003d Mg (NO 3) 2 + H 2 O.
La base Mg (OH) 2 corrispondente a questo ossido è di media forza, ma praticamente insolubile in acqua. Può essere ottenuto, ad esempio, aggiungendo alcali a una soluzione di qualsiasi sale di magnesio:
2NaOH + MgSO 4 \u003d Mg (OH) 2 + Na 2 SO 4.
Poiché l'ossido di magnesio MgO non forma alcali quando interagisce con l'acqua e la base di magnesio Mg (OH) 2 non ha proprietà alcaline, il magnesio, a differenza dei suoi "compagni" - calcio, stronzio e bario, non è tra i metalli alcalino terrosi.
Magnesio metallico a temperatura ambiente reagisce con gli alogeni, ad esempio il bromo:
Mg + Br 2 \u003d MgBr 2.
Quando riscaldato, il magnesio reagisce con lo zolfo, dando solfuro di magnesio:
Se una miscela di magnesio e coke viene calcinata in un'atmosfera inerte, si forma carburo di magnesio della composizione Mg 2 C 3 (va notato che il vicino più vicino del magnesio nel gruppo - calcio - in condizioni simili forma un carburo di la composizione CaC 2). Quando il carburo di magnesio viene decomposto con acqua, si forma un omologo di acetilene - propino C 3 H 4:
Mg 2 C 3 + 4H 2 O \u003d 2Mg (OH) 2 + C 3 H 4.
Pertanto, Mg 2 C 3 può essere chiamato magnesio propilene.
Il comportamento del magnesio ha somiglianze con il comportamento metallo alcalino litio (un esempio della somiglianza diagonale degli elementi nella tavola periodica). Quindi, il magnesio, come il litio, reagisce con l'azoto (la reazione del magnesio con l'azoto si verifica quando viene riscaldato), determinando la formazione di nitruro di magnesio:
3Mg + N 2 \u003d Mg 3 N 2.
Come il nitruro di litio, il nitruro di magnesio viene facilmente decomposto dall'acqua:
Mg 3 N 2 + 6H 2 O \u003d 3Mg (OH) 2 + 2NH 3.
Il magnesio è anche simile al litio in quanto il suo carbonato MgCO 3 e fosfato Mg 3 (PO 4) 2 sono scarsamente solubili in acqua, così come i corrispondenti sali di litio.
Il magnesio è simile al calcio in quanto la presenza di bicarbonati solubili di questi elementi nell'acqua determina la durezza dell'acqua. Come per il bicarbonato di calcio, la durezza causata dal bicarbonato di magnesio Mg(HCO 3) 2 è temporanea. Quando bolle, il bicarbonato di magnesio Mg (HCO 3) 2 si decompone e il suo carbonato principale precipita - idrossicarbonato di magnesio (MgOH) 2 CO 3:
2Mg (HCO 3) 2 \u003d (MgOH) 2 CO 3 + 3CO 2 + H 2 O.
Il perclorato di magnesio Mg(ClO 4) 2 ha ancora un'applicazione pratica, che interagisce vigorosamente con il vapore acqueo, l'aria di essiccazione del pozzo o altri gas che passano attraverso il suo strato. In questo caso si forma un idrato cristallino forte di Mg(ClO 4) 2 ·6H 2 O. Questa sostanza può essere nuovamente disidratata per riscaldamento sotto vuoto ad una temperatura di circa 300°C. Il perclorato di magnesio è stato chiamato "anidrone" per le sue proprietà essiccanti.
Grande importanza in chimica organica hanno composti organomagnesio contenenti un legame Mg-C. Un ruolo particolarmente importante tra questi è svolto dal cosiddetto reagente di Grignard - composti di magnesio formula generale RMgHal, dove R è un radicale organico, e Hal = Cl, Br o I. Questi composti sono formati in soluzioni eteree dall'interazione del magnesio e del corrispondente alogenuro organico RHal e sono usati per un'ampia varietà di sintesi.
Cronologia di apertura: i composti del magnesio sono noti all'uomo da molto tempo. Il nome latino dell'elemento deriva dal nome dell'antica città di Magnesia in Asia Minore, in prossimità della quale sono presenti giacimenti del minerale magnesite. Il magnesio metallico fu ottenuto per la prima volta nel 1808 dal chimico inglese G. Davy. Come nel caso di altri metalli attivi - sodio, potassio, calcio, Davy utilizzò l'elettrolisi per ottenere magnesio metallico. Sottopose a elettrolisi una miscela inumidita di magnesia bianca (la sua composizione, a quanto pare, includeva ossido di magnesio MgO e idrossido di magnesio Mg (OH) 2) e ossido di mercurio HgO. Di conseguenza, Davy ha ricevuto un'amalgama, una lega di un nuovo metallo con mercurio. Dopo la distillazione del mercurio, rimase una polvere di un nuovo metallo, che Davy chiamò magnesio.
Il magnesio Davy era piuttosto sporco, il magnesio metallico puro fu ottenuto per la prima volta nel 1828 dal chimico francese A. Bussy.
Trovare in natura: il magnesio è uno dei dieci elementi più comuni nella crosta terrestre (8° posto). Contiene il 2,35% di magnesio in peso. A causa dell'elevata attività chimica in forma libera, il magnesio non si trova, ma fa parte di molti minerali: silicati, alluminosilicati, carbonati, cloruri, solfati, ecc. Pertanto, il magnesio contiene silicati diffusi olivina (Mg, Fe) 2 e serpentino Mg 6 (OH) 8 . Importante valore pratico contengono minerali contenenti magnesio come amianto, magnesite, dolomite MgCO 3 CaCO 3, bischofite MgCl 2 6H 2 O, carnallite KCl MgCl 2 6H 2 O, epsomite MgSO 4 7H 2 O, kainite KCl MgSO 4 3H 2 O, astrakhanite Na 2 SO 4 MgSO 4 4H 2 O, ecc. Il magnesio si trova nell'acqua di mare (4% Mg nel residuo secco), nelle salamoie naturali e in molte acque sotterranee.
Ricevuta: il metodo industriale usuale per ottenere magnesio metallico è l'elettrolisi di una massa fusa di una miscela di cloruri di magnesio anidro MgCl 2 , sodio NaCl e potassio KCl. In questa fusione, il cloruro di magnesio subisce una riduzione elettrochimica:
MgCl 2 (elettrolisi) \u003d Mg + Cl 2.
Il metallo fuso viene periodicamente prelevato dal bagno di elettrolisi e ad esso vengono aggiunte nuove porzioni di materie prime contenenti magnesio. Poiché il magnesio ottenuto in questo modo contiene una quantità relativamente grande - circa lo 0,1% di impurità, se necessario, il magnesio "grezzo" viene sottoposto a un'ulteriore purificazione. A tale scopo vengono utilizzati la raffinazione elettrolitica, la rifusione sotto vuoto con l'uso di additivi speciali - flussi, che "tolgono" le impurità dal magnesio o la distillazione (sublimazione) del metallo sotto vuoto. La purezza del magnesio raffinato raggiunge il 99,999% e oltre.
È stato anche sviluppato un altro metodo per ottenere il magnesio: termico. In questo caso, il coke viene utilizzato per ridurre l'ossido di magnesio ad alta temperatura:
MgO + C = Mg + CO
o silicio. L'uso del silicio permette di ottenere magnesio da materie prime come CaCO 3 ·MgCO 3 dolomite senza separazione preliminare di magnesio e calcio. Con la partecipazione della dolomite, si verificano reazioni:
CaCO 3 MgCO 3 \u003d CaO + MgO + 2CO 2,
2MgO + 2CaO + Si = Ca 2 SiO 4 + 2Mg.
Il vantaggio del metodo termico è che permette di ottenere di più il magnesio purezza elevata. Per ottenere il magnesio non vengono utilizzate solo materie prime minerali, ma anche acqua di mare.
Applicazione: la maggior parte del magnesio estratto viene utilizzata per produrre varie leghe leggere di magnesio. La composizione di queste leghe, oltre al magnesio, comprende, di regola, alluminio, zinco, zirconio. Tali leghe sono abbastanza resistenti e vengono utilizzate nella costruzione di aeromobili, nella costruzione di strumenti e per altri scopi.
L'elevata attività chimica del magnesio metallico ne consente l'impiego nella produzione magnesio-termica di metalli come titanio, zirconio, vanadio, uranio, ecc. In questo caso, il magnesio reagisce con l'ossido o il fluoruro del metallo risultante, ad esempio .