OXID DE MAGNEZIU: STRUCTURĂ, PROPRIETĂȚI, NOMENCLATOR, UTILIZĂRI - CHIMIE - 2025

Oxidul de magneziu este un alb cristalin anorganic solid , de asemenea , cunoscut ca oxid de magneziu. Formula sa chimică este MgO și se formează prin oxidarea metalului de magneziu prin oxigen.

Este adesea găsit ca un mineral natural numit periclază. Cu toate acestea, periclasa nu este o sursă majoră de MgO. În natură se găsește în mod obișnuit ca grupuri de cristale în marmură.

Praf de oxid de magneziu. Adam Rędzikowski Sursa: Wikipedia Commons Se găsește și în magnezitul mineral (care este în principal carbonat de magneziu cu unii carbonizați de fier); în calcar și dolomit (mineral format din carbonați de magneziu și calciu); în ejectele vulcanice și rocile serpentine.

Nu formează roci sau depuneri de cristal, deoarece în contact cu vaporii de apă din atmosferă se transformă în hidroxid de magneziu (Mg (OH) ₂ ).

La nivel industrial, se poate obține în mai multe moduri: calcinarea carbonatului de magneziu (magnezit), calcinarea hidroxidului de magneziu, pornind de la calcarul dolomitic, folosind apa de mare și piroliza clorurii de magneziu, printre alte metode.

Producția de magneziu din magnezit a început în urmă cu puțin peste 100 de ani în Austria. De atunci, magnezia are mai multe aplicații tehnice datorită punctului său de topire ridicat, rezistenței chimice, conductivității termice ridicate, conductivității electrice scăzute și activității sale biologice.

Structura

Structura cristalină a MgO este cubică, centrată pe față, similară cu rețeaua de cristal a clorurii de sodiu (NaCl).

Magnezia formează cristale cubice hexaoctaedrice, care pot fi incolore, verzi sau maro.

Periclasa minerală este un octaedru mic, mai puțin frecvent fiind un cub-octaedru sau dodecaedru.

Proprietăți

Alte nume

- Magnezie.

- Periclasa.

- Oxomagnezie.

Stare fizică

Este solid, cristalin și alb. Deși prezența impurităților de fier îi conferă o culoare verzuie sau maro în funcție de gradul de oxidare a fierului.

Duritate Mohs

5,5-6.

Greutate moleculară

40,304 g / mol.

Punct de topire

2827 ° C.

Densitate

3,581 g / cm ³

Solubilitate

Practic insolubil în apă:

0,00062 g la 100 ml la 20ºC.

0,0086 g la 100 ml la 30 ºC.

Insolubil în etanol.

pH

În soluție apoasă saturată: 10.3.

Proprietati optice

Transparent. Culoare: incolor, alb gri, galben maroniu, incolor în lumină transmisă.

Indicele de refracție

1.7355 la 589 nm.

1.7283 la 750 nm.

Alte proprietăți

- Are o conductivitate termică ridicată și o rezistivitate electrică ridicată.

- Este higroscopic, adică absoarbe cu ușurință apa din atmosferă. În mediu apos se combină cu apa pentru a forma hidroxid de magneziu.

- Este stabil într-o atmosferă oxidantă până la 2300 ºC și până la 1700 ºC într-o atmosferă de reducere.

- Este compatibil cu majoritatea compușilor chimici, cu excepția acizilor tari și a oxidanților puternici, printre alții.

- După aprindere la temperaturi ridicate, oxidul de magneziu este relativ inert.

- Nu este toxic. Cu toate acestea, trebuie luate măsuri de precauție la manipularea sub formă de pulbere atunci când are o dimensiune mică a particulelor.

- Cristalele sale au o putere reflectorizantă mare atât în ​​spectrul vizibil, cât și în ultravioletul aproape.

Nomenclatură

Există mai multe grade de MgO care sunt furnizate comercial:

Magnezia caustică

Este o formă extrem de reactivă de oxid de magneziu produs prin calcinarea sau arderea magnezitului brut (MgCO ₃ ) sau a hidroxidului de magneziu (Mg (OH) ₂ ) la temperaturi relativ scăzute, dar peste temperatura de descompunere a acestor materiale, între 700 și 1000 ° C.

Se mai numește magnezi calcinate caustice, oxid de magneziu calcinat, oxid de magneziu reactiv, magnezie arsă ușor, printre alte nume.

Magnezia caustică poate fi arsă la o temperatură mai mare pentru a da magnezie sinterizată.

Magnezie puternic arsă

Apare atunci când magnezitul este calcinat la temperaturi de 1000 până la 1500 ºC. Reactivitatea sa a fost redusă în comparație cu magnezia caustică.

Magnesia r

Când magneziul este calcinat la temperaturi cuprinse între 1500 și 2000 ºC, magnezia este obținută "ars până la moarte" (traducere din engleza mort-ars), numită și magnezie refractară sau magnezie topită.

Magneziul topit se obține și prin topirea magneziei caustice într-un arc electric. Datorită acestor tratamente, reactivitatea sa a fost eliminată aproape în totalitate.

Acest tip de magnezie este în general format prin presiune și temperatură, fără a atinge temperatura de topire. Prin aceasta, este posibil să se producă bucăți de o duritate mare, denumind magnezie sinterizată. Este esențial stabilă împotriva umidității și a dioxidului de carbon atmosferic.

Aplicații

MgO este utilizat în producția de magneziu metalic.

Utilizări ale magneziei caustice

Datorită reactivității ridicate, aplicațiile sale industriale sunt foarte variate.

Este folosit ca materie primă pentru fabricarea cimentului și este utilizat în industria construcțiilor, de exemplu, ca liant. În acest caz, este amestecat cu soluții concentrate de săruri de magneziu și o cantitate mică de fosfat de sodiu.

Se obține astfel un material extrem de dur. Deși nu este un ciment adevărat, întrucât nu este stabil în apă, acesta poate fi folosit ca acoperire de mastic sau de protecție.

Magnezia caustică este folosită și în plăci de construcție ușoare pentru izolarea termică și acustică. Sunt obținute prin adăugarea de sulfat de magneziu ca liant și vată minerală. Au ca rezultat foile extrem de neinflamabile.

Foi MgO pentru construcții. Sursa Excentrik13: Wikipedia Commons Alte utilizări pentru magnezia caustică includ îndepărtarea metalelor grele și a silicatului din apele uzate. Amoniacul sau fosfații pot fi de asemenea îndepărtați.

Este o bază slabă, astfel că servește ca un neutralizator de acizi și este utilizat la spălarea gazelor arse, ca aditiv pentru lubrifianți și combustibili.

Acesta servește ca umplutură în industria plastică și a cauciucului, deoarece permite reglarea vâscozității și rigidității acestor materiale.

Este utilizat în industria hârtiei și celulozei, deoarece participă la digestia bisulfitului. De asemenea, ca absorbant de umiditate în biblioteci sau pentru prepararea produselor cosmetice. În plus, în industria farmaceutică este apreciat ca un antiacid, eliminator de indigestie și laxativ ușor.

Tablete MgO. Sursa: Pixabay

Utilizări de magnezie puternic arsă

Datorită gamei sale reduse de reactivitate, este utilizat în aplicații unde este necesară o degradare lentă. De exemplu, în suplimentele pentru hrana animalelor. Acest lucru se datorează faptului că, în anumite condiții, bovinele pot suferi de deficiență de magneziu dacă sunt hrănite doar cu furaje.

Pe de altă parte, se știe că magneziul (Mg) este un element constitutiv al clorofilei. Din acest motiv, este considerat un nutrient esențial al plantelor și utilizat ca îngrășământ. Modul de a adăuga magneziu la plante este la fel de magneziu.

Acest tip de MgO poate fi utilizat într-o varietate de aplicații: ceramică, tratarea apelor uzate (ca adsorbant cationic în îndepărtarea metalelor), bronzare din piele și materie primă pentru magnezie topită.

Utilizarea magneziei sinterizate și a magneziilor topite

MgO are cel mai mare punct de topire printre oxizii cu cost moderat și, prin urmare, este o materie primă pentru cărămizile refractare și alte ceramice refractare. Este singurul material, după oxid de zirconiu (ZrO ₂ ), care poate rezista la o încălzire prelungită peste 2000 ºC.

Acest grad refractar de MgO este utilizat în industria oțelului pentru confecționarea carcaselor de protecție și a garniturilor înlocuibile pentru echipamentele care manipulează oțelul topit, cum ar fi cuptoarele cu putere foarte mare.

Cuptoare de mare putere din industria oțelului. Jean-Pol GRANDMONT Sursa: Wikipedia Commons Datorită gradului lor de reactivitate aproape zero, materialele de construcție refractare pe bază de magnezie sinterizată sunt, de asemenea, rezistente la zgură și gaze de bază sau neutre.

Blocurile de magnezie sinterizate au o capacitate mare de stocare a căldurii și o conductivitate termică ridicată (conduc foarte bine căldura).

Căldura generată de un element de încălzire este transferată în blocul de magnezie și temperatura lui crește. Din acest motiv sunt utilizate în dispozitivele de stocare la cald.

Este utilizat ca material izolant în industria de încălzire electrică legată de electrocasnice. De exemplu, pentru elemente de încălzire tubulară pentru cuptoare de bucătărie, mașini de spălat, mașini de cafea, fier de călcat electric sau radiatoare, printre altele.

Alte utilizări ale MgO

Puterea mare de reflectare a cristalelor MgO în spectrul vizibil și aproape UV a dus la utilizarea lor ca reflector în instrumente optice și ca cristale unice în ferestre și lentile optice. Albul este de asemenea folosit ca standard.

Referințe

1. Kirk-Othmer (1994). Enciclopedia tehnologiei chimice. Volumul 15. Ediția a patra. John Wiley & Sons.
2. Enciclopedia de chimie industrială a lui Ullmann. Volumul A15. Ediția a cincea.
3. Dans, JC; Emeléus, HJ; și Sir Ronald Nyholm. (1973). Chimie anorganică cuprinzătoare. Bord editorial. Pergamon Press.
4. S. Biblioteca Națională de Medicină. (2019). Oxid de magneziu. Recuperat din pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
5. American Elements (2019). Magnezie calcinată caustică. Recuperat de la americanelements.com.
6. Ropp, RC (2013). Grupul 16 (O, S, Se, Te) Compuși alcalini ai Pământului. Oxid de magneziu. În enciclopedia compușilor pământului alcalini Recuperat de la sciencedirect.com.