Magnesium (Mg), kemiallinen alkuaine, yksi jaksollisen taulukon ryhmän 2 (IIa) maa-alkalimetalleista ja kevyin rakennemetalli. Sen yhdisteitä käytetään laajalti rakentamisessa ja lääketieteessä, ja magnesium on yksi elementteistä, jotka ovat välttämättömiä kaikille soluille.
maa-alkalimetalli
ovat beryllium (Be), magnesium (Mg), kalsium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba) ja radium (Ra).
Elementin ominaisuudet
| atominumero | 12 |
|---|---|
| atomipaino | 24,305 |
| sulamispiste | 650 ° C (1,202 ° F) |
| kiehumispiste | 1 090 ° C (1 994 ° F) |
| tietty painovoima | 1,74 lämpötilassa 20 ° C (68 ° F) |
| hapetustila | +2 |
| elektronikonfiguraatio | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 |
Esiintyminen, ominaisuudet ja käyttötavat
Alun perin tunnettujen yhdisteiden, kuten Epsom-suolojen (sulfaatti), magneesian tai magnesia alban (oksidi) ja magnesiitin (karbonaatin) kautta, hopeanhohtoinen valkoinen elementti ei itsessään ole vapaa luonnossa. Sen eristi ensimmäisen kerran vuonna 1808 Sir Humphry Davy, joka haihdutti elohopean magnesiumamalgaamista, joka oli valmistettu elektrolysoimalla kostean magneesian ja elohopeaoksidin seos. Nimi magnesium on peräisin Magnesiasta, Thessalyn alueelta (Kreikka), josta mineraalimagneesia alba löydettiin ensin.
Magnesium on maapallonkuoreen kahdeksanneksi yleisin elementti (noin 2,5 prosenttia) ja se on alumiinin ja raudan jälkeen kolmas runsaimmin rakennemetalli. Sen kosminen runsaus on arvioitu 9,1 x 10 5 atomia (asteikolla, jossa runsaasti piitä = 10 6 atomia). Se esiintyy karbonaateina - magnesiittinä, MgCO 3: na ja dolomiitina, CaMg (CO 3) 2 - ja monissa tavallisissa silikaateissa, mukaan lukien talkki, oliviini ja useimmat erilaisia asbestia. Sitä on myös hydroksidina (brusiitti), kloridina (karnaliitti, KMgCl 3 · 6H 2 O) ja sulfaattina (kieseriitti). Se on jakautunut mineraaleihin, kuten serpentiini, krysoliitti ja meerschaum. Merivesi sisältää noin 0,13 prosenttia magnesiumia, enimmäkseen liuenneena kloridina, joka antaa sille ominaisen katkeran maun.
Magnesium on kaupallisesti valmistettu elektrolyysin sulaa magnesiumkloridia (MgCI 2), käsitellään pääasiassa meriveden ja suoraan pelkistämällä sen yhdisteet sopivien pelkistävien aineiden-esimerkiksi reaktiosta magnesiumoksidin tai kalsinoitu dolomiitti kanssa ferropiin (jäljempänä Pidgeon prosessi). (Katso magnesiumin käsittely.)
Kerralla magneettia käytettiin valokuvavalokuvan nauhaan ja jauheeseen, koska hienojakoisessa muodossa se palaa ilmassa voimakkaalla valkoisella valolla; se löytyy edelleen räjähdys- ja pyroteknisissä laitteissa. Pienen tiheytensä vuoksi (vain kaksi kolmasosaa alumiinin), se on löytänyt laajan käytön ilmailu- ja avaruusteollisuudessa. Koska puhtaalla metallilla on kuitenkin matala rakennelujuus, magnesiumia käytetään pääasiassa seosten muodossa - pääasiassa 10 prosenttia tai vähemmän alumiinia, sinkkiä ja mangaania - sen kovuuden, vetolujuuden ja valamis-, hitsauskyvyn parantamiseksi., ja koneistettu. Valu-, valssaus-, suulakepuristamis- ja taontatekniikoita käytetään kaikki seosten kanssa, ja tuloksena olevan levyn, levyn tai jatkovalmistus suoritetaan normaalilla muovaus-, yhdistämis- ja koneistusoperaatioilla. Magnesium on helpoin metallirakenteinen rakennemetalli ja sitä on usein käytetty, kun vaaditaan suuri joukko koneistustoimenpiteitä. Magnesioseoksilla on useita sovelluksia: niitä käytetään lentokoneiden, avaruusalusten, koneiden, autojen, kannettavien työkalujen ja kodinkoneiden osissa.
Magnesiumin lämmön ja sähkönjohtavuus ja sen sulamispiste ovat hyvin samanlaisia kuin alumiinin. Kun alkalimet hyökkäävät alumiiniin, mutta ovat useimpien happojen kestäviä, magnesium vastustaa useimpia emäksiä, mutta useimmat hapot hyökkäävät helposti vedyn vapauttamiseen (kromi- ja fluorivetyhapot ovat tärkeitä poikkeuksia). Normaalissa lämpötilassa se on vakaa ilmassa ja vedessä oksidin suojaavan ihon muodostuessa, mutta höyry hyökkää siihen. Magnesium on voimakas pelkistin, ja sitä käytetään muiden metallien (esimerkiksi titaani, zirkonium ja hafnium) valmistukseen niiden yhdisteistä. Se reagoi suoraan monien elementtien kanssa.
Magnesium esiintyy luonnossa sekoituksena kolmesta isotoopista: magnesium-24 (79,0 prosenttia), magnesium-26 (11,0 prosenttia) ja magnesium-25 (10,0 prosenttia). Yhdeksäntoista radioaktiivista isotooppia on valmistettu; magnesium-28: lla on pisin puoliintumisaika, 20,9 tunnissa, ja se on beeta-emitteri. Vaikka magnesium-26 ei ole radioaktiivinen, se on tytärnuklidi alumiini-26, joka on puoli-elämän 7,2 x 10 5 vuotta. Joistakin meteoriiteista on havaittu kohonneita magnesium-26-pitoisuuksia, ja niiden iän määrittämisessä on käytetty magnesium-26: n suhdetta magnesium-24: ään.
2000-luvun toisen vuosikymmenen parhaita magnesiumin tuottajia olivat Kiina, Venäjä, Turkki ja Itävalta.
