MAGNIJA OKSĪDS: STRUKTŪRA, ĪPAŠĪBAS, NOMENKLATŪRA, LIETOJUMI - ĶĪMIJA - 2025

Magnija oksīds ir ciets neorganisks kristālisks balts pazīstams arī kā magnēzija. Tā ķīmiskā formula ir MgO, un to veido magnija metālu oksidēšana ar skābekli.

To bieži atrod kā dabīgu minerālu, ko sauc par periklāzi. Tomēr periklāze nav galvenais MgO avots. Dabā to parasti uzskata par kristālu grupām marmorā.

Magnija oksīda pulveris. Adam Rędzikowski Avots: Wikipedia CommonsTas ir atrodams arī minerālu magnezītā (kas galvenokārt ir magnija karbonāts ar dažiem dzelzs karbonātiem); kaļķakmenī un dolomītā (minerāls, ko veido magnija un kalcija karbonāti); vulkāniskās izgrūšanas un serpentīna klintīs.

Tas neveido ieži vai kristālu nogulsnes, jo, nonākot saskarē ar ūdens tvaikiem atmosfērā, tas pārvēršas magnija hidroksīdā (Mg (OH) ₂ ).

Rūpnieciskā līmenī to var iegūt vairākos veidos: kalcinējot magnija karbonātu (magnezītu), kalcinējot magnija hidroksīdu, sākot no dolomītiskajiem kaļķakmeņiem, izmantojot jūras ūdeni un magnija hlorīda pirolīzi, kā arī citas metodes.

Magnēzija ražošana no magnezīta sākās nedaudz vairāk kā pirms 100 gadiem Austrijā. Kopš tā laika magnēzijam ir vairāki tehniski pielietojumi, pateicoties tā augstajai kušanas temperatūrai, ķīmiskajai pretestībai, augstajai siltuma vadītspējai, zemajai elektrovadītspējai un bioloģiskajai aktivitātei.

Uzbūve

MgO kristāla struktūra ir kubiska, uz sejas vērsta, līdzīga nātrija hlorīda (NaCl) kristāla režģim.

Magnēzijs veido sešstūrveida kubveida kristālus, kas var būt bezkrāsaini, zaļi vai brūni.

Minerālu periklāze ir mazs oktaedrs, retāk tas ir kuba oktaedrs vai dodekaedrs.

Īpašības

Citi vārdi

- Magnēzija.

- periklāze.

- oksomagnijs.

Fiziskais stāvoklis

Tas ir ciets, kristālisks un balts. Kaut arī dzelzs piemaisījumu klātbūtne piešķir tai zaļganu vai brūnu krāsu atkarībā no dzelzs oksidācijas pakāpes.

Mosa cietība

5,5-6.

Molekulārais svars

40,304 g / mol.

Kušanas punkts

2827 ° C.

Blīvums

3,581 g / cm ³

Šķīdība

Praktiski nešķīst ūdenī:

0,00062 g uz 100 ml 20ºC temperatūrā.

0,0086 g uz 100 ml 30 ° C temperatūrā.

Nešķīst etanolā.

pH

Piesātinātā ūdens šķīdumā: 10.3.

Optiskās īpašības

Caurspīdīgs. Krāsa: bezkrāsains, pelēcīgi balts, brūngani dzeltens, bezkrāsains caurspīdīgā gaismā.

Refrakcijas indekss

1,7355 pie 589 nm.

1,7283 pie 750 nm.

Citas īpašības

- Tam ir augsta siltuma vadītspēja un augsta elektriskā pretestība.

- Tas ir higroskopisks, tas ir, tas viegli absorbē ūdeni no atmosfēras. Ūdens vidē tas apvienojas ar ūdeni, veidojot magnija hidroksīdu.

- Tas ir stabils oksidējošā atmosfērā līdz 2300 ºC un līdz 1700 ºC reducējošā atmosfērā.

- Tas ir savietojams ar lielāko daļu ķīmisko savienojumu, izņemot stiprās skābes un stipros oksidētājus.

- Pēc aizdegšanās augstā temperatūrā magnija oksīds ir salīdzinoši inerts.

- Tas nav toksisks. Tomēr, rīkojoties ar to pulvera veidā, ja tā daļiņas ir mazas, jāievēro piesardzības pasākumi.

- Tā kristāliem ir augsta atstarojošā jauda gan redzamajā spektrā, gan gandrīz ultravioletā starojumā.

Nomenklatūra

Ir vairākas MgO kategorijas, kuras piegādā komerciāli:

Kaustiskā magnēzija

Tas ir ļoti reaģējošs magnija oksīda veids, ko iegūst, karsējot vai sadedzinot neapstrādātu magnezītu (MgCO ₃ ) vai magnija hidroksīdu (Mg (OH) ₂ ) salīdzinoši zemā temperatūrā, bet virs šo materiālu sadalīšanās temperatūras, no 700 līdz 700. 1000 ° C.

Starp citiem nosaukumiem to sauc arī par kalcinētu kaustisko magnēziju, kalcinētu magnija oksīdu, reaktīvo magnija oksīdu, viegli sadedzinātu magnēziju.

Kaustisko magnēziju var sadedzināt augstākā temperatūrā, lai iegūtu saķepinātu magnēziju.

Smagi sadedzināta magnēzija

Tas rodas, kad magnezīts tiek kalcinēts temperatūrā no 1000 līdz 1500 ºC. Tā reaktivitāte ir samazināta salīdzinājumā ar kaustisko magnēziju.

Magnēzija r

Kad magnezīts tiek kalcinēts temperatūrā no 1500 līdz 2000 ºC, magnēziju iegūst "sadedzinot līdz nāvei" (tulkojumā no angļu valodas miris sadedzināts), ko sauc arī par ugunsizturīgu magnēziju vai kausētu magnēziju.

Izkausētu magnēziju iegūst arī kausētu magnēziju kausējot elektriskā loka. Pateicoties šai apstrādei, tā reaktivitāte ir gandrīz pilnībā novērsta.

Šāda veida magnēziju parasti veido spiediens un temperatūra, nesasniedzot kušanas temperatūru. Tādējādi ir iespējams izgatavot lielas cietības gabalus, kas apzīmē saķepinātu magnēziju. Tas būtībā ir stabils pret mitrumu un atmosfēras oglekļa dioksīdu.

Lietojumprogrammas

MgO izmanto metāliskā magnija ražošanā.

Kaustiskā magnēzija lietojumi

Sakarā ar augsto reaģētspēju, tā rūpnieciskais pielietojums ir ļoti daudzveidīgs.

To izmanto kā izejvielu cementa ražošanai un izmanto būvniecībā, piemēram, kā saistvielu. Šajā gadījumā to sajauc ar koncentrētiem magnija sāļu un nelielu daudzumu nātrija fosfāta šķīdumiem.

Tādējādi tiek iegūts īpaši ciets materiāls. Lai arī tas nav īsts cements, jo tas nav stabils ūdenī, to var izmantot kā mastiku vai aizsargpārklājumu.

Kaustisko magnēziju izmanto arī vieglos celtniecības dēļos siltumizolācijai un akustiskajai izolācijai. Tos izgatavo, pievienojot magnija sulfātu kā saistvielu un minerālvilnu. Tā rezultātā loksnes ir viegli neuzliesmojošas.

MgO loksnes celtniecībai. Excentrik13 Avots: Wikipedia Commons Citi kaustiskā magnēzija lietojumi ietver smago metālu un silikāta noņemšanu no notekūdeņiem. Var noņemt arī amonjaku vai fosfātus.

Tā ir vāja bāze, tāpēc tā kalpo kā skābes neitralizators un tiek izmantota dūmgāzu mazgāšanā, kā piedeva smērvielām un degvielām.

Tas kalpo kā pildviela plastmasas un gumijas rūpniecībā, jo tas ļauj pielāgot šo materiālu viskozitāti un stingrību.

To izmanto papīra un celulozes rūpniecībā, jo tas piedalās bisulfīta šķelšanā. Arī kā mitruma absorbētājs bibliotēkās vai kosmētikas pagatavošanai. Turklāt farmācijas nozarē to augsti vērtē kā antacīdu, gremošanas traucējumu mazinātāju un vieglu caurejas līdzekli.

MgO tabletes. Avots: Pixabay

Smagi sadedzināta magnēzija lietojumi

Tā kā tas ir šaurs reaģētspējas diapazons, to izmanto gadījumos, kad nepieciešama lēna sadalīšanās. Piemēram, dzīvnieku barības piedevās. Tas ir tāpēc, ka dažos apstākļos liellopi var ciest no magnija trūkuma, ja tos baro tikai ar lopbarību.

No otras puses, ir zināms, ka magnijs (Mg) ir hlorofila sastāvdaļa. Šī iemesla dēļ to uzskata par būtisku augu barības vielu un izmanto kā mēslojumu. Magnija pievienošanas veids augiem ir magnēzijs.

Šāda veida MgO var izmantot dažādos nolūkos: keramikā, notekūdeņu attīrīšanā (kā katjonu adsorbentu metāla noņemšanā), ādas miecēšanā un kausēta magnēzija izejvielām.

Kausēta magnija un kausēta magnija lietojumi

MgO ir visaugstākā kušanas temperatūra starp vidējo izmaksu oksīdiem, tāpēc tā ir ugunsizturīgo ķieģeļu un citas ugunsizturīgo keramikas izejviela. Pēc cirkonija oksīda (ZrO ₂ ) tas ir vienīgais materiāls, kas iztur ilgstošu karsēšanu virs 2000 ºC.

Šo ugunsizturīgo MgO pakāpi izmanto tērauda rūpniecībā, lai izgatavotu aizsargājošus apvalkus un maināmas oderes aprīkojumam, kas apstrādā izkausētu tēraudu, piemēram, ļoti lielas jaudas krāsnīm.

Lieljaudas krāsnis tērauda rūpniecībā. Jean-Pol GRANDMONT Avots: Wikipedia Commons Sakarā ar gandrīz nulles reaģētspējas pakāpi ugunsizturīgie celtniecības materiāli, kuru pamatā ir saķepināta magnēzija, ir izturīgi arī pret sārņiem un pamata vai neitrālām gāzēm.

Magnētiskā sakausējuma blokiem ir augsta siltuma uzkrāšanas spēja un augsta siltuma vadītspēja (tie ļoti labi vada siltumu).

Sildīšanas elementa radītais siltums tiek pārnests uz magnēzija bloku un tā temperatūra paaugstinās. Šī iemesla dēļ tos izmanto karstās glabāšanas ierīcēs.

Elektrisko apkures nozarē to izmanto kā izolācijas materiālu, kas saistīts ar sadzīves ierīcēm. Piemēram, cauruļveida sildīšanas elementiem virtuves krāsnīm, veļas mazgājamajām mašīnām, kafijas automātiem, elektriskajiem gludekļiem vai radiatoriem, cita starpā.

Citi MgO lietojumi

MgO kristālu lielā atstarojošā spēja redzamā un tuvu UV spektrā ir novedusi pie tā, ka tos var izmantot kā reflektoru optiskajos instrumentos un kā atsevišķus kristālus optiskajos logos un objektīvos. Balts tiek izmantots arī kā standarts.

Atsauces

1. Kirk-Othmer (1994). Ķīmiskās tehnoloģijas enciklopēdija. 15. sējums. Ceturtais izdevums. Džons Vilijs un dēli.
2. Ulmana rūpnieciskās ķīmijas enciklopēdija. Sējums A15. Piektais izdevums.
3. Deja, JC; Emeléus, HJ; un sers Ronalds Nīholms. (1973). Visaptveroša neorganiskā ķīmija. Redakcija. Pergamon Press.
4. S. Nacionālā medicīnas bibliotēka. (2019. gads). Magnija oksīds. Atgūts no pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
5. Amerikāņu elementi (2019). Kaustiskā kalcinētā magnēzija. Atgūts no vietnes americanelements.com.
6. Ropps, RC (2013). 16. grupa (O, S, Se, Te) sārmzemju savienojumi. Magnija oksīds. Sārmainās zemes savienojumu enciklopēdijā. Atgūts no vietnes sciencedirect.com.