MAGNEZIJEV OKSID: STRUKTURA, LASTNOSTI, NOMENKLATURA, UPORABE - KEMIJA - 2026

Magnezijev oksid je trdna anorganska kristaliničen bel znan tudi kot magnezijevega oksida. Njegova kemijska formula je MgO in nastane z oksidacijo magnezijeve kovine s kisikom.

Pogosto ga najdemo kot naravni mineral, imenovan periklaza. Vendar periklaza ni glavni vir MgO. V naravi ga pogosto najdemo kot skupine kristalov v marmorju.

Magnezijev oksid v prahu. Adam Rędzikowski Vir: Wikipedia CommonsNajdemo ga tudi v mineralnem magnezitu (ki je predvsem magnezijev karbonat z nekaj železovimi karbonati); v apnencu in dolomitu (mineral, ki ga tvorita karbonata magnezija in kalcija); v vulkanskih izlivih in serpentinskih kamninah.

Ne tvori kamnin ali kristalnih usedlin, ker se v stiku z vodno paro v atmosferi pretvori v magnezijev hidroksid (Mg (OH) ₂ ).

Na industrijski ravni ga je mogoče dobiti na več načinov: kalciniranje magnezijevega karbonata (magnezita), kalciniranje magnezijevega hidroksida, začenši iz dolomitnega apnenca, z uporabo morske vode in pirolizo magnezijevega klorida, med drugimi metodami.

Proizvodnja magnezita iz magnezita se je začela pred nekaj več kot 100 leti v Avstriji. Od takrat ima magnezija več tehničnih uporab zaradi visoke tališča, kemične odpornosti, visoke toplotne prevodnosti, nizke električne prevodnosti in biološke aktivnosti.

Struktura

Kristalna struktura MgO je kubična, z središčem obraza podobna kristalni rešetki natrijevega klorida (NaCl).

Magnezija tvori kubične kristale heksaoktaedra, ki so lahko brezbarvni, zeleni ali rjavi.

Mineralna periklaza je majhen oktaeder, redkeje pa je kocka-oktaedar ali dodekahedron.

Lastnosti

Druga imena

- Magnezija.

- Periklaza.

- oksomagnezij.

Fizično stanje

Je trden, kristalni in bel. Čeprav mu prisotnost nečistoč železa daje zelenkasto ali rjavo barvo, odvisno od stopnje oksidacije železa.

Mohsova trdota

5,5-6.

Molekularna teža

40,304 g / mol.

Tališče

2827 ° C.

Gostota

3,558 g / cm ³

Topnost

Praktično netopno v vodi:

0,00062 g na 100 ml pri 20 ° C.

0,0086 g na 100 ml pri 30 ° C.

Netopen v etanolu.

pH

V nasičeni vodni raztopini: 10.3.

Optične lastnosti

Pregleden. Barva: brezbarvna, sivkasto bela, rjavkasto rumena, brezbarvna pri prepuščeni svetlobi.

Lomni količnik

1,7355 pri 589 nm.

1,7283 pri 750 nm.

Druge lastnosti

- Ima visoko toplotno prevodnost in visoko električno upornost.

- Je higroskopičen, to je, da zlahka absorbira vodo iz ozračja. V vodnem mediju se kombinira z vodo in tvori magnezijev hidroksid.

- Stabilen je v oksidativni atmosferi do 2300 ° C in do 1700 ° C v reducirani atmosferi.

- Kompatibilen je z večino kemičnih spojin, razen močnih kislin in močnih oksidantov.

- Po vžigu pri visokih temperaturah je magnezijev oksid razmeroma inerten.

- Ni strupen. Vendar pa je treba ravnati previdno pri ravnanju s praškom, če ima majhne velikosti delcev.

- Njeni kristali imajo visoko odbojno moč tako v vidnem spektru kot v bližnjem ultravijoličnem.

Nomenklatura

Obstaja več vrst MgO, ki se tržijo na trgu:

Kavstična magnezija

Gre za visoko reaktivno obliko magnezijevega oksida, ki nastane z žganjem ali žganjem surovega magnezita (MgCO ₃ ) ali magnezijevega hidroksida (Mg (OH) ₂ ) pri razmeroma nizkih temperaturah, vendar nad temperaturo razpadanja teh snovi med 700 in 1000 ° C.

Med drugimi imeni se imenujejo tudi kalcinirana kavstična magnezija, kalciniran magnezijev oksid, reaktivni magnezijev oksid, rahlo zgoren magnezij.

Kavstično magnezijo lahko zgoremo pri višji temperaturi, da dobimo sintrano magnezijo.

Močno zgorela magnezija

Nastane pri kalciniranju magnezita pri temperaturah od 1000 do 1500 ° C. Njegova reaktivnost se je zmanjšala v primerjavi z kavstično magnezijo.

Magnezija r

Kadar se magnezit kalcinira pri temperaturah med 1500 in 2000 ºC, se magnezija pridobi "požre do smrti" (prevod iz angleščine mrtva-zgorela), ki jo imenujemo tudi ognjevzdržna magnezija ali taljena magnezija.

Staljena magnezija se pridobiva tudi s taljenjem kavstične magnezije v električnem loku. Zaradi teh postopkov je bila njegova reaktivnost skoraj popolnoma odpravljena.

Ta vrsta magnezije se na splošno oblikuje s tlakom in temperaturo, ne da bi dosegla temperaturo taljenja. S tem je mogoče izdelati koščke velike trdote, ki označujejo sintrani magnezij. V bistvu je stabilen pred vlago in atmosferskim ogljikovim dioksidom.

Prijave

MgO se uporablja pri proizvodnji kovinskega magnezija.

Uporaba kavstične magnezije

Industrijske aplikacije so zaradi visoke reaktivnosti zelo raznolike.

Uporablja se kot surovina za izdelavo cementa in se uporablja v gradbeništvu, na primer kot vezivo. V tem primeru ga pomešamo s koncentriranimi raztopinami magnezijevih soli in majhno količino natrijevega fosfata.

Tako dobimo izjemno trden material. Čeprav ni pravi cement, saj v vodi ni stabilen, ga lahko uporabimo kot mastiko ali zaščitno prevleko.

Kavstična magnezija se uporablja tudi v lahkih gradbenih ploščah za toplotno in zvočno izolacijo. Narejene so tako, da dodamo magnezijev sulfat kot vezivo in mineralno volno. Posledica tega so zelo negorljivi listi.

MgO pločevine za gradnjo. Excentrik13 Vir: Wikipedia Commons Druge uporabe kavstične magnezije vključujejo odstranjevanje težkih kovin in silikata iz odpadnih voda. Odstrani se lahko tudi amoniak ali fosfati.

Je šibka osnova, zato služi kot nevtralizator kislin in se uporablja pri čiščenju dimnih plinov, kot dodatek za maziva in goriva.

Služi kot polnilo v industriji plastike in gume, saj omogoča prilagajanje viskoznosti in togosti teh materialov.

Uporablja se v industriji papirja in celuloze, saj sodeluje pri prebavi bisulfita. Tudi kot absorber vlage v knjižnicah ali za pripravo kozmetike. Poleg tega je v farmacevtski industriji zelo cenjen kot antacid, sredstvo za lajšanje prebavne motnje in blago odvajalo.

MgO tablete. Vir: Pixabay

Uporaba močno zgorele magnezije

Zaradi ozkega obsega reaktivnosti se uporablja v aplikacijah, kjer je potrebna počasna razgradnja. Na primer v prehranskih dopolnilih za živali. To je zato, ker lahko govedo pod nekaterimi pogoji primanjkuje magnezija, če ga hrani samo s krmo.

Po drugi strani je znano, da je magnezij (Mg) sestavni del klorofila. Zaradi tega velja za bistveno hranilo rastlin in se uporablja kot gnojilo. Način za dodajanje magnezija rastlinam je kot magnezija.

Ta vrsta MgO se lahko uporablja v različnih aplikacijah: keramika, čiščenje odpadne vode (kot kationski adsorbent pri odstranjevanju kovin), strojenje usnja in surovine za staljeno magnezo.

Uporaba sintrane magnezije in taljene magnezije

MgO ima najvišjo tališče med oksidi zmernih stroškov in je zato surovina za ognjevzdržne opeke in drugo ognjevzdržno keramiko. To je edini material po cirkonijevem oksidu (ZrO ₂ ), ki lahko vzdrži daljše segrevanje nad 2000 ° C.

Ta ognjevzdržna kakovost MgO se uporablja v jeklarski industriji za izdelavo zaščitnih črev in zamenljivih oblog za opremo, ki se ukvarja s staljenim jeklom, na primer peči z zelo veliko močjo.

Peči z visoko močjo v jeklarski industriji. Jean-Pol GRANDMONT Vir: Wikipedia Commons Zaradi skoraj ničelne stopnje reaktivnosti so ognjevzdržni gradbeni materiali na osnovi sintranega magnezija odporni tudi na žlindre in osnovne ali nevtralne pline.

Sintrani magnezijski bloki imajo visoko kapaciteto shranjevanja toplote in visoko toplotno prevodnost (zelo dobro prenašajo toploto).

Toplota, ki jo ustvari grelni element, se prenese v magnetni blok in njegova temperatura se poveča. Zaradi tega se uporabljajo v vročih napravah za shranjevanje.

Uporablja se kot izolacijski material v industriji električnega ogrevanja, povezani z gospodinjskimi aparati. Na primer za cevaste grelne elemente za kuhinjske pečice, pralne stroje, kavne avtomate, električne likalnike ali radiatorje.

Druge uporabe MgO

Velika odsevna moč kristalov MgO v vidnem in blizu UV spektra je privedla do njihove uporabe kot odsevnika v optičnih instrumentih in kot enojni kristali v optičnih oknih in lečah. Bela se uporablja tudi kot standard.

Reference

1. Kirk-Othmer (1994). Enciklopedija kemijske tehnologije. Zvezek 15. Četrta izdaja. John Wiley & Sons.
2. Ullmannova enciklopedija industrijske kemije. Zvezek A15. Peta izdaja.
3. Ples, JC; Emeléus, HJ; in sir Ronald Nyholm. (1973). Celovita anorganska kemija. Uredniški odbor. Pergamon Press.
4. S. Nacionalna medicinska knjižnica. (2019). Magnezijev oksid. Obnovljeno iz pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
5. Ameriški elementi (2019). Kavstična kalcinirana magnezija. Pridobljeno s strani americanelements.com.
6. Ropp, RC (2013). Skupina 16 (O, S, Se, Te) alkalne zemeljske spojine. Magnezijev oksid. V Enciklopediji alkalnih zemeljskih spojin. Pridobljeno od sciencedirect.com.