MAGNÉZIUM-OXID: SZERKEZET, TULAJDONSÁGOK, NÓMENKLATÚRA, FELHASZNÁLÁSOK - KÉMIA - 2026

A magnézium-oxid szilárd szervetlen kristályfehérje, magnézium néven is ismert. Kémiai képlete MgO, és a fém magnézium oxidációjával képződik.

Gyakran természetes ásványi anyagként, perikáznak nevezik. A perikáz azonban nem az MgO fő forrása. A természetben ez általában márványban található kristálycsoportokként található meg.

Magnézium-oxid por. Adam Rędzikowski Forrás: Wikipedia CommonsAz ásványi magnezitben is található (amely elsősorban magnézium-karbonát néhány vaskarbonáttal); mészkőben és dolomitban (ásványi anyag, amelyet magnézium és kalcium karbonátok képeznek); vulkáni ejecta és szerpentin kőzetekben.

Nem képez kőzeteket vagy kristálylerakódásokat, mert a légkörben lévő vízgőzzel érintkezve magnézium-hidroxiddá alakul át (Mg (OH) ₂).

Ipari szinten többféle módon nyerhető: magnézium-karbonát (magnezit) kalcinálása, magnézium-hidroxid kalcinálása, dolomit mészkőből kiindulva, tengervíz és magnézium-klorid pirolízise útján, többek között a többi módszerrel.

A magnézium előállítása a magnezitből alig több mint 100 évvel ezelőtt kezdődött Ausztriában. Azóta a magnéziumnak számos technikai alkalmazása van magas olvadáspontja, kémiai ellenállása, magas hővezető képessége, alacsony elektromos vezetőképessége és biológiai aktivitása miatt.

Szerkezet

Az MgO kristályszerkezete köbös, arc-központú, hasonló a nátrium-klorid (NaCl) kristályrácsához.

A magnézium hexaoctaedáris köbös kristályokat képez, amelyek színtelen, zöld vagy barna színűek lehetnek.

Az ásványi perikláz egy kis oktaéder, ritkábban kocka-oktaéder vagy dodekaéder.

Tulajdonságok

Más nevek

- Magnesia.

- Perikláz.

- Ox magnézium.

Fizikai állapot

Szilárd, kristályos és fehér. Noha a vas szennyeződései zöldes vagy barna színűek, a vas oxidációjának fokától függően.

Mohs keménysége

5,5-6.

Molekuláris tömeg

40,304 g / mol.

Olvadáspont

2827 ° C

Sűrűség

3,581 g / cm ³

Oldhatóság

Vízben gyakorlatilag nem oldódik:

0,00062 g / 100 ml 20 ° C-on.

0,0086 g / 100 ml 30 ° C-on.

Etanolban nem oldódik.

pH

Telített vizes oldatban: 10.3.

Optikai tulajdonságok

Átlátszó. Szín: színtelen, szürkésfehér, barnás-sárga, átjutó fényben színtelen.

Törésmutató

1,7355 589 nm-en.

1,7283 750 nm-en.

Egyéb tulajdonságok

- Magas hővezető képességgel és nagy elektromos ellenállású.

- Higroszkopikus, vagyis könnyen felszívja a vizet a légkörből. Vizes közegben vízzel kombinálva magnézium-hidroxidot képez.

- Stabil oxidáló atmoszférában 2300 ºC-ig és 1700 ºC-ig redukáló atmoszférában.

- Kompatibilis a legtöbb kémiai vegyülettel, kivéve az erős savakat és az erős oxidáló szereket.

- Magas hőmérsékleten történő meggyújtás után a magnézium-oxid viszonylag inert.

- Nem mérgező. Óvintézkedéseket kell tenni, ha por alakban kezeli, ha kis részecskemérete van.

- Kristályai nagy fényvisszaverő képességgel bírnak, mind a látható, mind a közel ultraibolya spektrumban.

Elnevezéstan

Számos MgO-t lehet forgalmazni:

Maró magnézia

Ez a magnézium-oxid nagyon reakcióképes formája, amelyet nyers magnezit (MgCO ₃) vagy magnézium-hidroxid (Mg (OH) ₂) kalcinálásával vagy égetésével állítanak elő viszonylag alacsony hőmérsékleten, de ezen anyagok bomlási hőmérséklete felett, 700 és 1000 ° C

Kalcinált maró-magnéziumnak, kalcinált magnézium-oxidnak, reaktív magnézium-oxidnak, enyhén égetett magnéziumnak is nevezik.

A maró-magnézium magasabb hőmérsékleten elégethető, hogy szinterezett magnéziumot kapjon.

Erõsen megégett magnézium

Akkor fordul elő, ha a magnezitet 1000–1500 ° C hőmérsékleten kalcinálják. Reaktivitása csökkent a maró-magnéziumhoz viszonyítva.

Magnesia r

Amikor a magnezitet 1500–2000 ºC hőmérsékleten kalcinálják, akkor a magnéziumot „halálra égetik” (angol fordítás az elégetésből), más néven tűzálló magneziát vagy olvasztott magnéziát.

Az olvadt magnéziumot a maró-magnézium elektromos ívben történő olvadásával is előállítják. Ezeknek a kezeléseknek köszönhetően a reakcióképessége szinte teljesen megszűnt.

Az ilyen típusú magnéziumot általában a nyomás és a hőmérséklet alakítja ki, anélkül, hogy az olvadási hőmérsékletet eléri. Ezzel nagy keménységű darabok előállíthatók, amelyek szinterezett magnéziumot nevezik. Alapvetően stabil a páratartalom és a légköri szén-dioxid ellen.

Alkalmazások

Az MgO-t fém magnézium előállításában használják.

A maró-magnézium felhasználása

Magas reakcióképessége miatt ipari felhasználása nagyon változatos.

Nyersanyagként cementgyártáshoz használják, és például az építőiparban kötőanyagként használják. Ebben az esetben elegyítjük magnéziumsók tömény oldataival és kis mennyiségű nátrium-foszfáttal.

Így rendkívül kemény anyagot kapunk. Noha nem valódi cement, mivel vízben nem stabil, felhasználható mastikumként vagy védőbevonatként.

A maró-magnéziumot könnyű építőlemezekben is használják hő- és hangszigeteléshez. Készülnek magnézium-szulfát kötőanyagként és ásványgyapot hozzáadásával. Ezek eredménytelen tűzveszélyes lemezeket eredményeznek.

MgO lemezek építéshez. Excentrik13 Forrás: Wikipedia Commons A maró-magnézia egyéb felhasználásai közé tartozik a nehézfémek és a szilikát eltávolítása a szennyvízből. Az ammónia vagy a foszfátok is eltávolíthatók.

Gyenge bázis, tehát savas semlegesítőként szolgál, és füstgázmosáshoz, kenőanyagok és üzemanyagok adalékához használják.

Ez töltőanyagként szolgál a műanyag- és gumiiparban, mivel lehetővé teszi ezen anyagok viszkozitásának és merevségének beállítását.

A papír- és cellulóziparban használják, mivel részt vesz a biszulfit-emésztésben. Könyvtárakban vagy kozmetikumok készítésében is nedvesség elnyelő anyagként. Ezenkívül a gyógyszeriparban nagy szerepet kapnak savmegkötő szerként, emésztési zavarcsökkentőként és enyhe hashajtóként.

MgO tabletta. Forrás: Pixabay

Erősen égett magnézium felhasználása

Szűk reakcióképesség-tartománya miatt alkalmazható olyan alkalmazásokban, ahol lassú lebontásra van szükség. Például állati takarmány-kiegészítőkben. Ennek oka az, hogy bizonyos körülmények között a szarvasmarhák szenvedhetnek magnéziumhiányban, ha csak takarmányt táplálnak.

Másrészt ismert, hogy a magnézium (Mg) a klorofill alkotóeleme. Ezért a növények alapvető tápanyagának tekintik, és műtrágyaként használják. A magnézium növényekhez történő hozzáadásának módja magnézium.

Az ilyen típusú magnézium-monoxid különféle alkalmazásokban használható: kerámia, szennyvízkezelés (mint kation adszorbens a fém eltávolításában), bőr cserzése és az olvadt magnézium alapanyaga.

Szinterezett magnézium és olvasztott magnézium felhasználása

Az MgO olvadáspontja a legmagasabb a mérsékelt költségű oxidok között, ezért alapanyaga a tűzálló tégláknak és más tűzálló kerámia-anyagoknak. A cirkónium-oxid (ZrO ₂) után ez az egyetlen anyag, amely képes ellenállni a hosszabb hevítést 2000 ºC felett.

Ezt a tűzálló MgO-t használják az acéliparban védőburkolatok és cserélhető burkolatok készítéséhez az olvadt acélt kezelő berendezésekhez, például a nagyon nagy teljesítményű kemencékhez.

Nagy teljesítményű kemencék az acéliparban. Jean-Pol GRANDMONT Forrás: Wikipedia Commons Szinte nulla reakcióképességük miatt a szinterezett magnéziumon alapuló tűzálló építőanyagok is ellenállnak a salakoknak és az alapvető vagy semleges gázoknak.

A szinterezett magnézium-blokkok nagy hőtároló képességgel és magas hővezető képességgel rendelkeznek (nagyon jól vezetnek hőt).

A fűtőelem által termelt hő átkerül a magnézia blokkba, és hőmérséklete megemelkedik. Ezért ezeket a forró tárolóeszközökben használják.

Szigetelő anyagként használják az elektromos fűtésiparban a háztartási készülékekhez kapcsolódóan. Például cső alakú fűtőelemekhez, többek között a konyhai kemencékhez, mosógépekhez, kávéfőzőkhöz, elektromos vasalókhoz vagy radiátorokhoz.

Az MgO egyéb felhasználásai

Az MgO kristályok nagy visszatükröző képessége a látható és a közelben lévő UV spektrumban ahhoz vezet, hogy ezeket optikai műszerekben reflektorként, és egyetlen kristályként használják az optikai ablakokban és lencsékben. A fehér alapkivitelben is használatos.

Irodalom

1. Kirk-Othmer (1994). Kémiai Technológia Enciklopédia. 15. kötet. Negyedik kiadás. John Wiley & Sons.
2. Ullmann ipari kémia enciklopédia. A15. Kötet Ötödik kiadás.
3. Dance, JC; Emeléus, HJ; és Sir Ronald Nyholm. (1973). Átfogó szervetlen kémia. Szerkesztőbizottság. Pergamon Press.
4. S. Országos Orvostudományi Könyvtár. (2019). Magnézium-oxid. Helyreállítva a pubchem.ncbi.nlm.nih.gov webhelyről.
5. Amerikai elemek (2019). Maró kalcinált magnézia. Helyreállítva az americanelements.com webhelyről.
6. Ropp, RC (2013). 16. csoport (O, S, Se, Te) alkáliföldfémek. Magnézium-oxid. Az alkáliföld-vegyületek enciklopédia-ban. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.