집 베리 마그네슘. 마그네슘 금속의 특성 - 용도, 특성 및 가격

마그네슘. 마그네슘 금속의 특성 - 용도, 특성 및 가격

마그네슘

계획:

1. 요소의 특성.

2. 마그네슘 획득.

3. 마그네슘의 성질.

3.1. 마그네슘의 물리적 특성.

3.2. 화학적 특성마그네슘

4. 마그네슘 화합물.

4.1. 무기화합물

4.2. 유기마그네슘 화합물

5. 천연 마그네슘 화합물

6. 토양과 물의 마그네슘 측정

7. 마그네슘의 생물학적 중요성

8. 마그네슘의 응용

9. 물의 경도

10. 실제 작업 "물의 경도 결정"

1. 요소의 특성

이름 "마그네시아"그것이 어떤 물질을 의미하는지 완전히 명확하지는 않지만 이미 서기 3세기에 발견되었습니다. 오랫동안 마그네사이트(탄산마그네슘)는 석회석(탄산칼슘)으로 잘못 식별되었습니다. 마그네시아라는 단어는 그리스 도시 중 하나인 마그네시아의 이름에서 유래되었습니다. 18세기까지 마그네슘 화합물은 다양한 칼슘염이나 나트륨염으로 간주되었습니다. 마그네슘의 발견은 미네랄 워터의 구성에 대한 연구를 통해 촉진되었습니다. 1695년 영국의 의사 크루(Crewe)는 엡솜(Epsom) 광천수에서 소금을 분리했다고 보고했습니다. 약효, 그리고 그녀의 개성은 곧 입증되었습니다. 그런 다음 다른 마그네슘 화합물이 알려졌습니다. 탄산마그네슘은 "검은 마그네시아"(산화 망간)와 달리 "백색 마그네시아"라고 불립니다. 따라서 이후에 이들 화합물로부터 분리된 금속 이름의 일치입니다.

마그네슘은 Devi(19세기)에 의해 산화마그네슘으로부터 처음으로 얻어졌습니다. Bussy, Liebig, Devils, Caron 등은 염화마그네슘에 칼륨 또는 나트륨 증기를 작용시켜 마그네슘을 얻었습니다.

1808년에 영국의 화학자 G. Devi는 마그네시아와 산화수은의 습한 혼합물을 전기분해하여 알려지지 않은 금속의 아말감을 얻었고, 여기에 "마그네시아"라는 이름을 붙였는데, 이 아말감은 아직도 많은 나라에서 보존되고 있습니다. 러시아에서는 1831년부터 "마그네슘"이라는 이름을 채택했습니다. 1829년에 프랑스 화학자 A. Bussy는 용융된 염화물을 칼륨으로 환원시켜 마그네슘을 얻었습니다. 산업 생산을 향한 다음 단계는 M. Faraday에 의해 이루어졌습니다. 1830년에 그는 용융된 염화마그네슘을 전기분해하여 처음으로 마그네슘을 얻었습니다.

전해법을 이용한 마그네슘의 산업적 생산은 19세기 말 독일에서 시작되었습니다. 제2차 세계대전 이전에 마그네슘을 생산하기 위한 열적 방법의 개발이 시작되었습니다.

현재 전기분해법의 발전과 함께 마그네슘을 생산하는 규열법과 열탄법이 개선되고 있다. 마그네슘 산업 발전의 첫 번째 단계에서는 칼륨 산업의 염화 카르나라이트 염, 천연 염수 및 염화 마그네슘 알칼리가 원료로 사용되었습니다.

요즘에는 염화물 염과 함께 백운석과 마그네사이트가 널리 사용됩니다. 가장 흥미로운 점은 바닷물에서 마그네슘을 생산하기 위한 원료로 사용하는 것입니다. 러시아에서는 마그네슘을 생산하는 전해법이 P.P.에 의해 처음 개발되었습니다. 1914년 Petrograd Polytechnic Institute의 Fedotiev. 1931년에 최초의 파일럿 마그네슘 공장이 레닌그라드에서 가동되었습니다. 소련의 마그네슘 산업 생산은 1935년에 시작되었습니다.

+12 Mg))) 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 0 – 일반 원자의 전자식 282

필요한 에너지가 소비되면 전자 중 하나가 P 상태로 들어갑니다. 두 전자 모두 짝을 이루지 않게 됩니다. 따라서 마그네슘은 +2의 산화 상태를 나타냅니다.

3S 2 - 원자가 전자

1S 2 2S 2 2P 6 3S 1 3P 1

- 들뜬 원자의 전자식+12 Mg +P 12 ,n 0 12 e12

2개의 약하게 결합된 전자를 갖는 3S 2 구조를 갖는 마그네슘의 외부 전자 껍질의 구조는 마그네슘이 2가 양이온 Mg 2+로 변환되는 일반적인 반응의 환원성을 설명합니다. 산소에 대한 화학적 친화력이 높기 때문에 마그네슘은 많은 산화물에서 산소를 제거하고 염화물에서 염소를 제거할 수 있습니다. 이 특성은 최근 티타늄, 지르코늄, 우라늄의 마그네슘-열 생산에 사용되었습니다. 공기 중 실온에서 소형 마그네슘은 화학적으로 안정합니다. 표면에 산화막이 형성되어 산화로부터 보호됩니다. 가열하면 마그네슘의 화학적 활성이 증가합니다. 산소 내 마그네슘 안정성의 온도 상한은 350-400 o C 범위에 있다고 믿어집니다. 마그네슘은 수소 방출과 함께 끓는 물을 분해합니다.

증류수, 모든 농도의 불산, 크롬산, 불소염 수용액 등은 마그네슘에 눈에 띄는 영향을 미치지 않습니다.

바다 및 광천수, 염산, 황산, 질산, 인산, 하이드로플루오로규산 수용액, 할로겐화물 염 수용액, 황 화합물, 암모니아 및 그 수용액, 유기산, 글리콜 및 글리콜 혼합물 및 많은 알데히드는 파괴적인 영향을 미칩니다. 마그네슘.

마그네슘은 지각에서 가장 흔한 원소 중 하나이며, 산소, 규소, 알루미늄, 철, 칼슘 다음으로 풍부도가 6번째입니다. A.P.에 따르면 암석권의 마그네슘 함량은 다음과 같습니다. 비노그라도프는 2.10%이다. 자연에서 마그네슘은 화합물 형태로만 발견되며 탄산염, 규산염 등 많은 광물의 일부입니다. 그 중 가장 중요한 것은 마그네사이트 MgCO 3, 백운석 MgCO 3 *CaCO 3, 카르날라이트 MgCl 2 *KCL*6H입니다. 2 O, 브루사이트 Mg(OH) 2, 키에세라이트 MgSO 4, 엡소나이트 MgSO 4 *7H 2 O, 카이나이트 MgSO 4 *KCl*3H 2 O, 감람석(Mg,Fe) 2, 사문석 H 4 Mg 3 Si 2 O 9.

천연 또는 천연 마그네슘은 세 가지 안정 동위원소 24 Mg -78.6%, 25 Mg -10.1%, 26 Mg -11.3%의 혼합물입니다.

반응에서 마그네슘은 거의 항상 +2(II 원자가)의 산화 상태를 나타냅니다. 3S 2 상태에서 반응성 3S 1 3P 1 상태로 마그네슘 원자를 이동하려면 259KJ/mol을 소비해야 하며 전자를 순차적으로 제거해야 합니다. Mg를 Mg + 및 Mg +2로 이온화하려면 각각 737 KJ/mol 및 1450 KJ/mol이 필요합니다. 마그네슘은 육각형의 밀집된 격자로 결정화됩니다.

2. 마그네슘 획득.

마그네슘을 생산하는 주요 산업적 방법은 MgCl2의 용융 혼합물을 전기분해하는 것입니다.

MgCl 2 Mg 2+ 2Cl - K -) A +)

Mg 2+ +2 e Mg 0 2Cl - -2 e Cl 2 0

정의

마그네슘- 주기율표의 12번째 원소. 지정 - 라틴어 "마그네슘"에서 Mg. 세 번째 기간인 그룹 IIA에 위치합니다. 금속을 나타냅니다. 핵전하는 12이다.

마그네슘은 자연에서 매우 흔합니다. 이는 탄산마그네슘으로 대량으로 발생하여 광물성 마그네사이트 MgCO 3 및 백운석 MgCO 3 ×CaCO 3 을 형성합니다. 황산마그네슘과 염화물은 미네랄 카이나이트 KCl × MgSO 4 × 3H 2 O 및 카르날라이트 KCl × MgCl 2 × 6H 2 O의 일부입니다. Mg 2+ 이온은 바닷물에서 발견되어 쓴 맛을 냅니다. 지각의 마그네슘 총량은 약 2%(질량)입니다.

단순한 형태의 마그네슘은 은백색(그림 1)의 매우 가벼운 금속입니다. 공기 중에서는 얇은 산화물 층으로 빠르게 덮여 추가 산화로부터 보호하기 때문에 거의 변하지 않습니다.

쌀. 1. 마그네슘. 모습.

마그네슘의 원자 및 분자 질량

물질의 상대 분자 질량(M r)은 주어진 분자의 질량이 탄소 원자 질량의 1/12보다 몇 배나 큰지를 나타내는 숫자이며, 원소의 상대 원자 질량(A r)은 화학 원소의 평균 원자 질량이 탄소 원자의 1/12 질량보다 몇 배 더 큰지.

마그네슘은 단원자 Mg 분자 형태로 자유 상태로 존재하기 때문에 원자 질량과 분자 질량의 값이 일치합니다. 24.304와 같습니다.

마그네슘 동위원소

자연에서 마그네슘은 세 가지 안정 동위원소인 24 Mg(23.99%), 25 Mg(24.99%) 및 26 Mg(25.98%)의 형태로 발견될 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 질량수는 각각 24, 25, 26입니다. 마그네슘 동위원소 24 Mg의 원자핵은 12개의 양성자와 12개의 중성자를 포함하고, 동위원소 25 Mg와 26 Mg는 같은 수의 양성자, 즉 각각 13개와 14개의 중성자를 포함합니다.

질량수가 5~23, 27~40인 마그네슘의 인공 동위원소가 있습니다.

마그네슘 이온

마그네슘 원자의 외부 에너지 준위에는 원자가인 두 개의 전자가 있습니다.

1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 .

화학적 상호작용의 결과로 마늄은 원자가 전자를 포기합니다. 기증자이며 양전하를 띤 이온으로 변합니다.

Mg0-2e → Mg2+ .

마그네슘 분자와 원자

자유 상태에서 마그네슘은 단원자 Mg 분자 형태로 존재합니다. 다음은 마그네슘 원자와 분자를 특징짓는 몇 가지 특성입니다.

마그네슘 합금

금속 마그네슘의 주요 응용 분야는 이를 기반으로 한 다양한 경합금 생산입니다. 마그네슘에 소량의 다른 금속을 첨가하면 기계적 성질이 극적으로 변하여 합금에 상당한 경도, 강도 및 내식성이 부여됩니다.

전자라고 불리는 합금은 특히 귀중한 특성을 가지고 있습니다. 이들은 Mg-Al-Zn, Mg-Mn 및 Mg-Zn-Zr의 세 가지 시스템에 속합니다. 가장 널리 사용되는 것은 Mg-Al-Zn계 합금으로, 3~10%의 알루미늄과 0.2~3%의 아연을 함유하고 있습니다. 마그네슘 합금의 장점은 밀도가 낮다(약 1.8g/cm3)는 것입니다.

문제 해결의 예

실시예 1

마그네슘의 역사

금속 형태의 마그네슘은 1808년 Humphry Davy에 의해 처음으로 얻어졌습니다. 영국의 한 화학자는 백마그네시아와 산화수은의 젖은 혼합물 사이에서 전기분해 과정을 수행하여 수은과 알려지지 않은 금속(아말감)의 합금을 만들었습니다. 수은을 증류한 후 Davy는 금속 분말이라는 새로운 물질을 얻었습니다. 마그네슘(칼로라이저) . 20년 후인 1828년에 프랑스인 A. Bussy가 순수한 금속 마그네슘을 얻었습니다.

마그네슘은 화학 원소 D.I의 주기율표 III족의 주요 하위 그룹 II의 원소입니다. 멘델레예프는 원자번호 12번, 원자질량 24.305입니다. 허용되는 명칭은 다음과 같습니다. 마그네슘(라틴어에서 마그네슘).

자연 속에 존재하기

지각의 함량 측면에서 마그네슘은 미네랄 물질 중 8위를 차지하며 매우 흔합니다. 마그네슘의 천연 공급원에는 바닷물, 화석 광물 매장지 및 염수가 포함됩니다.

마그네슘은 가볍고 가단성이 있는 금속으로, 색상은 은백색이며 뚜렷한 금속 광택이 있습니다. 정상적인 상태에서는 산화마그네슘 필름으로 덮여 있는데, 금속을 600~650˚C로 가열하면 파괴될 수 있습니다. 마그네슘은 연소되어 눈부신 백색 불꽃을 방출하고 산화마그네슘과 질화물을 형성합니다.

마그네슘 일일 요구량

마그네슘의 일일 요구량은 개인의 연령, 성별 및 신체 상태에 따라 다릅니다. 건강한 성인의 경우 400~500mg입니다.

식품에는 다양한 양의 마그네슘이 포함되어 있으므로 유익한 미량 원소의 함량이 감소하는 순서로 배열하겠습니다.

시리얼 (및)
유제품, 생선,

마그네슘 흡수

유기 마그네슘 화합물의 흡수는 주로 십이지장과 결장에서 발생하며 카페인과 알코올을 과도하게 섭취하면 신체에서 소변으로 마그네슘의 상당 부분이 손실됩니다.

다른 사람과의 상호 작용

마그네슘과 마그네슘 사이의 균형은 신체에 중요합니다. 왜냐하면 이러한 미네랄은 뼈 조직과 치아의 정상적인 상태를 담당하기 때문입니다. 약국 비타민-미네랄 복합체에는 최적의 양의 칼슘과 마그네슘이 포함되어 있습니다.

신체의 마그네슘 부족은 신장 질환, 소화 불량, 이뇨제 및 일부 피임약 복용, 알코올 및 카페인의 과도한 사용으로 인해 발생할 수 있습니다. 마그네슘 결핍의 징후로는 불면증, 과민성, 현기증, 심장 두근거림 및 혈압 상승, 잦은 두통, 피곤함, 눈 앞의 깜빡거리는 반점, 경련, 근육 경련 및 탈모 등이 있습니다.

과도한 마그네슘의 징후

과도한 마그네슘의 징후는 다음과 같습니다.

설사, 메스꺼움, 구토
졸음, 느린 심박수
조정 장애, 언어 장애
점막(입과 코)의 건조.

마그네슘은 신경과 근육의 효율적인 기능에 중요하며 혈당을 에너지로 전환하는 데 중요합니다. 마그네슘은 건강한 치아를 유지하고, 침전물, 신장 및 담석을 예방하고, 소화불량을 완화시킵니다. 인체에는 약 21g의 마그네슘이 포함되어 있습니다.

마그네슘은 신체의 심혈관 및 내분비 시스템 활동, 뇌 기능을 정상화하고 독소와 중금속 제거를 돕습니다.

생활 속에서 마그네슘을 활용하는 방법

마그네슘 화합물(합금)은 마그네슘 합금의 강도와 가벼움으로 인해 항공기 및 자동차 제조에 사용됩니다. 마그네슘은 의학, 전쟁, 사진 촬영에서 화학 전류원으로 사용됩니다.

마그네슘 - (라틴어 마그네슘), Mg("마그네슘"으로 읽음), 멘델레예프 주기율표의 세 번째 주기의 IIA족 화학 원소, 원자 번호 12, 원자 질량 24.305. 천연 마그네슘은 세 가지 안정한 핵종, 즉 24 Mg(78.60%), 25 Mg(10.11%), 26 Mg(11.29%)로 구성됩니다. 중성 원자의 전자 배열은 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2이며, 이에 따르면 안정한 화합물의 마그네슘은 2가(산화 상태 +2)입니다. 마그네슘은 알칼리 토금속에 속합니다.

마그네슘 발견의 역사

마그네슘 화합물은 오랫동안 인간에게 알려져 왔습니다. 원소의 라틴어 이름은 소아시아의 고대 도시 마그네시아의 이름에서 유래되었으며, 인근에는 광물 마그네사이트 매장지가 있습니다.

17세기에 화학의 역사에서 새로운 시대가 시작되었습니다. 이 기간 동안 마그네슘 원소의 발견을 크게 예상한 발견이 일어났습니다. 1695년에 N. Gro는 Epsom 샘(영국)의 광천수를 증발시켜 쓴 맛과 완하제 효과가 있는 소금을 얻었습니다. 몇 년 후 이 소금은 "영구 알칼리"(당시에는 소다와 칼륨이라고 불림)와 상호작용할 때 흰색의 느슨한 분말을 형성한다는 것이 밝혀졌습니다. 그리스 도시 마그네시아 근처에서 발견된 광물을 소성하여 정확히 동일한 분말을 얻었습니다. 이러한 유사성으로 인해 Epsom 소금은 백색 마그네시아라는 이름을 받았습니다.

1808년 험프리 데이비는 약간 촉촉한 백색 마그네시아를 산화수은과 전기분해하여 새로운 금속의 아말감을 얻었고, 이 아말감은 곧 분리되어 마그네슘으로 명명되었습니다. 사실, 데이비가 얻은 마그네슘은 불순물로 오염되어 있었습니다. 최초의 진정한 순수 마그네슘은 1829년 A. Bussy에 의해 획득되었습니다.

자연에서 마그네슘의 발생

지각에는 마그네슘이 풍부하며 이 원소가 2.1% 이상 포함되어 있습니다. 지구에서는 주기율표의 6개 원소만이 마그네슘보다 더 자주 발견됩니다. 그것은 거의 200가지 광물의 일부입니다. 그러나 주로 마그네사이트, 백운석 및 카르날라이트의 세 가지에서 얻습니다.

바닷물에는 다량의 마그네슘이 발견됩니다. 마그네슘 원료의 주요 발생 유형은 다음과 같습니다.

해수 - (Mg 0.12-0.13%),
카르날라이트 - MgCl 2 KCl 6H 2 O (Mg 8.7%),
bischofite - MgCl 2 6H 2 O (Mg 11.9%),
키세라이트 - MgSO 4 H 2 O(Mg 17.6%),
엡소마이트 - MgSO4·7H2O(Mg 16.3%),
카이나이트 - KCl MgSO 4 3H 2 O (Mg 9.8%),
마그네사이트 - MgCO 3 (Mg 28.7%),
백운석 - CaCO 3 MgCO 3 (Mg 13.1%),
브루사이트 - Mg(OH)2(Mg 41.6%).

마그네슘 염은 자가 퇴적 호수의 소금 퇴적물에서 대량으로 발견됩니다. 퇴적물 기원의 화석 카르날라이트 염의 퇴적물은 많은 국가에서 알려져 있습니다.

마그네사이트는 주로 열수 조건에서 형성되며 중간 온도의 열수 침전물에 속합니다. 백운석은 또한 중요한 마그네슘 원료입니다. 백운석 매장지는 널리 퍼져 있으며 매장량도 엄청납니다. 그들은 탄산염 지층과 연관되어 있으며 대부분은 선캄브리아기나 페름기의 연대입니다. 백운석 퇴적물은 침전에 의해 형성되지만 석회석이 열수 용액, 지하수 또는 지표수에 노출될 때도 발생할 수 있습니다.

마그네슘은 다음 유형의 침전물에서 발견됩니다.

화석 광물 퇴적물(마그네시아 및 칼륨-마그네시아 염)
해수
소금물 (소금 호수의 소금물)
천연 탄산염(돌로마이트 및 마그네사이트)

마그네슘 얻기

금속은 전열(또는 금속열)과 전해의 두 가지 방법으로 생산됩니다. 이름에서 알 수 있듯이 두 프로세스 모두 전기를 포함합니다. 그러나 첫 번째 경우 그 역할은 반응 장치를 가열하는 것으로 축소되고 광물에서 얻은 산화마그네슘은 석탄, 규소, 알루미늄과 같은 일부 환원제로 환원됩니다. 이 방법은 매우 유망하며 최근에는 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 그러나 마그네슘을 생산하는 주요 산업적 방법은 두 번째인 전해법입니다.

전해질은 무수 Mg, 칼륨 및 염화나트륨의 용융물입니다. 금속 마그네슘은 철 음극에서 방출되고 염소 이온은 흑연 양극에서 방출됩니다. 이 과정은 특수 전해조에서 진행됩니다. 용융된 마그네슘은 욕조 표면으로 떠오른 다음 진공 국자로 수시로 집어 올려 틀에 부어 넣습니다.

그러나 과정은 거기서 끝나지 않습니다. 그러한 마그네슘에는 여전히 불순물이 너무 많습니다.

따라서 두 번째 단계는 불가피합니다. 즉 마그네슘을 정제하는 것입니다. 마그네슘은 두 가지 방법으로 정제할 수 있습니다. 즉, 재용해 및 플럭스 또는 진공 승화를 통해 정제할 수 있습니다. 첫 번째 방법의 의미는 잘 알려져 있습니다. 특수 첨가제(플럭스)는 불순물과 상호 작용하여 금속에서 기계적으로 쉽게 분리될 수 있는 화합물로 변환합니다. 두 번째 방법인 진공 승화에는 더 복잡한 장비가 필요하지만 그 도움으로 더 순수한 마그네슘을 얻을 수 있습니다. 승화는 강철 원통형 레토르트와 같은 특수 진공 장치에서 수행됩니다. "거친" 금속을 레토르트 바닥에 놓고 닫은 후 공기를 펌핑합니다. 그런 다음 레토르트의 하부는 가열되고, 상부는 외부 공기에 의해 지속적으로 냉각됩니다. 고온의 영향으로 마그네슘은 승화됩니다. 액체 상태를 우회하여 기체 상태로 변합니다. 그 증기는 레토르트 상부의 차가운 벽에서 상승하고 응축됩니다.

이러한 방법으로 99.99% 이상의 마그네슘을 함유한 매우 순수한 금속을 얻을 수 있습니다.

물리적 특성 마그네슘

금속은 구리보다 5배, 철보다 4.5배 가볍습니다. 심지어 알루미늄도 마그네슘보다 1.5배 더 무겁습니다.

마그네슘은 육각형 격자(a=3.21 Å c=5.21 Å)를 갖는 은백색 금속입니다. 정상적인 조건에서 마그네슘의 표면은 내구성이 뛰어난 산화마그네슘 MgO 보호막으로 덮여 있는데, 이 보호막은 공기 중에서 약 600°C로 가열하면 파괴됩니다. 그 후 금속은 눈부신 백색 화염을 내며 연소하여 산화마그네슘과 질화물 Mg를 형성합니다. 3N 2.

20°C에서 마그네슘의 밀도는 1.74g/cm3, 금속의 녹는점은 t pl = 650°C, 끓는점은 t Boil = 1105°C, 20°C에서의 열전도도는 156W/입니다. (m·K). 고순도 마그네슘은 연성이 있고 쉽게 압축되고 굴려지며 절단이 용이합니다.

마그네슘이 연소되면 다량의 자외선과 열이 방출됩니다. 얼음물 한 잔을 가열하여 끓이려면 4g의 마그네슘만 태우면 됩니다.

마그네슘은 폭발성이며 화재 위험이 있습니다.

마그네슘 합금을 사용하면 때때로 많은 문제가 발생합니다. 마그네슘은 쉽게 산화됩니다. 이러한 합금의 용융 및 주조는 슬래그 층 아래에서 수행되어야 합니다. 그렇지 않으면 용융 금속이 공기와 접촉하여 화재가 발생할 수 있습니다.

마그네슘 제품을 연삭하거나 연마할 때에는 공기 중에 분산된 작은 마그네슘 입자가 폭발성 혼합물을 생성하기 때문에 먼지 흡입 장치를 기계 위에 설치해야 합니다.

그러나 이것이 마그네슘을 사용한 작업에 화재나 폭발의 위험이 있다는 의미는 아닙니다. 마그네슘을 녹여야만 불을 붙일 수 있으며 이는 정상적인 조건에서는 그렇게 쉽지 않습니다. 합금의 높은 열 전도성으로 인해 성냥이나 심지어 토치가 주조 제품을 백색 산화물 분말로 바꾸는 것을 허용하지 않습니다. 그러나 부스러기나 얇은 마그네슘 조각은 매우 조심스럽게 다루어야 합니다.

마그네슘의 화학적 성질

마그네슘의 화학적 성질은 매우 독특합니다. 대부분의 요소에서 산소와 염소를 쉽게 제거하며 가성 알칼리, 소다, 등유, 휘발유 및 미네랄 오일을 두려워하지 않습니다. 동시에 바다와 미네랄 워터의 영향을 전혀 용납하지 않으며 매우 빠르게 용해됩니다. 차가운 담수와 거의 반응하지 않고 뜨거운 물에서 수소를 에너지적으로 대체합니다.

과망간산칼륨 KMnO 4와 분말 마그네슘의 혼합물 - 폭발성

뜨거운 마그네슘은 물과 반응합니다.
Mg(선언됨) + H 2 O = MgO + H 2;
알칼리는 마그네슘에 영향을 미치지 않으며 산에 쉽게 용해되어 수소를 방출합니다.
Mg + 2HCl = MgCl 2 + H 2;
공기 중에서 가열하면 마그네슘이 연소되어 산화물을 형성하며, 소량의 질화물도 질소와 함께 형성될 수 있습니다.
2Mg + O 2 = 2MgO;
3Mg + N2 = Mg3N2

산화 마그네슘 MgO는 물과 상호 작용할 때 알칼리를 형성하지 않고 마그네슘 염기 Mg(OH) 2는 알칼리 특성을 가지지 않기 때문에 마그네슘은 "동료"인 칼슘, 스트론튬 및 바륨과 달리 알칼리 토금속이 아닙니다.

마그네슘 금속은 실온에서 할로겐(예: 브롬)과 반응합니다.

Mg + Br2 = MgBr2.

가열하면 마그네슘은 황과 반응하여 황화마그네슘을 생성합니다.

마그네슘과 코크스의 혼합물이 불활성 분위기에서 하소되면 Mg 2 C 3 조성의 탄화 마그네슘이 형성됩니다 (유사한 조건에서 그룹에서 마그네슘의 가장 가까운 이웃 인 칼슘-이 탄화물을 형성한다는 점에 유의해야합니다. 조성 CaC2). 탄화 마그네슘이 물로 분해되면 아세틸렌 동족체가 형성됩니다 - 프로핀 C 3 H 4:

Mg 2 C 3 + 4H 2 O = 2Mg(OH) 2 + C 3 H 4.

따라서 Mg 2 C 3 는 마그네슘 프로필렌이라고 할 수 있습니다.

마그네슘의 거동은 알칼리 금속 리튬의 거동(주기율표 원소의 대각선 유사성의 예)과 유사한 특징을 가지고 있습니다. 따라서 마그네슘은 리튬과 마찬가지로 질소와 반응하여(가열하면 마그네슘과 질소의 반응이 일어남) 질화마그네슘이 형성됩니다.

3Mg + N2 = Mg3N2.

질화리튬과 마찬가지로 질화마그네슘도 물에 의해 쉽게 분해됩니다.

Mg 3 N 2 + 6H 2 O = 3Mg(OH) 2 + 2NH 3.

마그네슘은 탄산염 MgCO 3 및 인산염 Mg 3 (PO 4) 2 가 해당 리튬염과 마찬가지로 물에 잘 녹지 않는다는 점에서 리튬과 유사합니다.

마그네슘은 물에 용해성 탄화수소가 존재하면 물의 경도가 결정된다는 점에서 칼슘과 유사합니다. 중탄산칼슘과 마찬가지로 중탄산마그네슘 Mg(HCO3) 2 로 인한 경도는 일시적입니다. 끓으면 중탄산 마그네슘 Mg(HCO 3) 2가 분해되고 주요 탄산염인 마그네슘 수산화탄산염(MgOH) 2 CO 3이 침전됩니다.

2Mg(HCO 3) 2 = (MgOH) 2 CO 3 + 3CO 2 + H 2 O.

수증기와 에너지적으로 상호 작용하는 과염소산 마그네슘 Mg(ClO 4) 2는 공기 또는 층을 통과하는 기타 가스를 건조시키는 데 좋습니다. 이 경우 강한 결정성 수화물 Mg(ClO 4) 2 6H 2 O가 생성되는데, 이 물질은 진공 중에서 약 300°C의 온도로 가열하면 다시 탈수될 수 있다. 과염소산마그네슘은 건조제 특성 때문에 무수물이라고 불립니다.

마그네슘이 인체에 미치는 영향

마그네슘은 중요한 생물학적 요소 중 하나이며 동물과 식물의 조직에서 상당한 양으로 발견됩니다. 마그네슘은 많은 효소 반응의 보조 인자입니다. 마그네슘은 크레아틴 인산염을 ATP(신체의 살아있는 세포에 보편적으로 에너지를 공급하는 뉴클레오티드)로 전환하는 데 필요합니다. 그러므로 마그네슘은 신체의 에너지를 조절하는 원소이다. 마그네슘은 단백질 합성의 모든 단계에서 필요합니다. 현대인의 80~90%가 마그네슘 결핍증을 앓고 있다는 사실도 밝혀졌습니다. 이는 불면증, 불면증, 만성 피로, 골다공증, 관절염, 섬유 근육통, 편두통, 근육 경련 및 경련, 심장 부정맥, 변비, 월경 전 증후군 (PMS) 및 기타 증상 및 질병. 완하제, 알코올의 빈번한 사용, 심한 정신적, 육체적 스트레스로 인해 마그네슘의 필요성이 증가합니다.

통계에 따르면 기후가 따뜻한 지역의 주민들은 북부 지역의 주민들보다 혈관 경련을 덜 자주 경험합니다. 의학은 이를 두 가지의 영양적 특성으로 설명합니다. 결국 특정 마그네슘 염 용액을 정맥 및 근육 내 주입하면 경련과 경련이 완화되는 것으로 알려져 있습니다. 과일과 채소는 신체에 필요한 염분 공급을 축적하는 데 도움이 됩니다. 살구, 복숭아, 콜리플라워에는 특히 마그네슘이 풍부합니다. 일반 양배추, 감자, 토마토에서도 발견됩니다.

최근 연구 결과에 따르면 구연산마그네슘이 가장 흡수성이 높은 마그네슘 함유 제품인 것으로 밝혀졌습니다.

칼슘을 흡수하려면 신체에 마그네슘이 필요합니다. 경피(경피) 흡수를 위한 가장 생물학적으로 적합한 마그네슘 공급원 중 하나는 미네랄 비쇼파이트(bischofite)이며, 이는 의료 재활, 물리치료 및 스파 치료 목적으로 널리 사용됩니다.

몇 년 전 미국 미네소타 대학의 과학자들은 과학 연구의 대상으로 달걀 껍질을 선택했습니다. 그들은 마그네슘이 많을수록 껍질이 더 강해진다는 사실을 입증할 수 있었습니다. 이는 산란계의 사료 구성을 변경하면 껍질의 강도를 높일 수 있음을 의미합니다.

프랑스 생물학자들은 마그네슘이 과로와 같은 20세기 심각한 질병에 맞서 싸우는 의사들에게 도움이 될 것이라고 믿습니다. 연구에 따르면 피곤한 사람들의 혈액에는 건강한 사람들의 혈액보다 마그네슘이 적게 포함되어 있으며 "마그네슘 혈액"이 표준에서 가장 미미하게 벗어난 경우에도 흔적이 남지 않습니다.

어떤 이유로든 사람이 종종 짜증을 내는 경우 신체에 포함된 마그네슘이 "소진"된다는 점을 기억하는 것이 중요합니다. 그렇기 때문에 긴장하고 쉽게 흥분하는 사람들의 경우 심장 근육 기능 장애가 훨씬 더 자주 관찰됩니다.

마그네슘(위도 마그네슘), Mg, 멘델레예프 주기율표 II족의 화학 원소, 원자 번호 12, 원자 질량 24.305. 천연 마그네슘은 24 Mg(78.60%), 25 Mg(10.11%) 및 26 Mg(11.29%)의 세 가지 안정 동위원소로 구성됩니다. 마그네슘은 1808년 G. Davy에 의해 발견되었습니다. Davy는 습한 마그네시아(오래 알려진 물질)를 수은 음극으로 전기분해했습니다. 데이비는 아말감을 얻었고, 그로부터 수은을 증류한 후 마그네슘이라는 새로운 금속 분말을 얻었습니다. 1828년 프랑스 화학자 A. Bussy는 용융된 염화마그네슘을 칼륨 증기로 환원시켜 금속 광택이 있는 작은 공 형태의 마그네슘을 얻었습니다.

자연 속의 마그네슘 분포.마그네슘은 지구 맨틀의 특징적인 원소로, 초염기성 암석은 질량 기준으로 25.9%를 함유하고 있습니다. 지각에는 마그네슘이 적고 평균 클라크는 1.87%입니다. 마그네슘은 기본 암석(4.5%)에서 우세하고, 화강암과 기타 산성 암석에서는 0.56%로 적습니다. 마그마 공정에서 Mg 2+는 Fe 2+와 유사하며, 이는 이온 반경(각각 0.74 및 0.80 Å)의 근접성으로 설명됩니다. Mg 2+는 Fe 2+와 함께 감람석, 휘석 및 기타 화성 광물의 일부입니다.

마그네슘 광물은 규산염, 탄산염, 황산염, 염화물 등 다양합니다. 그 중 절반 이상이 바다, 호수, 토양 등의 바닥 등 생물권에서 형성되었습니다. 나머지는 고온 공정과 관련이 있습니다.

생물권에서는 마그네슘의 활발한 이동과 분화가 관찰됩니다. 여기서 주요 역할은 용해, 염의 침전, 점토에 의한 마그네슘의 흡착과 같은 물리적 및 화학적 과정에 속합니다. 마그네슘은 대륙의 생물학적 순환에서 약하게 유지되며 강의 유출수와 함께 바다로 유입됩니다. 해수에는 평균 0.13%의 마그네슘이 포함되어 있습니다. 이는 나트륨보다 적지만 다른 모든 금속보다 많습니다. 바닷물은 마그네슘으로 포화되지 않으며 염분의 침전도 발생하지 않습니다. 바다 석호에서 물이 증발하면 황산마그네슘과 염화물이 칼륨염과 함께 퇴적물에 축적됩니다. 백운석은 일부 호수(예: Balkhash 호수)의 미사에 축적됩니다. 산업계에서 마그네슘은 주로 백운석과 해수에서 얻습니다.

마그네슘의 물리적 특성.컴팩트 마그네슘은 반짝이는 은백색 금속으로, 표면에 산화막이 형성되어 공기 중에서 흐릿해집니다. 마그네슘은 육각형 격자(a = 3.2028Å, c = 5.1998Å)로 결정화됩니다. 원자 반경 1.60Å, 이온 반경 Mg 2+ 0.74Å. 마그네슘 밀도 1.739 g/cm 3 (20 °C); tpl 651℃; 1107°C에서 끓이지 마세요. 비열 용량(20 °C에서) 1.04 10 3 J/(kg K), 즉 0.248 cal/(g °C); 열전도율(20°C) 1.55×102W/(m·K), 즉 0.37cal/(cm·sec·°C); 0-550 °C 범위의 선팽창 열 계수는 방정식 25.0·10 -6 + 0.0188 t로 결정됩니다. 특정 전기 저항(20°C) 4.5·10 -8 ohm·m(4.5 μΩ·cm). 마그네슘은 상자성이며 비자화율이 +0.5·10 -6입니다. 마그네슘은 상대적으로 부드럽고 연성이 있는 금속입니다. 기계적 성질은 가공 방법에 따라 크게 달라집니다. 예를 들어, 20°C에서 주조 및 변형된 마그네슘의 특성은 각각 다음 값으로 특성화됩니다. 브리넬 경도 29.43 10 7 및 35.32 10 7 n/m 2 (30 및 36 kgf/mm 2), 항복 강도 2 , 45 10 7 및 8.83 10 7 n/m 2 (2.5 및 9.0 kgf/mm 2), 인장 강도 11.28 10 7 및 19.62 10 7 n/m 2 (11.5 및 20.0 kgf/mm 2), 상대 신율 8.0 그리고 11.5%.

마그네슘의 화학적 성질.마그네슘 원자의 외부 전자 구성은 3s 2입니다. 모든 안정한 화합물에서 마그네슘은 2가입니다. 화학적으로 마그네슘은 매우 활동적인 금속입니다. 300~350°C로 가열하면 표면이 산화막으로 보호되기 때문에 소형 마그네슘이 크게 산화되지 않지만, 600~650°C에서 마그네슘은 발화하고 밝게 연소하여 산화마그네슘과 부분적으로 Mg 3 N 2 질화물을 생성합니다. . 후자는 또한 질소 분위기에서 약 500°C로 마그네슘을 가열하여 얻습니다. 마그네슘은 공기로 포화되지 않은 찬물과 거의 반응하지 않으며 끓는 물에서 천천히 수소를 대체합니다. 수증기와의 반응은 400°C에서 시작됩니다. 습한 대기에서 용융된 마그네슘은 H 2 O에서 수소를 방출하여 이를 흡수합니다. 금속이 응고되면 수소는 거의 완전히 제거됩니다. 수소 대기에서 400-500 ° C의 마그네슘은 MgH 2를 형성합니다.

마그네슘은 염 수용액에서 대부분의 금속을 대체합니다. 25°C에서 Mg의 표준 전극 전위는 2.38V입니다. 마그네슘은 추위에 묽은 무기산과 반응하지만 불용성 MgF 2 불화물 보호막이 형성되어 불산에는 용해되지 않습니다. 농축된 H 2 SO 4 및 HNO 3과의 혼합물에서 마그네슘은 사실상 불용성입니다. 마그네슘은 추위에 알칼리 수용액과 상호 작용하지 않지만 알칼리 금속 중탄산염 및 암모늄염 용액에는 용해됩니다. 가성 알칼리는 염 용액에서 수산화 마그네슘 Mg(OH) 2를 침전시키며, 물에 대한 용해도는 무시할 수 있습니다. 대부분의 마그네슘 염은 물에 잘 녹습니다(예: 황산 마그네슘): MgF 2, MgCO 3, Mg 3 (PO 4) 2 및 일부 이중염은 약간 용해됩니다.

가열되면 마그네슘은 할로겐과 반응하여 할로겐화물을 생성합니다. 젖은 염소를 사용하면 이미 추위에 MgCl 2가 형성됩니다. 마그네슘을 황 또는 SO 2 및 H 2 S와 함께 500-600 °C로 가열하면 탄화수소(탄화물 MgC 2 및 Mg 2 C 3)와 함께 황화 MgS를 얻을 수 있습니다. 규화물 Mg 2 Si, Mg 3 Si 2, 인화물 Mg 3 P 2 및 기타 이원 화합물도 알려져 있습니다. 마그네슘은 강력한 환원제입니다. 가열하면 산화물과 할로겐화물에서 다른 금속(Be, Al, 알칼리)과 비금속(B, Si, C)을 대체합니다. 마그네슘은 수많은 유기금속 화합물을 형성하여 유기 합성에서 중요한 역할을 결정합니다. 마그네슘은 대부분의 금속과 합금되며 기술적으로 중요한 많은 경합금의 기초가 됩니다.

마그네슘 획득.업계에서 가장 많은 양의 마그네슘은 무수 염화물 MgCl 2 또는 무수 카르날라이트 KCl MgCl 2 6H 2 O를 전기분해하여 얻습니다. 전해질에는 염화물 Na, K, Ca 및 소량의 NaF 또는 CaF 2도 포함됩니다. 용융물 내 MgCl 2 함량은 5-7% 이상입니다. 720-750 °C에서 전기분해가 진행됨에 따라 전해질의 일부를 제거하고 MgCl 2 또는 카르날라이트를 첨가하여 조의 조성을 조정합니다. 음극은 강철로 만들어지고, 양극은 흑연으로 만들어집니다. 전해질 표면에 떠 있는 용융 마그네슘은 주기적으로 음극 공간에서 제거되고, 욕조 바닥에 닿지 않는 칸막이에 의해 양극 공간과 분리됩니다. 거친 마그네슘의 구성에는 최대 2%의 불순물이 포함되어 있습니다. 이는 플럭스 층 아래의 전기 도가니로에서 정제되어 금형에 부어집니다. 최고 등급의 1차 마그네슘에는 99.8%의 Mg가 포함되어 있습니다. 후속 마그네슘 정제는 진공에서 승화를 통해 수행됩니다. 2~3회 승화하면 마그네슘 순도가 99.999%로 증가합니다. 정제 후 양극 염소를 사용하여 마그네사이트에서 무수 MgCl 2, TiO 2 산화물 및 기타 화합물에서 사염화 티타늄 TiCl 4를 얻습니다.

마그네슘을 생산하는 다른 방법으로는 금속열 및 탄소열이 있습니다. 첫 번째 방법에 따르면 완전히 분해되도록 소성된 백운암 연탄과 환원제(규소철 또는 규소알루미늄)를 진공 상태에서 1280~1300°C(잔류 압력 130~260n/m 2, 즉 1~2mmHg)에서 가열합니다. 마그네슘 증기는 400~500°C에서 응축됩니다. 이를 청소하기 위해 플럭스 또는 진공 상태에서 녹인 후 금형에 붓습니다. 탄소열 방법에 따르면, 석탄과 산화마그네슘의 혼합물로 만든 연탄은 전기로에서 2100°C 이상으로 가열됩니다. 마그네슘 증기는 증류되어 응축됩니다.

마그네슘의 응용.금속 마그네슘의 가장 중요한 적용 분야는 이를 기반으로 한 합금 생산입니다. 마그네슘은 환원이 어려운 희귀 금속(Ti, Zr, Hf, U 등)을 생산하기 위한 금속열공정에 널리 사용되며, 마그네슘은 금속 및 합금의 탈산 및 탈황에 사용됩니다. 마그네슘 분말과 산화제의 혼합물은 조명 및 방화 성분으로 사용됩니다. 마그네슘 화합물이 널리 사용됩니다.

체내의 마그네슘.마그네슘은 식물과 동물 유기체의 일정한 부분입니다(1/1000~100%). 마그네슘 농축기는 최대 3%의 마그네슘(재), 일부 유공충(최대 3.5%), 석회질 해면(석회질 해면)을 최대 4%까지 축적하는 일부 조류입니다. 마그네슘은 식물의 녹색 색소인 엽록소(지구상의 식물에 있는 엽록소의 총 질량에는 약 1000억 톤의 마그네슘이 포함되어 있음)의 일부이며 식물의 모든 세포 소기관과 모든 생명체의 리보솜에서도 발견됩니다. 마그네슘은 칼슘 및 망간과 함께 많은 효소를 활성화하여 식물의 염색체 및 콜로이드 시스템 구조의 안정성을 보장하고 세포의 팽압을 유지하는 데 관여합니다. 마그네슘은 토양에서 인의 공급과 식물의 흡수를 자극하며 인산 염 형태로 피틴에 포함되어 있습니다. 토양에 마그네슘이 부족하면 식물의 잎 마블링과 식물 백화가 발생합니다(이러한 경우 마그네슘 비료가 사용됩니다). 동물과 인간은 음식을 통해 마그네슘을 섭취합니다. 마그네슘의 일일 인간 필요량은 0.3-0.5g입니다. 어린 시절, 임신 및 수유 중에는 이러한 필요성이 더 높습니다. 혈액 내 마그네슘의 정상 수치는 약 4.3mg%입니다. 수준이 증가하면 졸음, 감수성 상실, 때로는 골격근 마비가 관찰됩니다. 체내에서 마그네슘은간에 축적되며 그 중 상당 부분이 뼈와 근육으로 전달됩니다. 근육에서 마그네슘은 혐기성 탄수화물 대사 과정을 활성화하는 데 관여합니다. 체내에서 마그네슘의 길항제는 칼슘입니다. 구루병 중에 마그네슘-칼슘 균형의 교란이 관찰되는데, 이는 마그네슘이 혈액에서 뼈로 이동하여 칼슘을 뼈에서 대체하는 것입니다. 음식에 마그네슘염이 부족하면 정상적인 흥분이 방해됩니다. 신경계, 근육 수축. 사료에 마그네슘이 부족한 소는 소위 풀 테타니(근육 경련, 사지 성장 둔화)에 걸리게 됩니다. 동물의 마그네슘 대사는 혈액 내 마그네슘 함량을 낮추는 부갑상선 호르몬과 마그네슘 함량을 증가시키는 프롤란에 의해 조절됩니다. 의료 행위에 사용되는 마그네슘 제제 중 황산 마그네슘(진정제, 항경련제, 진경제, 완하제 및 담즙 억제제), 탄 마그네시아(산화마그네슘) 및 탄산 마그네슘(알칼리, 약한 완하제).