Riwayat magnesium, struktur, sifat, reaksi, penggunaan

Dia magnesium Ini adalah logam alkalin lainnya yang termasuk dalam kelompok 2 dari tabel periodik. Nomor atomnya adalah 12 dan diwakili dengan simbol kimianya MG. Ini adalah elemen kedelapan yang paling melimpah di kerak bumi, sekitar 2,5% dari yang sama.

Logam ini, seperti paprika dan logam alkali, tidak ditemukan di alam dalam keadaan asli, tetapi dikombinasikan dengan elemen lain untuk membentuk banyak senyawa yang ada di batu, air laut dan air garam.

Objek sehari -hari dibuat dengan magnesium. Sumber: Wikipedia Firetwister.

Magnesium adalah bagian dari mineral seperti dolomit (kalsium dan magnesium karbonat), magnesit (magnesium karbonat), karnalit (magnesium klorida dan kalium heksahidrat), brucita (magnesium hidroksida) dan dalam silikat seperti talc dan talc the olivino.

Sumber alami terkaya untuk perpanjangannya adalah laut yang memiliki berlimpah 0,13%, meskipun Great Salt Lake (1,1%) dan Laut Mati (3,4%) memiliki konsentrasi magnesium utama. Ada Salmuela dengan kandungan yang tinggi, yang terkonsentrasi dengan penguapan.

Nama magnesium mungkin berasal dari magnesita, ditemukan di magnesia, di wilayah Tessaly, daerah kuno Yunani. Meskipun, telah ditunjukkan bahwa magnetit dan mangan ditemukan di wilayah yang sama.

Magnesium bereaksi kuat dengan oksigen pada suhu di atas 645 ºC. Sementara itu, debu magnesium terbakar di udara kering, memancarkan cahaya putih yang intens. Untuk alasan ini, itu digunakan sebagai sumber cahaya dalam fotografi. Saat ini, properti ini masih digunakan dalam kembang api.

Itu adalah elemen utama untuk makhluk hidup. Diketahui bahwa itu adalah kofaktor untuk lebih dari 300 enzim, termasuk beberapa enzim glikolisis. Ini adalah proses vital bagi makhluk hidup untuk hubungan mereka dengan produksi ATP, sumber energi seluler utama.

Ini juga merupakan bagian dari kompleks yang mirip dengan hemo hemoglobin, hadir dalam klorofil. Ini adalah pigmen yang mengintervensi realisasi fotosintesis.

[TOC]

Sejarah

Pengakuan

Joseph Black, seorang ahli kimia Skotlandia, pada 1755 mengenalinya sebagai sebuah unsur, secara eksperimental menunjukkan bahwa itu berbeda dari kalsium, logam yang mereka bingung.

Dalam hal ini, Black menulis: "Kami melihat dengan eksperimen bahwa Magnesia alba (magnesium karbonat) adalah senyawa dari tanah yang khas dan udara tetap".

Isolasi

Pada tahun 1808, Sir Humprey Davy berhasil mengisolasinya menggunakan elektrolisis untuk menghasilkan amalgam magnesium dan merkuri. Dia berhasil dengan menggabungkan garam sulfat basahnya dengan penggunaan merkuri sebagai katoda. Selanjutnya, ia menguap merkuri La Malgama dengan melakukan pemanasan, meninggalkan residu magnesium.

KE. Bussy, seorang ilmuwan Prancis, berhasil menghasilkan magnesium logam pertama pada tahun 1833. Untuk melakukan ini, Bussy menghasilkan pengurangan magnesium klorida cair dengan kalium logam.

Pada tahun 1833, ilmuwan Inggris Michael Faraday digunakan untuk pertama kalinya elektrolisis magnesium klorida untuk isolasi logam ini.

Produksi

Pada tahun 1886, perusahaan Jerman aluminium und magnesiumfabrik hemelingen menggunakan elektrolisis karnalit (MGCL₂· Kcl · 6h₂O) cair untuk menghasilkan magnesium.

Hemelingen, terkait dengan kompleks industri Farbe (IG Farben), berhasil mengembangkan teknik untuk menghasilkan sejumlah besar magnesium klorida cair untuk mengirimkannya ke elektrolisis untuk produksi magnesium dan klorin.

Selama Perang Dunia II, Dow Chemical Company (USA) dan Magnesium Elektron Ltd (UK), memulai pengurangan elektrolitik di air laut; Pumaada dari Teluk Galveston, Texas dan di Laut Utara ke Hartlepool, Inggris, untuk produksi magnesium.

Pada saat yang sama, di Ontario (Kanada) Teknik dibuat untuk memproduksinya berdasarkan proses L. M. Pidgeon. Teknik ini terdiri dari reduksi termal magnesium oksida dengan silikat dalam pengapian eksternal pengembalian.

Struktur dan konfigurasi elektronik magnesium

Magnesium mengkristal dalam struktur heksagonal yang ringkas, di mana masing -masing atomnya dikelilingi oleh dua belas tetangga. Ini membuatnya padat dari logam lain, seperti lithium atau natrium.

Konfigurasi elektroniknya adalah [ne] 3s², Dengan dua elektron valensi dan sepuluh di lapisan internal. Dengan memiliki elektron tambahan dibandingkan dengan natrium, ikatan logamnya menjadi lebih kuat.

Ini karena atom lebih kecil dan intinya memiliki satu proton lagi; Oleh karena itu mereka memberikan efek ketertarikan yang lebih besar pada elektron atom tetangga, yang mengontrak jarak di antara mereka. Juga, karena ada dua elektron, pita 3S yang dihasilkan penuh, dan mampu merasakan lebih banyak daya tarik nukleus.

Dapat melayani Anda: elemen kimia

Kemudian, atom mg akhirnya duduk kristal heksagonal yang padat dan dengan ikatan logam yang kuat. Ini menjelaskan titik fusi yang jauh lebih besar (650 ° C) daripada natrium (98 ºC).

Semua orbital ketiga dari semua atom dan dua belas tetangga mereka tumpang tindih ke segala arah di dalam kaca, dan dua elektron pergi sementara dua lainnya datang; Demikianlah, tanpa mg kation dapat berasal²⁺.

Angka oksidasi

Magnesium dapat kehilangan dua elektron saat membentuk senyawa dan tetap sebagai kation mg²⁺, yang isolektronik menjadi gas neon mulia. Saat mempertimbangkan keberadaannya di senyawa apa pun, jumlah oksidasi magnesium adalah +2.

Di sisi lain, dan meskipun kurang umum, kation mg dapat dibentuk⁺, yang hanya kehilangan satu dari dua elektron dan isolektronik menjadi natrium. Ketika kehadirannya diasumsikan dalam suatu senyawa, dikatakan bahwa magnesium memiliki jumlah oksidasi +1.

Properti

Penampilan fisik

Padatan putih cerah dalam keadaan paling murni, sebelum mengoksidasi atau bereaksi dengan udara basah.

Massa atom

24.304 g/mol.

Titik lebur

650 ºC.

Titik didih

1.091 ºC.

Kepadatan

1.738 g/cm³ pada suhu kamar. Dan 1.584 g/cm³ ke suhu leleh; yaitu, fase cair kurang padat daripada padatan, seperti halnya sebagian besar senyawa atau zat.

Panas fusi

848 kJ/mol.

Panas penguapan

128 kJ/mol.

Kapasitas kalori molar

24.869 J/(mol · k).

Tekanan uap

Pada 701 K: 1 pa; Artinya, tekanan uap Anda sangat rendah.

Elektronegativitas

1.31 Pada skala Pauling.

Energi ionisasi

Level pertama ionisasi: 1.737.2 kJ/mol (mg⁺ gas)

Ionisasi Tingkat Kedua: 1.450,7 kJ/mol (mg²⁺ Gas, dan membutuhkan lebih sedikit energi)

Ionisasi Tingkat Ketiga: 7.732,7 kJ/mol (mg³⁺ Gas, dan membutuhkan banyak energi).

Radio atom

160 sore.

Kovalen radio

141 ± 17 sore

Volume atom

13.97 cm³/mol.

Ekspansi termal

24,8 μm/m · k pada 25 ° C.

Konduktivitas termal

156 w/m · k.

Resistivitas listrik

43.9 nΩ · m pada 20 ºC.

Konduktivitas listrik

22.4 × 10⁶ S · cm³.

Kekerasan

2,5 pada skala Mohs.

Tata nama

Magnesium logam tidak memiliki nama yang dikaitkan lainnya. Senyawa -senyawanya, karena di sebagian besar mereka memiliki jumlah oksidasi +2, disebutkan menggunakan nomenklatur stok tanpa perlu mengungkapkan angka tersebut dalam tanda kurung.

Misalnya, MgO adalah magnesium oksida dan tidak ada magnesium oksida (II). Menurut nomenklatur sistematis, senyawa sebelumnya menjadi: magnesium monoksida dan non -monomagnesium monoksida.

Hal yang sama terjadi di sisi nomenklatur tradisional seperti halnya stok nomenklatur: nama senyawa berakhir dengan cara yang sama; yaitu, dengan akhiran -ICO. Dengan demikian, MgO adalah magnetic oxide, menurut nomenklatur ini.

Dari sisanya, senyawa lain mungkin atau mungkin tidak memiliki nama umum atau mineralogi, atau terdiri dari molekul organik (senyawa organomagnesium), yang nomenklaturnya tergantung pada struktur molekul dan substituen alquilis (R) atau Arlic (AR) (AR).

Mengenai senyawa organomagnesium, hampir semua adalah reagen Grignard dengan rumus umum RMGX. Misalnya, Brmgch₃ Itu adalah Metil Magnesium Bromide. Perhatikan bahwa nomenklatur tampaknya tidak begitu rumit dalam kontak pertama .

Bentuk

Paduan

Magnesium digunakan dalam paduan karena merupakan logam ringan, digunakan terutama pada paduan aluminium, yang meningkatkan karakteristik mekanis logam ini. Itu juga telah digunakan dalam paduan dengan besi.

Namun, ia telah menolak penggunaannya dalam paduan karena kecenderungannya untuk berjalan pada suhu tinggi.

Mineral dan senyawa

Karena reaktivitasnya tidak ditemukan di korteks bumi dalam bentuk asli atau dasar. Sebaliknya, itu adalah bagian dari banyak senyawa kimia, yang terletak di sekitar 60 mineral yang dikenal.

Di antara mineral magnesium yang paling umum adalah:

-Dolomita, kalsium dan magnesium karbonat, mgco₃·Maling₃

-Magnesita, magnesium karbonat, caco₃

-Brucita, magnesium hidroksida, MG (OH)₂

-Carnalita, magnesium dan kalium klorida, mgcl₂· Kcl · h₂SALAH SATU.

Selain itu, itu bisa dalam bentuk mineral lain seperti:

-Kieserita, magnesium sulfat, mgso₄· H₂SALAH SATU

-Forsterita, magnesium silikat, mgsio₄

-Chrystyl atau asbes, magnesium silikat lain, mg₃Ya₂SALAH SATU₅(OH)₄

-Talc, MG₃Ya₁₄SALAH SATU₁₁₀(OH)₂.

Isotop

Magnesium ditemukan di alam sebagai kombinasi dari tiga isotop alami: ²⁴MG, dengan kelimpahan 79%; ²⁵MG, dengan kelimpahan 11%; dan ²⁶Mg, dengan kelimpahan 10%. Selain itu, ada 19 isotop radioaktif buatan.

Kertas Biologis

Glikolisis

Magnesium adalah elemen penting bagi semua makhluk hidup. Manusia memiliki asupan harian 300 - 400 mg magnesium. Kandungan tubuhnya adalah antara 22 dan 26 g, pada manusia dewasa, terkonsentrasi terutama pada kerangka tulang (60%).

Dapat melayani Anda: turbidimetri

Glikolisis adalah urutan reaksi di mana glukosa diubah menjadi asam piruvat, dengan produksi bersih 2 molekul ATP. Kinase piruvat, hexoquinase dan fosfofruction kinase, adalah enzim, antara lain, dari glikolisis yang menggunakan Mg sebagai aktivator.

DNA

DNA dibentuk oleh dua rantai nukleotida yang memiliki gugus fosfat secara negatif dalam strukturnya; Oleh karena itu, rantai DNA mengalami tolakan elektrostatik. Ion na⁺, K⁺ dan mg²⁺, Menetralkan muatan negatif, menghindari disosiasi rantai.

ATP

Molekul ATP memiliki gugus fosfat dengan atom oksigen yang dimuat secara negatif. Di antara atom oksigen yang berdekatan ada tolakan listrik yang dapat membagi molekul ATP.

Ini tidak terjadi karena magnesium berinteraksi dengan atom oksigen tetangga, membentuk chelato. Dikatakan bahwa ATP-MG adalah bentuk aktif ATP.

Fotosintesis

Magnesium sangat penting untuk fotosintesis, proses sentral dalam penggunaan energi oleh tanaman. Ini adalah bagian dari klorofil, yang hadir di dalam struktur yang mirip dengan kelompok hem hemoglobin; Tetapi dengan atom magnesium di tengah, bukan besi.

Klorofil menyerap energi cahaya dan menggunakannya menjadi fotosintesis untuk mengubah karbon dioksida dan glukosa dan oksigen dioksida. Glukosa dan oksigen kemudian digunakan dalam produksi energi.

Organisme

Penurunan konsentrasi magnesium plasma dikaitkan dengan kejang otot; penyakit kardiovaskular, seperti hipertensi; Diabetes, osteoporosis dan penyakit lainnya.

Ion magnesium mengintervensi dalam regulasi fungsi saluran kalsium dalam sel saraf. Pada konsentrasi tinggi memblokir saluran kalsium. Sebaliknya, penurunan kalsium menghasilkan aktivasi saraf dengan memungkinkan kalsium masuk ke dalam sel.

Ini akan menjelaskan kejang dan kontraksi sel otot dari dinding pembuluh darah utama.

Dimana dan produksi

Magnesium tidak ditemukan di alam dalam keadaan dasar, tetapi membentuk bagian dari sekitar 60 mineral dan banyak senyawa, yang terletak di laut, batu dan salmueras.

Laut memiliki konsentrasi magnesium 0,13%. Karena perpanjangannya, laut adalah reservoir dunia utama magnesium. Reservoir magnesium lainnya adalah Great Salt Lake (USA), dengan konsentrasi magnesium 1,1%, dan Laut Mati, dengan konsentrasi 3,4%.

Mineral magnesium dolomit dan magnesit diekstraksi dari vena menggunakan metode penambangan tradisional. Sementara itu, dalam larutan karnalit digunakan yang memungkinkan garam lain untuk pergi ke permukaan, menjaga karnalit di latar belakang.

Salmuela yang mengandung magnesium terkonsentrasi di kolam menggunakan pemanasan matahari.

Magnesium diperoleh dengan dua metode: elektrolisis dan reduksi termal (proses Pidgeon).

Elektrolisa

Dalam proses elektrolisis garam cair yang mengandung atau magnesium klorida anhidrat, sebagian dehidrasi magnesium klorida digunakan, atau anhidra mineral karnalit karnalit. Dalam beberapa keadaan untuk menghindari kontaminasi karnalit alami, buatan digunakan.

Anda juga bisa mendapatkan magnesium klorida mengikuti prosedur yang dirancang oleh perusahaan Dow. Air dicampur dalam flokulator dengan bijih dolomit yang sedikit dikalsinasi.

Magnesium klorida yang ada dalam campuran diubah menjadi mg (OH)₂ Dengan penambahan kalsium hidroksida, sesuai dengan reaksi berikut:

Mgcl₂    +     CA (OH)₂    → mg (OH)₂       +        CACL₂

Magnesium hidroksida terjal diobati dengan asam klorida, menghasilkan magnesium dan air klorida, menurut reaksi kimia yang ditentukan:

Mg (oh)₂     +       2 HCL → MGCL₂     +       2 h₂SALAH SATU

Kemudian, magnesium klorida mengalami proses dehidrasi untuk mencapai 25% hidrasi, menyelesaikan dehidrasi selama proses pengecoran. Elektrolisis dilakukan pada suhu yang bervariasi antara 680 hingga 750 ºC.

Mgcl₂      → mg+cl₂

Klorin diatomik dihasilkan dalam anoda dan magnesium cair mengapung di bagian atas garam, di mana ia dikumpulkan.

Pengurangan termal

Kristal magnesium diendapkan dengan uapnya. Sumber: Warut Roonguthai [CC BY-SA 3.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0)] Dalam proses Pidgeon, dolomit tanah dan dikalsinasi dicampur dengan ferrosilicio yang ditumbuk halus dan ditempatkan dalam silinder nikel-chrome-hydro. Retraces ditempatkan di dalam oven dan seri dengan kapasitor yang terletak di luar oven.

Dapat melayani Anda: pasukan van der Waals

Reaksi terjadi pada suhu 1200 ºC dan pada tekanan rendah 13 pa. Kristal magnesium menarik diri dari kondensor. Sampah yang dihasilkan dikumpulkan dari latar belakang pengembalian.

2 CAO +2 MGO +Si → 2 mg (Gas) +CA₂Sio₄ (kotoran manusia)

Kalsium dan magnesium oksida diproduksi oleh kalsinasi kalsium dan magnesium karbonat yang ada dalam dolomita.

Reaksi

Magnesium bereaksi keras dengan asam, terutama dengan oksasid. Reaksinya dengan asam nitrat menghasilkan magnesium nitrat, mg (tidak₃)₂. Dengan cara yang sama bereaksi dengan asam klorida untuk menghasilkan magnesium dan gas hidrogen klorida.

Magnesium tidak bereaksi dengan alkali, seperti natrium hidroksida. Pada suhu kamar, lapisan magnesium oksida tertutup, tidak larut dalam air, yang melindunginya dari korosi.

Membentuk senyawa kimia, di antara elemen -elemen lainnya, dengan klorin, oksigen, nitrogen dan sulfur. Sangat reaktif dengan oksigen pada suhu tinggi.

Aplikasi

- Magnesium Dasar

Paduan

Paduan magnesium telah digunakan di pesawat terbang dan mobil. Yang terakhir memiliki persyaratan untuk mengendalikan emanasi gas polutan, pengurangan berat kendaraan bermotor.

Aplikasi magnesium didasarkan pada bobotnya yang rendah, resistensi tinggi dan kemudahan pembuatan paduan. Aplikasi termasuk alat tangan, artikel olahraga, kamera, peralatan, bingkai bagasi, bagian mobil, artikel untuk industri dirgantara.

Paduan magnesium juga digunakan dalam pembuatan pesawat terbang spasial, roket dan satelit, serta photogravure.

Metalurgi

Magnesium ditambahkan dalam jumlah kecil untuk besi putih cair, yang meningkatkan resistensi dan kelenturan yang sama. Selain itu, magnesium dicampur dengan kapur disuntikkan ke dalam besi oven tinggi cair, meningkatkan sifat mekanik baja.

Magnesium mengintervensi produksi titanium, uranium dan hafnio. Itu bertindak sebagai agen pereduksi pada titanium tetrachloride, dalam proses Kroll, untuk berasal titanium.

Elektrokimia

Magnesium digunakan dalam tumpukan kering, bertindak sebagai anoda dan perak klorida seperti katoda. Saat magnesium diletakkan dalam kontak listrik dengan baja di hadapan air, ia berkorosi dengan cara pengorbanan, meninggalkan baja utuh.

Jenis perlindungan baja ini ada di kapal, tangki penyimpanan, pemanas air, struktur jembatan, dll.

Piroteknik

Magnesium dalam debu atau strip terbakar, memancarkan cahaya putih yang sangat intens. Properti ini telah digunakan dalam piroteknik militer untuk menghasilkan kebakaran atau pencahayaan melalui suar.

Padatannya yang terbagi halus telah digunakan sebagai komponen bahan bakar, terutama dalam baling -baling padat untuk roket.

- Senyawa

Magnesium karbonat

Ini digunakan sebagai isolator termal untuk boiler dan pipa. Menjadi higroskopis dan larut dalam air, digunakan untuk mencegah garam umum menjadi kompak dalam pengocok garam dan tidak mengalir dengan benar selama bumbu makanan.

Magnesium hidroksida

Itu memiliki aplikasi sebagai penghambat api. Dilarahkan dalam air membentuk susu magnesia yang terkenal, suspensi keputihan yang telah digunakan sebagai antasid dan pencahar.

Magnesium klorida

Ini digunakan dalam pembuatan semen untuk lantai berkekuatan tinggi, serta aditif dalam pembuatan tekstil. Selain itu, digunakan sebagai flokulan susu kedelai untuk produksi tahu.

Magnesium oksida

Ini digunakan dalam pembuatan batu bata refraktori untuk menahan suhu tinggi dan sebagai isolator termal dan listrik. Ini juga digunakan sebagai pencahar dan antasid.

Magnesium sulfat

Itu digunakan secara industri untuk membuat semen dan pupuk, kecokelatan dan diwarnai. Itu juga pengering. Garam Epsom, MGSO₄· 7h₂Atau, itu digunakan sebagai pencahar.

- Mineral

bedak talek

Anda memiliki pola kekerasan yang lebih rendah (1) pada skala Mohs. Ini berfungsi sebagai mengisi pembuatan kertas dan kardus, serta mencegah iritasi dan hidrasi kulit. Ini digunakan dalam pembuatan bahan yang tahan panas dan sebagai dasar dari banyak kosmetik menggunakan bubuk.

Chrystyl atau asbes

Ini telah digunakan sebagai isolator termal dan di industri konstruksi untuk pembuatan atap. Saat ini, tidak digunakan karena mereka adalah serat karsinogenik paru -paru.

Referensi

1. Mathews, c. K., Van Holde, K. DAN. Dan Ahern, k. G. (2002). Biokimia. 3^dulu Edisi. Editorial Pearson Education, s.KE.
2. Wikipedia. (2019). Magnesium. Diperoleh dari: di.Wikipedia.org
3. Clark J. (2012). Ikatan logam. Pulih dari: chemguide.bersama.Inggris
4. Hull a. W. (1917). Struktur kristal magnesium. Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional Amerika Serikat, 3 (7), 470-473. Doi: 10.1073/PNA.3.7.470
5. Timothy p. Hanusa. (7 Februari 2019). Magnesium. Encyclopædia Britannica. Dipulihkan dari: Britannica.com
6. Hangzhoum Network Technology Co. (2008). Magnesium. Dipulihkan dari: Lookchem.com