Magnez

Nie mylić z manganem (Mn) .
„mg” przekierowuje tutaj. Miligram (mg) lub megagram (Mg), patrz kilogram § wielokrotności SI . W przypadku innych zastosowań zobacz MG .

Magnez, 12 Mg
CSIRO ScienceImage 2893 Crystalised magnesium.jpg
Magnez
Wymowa / m æ ɡ ˈ n jaː z ja ə m / <a i=13>​( ( mag- NEE -zee-əm )
Wygląd błyszczące szare ciało stałe
Standardowa masa atomowa A r °(Mg)
  • [ 24.304 , 24.307 ]
  • 24,305 ± 0,002 (skrócona)
Magnez w układzie okresowym




Be ↑ Mg ↓ Ca
sód ← magnez → glin
liczba atomowa ( Z ) 12
Grupa grupa 2 (metale ziem alkalicznych)
Okres okres 3
Blok   blok s
Konfiguracja elektronów [ Ne ] 3s 2
Elektrony na powłokę 2, 8, 2
Właściwości fizyczne
Faza w STP solidny
Temperatura topnienia 923 K (650°C, 1202°F)
Temperatura wrzenia 1363 K (1091 ° C, 1994 ° F)
Gęstość (blisko rt ) 1,738 g/cm 3
gdy ciecz (przy mp ) 1,584 g/ cm3
Ciepło topnienia 8,48 kJ/mol
Ciepło parowania 128 kJ/mol
Molowa pojemność cieplna 24,869 J/(mol·K)
Ciśnienie pary
  P (Pa) 1 10 100 1 tys 10 tys 100 tys
  w T (K) 701 773 861 971 1132 1361
Właściwości atomowe
Stany utleniania 0, +1, +2 (silnie zasadowy tlenek)
Elektroujemność Skala Paulinga: 1,31
Energie jonizacji
  • 1. miejsce: 737,7 kJ/mol
  • 2.: 1450,7 kJ/mol
  • 3.: 7732,7 kJ/mol
  • ( więcej )
Promień atomowy empirycznie: 160 godz
Promień kowalencyjny 141±7 wieczorem
Promień Van der Waalsa 173 po południu
Color lines in a spectral range
Widmowe linie magnezu
Inne właściwości
Występowanie naturalne pierwotny
Struktura krystaliczna ​ <a i=0>​sześciokątne ściśle upakowane (hcp)
Hexagonal close packed crystal structure for magnesium
Prędkość dźwięku cienki pręt 4940 m/s (w temperaturze pokojowej ) (wyżarzony)
Rozszerzalność cieplna 24,8 µm / (m⋅K) (przy 25 ° C)
Przewodność cieplna 156 W/(m⋅K)
Rezystancja 43,9 nΩ⋅m (przy 20 ° C)
Zamawianie magnetyczne paramagnetyczny
Molowa podatność magnetyczna +13,1 × 10-6 cm3 / mol (298 K )
Moduł Younga 45 GPa
Moduł ścinania 17 GPa
Moduł objętościowy 35,4 GPa
Współczynnik Poissona 0,290
Twardość Mohsa 1–2,5
Twardość Brinella 44–260 MPa
Numer CAS 7439-95-4
Historia
Nazewnictwo po Magnezji w Grecji
Odkrycie Józef Czarny (1755)
Pierwsza izolacja Humphry'ego Davy'ego (1808)
Izotopy magnezu
Główne izotopy Rozkład
obfitość okres półtrwania ( t 1/2 ) tryb produkt
24 Mg 79,0% stabilny
25 Mg 10,0% stabilny
26 Mg 11,0% stabilny
 
Kategoria: Magnez | Bibliografia

  Magnez jest pierwiastkiem chemicznym o symbolu Mg i liczbie atomowej 12. Jest to błyszczący szary metal o niskiej gęstości, niskiej temperaturze topnienia i wysokiej reaktywności chemicznej. Podobnie jak inne metale ziem alkalicznych (grupa 2 układu okresowego pierwiastków ), naturalnie występuje tylko w połączeniu z innymi pierwiastkami i prawie zawsze ma stopień utlenienia +2. Łatwo reaguje z powietrzem, tworząc cienką warstwę pasywacyjną tlenku magnezu co hamuje dalszą korozję metalu. Wolny metal płonie jaskrawobiałym światłem. Metal pozyskiwany jest głównie przez elektrolizę soli magnezowych otrzymywanych z solanki . Ma mniejszą gęstość niż aluminium i jest używany głównie jako składnik mocnych i lekkich stopów zawierających aluminium.

W kosmosie magnez jest wytwarzany w dużych, starzejących się gwiazdach przez sekwencyjne dodawanie trzech jąder helu do jądra węgla . Kiedy takie gwiazdy eksplodują jako supernowe , większość magnezu jest wyrzucana do ośrodka międzygwiazdowego , gdzie może zawracać do nowych układów gwiezdnych. Magnez jest ósmym najczęściej występującym pierwiastkiem w skorupie ziemskiej i czwartym najczęściej występującym pierwiastkiem na Ziemi (po żelazie , tlenie i krzemie) ), stanowiących 13% masy planety i dużą część płaszcza planety . Jest to trzeci najbardziej rozpowszechniony pierwiastek rozpuszczony w wodzie morskiej, po sodzie i chlorze .

Pierwiastek ten jest jedenastym najobficiej występującym pierwiastkiem w ludzkim ciele i jest niezbędny dla wszystkich komórek i około 300 enzymów . Jony magnezu oddziałują ze polifosforanowymi , takimi jak ATP , DNA i RNA . Setki enzymów wymagają do działania jonów magnezu. Związki magnezu są stosowane w medycynie jako zwykłe środki przeczyszczające i zobojętniające sok żołądkowy (takie jak mleko magnezowe ) oraz do stabilizacji nieprawidłowego pobudzenia nerwów lub skurczu naczyń krwionośnych w takich stanach jak: rzucawka .

Charakterystyka

Właściwości fizyczne

Magnez elementarny to szaro-biały lekki metal, o gęstości dwóch trzecich aluminium. Magnez ma najniższą temperaturę topnienia (923 K (650 ° C)) i najniższą temperaturę wrzenia 1363 K (1090 ° C) ze wszystkich metali ziem alkalicznych.

Czysty polikrystaliczny magnez jest kruchy i łatwo pęka wzdłuż pasm ścinania . Staje się znacznie bardziej plastyczny , gdy jest stopiony z niewielką ilością innych metali, takich jak 1% aluminium. Plastyczność polikrystalicznego magnezu można również znacznie poprawić, zmniejszając jego wielkość ziarna do ok. 1 mikron lub mniej.

Po drobnym sproszkowaniu magnez może reagować z wodą, tworząc gazowy wodór:

Mg(s) + 2H2O ( g) → Mg(OH) 2 (aq) + H2 ( g) + 1203,6 kJ

Jednak ta reakcja jest znacznie mniej dramatyczna niż reakcje metali alkalicznych z wodą, ponieważ wodorotlenek magnezu ma tendencję do gromadzenia się na powierzchni czystego metalicznego magnezu i uniemożliwia zajście reakcji.

Właściwości chemiczne

Chemia ogólna

matowieje pod wpływem powietrza, chociaż w przeciwieństwie do cięższych metali ziem alkalicznych środowisko beztlenowe nie jest konieczne do przechowywania, ponieważ magnez jest chroniony cienką warstwą tlenku, która jest dość nieprzepuszczalna i trudna do usunięcia .

Bezpośrednia reakcja magnezu z powietrzem lub tlenem pod ciśnieniem otoczenia tworzy tylko „normalny” tlenek MgO. Jednak tlenek ten można połączyć z nadtlenkiem wodoru, tworząc nadtlenek magnezu , MgO2 , iw niskiej temperaturze nadtlenek można dalej poddać reakcji z ozonem, tworząc nadtlenek magnezu Mg( O2 ) 2 .

Magnez reaguje z wodą w temperaturze pokojowej, chociaż reaguje znacznie wolniej niż wapń, podobny metal grupy 2. Po zanurzeniu w wodzie wodoru tworzą się powoli na powierzchni metalu – chociaż sproszkowany metal reaguje znacznie szybciej. Reakcja zachodzi szybciej w wyższych temperaturach (patrz środki ostrożności ). Odwracalną reakcję magnezu z wodą można wykorzystać do magazynowania energii i napędzania silnika na bazie magnezu . Magnez reaguje również egzotermicznie z większością kwasów, takich jak kwas solny (HCl), wytwarzając chlorek metalu i gazowy wodór, podobnie jak reakcja HCl z aluminium, cynkiem i wieloma innymi metalami.

Palność

Magnez jest wysoce łatwopalny , zwłaszcza sproszkowany lub pocięty na cienkie paski, chociaż trudno go zapalić w masie lub masie. Temperatury płomienia magnezu i stopów magnezu mogą osiągnąć 3100 ° C (5610 ° F), chociaż wysokość płomienia nad płonącym metalem jest zwykle mniejsza niż 300 mm (12 cali). Po zapaleniu takie pożary są trudne do ugaszenia, ponieważ spalanie trwa nadal w azocie (tworząc azotek magnezu ), dwutlenku węgla (tworząc tlenek magnezu i węgiel ) i wody (tworząc tlenek magnezu i wodór, który również spala się pod wpływem ciepła w obecności dodatkowego tlenu). Właściwość ta została wykorzystana w broni zapalającej podczas bombardowań miast podczas II wojny światowej , gdzie jedyną praktyczną obroną cywilną było zduszenie płonącej flary pod suchym piaskiem, aby wykluczyć atmosferę ze spalania.

Magnez może być również używany jako zapalnik do termitu , mieszaniny proszku tlenku glinu i żelaza, który zapala się tylko w bardzo wysokiej temperaturze.

Chemia organiczna

Główny artykuł: odczynnik Grignarda

Związki magnezoorganiczne są szeroko rozpowszechnione w chemii organicznej . Są powszechnie spotykane jako odczynniki Grignarda . Magnez może reagować z haloalkanami , dając odczynniki Grignarda . Przykładami odczynników Grignarda są bromek fenylomagnezu i bromek etylomagnezu . Odczynniki Grignarda działają jak zwykły nukleofil , atakując grupę elektrofilową , taką jak atom węgla, który jest obecny w wiązaniu polarnym karbonylu Grupa.

Wybitnym odczynnikiem magnezoorganicznym poza odczynnikami Grignarda jest antracen magnezu z magnezem tworzącym mostek 1,4 nad centralnym pierścieniem. Wykorzystywana jest jako źródło wysoce aktywnego magnezu. Powiązany butadien -magnez służy jako źródło dianionu butadienu.

Magnez w chemii organicznej pojawia się również jako niskowartościowe związki magnezu , głównie z jonami dwuatomowymi tworzącymi magnez na +1 stopniu utlenienia, ale ostatnio także na zerowym stopniu utlenienia lub mieszaninie stopni +1 i zera. Związki takie znajdują syntetyczne zastosowanie jako środki redukujące i źródła nukleofilowych atomów metali.

Źródło światła

Podczas spalania w powietrzu magnez wytwarza genialnie białe światło, które zawiera silne fale ultrafioletowe. Proszek magnezowy ( proszek błyskowy ) był używany do oświetlania obiektów we wczesnych latach fotografii . Później włókno magnezowe było używane w zapalanych elektrycznie jednorazowych żarówkach fotograficznych . Proszek magnezowy jest używany w fajerwerkach i rozbłyskach morskich , gdzie wymagane jest jasne białe światło. Był również używany do różnych efektów teatralnych, takich jak błyskawice, błyski pistoletowe i nadprzyrodzone zjawiska.

Wykrywanie w roztworze

Obecność jonów magnezu można wykryć dodając chlorek amonu , wodorotlenek amonu i fosforan jednosodowy do wodnego lub rozcieńczonego roztworu HCl soli. Powstawanie białego osadu wskazuje na obecność jonów magnezu.

azowy , który zmienia kolor na ciemnoniebieski w obecności zasadowego roztworu soli magnezu. Kolor jest spowodowany adsorpcją fioletu azowego przez Mg(OH) 2 .

Występowanie

Zobacz też: Kategoria: Minerały magnezu
Zobacz też: Boninici

Magnez jest ósmym pod względem masy pierwiastkiem występującym w skorupie ziemskiej i plasuje się na siódmym miejscu z żelazem pod względem molowości . Występuje w dużych złożach magnezytu , dolomitu i innych minerałów oraz w wodach mineralnych, w których rozpuszczalny jest jon magnezu.

Chociaż magnez występuje w ponad 60 minerałach , tylko dolomit , magnezyt , brucyt , karnalit , talk i oliwin mają znaczenie handlowe.

Kation Mg 2+
jest drugim najczęściej występującym kationem w wodzie morskiej (około 1/8 źródłem Mg masy jonów sodu w danej próbce), co sprawia, że ​​woda morska i sól morska są atrakcyjnym komercyjnym . Aby wyekstrahować magnez, do wody morskiej dodaje się wodorotlenek wapnia w celu wytrącenia wodorotlenku magnezu .

MgCl
2 + Ca(OH)
2 → Mg(OH)
2 + CaCl
2

Wodorotlenek magnezu ( brucyt ) jest nierozpuszczalny w wodzie i można go odfiltrować i poddać reakcji z kwasem chlorowodorowym w celu wytworzenia stężonego chlorku magnezu .

Mg(OH)
2 + 2 HCl → MgCl
2 + 2 H
2 O

Z chlorku magnezu elektroliza wytwarza magnez.

Formularze

Stopy

Główny artykuł: stop magnezu
Magnez jest kruchy i pęka wzdłuż pasm ścinania , gdy jego grubość zmniejsza się tylko o 10% w wyniku walcowania na zimno (u góry). Jednak po zmieszaniu Mg z 1% Al i 0,1% Ca jego grubość można było zmniejszyć o 54% przy użyciu tego samego procesu (dół).

Od 2013 roku zużycie stopów magnezu wynosiło mniej niż milion ton rocznie, w porównaniu z 50 milionami ton stopów aluminium . Ich użycie było historycznie ograniczone przez tendencję stopów Mg do korozji, pełzania w wysokich temperaturach i spalania.

Korozja

Obecność żelaza , niklu , miedzi i kobaltu silnie aktywuje korozję . W ilościach większych niż śladowe metale te wytrącają się jako związki międzymetaliczne , a miejsca wytrącenia działają jako aktywne miejsca katodowe , które redukują wodę, powodując utratę magnezu. Kontrolowanie ilości tych metali poprawia odporność na korozję. Wystarczająca ilość manganu przezwycięża korozyjne działanie żelaza. Wymaga to precyzyjnej kontroli nad składem, co zwiększa koszty. Dodanie trucizny katodowej wychwytuje wodór atomowy w strukturze metalu. Zapobiega to tworzeniu się wolnego wodoru gazowego, istotnego czynnika korozyjnych procesów chemicznych. Dodatek około jednej na trzysta części arsenu zmniejsza jego szybkość korozji w roztworze soli prawie dziesięciokrotnie.

Pełzanie i palność w wysokiej temperaturze

Badania wykazały, że skłonność magnezu do pełzania w wysokich temperaturach jest eliminowana przez dodatek skandu i gadolinu . Niewielka ilość wapnia w stopie znacznie zmniejsza palność. Dzięki zastosowaniu pierwiastków ziem rzadkich możliwe może być wytwarzanie stopów magnezu o temperaturze zapłonu wyższej niż likwidus magnezu , aw niektórych przypadkach potencjalnie zbliżenie go do temperatury wrzenia magnezu.

związki

Magnez tworzy różnorodne związki ważne dla przemysłu i biologii, w tym węglan magnezu , chlorek magnezu , cytrynian magnezu , wodorotlenek magnezu (mleko magnezji), tlenek magnezu , siarczan magnezu i heptahydrat siarczanu magnezu ( sole Epsom ).

izotopy

Główny artykuł: Izotopy magnezu

Magnez ma trzy stabilne izotopy : 24
Mg , 25
Mg i 26
Mg . Wszystkie występują w przyrodzie w znacznych ilościach (patrz tabela izotopów powyżej). Około 79% Mg to 24
Mg . Izotop 28
Mg jest radioaktywny iw latach 1950-1970 był produkowany przez kilka elektrowni jądrowych do użytku w eksperymentach naukowych. Izotop ten ma stosunkowo krótki okres półtrwania (21 godzin), a jego zastosowanie było ograniczone czasem transportu.

Nuklid 26
Mg znalazł zastosowanie w geologii izotopowej , podobnie jak aluminium. 26
Mg jest radiogennym produktem pochodnym 26
Al , którego okres półtrwania wynosi 717 000 lat. Nadmierne ilości stabilnego 26
Mg zaobserwowano w inkluzjach bogatych w Ca-Al niektórych węglistych meteorytów chondrytowych . Ta anomalna obfitość jest przypisywana rozpadowi jego macierzystego 26
Al w inkluzjach, a badacze doszli do wniosku, że takie meteoryty powstały w mgławicy słonecznej przed rozpadem 26
Al . Są to jedne z najstarszych obiektów w Układzie Słonecznym i zawierają zachowane informacje o jego wczesnej historii.

Tradycyjnie wykreśla się 26
Mg / 24
Mg względem stosunku Al/Mg. Na datowania izochronowego wykreślony stosunek Al/Mg wynosi 27
Al / 24
Mg . Nachylenie izochrony nie ma znaczenia wiekowego, ale wskazuje na początkowy 26
Al / 27
Al w próbce w czasie, gdy systemy zostały oddzielone od wspólnego zbiornika.

Produkcja

Zobacz też: Lista krajów według produkcji magnezu
Arkusze i wlewki magnezowe

Światowa produkcja wyniosła około 1100 kt w 2017 r., z czego większość była produkowana w Chinach (930 kt) i Rosji (60 kt). Stany Zjednoczone były w XX wieku głównym światowym dostawcą tego metalu, dostarczając 45% światowej produkcji jeszcze w 1995 roku. Od opanowania przez Chińczyków procesu Pidgeon udział w rynku USA wynosi 7%, z jednym amerykańskim producentem po lewej: US Magnesium, Renco Group w Utah , zrodzona z nieistniejącej już firmy Magcorp.

We wrześniu 2021 r. Chiny podjęły działania mające na celu ograniczenie produkcji magnezu w wyniku rządowej inicjatywy ograniczenia dostępności energii dla przemysłu wytwórczego, co doprowadziło do znacznego wzrostu cen.

Proces Pidgeona

Chiny są prawie całkowicie uzależnione od krzemotermicznego procesu Pidgeon (redukcja tlenku w wysokich temperaturach za pomocą krzemu, często zapewniana przez stop żelazokrzemu, w którym żelazo jest tylko obserwatorem reakcji) w celu uzyskania metalu. Proces można również przeprowadzić z węglem w temperaturze około 2300 ° C:

2MgO
(s) + Si
(s) + 2CaO
(s) → 2Mg
(g) + Ca
2 SiO
4(s)
MgO
(s) + C
(s) → Mg
(g) + CO
(g)
Proces Dow

W Stanach Zjednoczonych magnez otrzymuje się głównie w procesie Dow , poprzez elektrolizę stopionego chlorku magnezu z solanki i wody morskiej . Roztwór soli zawierający Mg 2+
jest najpierw traktowany wapnem (tlenkiem wapnia) i zbierany jest wytrącony wodorotlenek magnezu :

Mg
2+ (aq) + CaO
(s) + H
2 O → Ca
2+ (aq) + Mg(OH)
2(s)

Wodorotlenek jest następnie przekształcany w częściowy hydrat chlorku magnezu przez traktowanie wodorotlenku kwasem chlorowodorowym i ogrzewanie produktu:

Mg(OH)
2(s) + 2 HCl → MgCl
2(aq) + 2 H
2 O
(l)

Sól jest następnie poddawana elektrolizie w stanie stopionym. Na katodzie jon Mg 2+ :
jest redukowany dwoma elektronami do metalicznego magnezu

Mg 2+
+ 2
e −
→ Mg

Na anodzie każda para jonów
Cl- jest utleniana do gazowego chloru , uwalniając dwa elektrony zamykające obwód:

2 Cl −
→ Cl
2 (g) + 2
e −
proces YSZ

Nowy proces, technologia membrany ze stałym tlenkiem, obejmuje elektrolityczną redukcję MgO. Na katodzie Mg 2+
jest redukowany dwoma elektronami do metalicznego magnezu. Elektrolitem jest tlenek cyrkonu stabilizowany tlenkiem itru (YSZ). Anoda to ciekły metal. Na anodzie YSZ/ciekły metal O 2−
jest utleniony. Warstwa grafitu graniczy z anodą z ciekłego metalu, a na tej granicy węgiel i tlen reagują, tworząc tlenek węgla. Kiedy srebro jest używane jako anoda z ciekłego metalu, nie ma potrzeby stosowania redukującego węgla ani wodoru, a na anodzie wydziela się tylko gazowy tlen. Donoszono, że ta metoda zapewnia 40% redukcję kosztów na funt w porównaniu z metodą redukcji elektrolitycznej.

Historia

Nazwa magnez pochodzi od greckiego słowa określającego lokalizacje związane z plemieniem Magnetes , albo dystryktem w Tesalii zwanym Magnesia , albo Magnesia ad Sipylum , obecnie w Turcji. Jest spokrewniony z magnetytem i manganem , które również pochodziły z tego obszaru i wymagały rozróżnienia jako odrębne substancje. Zobacz mangan dla tej historii.

W 1618 roku rolnik z Epsom w Anglii próbował napoić krowy z tamtejszej studni. Krowy odmówiły picia z powodu gorzkiego smaku wody, ale rolnik zauważył, że woda zdawała się leczyć zadrapania i wysypki. Substancja stała się znana jako sole Epsom , a jej sława rozprzestrzeniła się. Ostatecznie rozpoznano go jako uwodniony siarczan magnezu, MgSO
4 · 7 H
2 O .

Sam metal został po raz pierwszy wyizolowany przez Sir Humphry'ego Davy'ego w Anglii w 1808 roku. Zastosował on elektrolizę na mieszaninie magnezji i tlenku rtęci . Antoine Bussy przygotował go w spójnej formie w 1831 roku. Pierwszą sugestią Davy'ego dotyczącą nazwy było magnium, ale nazwa magnez jest obecnie używana w języku angielskim i wszystkich głównych językach europejskich z wyjątkiem rosyjskiego.

Używa jako metal

Niezwykłe zastosowanie magnezu jako źródła oświetlenia podczas wakeskatingu w 1931 roku

Magnez jest trzecim najczęściej używanym metalem konstrukcyjnym, po żelazie i aluminium. Główne zastosowania magnezu to kolejno: stopy aluminium, odlewnictwo ciśnieniowe (stopowe z cynkiem ), usuwanie siarki w produkcji żelaza i stali oraz produkcja tytanu w procesie Krolla .

Magnez jest stosowany w lekkich materiałach i stopach. Na przykład po nasyceniu nanocząstkami węglika krzemu ma wyjątkowo wysoką wytrzymałość właściwą.

Historycznie magnez był jednym z głównych metali konstrukcyjnych w przemyśle lotniczym i był używany w niemieckich samolotach wojskowych już podczas I wojny światowej, a także szeroko w niemieckich samolotach podczas II wojny światowej. Niemcy ukuli nazwę „ Elektron ” dla stopu magnezu, termin, który jest nadal używany. W komercyjnym przemyśle lotniczym magnez był generalnie ograniczony do elementów związanych z silnikiem ze względu na zagrożenie pożarem i korozją. Stop magnezu w przemyśle lotniczym wzrasta w XXI wieku, napędzany przez znaczenie oszczędności paliwa Ostatnie osiągnięcia w metalurgii i produkcji pozwoliły stopom magnezu na zastąpienie stopów aluminium i stali w niektórych zastosowaniach.

Magnez w postaci cienkich wstęg służy do oczyszczania rozpuszczalników ; na przykład przygotowanie super suchego etanolu. [ potrzebne źródło ]

Samolot

Automobilowy

Bloki silnika motocykla ze stopu magnezu

Zarówno AJ62A, jak i AE44 to najnowsze osiągnięcia w wysokotemperaturowych stopach magnezu o niskim pełzaniu . Ogólna strategia dla takich stopów polega na tworzeniu wydzieleń międzymetalicznych na granicach ziaren , na przykład przez dodanie miszmetalu lub wapnia . Rozwój nowych stopów i niższe koszty, dzięki którym magnez stanie się konkurencyjny w stosunku do aluminium, zwiększą liczbę zastosowań w motoryzacji. [ potrzebne źródło ]

Elektronika

Ze względu na małą gęstość oraz dobre właściwości mechaniczne i elektryczne magnez jest wykorzystywany do produkcji telefonów komórkowych, laptopów i tabletów , aparatów fotograficznych i innych elementów elektronicznych. [ potrzebne źródło ] Była używana jako funkcja premium ze względu na niewielką wagę w niektórych laptopach z 2020 roku.

Wyroby z magnezu: podpałka i wióry, temperówka, taśma magnezowa

Inny

Magnez, jako łatwo dostępny i stosunkowo nietoksyczny, ma wiele zastosowań:

Środki ostrożności

Blok magnezowy nagrzany palnikiem do samozapłonu, emitujący intensywne białe światło
Magnez
Zagrożenia
Oznakowanie GHS :
GHS02: Flammable
Niebezpieczeństwo
H228 , H251 , H261
P210 , P231 , P235 , P410 , P422
NFPA 704 (ognisty diament)

Magnez metaliczny i jego stopy mogą stwarzać zagrożenie wybuchowe; są wysoce łatwopalne w czystej postaci w stanie stopionym lub w postaci proszku lub wstęgi. Płonący lub stopiony magnez gwałtownie reaguje z wodą. Podczas pracy ze sproszkowanym magnezem okulary ochronne z ochroną oczu i filtrami UV (takie jak spawacze), ponieważ palący się magnez wytwarza światło ultrafioletowe , które może trwale uszkodzić siatkówkę ludzkiego oka.

Magnez jest w stanie redukować wodę i uwalniać wysoce łatwopalny gazowy wodór:

Mg (s) + 2 H
2 O (l) → Mg (OH)
2 (s) + H
2 (g)

Dlatego woda nie może ugasić pożarów magnezu. Wytwarzany wodór intensyfikuje pożar. Suchy piasek jest skutecznym środkiem duszącym, ale tylko na względnie równych i płaskich powierzchniach.

Magnez reaguje egzotermicznie z dwutlenkiem węgla, tworząc tlenek magnezu i węgiel :

2 Mg + CO
2 → 2 MgO + C (s)

Dlatego dwutlenek węgla raczej podsyca, niż gasi pożary magnezu.

Płonący magnez można ugasić, używając gaśnicy proszkowej klasy D lub przykrywając ogień piaskiem lub topnikiem odlewniczym magnezu, aby usunąć jego źródło powietrza.

Przydatne związki

Związki magnezu, głównie tlenek magnezu (MgO), są stosowane jako materiał ogniotrwały w wymurówkach pieców do produkcji żelaza , stali , metali nieżelaznych , szkła i cementu . Tlenek magnezu i inne związki magnezu są również wykorzystywane w przemyśle rolniczym, chemicznym i budowlanym. Tlenek magnezu z kalcynacji jest stosowany jako izolator elektryczny w kablach ognioodpornych .

Wodorek magnezu jest badany jako sposób przechowywania wodoru.

Magnez w reakcji z halogenkiem alkilu daje odczynnik Grignarda , który jest bardzo przydatnym narzędziem do przygotowywania alkoholi .

Sole magnezu są zawarte w różnych produktach spożywczych , nawozach (magnez jest składnikiem chlorofilu ) i pożywkach do hodowli drobnoustrojów .

Siarczyn magnezu jest używany do produkcji papieru ( proces siarczynowy ).

Fosforan magnezu służy do ognioodporności drewna stosowanego w budownictwie.

tekstyliów odpornych na mole .

Role biologiczne

Główne artykuły: Magnez w biologii i Magnez (zastosowanie medyczne)

Mechanizm akcji

Ważna interakcja między jonami fosforanowymi i magnezowymi sprawia, że ​​magnez jest niezbędny do podstawowej chemii kwasów nukleinowych wszystkich komórek wszystkich znanych żywych organizmów. Ponad 300 enzymów wymaga jonów magnezu do działania katalitycznego, w tym wszystkie enzymy wykorzystujące lub syntetyzujące ATP oraz te, które wykorzystują inne nukleotydy do syntezy DNA i RNA . Cząsteczka ATP normalnie znajduje się w chelacie z jonem magnezu.

Odżywianie

Dieta

refer to caption; follow link for complete description
Przykłady źródeł magnezu w pożywieniu (zgodnie z ruchem wskazówek zegara od góry po lewej): babeczki z otrębami , pestki dyni , jęczmień , mąka gryczana , niskotłuszczowy jogurt waniliowy , mieszanka trailowa , steki z halibuta , fasola garbanzo , fasola lima , soja i szpinak

Bogatym źródłem magnezu są przyprawy, orzechy, zboża , kakao i warzywa. Zielone warzywa liściaste, takie jak szpinak, są również bogate w magnez.

Napoje bogate w magnez to kawa , herbata i kakao.

Zalecenia dietetyczne

W Wielkiej Brytanii zalecana dzienna dawka magnezu wynosi 300 mg dla mężczyzn i 270 mg dla kobiet. W Stanach Zjednoczonych zalecane dzienne spożycie (RDA) wynosi 400 mg dla mężczyzn w wieku 19–30 lat i 420 mg dla starszych; dla kobiet 310 mg dla osób w wieku 19–30 lat i 320 mg dla osób starszych.

Suplementacja

Dostępnych jest wiele preparatów farmaceutycznych magnezu oraz suplementów diety . W dwóch badaniach na ludziach tlenek magnezu, jedna z najczęstszych postaci suplementów diety zawierających magnez ze względu na wysoką zawartość magnezu w przeliczeniu na masę, był mniej biodostępny niż cytrynian , chlorek, mleczan lub asparaginian magnezu.

Metabolizm

Ciało dorosłego człowieka zawiera 22-26 gramów magnezu, z czego 60% znajduje się w szkielecie , 39% wewnątrzkomórkowo (20% w mięśniach szkieletowych) i 1% zewnątrzkomórkowo. Poziomy w surowicy wynoszą zazwyczaj 0,7–1,0 mmol/l lub 1,8–2,4 mEq/l. Stężenie magnezu w surowicy może być prawidłowe, nawet jeśli występuje niedobór magnezu wewnątrzkomórkowego. Mechanizmy utrzymywania poziomu magnezu w surowicy polegają na różnym z przewodu pokarmowego i wydalaniu przez nerki . Wewnątrzkomórkowy magnez jest skorelowany z wewnątrzkomórkowym potasem . Zwiększony magnez obniża wapń i może albo zapobiegać hiperkalcemii, albo powodować hipokalcemię, w zależności od początkowego poziomu. Zarówno niskie, jak i wysokie spożycie białka hamuje wchłanianie magnezu, podobnie jak ilość fosforanów , fitynianów i tłuszczu w jelitach. Niewchłonięty magnez w diecie jest wydalany z kałem; wchłonięty magnez jest wydalany z moczem i potem.

Wykrywanie w surowicy i osoczu

Stan magnezu można ocenić, mierząc stężenie magnezu w surowicy i erytrocytach w połączeniu z zawartością magnezu w moczu i kale , ale dożylne testy nasycenia magnezem są dokładniejsze i bardziej praktyczne. Zatrzymanie 20% lub więcej wstrzykniętej ilości wskazuje na niedobór. Od 2004 r. nie ustalono żadnego biomarkera dla magnezu.

Stężenia magnezu w osoczu lub surowicy mogą być monitorowane pod kątem skuteczności i bezpieczeństwa u osób otrzymujących lek terapeutycznie , w celu potwierdzenia diagnozy u potencjalnych ofiar zatrucia lub w celu pomocy w dochodzeniu sądowym w przypadku śmiertelnego przedawkowania. Nowonarodzone dzieci matek, które otrzymywały pozajelitowo siarczan magnezu podczas porodu, mogą wykazywać toksyczność przy prawidłowym stężeniu magnezu w surowicy.

Niedobór

Niski poziom magnezu w osoczu ( hipomagnezemia ) jest powszechny: występuje u 2,5–15% populacji ogólnej. W latach 2005-2006 48 procent Stanów Zjednoczonych spożywało mniej magnezu niż zalecana w dietetycznej referencyjnej wartości spożycia . Inne przyczyny to zwiększona utrata nerek lub przewodu pokarmowego, zwiększone przesunięcie wewnątrzkomórkowe i terapia inhibitorami pompy protonowej zobojętniającymi kwas. Większość przebiega bezobjawowo, ale mogą wystąpić objawy związane z dysfunkcjami nerwowo-mięśniowymi , sercowo-naczyniowymi i metabolicznymi. Alkoholizm często wiąże się z niedoborem magnezu. Przewlekle niski poziom magnezu w surowicy jest związany z zespołem metabolicznym , cukrzycą typu 2 , drgawkami pęczkowymi i nadciśnieniem.

Terapia

  • Dożylne podawanie magnezu jest zalecane w wytycznych ACC/AHA/ESC 2006 dotyczących postępowania z pacjentami z komorowymi zaburzeniami rytmu i zapobiegania nagłej śmierci sercowej pacjentom z komorowymi zaburzeniami rytmu związanymi z torsades de pointes , u których występuje zespół wydłużonego odstępu QT ; oraz do leczenia pacjentów z zaburzeniami rytmu wywołanymi digoksyną.
  • Siarczan magnezu – podawany dożylnie – jest stosowany w leczeniu stanu przedrzucawkowego i rzucawki .
  • Hipomagnezemia, w tym spowodowana alkoholizmem, jest odwracalna po doustnym lub pozajelitowym podaniu magnezu w zależności od stopnia niedoboru.
  • Istnieją ograniczone dowody na to, że suplementacja magnezem może odgrywać rolę w zapobieganiu i leczeniu migreny .

Posortowane według rodzaju soli magnezu, inne zastosowania terapeutyczne obejmują:

Przedawkować

Przedawkowanie pochodzące wyłącznie z diety jest mało prawdopodobne, ponieważ nadmiar magnezu we krwi jest szybko filtrowany przez nerki , a przedawkowanie jest bardziej prawdopodobne w przypadku zaburzeń czynności nerek. Mimo to terapia megadawkami spowodowała śmierć małego dziecka i ciężką hipermagnezemię u kobiety i młodej dziewczyny, które miały zdrowe nerki. Najczęstszymi objawami przedawkowania są nudności , wymioty i biegunka ; inne objawy obejmują niedociśnienie , splątanie, spowolnienie akcji serca i oddechu stopy, niedobory innych składników mineralnych, śpiączka , zaburzenia rytmu serca i śmierć z powodu zatrzymania akcji serca .

Funkcja w roślinach

Rośliny potrzebują magnezu do syntezy chlorofilu , niezbędnego do fotosyntezy . Magnez w centrum pierścienia porfirynowego w chlorofilu działa w sposób podobny do żelaza w centrum pierścienia porfirynowego w hemie . Niedobór magnezu w roślinach powoduje późne żółknięcie między nerwami liści, zwłaszcza w przypadku starszych liści, i można to skorygować, stosując sól gorzką (która jest szybko wypłukiwana ) lub pokruszony wapień dolomitowy na glebę.

Zobacz też

Cytowane źródła

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Magnesium&oldid=1139948111 ”