MAGNEZIJEV HIDROKSID: STRUKTURA, LASTNOSTI, NOMENKLATURA, UPORABE - KEMIJA - 2025

Magnezijev hidroksid je anorganska spojina, ki ima na kemično formulo Mg (OH) ₂ . V svoji čisti obliki je trdno bela trdna snov z amorfnim videzom; Vendar se z majhno in natančno vsebnostjo nečistoč spremeni v kristalni trden brucit, mineral, ki ga najdemo v določenih nahajališčih v naravi in ​​je bogat vir magnezija.

Je šibek elektrolit ali baza, zato je njegova disociacija malo vode. Zaradi te lastnosti je Mg (OH) ₂ dober nevtralizator kislosti za prehrano ljudi; zdravilo, splošno znano kot mleko iz magnezijeve suspenzije. Je tudi ogenj, ki sprošča vodo med termičnim razpadom.

Trden vzorec magnezijevega hidroksida. Vir: Chemicalinterest

Na zgornji sliki so prikazane trdne snovi magnezijevega hidroksida, po katerih je mogoče opaziti njegovo neprozorno belo barvo. Bolj kristalni so, razvijejo steklene in biserne površine.

Njegova kristalna struktura je posebna, saj vzpostavlja dvoslojne šesterokotne kristale, ki so obetavni modeli za oblikovanje novih materialov. Njihovi pozitivni naboji igrajo pomembno vlogo v teh plasteh zaradi nadomeščanja Mg ²⁺ s trivalentnimi kationi in zaradi vrst, omejenih med stenami, sestavljenimi iz OH ^- anionov .

Po drugi strani pa se druge aplikacije pojavljajo glede na morfologijo pripravljenih delcev ali nanodelcev; kot katalizatorji ali adsorbenti. V vseh njih je razmerje 1: 2 stalno za ione Mg ²⁺ : OH ^- , kar se odraža v isti formuli Mg (OH) ₂ .

Struktura

Formula in oktahedron

Ioni, ki sestavljajo magnezijev hidroksid. Vir: Claudio Pistilli

Zgornja slika prikazuje ione, ki sestavljajo Mg (OH) ₂ . Kot je razvidno, obstajata dva OH ^- aniona za vsak Mg ²⁺ kation , ki medsebojno elektrostatično vplivata na določitev kristala s šestkotno strukturo. Ista formula kaže, da je razmerje Mg: OH 1: 2.

Vendar je prava kristalna struktura nekoliko bolj zapletena, kot če predpostavljamo preproste Mg ²⁺ in OH ^- ione . Dejansko je za magnezij značilno, da ima koordinacijsko število 6, tako da lahko deluje z do šestimi OH ^- .

Tako _nastane oktaedar Mg (OH) ₆ , kjer kisikovi atomi očitno prihajajo iz OH ^- ; in kristalna struktura zdaj temelji na preučevanju takšnih oktaedrov in njihovem medsebojnem vplivanju.

Dejansko Mg (OH) ₆ enote na koncu definirajo dvoslojne strukture, ki so nameščene v prostoru, da izvirajo šestkotni kristal.

Dvoslojni

Dvoslojna struktura magnezijevega hidroksida. Vir: Smokefoot

Zgornja slika prikazuje strukturo dvojnega sloja magnezijevega hidroksida (LDH, za akronim v angleščini: Slojni dvojni hidroksidi). Zelene krogle predstavljajo ione Mg ²⁺ , ki bi jih lahko nadomestili drugi z večjim nabojem, da ustvarijo pozitiven naboj v plasti.

Upoštevajte, da je okrog vsakega Mg ²⁺ šest rdečih kroglic povezanih z njihovimi belimi kroglicami; to je oktaedrske enote Mg (OH) ₆ . OH ^- deluje kot most za spajanje dveh Mg ²⁺ različnih ravnin, zaradi česar se plasti prepletajo.

Prav tako je opaziti, da atomi vodika kažejo navzgor in navzdol in so predvsem odgovorni za medmolekulske sile, ki držita obe plasti enote Mg (OH) ₆ skupaj .

Med te plasti se lahko vložijo nevtralne molekule (kot so alkoholi, amoniak in dušik) ali celo anioni, odvisno od tega, kako pozitivni so (če obstajajo ioni Al ³⁺ ali Fe ^{3+, ki} nadomeščajo Mg ²⁺ ). "Polnilo" teh vrst je omejeno na površine, ki jih sestavljajo OH ^- anioni .

Morfologije

Dvoslojno, šesterokotno steklo raste počasi ali hitro. Vse je odvisno od parametrov sinteze ali priprave: temperature, molskega razmerja, mešanja, topil, reagentov kot vira magnezija, baz ali oborin itd. Ko kristal raste, določa mikrostrukturo ali morfologijo svojih nanodelcev ali agregatov.

Tako imajo ti nanodelci lahko morfologijo v obliki cvetače, plošči ali kroglici. Prav tako se lahko spreminja porazdelitev njihovih velikosti, prav tako tudi stopnja poroznosti nastalih trdnih snovi.

Lastnosti

Fizični videz

Je bela, zrnata ali prašnata trdna snov in brez vonja.

Molarna masa

58.3197 g / mol.

Gostota

3,47 g / ml

Tališče

350 ° C. Pri tej temperaturi se razgradi v oksid s sproščanjem molekul vode, ki jih vsebujejo njegovi kristali:

Mg (OH) ₂ (s) => MgO (y) + H ₂ O (g)

Topnost v vodi

0,004 g / 100 ml pri 100 ° C; to pomeni, da se komaj raztopi v vreli vodi, zaradi česar je v vodi netopna spojina. Ko pa se pH znižuje (ali se poveča kislost), se njegova topnost poveča zaradi tvorbe kompleksne vodne snovi, Mg (OH ₂ ) ₆ .

Če pa je Mg (OH) ₂ absorbiral CO ₂ , bo sproščen ujeti plin kot šumeč, ko se raztopi v kislem mediju.

Lomni količnik

1,559

pH

Njegova vodna suspenzija ima pH vrednost med 9,5 in 10,5. Čeprav so te vrednosti normalne, odraža njegovo nizko bazičnost v primerjavi z drugimi kovinskimi hidroksidi (kot je NaOH).

Toplotna zmogljivost

77,03 J / mol K

Kje je?

Pastelno modri steklast kristal minerala brucit. Vir: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

Magnezijev hidroksid lahko v naravi najdemo kot mineral brucit, za katerega je značilna prozorna bela barva, z zelenimi ali modrikastimi odtenki, odvisno od nečistoč. Prav tako je brucit del nekaterih glin, na primer klorit, saj je vložen med plasti silikatov, ki jih povezujejo kovinski ioni.

V brucitu so poleg Mg ²⁺ še drugi ioni , kot so Al ³⁺ , Fe ³⁺ , Zn ²⁺ in Mn ²⁺ . Njegove rude lahko najdemo v različnih regijah ali jezerih Škotske, Kanade, Italije in ZDA.

Fizično so njegovi kristali videti kot staljeno steklo (zgornja slika), z belimi, sivkastimi, modrikastimi ali zelenkastimi barvami in prozornimi v redkih vzorcih.

Ta mineral je eno od zla, ki prizadene cemente in beton, saj se ponavadi razširi in povzroči zlome v njih. Vendar ne absorbira CO ₂ , zato njegova kalcinacija ne prispeva k toplogrednemu učinku in je zato primeren mineraloški vir (in najbogatejši) za pridobivanje magnezija poleg morske vode.

Nomenklatura

Mg (OH) ₂ ima do tri IUPAC sprejeta imena (zunaj mineralogije ali medicine). Ti so si med seboj zelo podobni, saj se način njihovega konca skoraj ne razlikuje.

Na primer, „magnezijev hidroksid“ ustreza njegovemu imenu po nomenklaturi zalog, pri čemer je na koncu izpuščen (II), ker je +2 skoraj privzeto edino stanje oksidacije magnezija.

„Magnezijev dihidroksid“, ki z grško številčnico označuje število OH-ionov ^- navedeno v formuli v skladu s sistematično nomenklaturo. In „magnezijev hidroksid“, ki se konča s pripono –ico za največje in „samo“ oksidacijsko stanje magnezija v skladu s tradicionalno nomenklaturo.

Drugih imen, kot sta brucit ali mlečna magnezija, čeprav so neposredno povezani s to spojino, se ne sme omenjati, če gre za njeno najčistejšo trdno snov, ali kot anorgansko spojino (reagent, surovine itd.).

Prijave

Nevtralizator

Mg (OH) _{2 je} posledica svoje majhne topnosti v vodi dejstvo, da je odličen nevtralizator kislosti; v nasprotnem primeru bi medij bazificiral z zagotavljanjem velikih koncentracij OH ^- ionov , kot tudi druge baze (močni elektroliti).

Tako, Mg (OH) ₂ komaj javnost OH ^- , hkrati pa reagira z H ₃ O ⁺ ionov se tvori kompleksno vodno magnezija, omenjena tudi zgoraj. Ker lahko nevtralizira kislost vodnih medijev, je namenjen čiščenju odpadne vode.

Je tudi dodatek k hrani, gnojilom in nekaterim izdelkom za osebno higieno, kot je zobna pasta, saj zmanjšuje njihovo kislost.

Antacid

Če je v vodi rahlo topen, ga lahko zaužijemo, ne da bi pri tem tvegali učinke svojih OH ^- ionov (zelo malo disociira kot šibek elektrolit).

Ta značilnost, povezana z zgornjim pododdelkom, je antitacid za zdravljenje zgage, prebavnih bolezni, prebavne motnje in zaprtja, ki se prodaja pod formulo mleka iz magnezijevega mleka.

Po drugi strani pa magnezijsko mleko pomaga tudi v boju z nadležnimi raki na črevesju (bele in rdeče rane, ki se pojavijo v ustih).

Ognjevarno

V razdelku z lastnostmi je bilo omenjeno, da Mg (OH) ₂ razgrajuje sproščajočo vodo. Prav ta voda pomaga preprečiti napredovanje plamenov, saj absorbirajo toploto, da se izhlapijo, pari pa redčijo vnetljive ali vnetljive pline.

V ta namen se brucitski mineral pogosto uporablja industrijsko in je namenjen kot polnilo v nekaterih materialih, kot so plastika iz različnih polimerov (PVC, smol, gum), kablov ali stropov.

Katalizator

Izkazalo se je, da je Mg (OH) _2, sintetiziran kot nanoplasti, učinkovit za kataliziranje kemičnih redukcij; na primer, 4-nitrofenol (Ph-NO ₂ ) s 4-aminofenola (Ph-NH ₂ ). Prav tako imajo te antibakterijsko delovanje, zato bi ga lahko uporabljali kot terapevtsko sredstvo.

Adsorbent

Nekatere trdne snovi Mg (OH) _{2 so} lahko precej porozne, odvisno od načina njihove priprave. Zato najdejo uporabo kot adsorbenti.

V vodnih raztopinah se lahko molekule barvila (na njihovih površinah) adsorbirajo in bistrijo vodo. Na primer, lahko adsorbirajo barvilo indigo karmina, ki je prisotno v vodnih potokih.

Reference

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. (Četrta izdaja). Mc Graw Hill.
2. Wikipedija. (2019). Magnezijev hidroksid. Pridobljeno: en.wikipedia.org
3. Nacionalni center za informacije o biotehnologiji. (2019). Magnezijev hidroksid. Baza podatkov PubChem. CID = 14791. Pridobljeno: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Galerije ametista. (2014). Mineral brucit. Pridobljeno: galleries.com
5. Henrist in sod. (2003). Morfološka študija nanodelcev magnezijevega hidroksida
6. oborimo v razredčeni vodni raztopini. Časopis za rast kristalov 249, 321–330.
7. Saba J., RK Shanza, Muhammad RS (2018). Sinteza in strukturna analiza mezopornih nanodelcev magnezijevega hidroksida kot učinkovitega katalizatorja.
8. Thimmasandra Narayan Ramesh in Vani Pavagada Sreenivasa. (2015). Odstranjevanje barvila Indigo karmina iz vodne raztopine z uporabo magnezijevega hidroksida kot adsorbenta. Časopis za materiale, vol. 2015, ID članka 753057, 10 strani. doi.org/10.1155/2015/753057