редактировать
Не путать с марганцем (Mn). «мг» перенаправляется сюда. Для миллиграмма (мг) или мегаграмма (Mg) см. Килограмм § Кратные числа СИ. Чтобы узнать о других значениях, см. MG.

Магний,  12 мг
CSIRO ScienceImage 2893 Кристаллизованный магний.jpg
Магний
Произношение / m æ ɡ ˈ n iː z i ə m / ​( mag- NEE -zee-əm )
Появление блестящее серое твердое вещество
Стандартный атомный вес Ar ° (Mg)
Магний в периодической таблице
Водород гелий
Литий Бериллий Бор Углерод Азот Кислород Фтор Неон
натрий Магний Алюминий Кремний Фосфор Сера хлор Аргон
Калий Кальций Скандий Титан Ванадий Хром Марганец Железо кобальт никель Медь Цинк Галлий Германий мышьяк Селен Бром Криптон
Рубидий Стронций Иттрий Цирконий ниобий Молибден Технеций Рутений Родий Палладий Серебро Кадмий Индий Банка Сурьма Теллур Йод ксенон
Цезий Барий Лантан Церий Празеодим неодим Прометий Самарий европий Гадолиний Тербий диспрозий гольмий Эрбий Тулий Иттербий Лютеций Гафний Тантал Вольфрам Рений Осмий Иридий Платина Золото Меркурий (элемент) Таллий Вести висмут Полоний Астатин Радон
Франций Радий Актиний Торий Протактиний Уран нептуний Плутоний Америций Куриум Берклиум Калифорния Эйнштейний Фермиум Менделевий Нобелий Лоуренсиум Резерфордиум Дубниум Сиборгиум борий Хассиум Мейтнериум Дармштадциум рентгений Коперниций Нихоний Флеровиум Московиум Ливермориум Теннесси Оганесон
Be ↑ Mg ↓ Ca
натрий ← магний → алюминий
Атомный номер ( Z) 12
Группа группа 2 (щелочноземельные металлы)
Период период 3
Блокировать   s-блок
Электронная конфигурация [ Ne ] 3s 2
Электроны на оболочку 2, 8, 2
Физические свойства
Фаза на  СТП твердый
Температура плавления 923  К (650 ° С, 1202 ° F)
Точка кипения 1363 К (1091°С, 1994°F)
Плотность (около  rt) 1,738 г/см 3
в жидком состоянии (при  т.пл.) 1,584 г/см 3
Теплота плавления 8,48  кДж/моль
Теплота парообразования 128 кДж/моль
Молярная теплоемкость 24,869 Дж/(мольК)
Давление газа
Р  (Па) 1 10 100 1 тыс. 10 тыс. 100 тыс.
при  Т  (К) 701 773 861 971 1132 1361
Атомные свойства
Степени окисления 0, +1, +2 (сильноосновной оксид )
электроотрицательность Шкала Полинга: 1,31
Энергии ионизации
Радиус атома эмпирический: 160  часов
Ковалентный радиус 141 ± 7 часов вечера
Радиус Ван-дер-Ваальса 173 вечера
Цветовые линии в спектральном диапазоне Спектральные линии магния
Другие свойства
Естественное явление изначальный
Кристальная структура ​шестиугольная плотноупакованная (ГПУ) Гексагональная плотноупакованная кристаллическая структура магния
Скорость звука тонкий стержень 4940 м/с (при  комнатной температуре) (отожженный)
Тепловое расширение 24,8 мкм/(м⋅K) (при 25 °C)
Теплопроводность 156 Вт/(м⋅К)
Удельное электрическое сопротивление 43,9 нОм⋅м (при 20 °C)
Магнитный порядок парамагнитный
Молярная магнитная восприимчивость +13,1 × 10–6  см 3 / моль (298 К)
Модуль для младших 45 ГПа
Модуль сдвига 17 ГПа
Объемный модуль 35,4 ГПа
коэффициент Пуассона 0,290
Твердость по шкале Мооса 1–2,5
твердость по Бринеллю 44–260 МПа
Количество CAS 7439-95-4
История
Именование после Магнезии, Греция
Открытие Джозеф Блэк (1755 г.)
Первая изоляция Хамфри Дэви (1808 г.)
Основные изотопы магния
  • в
  • е
Изотоп Разлагаться
избыток период полувыведения ( t1 /2) режим продукт
24 мг 79,0% стабильный
25 мг 10,0% стабильный
26 мг 11,0% стабильный
  Категория: Магний
  • вид
  • разговаривать
  • редактировать
| Рекомендации

Магний — это химический элемент с символом  Mg и атомным номером  12. Это блестящий серый металл с низкой плотностью, низкой температурой плавления и высокой химической активностью. Как и другие щелочноземельные металлы (группа 2 периодической таблицы ), он встречается в природе только в сочетании с другими элементами и почти всегда имеет степень окисления +2. Он легко вступает в реакцию с воздухом, образуя тонкое пассивирующее покрытие из оксида магния, которое препятствует дальнейшей коррозии металла. Свободный металл горит ярко-белым светом. Металл получают в основном электролизом солей магния, получаемых из рассола. Он менее плотный, чем алюминий, и в основном используется в качестве компонента в прочных и легких сплавах, содержащих алюминий.

В космосе магний образуется в больших стареющих звездах путем последовательного добавления трех ядер гелия к ядру углерода. Когда такие звезды взрываются как сверхновые, большая часть магния выбрасывается в межзвездную среду, где он может перерабатываться в новые звездные системы. Магний является восьмым по распространенности элементом в земной коре и четвертым по распространенности элементом на Земле (после железа, кислорода и кремния ), составляя 13% массы планеты и значительную долю мантии планеты. Это третий по распространенности элемент, растворенный в морской воде, после натрия и хлора.

Этот элемент является одиннадцатым наиболее распространенным элементом по массе в организме человека и необходим для всех клеток и около 300 ферментов. Ионы магния взаимодействуют с полифосфатными соединениями, такими как АТФ, ДНК и РНК. Для работы сотен ферментов требуются ионы магния. Соединения магния используются в медицине в качестве обычных слабительных средств, антацидов (например, магнезиального молока ) и для стабилизации патологического нервного возбуждения или спазма кровеносных сосудов при таких состояниях, как эклампсия.

Характеристики

Физические свойства

Элементарный магний представляет собой легкий серо-белый металл, плотность которого составляет две трети плотности алюминия. Магний имеет самую низкую температуру плавления (923 К (650 ° C)) и самую низкую температуру кипения 1363 К (1090 ° C) из всех щелочноземельных металлов.

Чистый поликристаллический магний хрупок и легко разрушается по полосам сдвига. Он становится намного более податливым при легировании небольшим количеством других металлов, таких как 1% алюминия. Ковкость поликристаллического магния также может быть значительно улучшена за счет уменьшения размера его зерен до ок. 1 микрон или меньше.

В тонком порошке магний может реагировать с водой с образованием газообразного водорода:

Mg(т) + 2H 2 O(г) → Mg(OH) 2 (водн.) + H 2 (г) + 1203,6 кДж

Однако эта реакция гораздо менее драматична, чем реакции щелочных металлов с водой, потому что гидроксид магния имеет тенденцию накапливаться на поверхности чистого металлического магния и препятствовать протеканию реакции.

Химические свойства

Общая химия

Он слегка тускнеет на воздухе, хотя, в отличие от более тяжелых щелочноземельных металлов, для хранения не требуется бескислородная среда, поскольку магний защищен тонким слоем оксида, который довольно непроницаем и его трудно удалить.

Прямая реакция магния с воздухом или кислородом при атмосферном давлении дает только «нормальный» оксид MgO. Однако этот оксид может быть объединен с перекисью водорода с образованием перекиси магния, MgO 2, и при низкой температуре перекись может далее реагировать с озоном с образованием надпероксида магния Mg(O 2) 2.

Магний реагирует с водой при комнатной температуре, хотя он реагирует гораздо медленнее, чем кальций, аналогичный металл группы 2. При погружении в воду на поверхности металла медленно образуются пузырьки водорода, хотя, если его измельчить в порошок, он реагирует гораздо быстрее. Реакция происходит быстрее при более высоких температурах (см. меры предосторожности). Обратимую реакцию магния с водой можно использовать для накопления энергии и запуска двигателя на основе магния. Магний также экзотермически реагирует с большинством кислот, таких как соляная кислота (HCl), с образованием хлорида металла и газообразного водорода, аналогично реакции HCl с алюминием, цинком и многими другими металлами.

Воспламеняемость

Магний легко воспламеняется, особенно когда его измельчают в порошок или нарезают тонкими полосками, хотя его трудно воспламенить в массе или в массе. Температура пламени магния и магниевых сплавов может достигать 3100 ° C (5610 ° F), хотя высота пламени над горящим металлом обычно составляет менее 300 мм (12 дюймов). После возгорания такие пожары трудно потушить, поскольку горение продолжается в азоте (с образованием нитрида магния ), двуокиси углерода (с образованием оксида магния и углерода ) и воде (с образованием оксида магния и водорода, который также воспламеняется за счет тепла в присутствии дополнительный кислород). Это свойство использовалось в зажигательном оружии во время бомбардировок городов во время Второй мировой войны, где единственной практической гражданской защитой было затушить горящую сигнальную ракету сухим песком, чтобы исключить возгорание атмосферы.

Магний также можно использовать в качестве воспламенителя для термита, смеси порошка оксида алюминия и железа, который воспламеняется только при очень высокой температуре.

Органическая химия

Основная статья: реактив Гриньяра

Магнийорганические соединения широко распространены в органической химии. Они обычно встречаются как реактивы Гриньяра. Магний может реагировать с галогеналканами с образованием реактивов Гриньяра. Примерами реактивов Гриньяра являются фенилмагнийбромид и этилмагнийбромид. Реактивы Гриньяра действуют как обычный нуклеофил, атакуя электрофильную группу, такую ​​как атом углерода, присутствующий внутри полярной связи карбонильной группы.

Известным магнийорганическим реагентом помимо реагентов Гриньяра является антрацен магния с магнием, образующим 1,4-мост над центральным кольцом. Используется как источник высокоактивного магния. Родственный аддукт бутадиен -магний служит источником бутадиен-дианиона.

Магний в органической химии также появляется в виде низковалентных соединений магния, в первую очередь с магнием, образующим двухатомные ионы в степени окисления +1, но в последнее время также с нулевой степенью окисления или смесью +1 и нулевого состояний. Такие соединения находят синтетическое применение в качестве восстановителей и источников нуклеофильных атомов металлов.

Источник света

При горении на воздухе магний излучает ярко-белый свет, который включает в себя сильные ультрафиолетовые волны. Порошок магния ( вспышка ) использовался для освещения объекта на заре фотографии. Позже магниевая нить использовалась в одноразовых фотовспышках с электрическим зажиганием. Порошок магния используется в фейерверках и морских ракетах, где требуется яркий белый свет. Он также использовался для различных театральных эффектов, таких как молнии, вспышки пистолетов и сверхъестественные явления.

Обнаружение в растворе

Присутствие ионов магния можно обнаружить путем добавления хлорида аммония, гидроксида аммония и монофосфата натрия к водному или разбавленному раствору соли HCl. Образование белого осадка свидетельствует о наличии ионов магния.

Также можно использовать краситель азофиолет, который становится темно-синим в присутствии щелочного раствора соли магния. Цвет обусловлен адсорбцией азофиолета Mg(OH) 2.

Вхождение

См. Также: Категория: Минералы магния См. Также: Бонинит

Магний является восьмым по распространенности элементом в земной коре по массе и занимает седьмое место с железом по молярности. Он содержится в крупных месторождениях магнезита, доломита и других полезных ископаемых, а также в минеральных водах, где растворим ион магния.

Хотя магний содержится более чем в 60 минералах, промышленное значение имеют только доломит, магнезит, брусит, карналлит, тальк и оливин.

Мг _2+ Катион является вторым по распространенности катионом в морской воде (около 1/8 массы ионов натрия в данной пробе), что делает морскую воду и морскую соль привлекательными коммерческими источниками магния. Для извлечения магния в морскую воду добавляют гидроксид кальция с образованием осадка гидроксида магния.

MgCl 2+ Са(ОН) 2→ Мг(ОН) 2+ CaCl 2

Гидроксид магния ( бруцит ) нерастворим в воде, его можно отфильтровать и подвергнуть реакции с соляной кислотой с получением концентрированного хлорида магния.

Мг (ОН) 2+ 2 HCl → MgCl 2+ 2 часа

Из хлорида магния электролизом получается магний.

Формы

сплавы

Основная статья: магниевый сплав Магний хрупок и разрушается по полосам сдвига, когда его толщина уменьшается всего на 10% при холодной прокатке (вверху). Однако после сплавления Mg с 1% Al и 0,1% Ca его толщина может быть уменьшена на 54% с использованием того же процесса (внизу).

По состоянию на 2013 год потребление магниевых сплавов составляло менее одного миллиона тонн в год по сравнению с 50 миллионами тонн алюминиевых сплавов. Их использование исторически было ограничено склонностью сплавов Mg к коррозии, ползучести при высоких температурах и возгоранию.

Коррозия

Присутствие железа, никеля, меди и кобальта сильно активизирует коррозию. В более чем следовых количествах эти металлы выпадают в осадок в виде интерметаллических соединений, а места осаждения функционируют как активные катодные центры, которые восстанавливают воду, вызывая потерю магния. Контроль количества этих металлов улучшает коррозионную стойкость. Достаточное количество марганца преодолевает коррозионное воздействие железа. Это требует точного контроля над составом, что увеличивает затраты. Добавление катодного яда улавливает атомарный водород в структуре металла. Это предотвращает образование свободного газообразного водорода, важного фактора коррозионных химических процессов. Добавление примерно одной из трехсот частей мышьяка снижает скорость его коррозии в солевом растворе почти в десять раз.

Ползучесть и воспламеняемость при высоких температурах

Исследования показали, что склонность магния к ползучести при высоких температурах устраняется добавлением скандия и гадолиния. Горючесть значительно снижается за счет небольшого количества кальция в сплаве. Используя редкоземельные элементы, можно производить магниевые сплавы с температурой воспламенения выше, чем ликвидус магния, а в некоторых случаях потенциально приближая ее к температуре кипения магния.

Соединения

Магний образует множество соединений, важных для промышленности и биологии, включая карбонат магния, хлорид магния, цитрат магния, гидроксид магния (магнезиальное молоко), оксид магния, сульфат магния и гептагидрат сульфата магния ( английская соль ).

Изотопы

Основная статья: Изотопы магния

Магний имеет три стабильных изотопа :24 мг,25 мг и26 мг. Все они присутствуют в природе в значительных количествах (см. таблицу изотопов выше). Около 79% магния24 мг. Изотоп28 Mg радиоактивен и в 1950–1970-х годах производился на нескольких атомных электростанциях для использования в научных экспериментах. Этот изотоп имеет относительно короткий период полураспада (21 час), и его использование ограничено временем доставки.

Нуклид26 Mg нашел применение в изотопной геологии, подобно алюминию.26 Mg является радиогенным дочерним продуктом 26 Ал, период полураспада которого составляет 717 000 лет. Чрезмерное количество стабильного26 Mg был обнаружен в богатых Ca-Al включениях некоторых углеродистых хондритовых метеоритов. Это аномальное изобилие связано с распадом его родительского26 Al во включениях, и исследователи делают вывод, что такие метеориты образовались в солнечной туманности до26 Ал сгнил. Это одни из старейших объектов Солнечной системы, содержащие сохранившуюся информацию о ее ранней истории.

Принято строить26 мг /24 Mg по отношению Al/Mg. На графике изохронного датирования отношение Al/Mg составляет 27 Аль /24 мг. Наклон изохроны не имеет возрастного значения, но указывает на начальную26 Аль /27 Соотношение Al в образце на момент выделения систем из общего резервуара.

Производство

См. Также: Список стран по производству магния. Магниевые листы и слитки

В 2017 году мировое производство составило около 1100 тыс. тонн, при этом основная часть производилась в Китае (930 тыс. тонн) и России (60 тыс. тонн). Соединенные Штаты были в 20-м веке основным мировым поставщиком этого металла, поставляя 45% мирового производства даже в 1995 году. С тех пор, как Китай освоил процесс Pidgeon, доля рынка США составляет 7%, с единственным производителем в США. слева: US Magnesium, компания Renco Group в Юте, рожденная от ныне несуществующей Magcorp.

В сентябре 2021 года Китай предпринял шаги по сокращению производства магния в результате инициативы правительства по снижению доступности энергии для обрабатывающей промышленности, что привело к значительному росту цен.

Голубиный процесс

Китай почти полностью зависит от силикотермического процесса Пиджена (восстановление оксида при высоких температурах с помощью кремния, часто обеспечиваемого сплавом ферросилиция, в котором железо является лишь наблюдателем в реакциях) для получения металла. Процесс также можно проводить с углеродом при температуре около 2300 °C:

2MgO (с)+ Си (с)+ 2СаО (с)→ 2 мг (г)+ Са 2SiO 4 (с)
MgO (с)+ С (с)→ мг (г)+ СО (г)
процесс Доу

В Соединенных Штатах магний получают главным образом с помощью процесса Доу путем электролиза расплавленного хлорида магния из рассола и морской воды. Солевой раствор, содержащий Mg2+ ионов сначала обрабатывают известью (оксидом кальция) и собирают выпавший в осадок гидроксид магния :

мг2+ (водн.)+ СаО (с)+ Н 2О → Са2+ (водн.)+ Мг(ОН) 2 (с)

Затем гидроксид превращают в неполный гидрат хлорида магния путем обработки гидроксида соляной кислотой и нагревания продукта:

Мг (ОН) 2 (с)+ 2 HCl → MgCl 2 (водн.)+ 2 часа (л)

Затем соль подвергают электролизу в расплавленном состоянии. На катоде Mg _2+ ион восстанавливается двумя электронами до металлического магния:

мг2+ + 2 е → мг

На аноде каждая пара Cl ионы окисляются до газообразного хлора, высвобождая два электрона для замыкания цепи:

2 Кл → Кл 2(г) + 2 е
процесс YSZ

Новый процесс, технология твердооксидных мембран, включает электролитическое восстановление MgO. На катоде, Mg2+ ион восстанавливается двумя электронами до металлического магния. Электролит представляет собой оксид циркония, стабилизированный оксидом иттрия (YSZ). Анод представляет собой жидкий металл. На YSZ/жидкометаллическом аноде O2- окисляется. Слой графита граничит с жидкометаллическим анодом, и на этой границе углерод и кислород реагируют с образованием монооксида углерода. Когда в качестве жидкометаллического анода используется серебро, в восстановителе нет необходимости в углероде или водороде, и на аноде выделяется только газообразный кислород. Сообщалось, что этот метод обеспечивает снижение затрат на фунт на 40% по сравнению с методом электролитического восстановления.

История

Название магний происходит от греческого слова, обозначающего места, связанные с племенем магнетов, либо район в Фессалии, называемый Магнезия, либо Магнезия-ад-Сипилум, ныне в Турции. Он связан с магнетитом и марганцем, также происходящими из этой местности, и нуждался в выделении как отдельные вещества. См. Марганец для этой истории.

В 1618 году фермер из Эпсома в Англии попытался напоить своих коров водой из местного колодца. Коровы отказывались пить из-за горького вкуса воды, но фермер заметил, что вода заживляет царапины и сыпь. Вещество стало известно как соли Эпсома, и слава о нем распространилась. В конечном итоге он был признан гидратированным сульфатом магния, MgSO. 47  часов 2О.

Сам металл был впервые выделен сэром Хамфри Дэви в Англии в 1808 году. Он использовал электролиз смеси магнезии и оксида ртути. Антуан Бюсси подготовил его в связной форме в 1831 году. Первым предложением имени Дэви было магний, но теперь это название используется в английском и всех основных европейских языках, кроме русского.

Использование в качестве металла

Необычное применение магния в качестве источника освещения во время вейкскейтинга в 1931 году.

Магний является третьим наиболее часто используемым конструкционным металлом после железа и алюминия. Основные области применения магния: алюминиевые сплавы, литье под давлением (легированное цинком ), удаление серы при производстве железа и стали и производство титана в процессе Кролла.

Магний используется в легких материалах и сплавах. Например, при инфузии наночастиц карбида кремния он имеет чрезвычайно высокую удельную прочность.

Исторически сложилось так, что магний был одним из основных металлов аэрокосмической конструкции и использовался для немецких военных самолетов еще во время Первой мировой войны и широко использовался для немецких самолетов во время Второй мировой войны. Немцы придумали название « Электрон » для магниевого сплава, термин, который используется до сих пор. В коммерческой аэрокосмической промышленности магний обычно ограничивался компонентами двигателей из-за опасности возгорания и коррозии. Использование магниевых сплавов в аэрокосмической отрасли растет в 21 веке из-за важности экономии топлива. Недавние разработки в области металлургии и производства позволили магниевым сплавам потенциально заменить алюминиевые и стальные сплавы в определенных областях применения.

В виде тонких лент магний применяют для очистки растворителей ; например, приготовление сверхсухого этанола.

Самолет

  • Компания Wright Aeronautical использовала картер из магния в авиационном двигателе Wright R-3350 Duplex Cyclone времен Второй мировой войны. Это представляло серьезную проблему для самых ранних моделей тяжелого бомбардировщика Boeing B-29 Superfortress, когда в результате возгорания двигателя в полете загорелся картер двигателя. В результате возгорание было таким горячим, как 5600 ° F (3100 ° C), и могло оторвать лонжерон крыла от фюзеляжа.

Автомобильный

Блоки двигателя мотоцикла из магниевого сплава
  • Mercedes-Benz использовал сплав Elektron в кузове ранней модели Mercedes-Benz 300 SLR ; эти автомобили участвовали в чемпионате мира по спортивным автомобилям 1955 года, включая победу в Mille Miglia, и в Ле-Мане, где один из них участвовал в катастрофе в Ле-Мане 1955 года, когда зрители были засыпаны горящими осколками электрона.
  • Porsche использовал рамы из магниевого сплава в модели 917/053, выигравшей Ле-Ман в 1971 году, и продолжает использовать магниевые сплавы для своих блоков цилиндров из-за преимущества в весе.
  • Volkswagen Group уже много лет использует магний в компонентах своих двигателей.
  • Mitsubishi Motors использует магний для своих подрулевых лепестков.
  • BMW использовала блоки из магниевого сплава в своем двигателе N52, включая вставку из алюминиевого сплава для стенок цилиндра и рубашки охлаждения, окруженные высокотемпературным магниевым сплавом AJ62A. Двигатель использовался во всем мире в период с 2005 по 2011 год в различных моделях серий 1, 3, 5, 6 и 7; а также Z4, X1, X3 и X5.
  • Chevrolet использовал магниевый сплав AE44 в Corvette Z06 2006 года.

И AJ62A, и AE44 являются последними разработками в области высокотемпературных магниевых сплавов с низкой ползучести. Общая стратегия для таких сплавов заключается в формировании интерметаллических выделений на границах зерен, например, путем добавления мишметалла или кальция. Разработка новых сплавов и более низкие затраты, которые делают магний конкурентоспособным с алюминием, увеличат количество применений в автомобилестроении.

Электроника

Из-за низкой плотности и хороших механических и электрических свойств магний используется для производства мобильных телефонов, ноутбуков и планшетных компьютеров, фотоаппаратов и других электронных компонентов. В некоторых ноутбуках 2020 года он использовался в качестве премиальной функции из-за его легкого веса.

Изделия из магния: зажигалка и стружка, точилка, магниевая лента

Другой

Магний, будучи легкодоступным и относительно нетоксичным, имеет множество применений:

  • Магний легко воспламеняется, горит при температуре примерно 3100 ° C (3370 K; 5610 ° F), а температура самовоспламенения магниевой ленты составляет примерно 473 ° C (746 K; 883 ° F). При горении он излучает интенсивный, яркий белый свет. Высокая температура горения магния делает его полезным инструментом для разведения аварийных пожаров. Другие области применения включают фотосъемку со вспышкой , сигнальные ракеты, пиротехнику, бенгальские огни и свечи на день рождения. Магний также часто используется для воспламенения термитов или других материалов, требующих высокой температуры воспламенения. Магний по-прежнему используется в качестве зажигательного элемента в войне. Магниевый поджигатель (в левой руке), используемый с перочинным ножом и кремнем для создания искр, которые воспламеняют стружку.
  • В виде стружек или лент для приготовления реактивов Гриньяра, используемых в органическом синтезе.
  • В качестве присадки к обычным топливам и производству шаровидного графита в чугуне.
  • В качестве восстановителя для отделения урана и других металлов от их солей.
  • В качестве расходуемого (гальванического) анода для защиты лодок, подземных резервуаров, трубопроводов, заглубленных сооружений и водонагревателей.
  • Легированный цинком для производства цинкового листа, используемого в пластинах для фотогравировки в полиграфии, стенах сухих батарей и кровле.
  • В качестве металла этот элемент в основном используется в качестве легирующей добавки к алюминию, причем эти алюминиево-магниевые сплавы используются в основном для банок для напитков, спортивного оборудования, такого как клюшки для гольфа, рыболовные катушки, луки и стрелы для стрельбы из лука.
  • Специальные высококачественные автомобильные колеса из магниевого сплава называются « магнитными колесами », хотя этот термин часто неправильно применяется к алюминиевым колесам. Многие производители автомобилей и самолетов изготавливают детали двигателей и кузовов из магния.
  • Магниевые батареи были коммерциализированы в качестве первичных батарей и являются активной темой исследований перезаряжаемых батарей.

Меры безопасности

Магниевый блок, нагретый паяльной лампой до самовозгорания, излучающий интенсивный белый свет.
Магний
Опасности
Маркировка СГС :
Пиктограммы GHS02: легковоспламеняющийся
Сигнальное слово Опасность
Заявления об опасности Х228, Х251, Х261
Заявления о мерах предосторожности П210, П231, П235, П410, П422
NFPA 704 (огненный алмаз) https://cameochemicals.noaa.gov/chemical/6949 Health 0: Exposure under fire conditions would offer no hazard beyond that of ordinary combustible material. E.g. sodium chloride Flammability 1: Must be pre-heated before ignition can occur. Flash point over 93 °C (200 °F). E.g. canola oil Instability 1: Normally stable, but can become unstable at elevated temperatures and pressures. E.g. calcium Special hazards (white): no codeЧетырехцветный бриллиант NFPA 704 0 1 1

Металлический магний и его сплавы могут быть взрывоопасны; они легко воспламеняются в чистом виде в расплавленном состоянии или в виде порошка или ленты. Горящий или расплавленный магний бурно реагирует с водой. При работе с порошкообразным магнием используются защитные очки с защитой глаз и УФ-фильтрами (например, используемые сварщиками), потому что горящий магний производит ультрафиолетовое излучение, которое может необратимо повредить сетчатку человеческого глаза.

Магний способен восстанавливать воду и выделять легковоспламеняющийся газообразный водород :

Mg (с) + 2 H 2О (ж) → Mg(OH) 2 (с) + Н 2(г)

Следовательно, вода не может потушить пожар магния. Образующийся газообразный водород усиливает пламя. Сухой песок является эффективным удушающим средством, но только на относительно ровных и ровных поверхностях.

Магний экзотермически реагирует с диоксидом углерода с образованием оксида магния и углерода :

2 мг + СО 2→ 2 MgO + C (с)

Следовательно, углекислый газ подпитывает, а не тушит пожары магния.

Горящий магний можно потушить с помощью сухого химического огнетушителя класса D или засыпав огонь песком или магниевым литейным флюсом, чтобы удалить источник воздуха.

Полезные соединения

Соединения магния, прежде всего оксид магния (MgO), используются в качестве огнеупорного материала в футеровке печей для производства железа, стали, цветных металлов, стекла, цемента. Оксид магния и другие соединения магния также используются в сельском хозяйстве, химической и строительной промышленности. Оксид магния от прокаливания используется в качестве электрического изолятора в огнестойких кабелях.

Гидрид магния изучается как способ хранения водорода.

Магний вступает в реакцию с алкилгалогенидом, образуя реактив Гриньяра, который является очень полезным инструментом для получения спиртов.

Соли магния входят в состав различных пищевых продуктов, удобрений (магний входит в состав хлорофилла ), сред для культивирования микробов.

Сульфит магния используется в производстве бумаги ( сульфитный процесс ).

Фосфат магния используется для огнеупорной древесины, используемой в строительстве.

Гексафторсиликат магния используется для защиты текстиля от моли.

Биологические роли

Основные статьи: Магний в биологии и Магний (медицинское применение)

Механизм действия

Важное взаимодействие между ионами фосфата и магния делает магний необходимым для базовой химии нуклеиновых кислот всех клеток всех известных живых организмов. Более 300 ферментов требуют ионов магния для своего каталитического действия, включая все ферменты, использующие или синтезирующие АТФ, и те, которые используют другие нуклеотиды для синтеза ДНК и РНК. Молекула АТФ обычно находится в хелате с ионом магния.

Питание

Диета

обратитесь к заголовку; по ссылке полное описание Примеры пищевых источников магния (по часовой стрелке сверху слева): маффины с отрубями, тыквенные семечки, ячмень, гречневая мука, нежирный ванильный йогурт, смесь, стейки из палтуса, нут, лимская фасоль, соевые бобы и шпинат

Специи, орехи, злаки, какао и овощи являются богатыми источниками магния. Зеленые листовые овощи, такие как шпинат, также богаты магнием.

Напитки, богатые магнием, это кофе, чай и какао.

Диетические рекомендации

В Великобритании рекомендуемая суточная доза магния составляет 300 мг для мужчин и 270 мг для женщин. В США рекомендуемые диетические нормы (RDA) составляют 400 мг для мужчин в возрасте 19–30 лет и 420 мг для пожилых людей; для женщин 310 мг в возрасте 19–30 лет и 320 мг в старшем возрасте.

Дополнение

Доступны многочисленные фармацевтические препараты магния и пищевые добавки. В двух испытаниях на людях оксид магния, одна из наиболее распространенных форм магниевых пищевых добавок из-за его высокого содержания магния на единицу веса, оказался менее биодоступным, чем цитрат магния, хлорид, лактат или аспартат.

Метаболизм

В организме взрослого человека содержится 22–26 граммов магния, из них 60 % в скелете, 39 % внутриклеточно (20 % в скелетных мышцах) и 1 % внеклеточно. Уровни в сыворотке обычно составляют 0,7–1,0 ммоль/л или 1,8–2,4 мэкв/л. Уровни магния в сыворотке могут быть нормальными даже при дефиците внутриклеточного магния. Механизмами поддержания уровня магния в сыворотке крови являются различная абсорбция в желудочно -кишечном тракте и почечная экскреция. Внутриклеточный магний коррелирует с внутриклеточным калием. Повышенное содержание магния снижает содержание кальция и может либо предотвратить гиперкальциемию, либо вызвать гипокальциемию в зависимости от начального уровня. Как низкое, так и высокое потребление белка препятствуют усвоению магния, равно как и количество фосфатов, фитатов и жиров в кишечнике. Неабсорбированный пищевой магний выводится с калом; поглощенный магний выводится с мочой и потом.

Обнаружение в сыворотке и плазме

Статус магния можно оценить путем измерения концентрации магния в сыворотке и эритроцитах в сочетании с содержанием магния в моче и фекалиях, но внутривенные нагрузочные тесты магния более точны и практичны. Удержание 20% или более введенного количества указывает на дефицит. По состоянию на 2004 год биомаркер для магния не установлен.

Концентрации магния в плазме или сыворотке можно контролировать на предмет эффективности и безопасности у лиц, получающих препарат терапевтически, для подтверждения диагноза у потенциальных жертв отравления или для помощи в судебно -медицинском расследовании в случае смертельной передозировки. Новорожденные дети матерей, получавших парентерально сульфат магния во время родов, могут проявлять токсичность при нормальном уровне магния в сыворотке крови.

Дефицит

Низкий уровень магния в плазме ( гипомагниемия ) распространен: он встречается у 2,5–15% населения в целом. С 2005 по 2006 год 48 процентов населения Соединенных Штатов потребляли меньше магния, чем рекомендовано в Справочном рационе питания. Другими причинами являются повышенная почечная или желудочно-кишечная потеря, повышенный внутриклеточный сдвиг и терапия ингибиторами протонной помпы антацидами. Большинство из них протекает бессимптомно, но могут возникать симптомы, связанные с нервно -мышечной, сердечно- сосудистой и метаболической дисфункцией. Алкоголизм часто связан с дефицитом магния. Хронически низкие уровни магния в сыворотке связаны с метаболическим синдромом, сахарным диабетом 2 типа, фасцикуляциями и гипертензией.

Терапия

  • В Руководстве ACC/AHA/ESC 2006 г. по ведению пациентов с желудочковыми аритмиями и профилактике внезапной сердечной смерти рекомендуется внутривенное введение магния пациентам с желудочковой аритмией, связанной с torsades de pointes, у которых наблюдается синдром удлиненного интервала QT ; и для лечения пациентов с аритмиями, индуцированными дигоксином.
  • Сульфат магния — внутривенно — используется для лечения преэклампсии и эклампсии.
  • Гипомагниемия, в том числе вызванная алкоголизмом, обратима при пероральном или парентеральном введении магния в зависимости от степени дефицита.
  • Имеются ограниченные доказательства того, что добавки магния могут играть роль в профилактике и лечении мигрени.

Другие терапевтические применения, отсортированные по типу соли магния, включают:

Передозировка

Передозировка только из пищевых источников маловероятна, поскольку избыток магния в крови быстро фильтруется почками, а передозировка более вероятна при наличии нарушения функции почек. Несмотря на это, терапия мегадозами привела к смерти маленького ребенка и тяжелой гипермагниемии у женщины и молодой девушки со здоровыми почками. Наиболее распространенными симптомами передозировки являются тошнота, рвота и диарея ; другие симптомы включают гипотензию, спутанность сознания, замедление частоты сердечных сокращений и дыхания, дефицит других минералов, кому, сердечную аритмию и смерть от остановки сердца.

Функция в растениях

Растениям требуется магний для синтеза хлорофилла, необходимого для фотосинтеза. Магний в центре порфиринового кольца хлорофилла функционирует подобно железу в центре порфиринового кольца гема. Дефицит магния у растений вызывает пожелтение между жилками листьев в конце сезона, особенно у старых листьев, и его можно исправить, внося в почву английскую соль (которая быстро выщелачивается ) или измельченный доломитовый известняк.

Смотрите также

Рекомендации

Цитируемые источники

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2023-12-31 01:22:53
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте