ОКСИД МАГНИЯ: СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА, НОМЕНКЛАТУРА, ПРИМЕНЕНИЕ - ХИМИЯ - 2025

Оксид магния представляет собой твердый неорганический белый кристаллический также известный , как оксид магния. Его химическая формула - MgO, он образуется в результате окисления металлического магния кислородом.

Он часто встречается как природный минерал, называемый периклазом. Однако периклаз не является основным источником MgO. В природе он обычно встречается в мраморе в виде группы кристаллов.

Порошок оксида магния. Адам Рендзиковски Источник: Wikipedia Commons Он также содержится в минерале магнезите (который в основном представляет собой карбонат магния с некоторыми карбонатами железа); в известняке и доломите (минерал, образованный карбонатами магния и кальция); в вулканических выбросах и серпантинных породах.

Он не образует горных пород или кристаллических отложений, потому что при контакте с водяным паром в атмосфере он превращается в гидроксид магния (Mg (OH) ₂ ).

На промышленном уровне его можно получить несколькими способами: прокаливание карбоната магния (магнезита), прокаливание гидроксида магния, начиная с доломитового известняка, с использованием морской воды и пиролиз хлорида магния, среди других методов.

Производство магнезии из магнезита началось чуть более 100 лет назад в Австрии. С тех пор магнезия получила несколько технических применений из-за ее высокой температуры плавления, химической стойкости, высокой теплопроводности, низкой электропроводности и биологической активности.

Структура

Кристаллическая структура MgO кубическая, гранецентрированная, подобна кристаллической решетке хлорида натрия (NaCl).

Магнезия образует гексаоктаэдрические кубические кристаллы, которые могут быть бесцветными, зелеными или коричневыми.

Минеральный периклаз представляет собой небольшой октаэдр, реже куб-октаэдр или додекаэдр.

Свойства

Другие имена

- Магнезия.

- Периклаз.

- Оксомагний.

Физическое состояние

Он твердый, кристаллический и белый. Хотя присутствие примесей железа придает ему зеленоватый или коричневый цвет в зависимости от степени окисления железа.

Твердость по Моосу

5.5-6.

Молекулярный вес

40,304 г / моль.

Температура плавления

2827 ° С.

плотность

3,581 г / см ³

Растворимость

Практически не растворим в воде:

0,00062 г на 100 мл при 20ºC.

0,0086 г на 100 мл при 30 ºC.

Нерастворим в этаноле.

pH

В насыщенном водном растворе: 10,3.

Оптические свойства

Прозрачный. Цвет: бесцветный, серовато-белый, коричневато-желтый, в проходящем свете бесцветен.

Показатель преломления

1,7355 при 589 нм.

1,7283 при 750 нм.

Другие свойства

- Обладает высокой теплопроводностью и высоким удельным электрическим сопротивлением.

- Он гигроскопичен, то есть легко впитывает воду из атмосферы. В водной среде он соединяется с водой с образованием гидроксида магния.

- Устойчив в окислительной атмосфере до 2300 ºC и до 1700 ºC в восстановительной атмосфере.

- Он совместим с большинством химических соединений, кроме сильных кислот и сильных окислителей.

- После возгорания при высоких температурах оксид магния относительно инертен.

- Не токсичен. Однако следует соблюдать меры предосторожности при обращении с ним в виде порошка, если он имеет небольшой размер частиц.

- Его кристаллы обладают высокой отражательной способностью как в видимом спектре, так и в ближнем ультрафиолете.

Номенклатура

На рынке имеется несколько марок MgO:

Каустическая магнезия

Это высокореакционная форма оксида магния, получаемая путем прокаливания или сжигания сырого магнезита (MgCO ₃ ) или гидроксида магния (Mg (OH) ₂ ) при относительно низких температурах, но выше температуры разложения этих материалов, от 700 до 1000 ° С.

Его также называют каустической кальцинированной магнезией, кальцинированным оксидом магния, реактивным оксидом магния, слабо обожженной магнезией и другими названиями.

Каустическую магнезию можно обжечь при более высокой температуре, чтобы получить спеченную магнезию.

Сильно обгоревшая магнезия

Это происходит при прокаливании магнезита при температуре от 1000 до 1500 ºC. Его реакционная способность снижена по сравнению с каустической магнезией.

Магнезия р

Когда магнезит кальцинируется при температуре от 1500 до 2000 ºC, получается магнезия, «сгоревшая до смерти» (перевод с английского слова dead-burned), также называемая тугоплавкой магнезией или плавленой магнезией.

Расплав магнезии также получают путем плавления каустической магнезии в электрической дуге. Благодаря этим обработкам его реактивность была почти полностью устранена.

Этот тип магнезии обычно формируется под давлением и температурой, не достигая температуры плавления. Благодаря этому можно изготавливать изделия высокой твердости, называемые спеченной магнезией. Он практически устойчив к влажности и атмосферному углекислому газу.

Приложения

MgO используется в производстве металлического магния.

Использование каустической магнезии

Из-за высокой реакционной способности его промышленное применение очень разнообразно.

Он используется как сырье для производства цемента и используется, например, в строительной индустрии в качестве связующего. В этом случае его смешивают с концентрированными растворами солей магния и небольшим количеством фосфата натрия.

Таким образом получается чрезвычайно твердый материал. Хотя это не настоящий цемент, так как он нестабилен в воде, его можно использовать в качестве мастики или защитного покрытия.

Каустическая магнезия также используется в легких строительных плитах для тепло- и звукоизоляции. Их изготавливают путем добавления в качестве связующего сульфата магния и минеральной ваты. В результате получаются негорючие листы.

Листы MgO для строительства. Excentrik13 Источник: Wikipedia Commons. Каустическая магнезия также используется для удаления тяжелых металлов и силикатов из сточных вод. Также можно удалить аммиак или фосфаты.

Это слабое основание, поэтому оно служит нейтрализатором кислоты и используется при очистке дымовых газов в качестве добавки к смазочным материалам и топливу.

Он служит наполнителем в пластмассовой и резиновой промышленности, поскольку позволяет регулировать вязкость и жесткость этих материалов.

Он используется в бумажной и целлюлозной промышленности, так как участвует в переваривании бисульфитов. Также в качестве поглотителя влаги в библиотеках или для приготовления косметики. Кроме того, в фармацевтической промышленности он высоко ценится как антацидное средство, средство от несварения желудка и легкое слабительное.

Таблетки MgO. Источник: Pixabay

Использование сильно обгоревшей магнезии

Из-за узкого диапазона реактивности он используется в приложениях, где требуется медленное разложение. Например, в добавках к корму для животных. Это связано с тем, что при некоторых условиях крупный рогатый скот может страдать от дефицита магния, если его кормят только фуражом.

С другой стороны, известно, что магний (Mg) является составным элементом хлорофилла. По этой причине он считается важным питательным веществом для растений и используется в качестве удобрения. Способ добавления магния к растениям - это магнезия.

Этот тип MgO может использоваться в различных областях: керамика, очистка сточных вод (в качестве адсорбента катионов при удалении металлов), дубление кожи и сырье для расплавленной магнезии.

Использование спеченной магнезии и плавленой магнезии

MgO , имеет самую высокую температуру плавления среди умеренных оксидов затрат и, следовательно , является сырьем для огнеупорных кирпичей и другой тугоплавкой керамики. Это единственный материал после оксида циркония (ZrO ₂ ), который выдерживает длительный нагрев выше 2000 ºC.

Эта тугоплавкая марка MgO используется в сталелитейной промышленности для изготовления защитных кожухов и сменных футеровок для оборудования, работающего с расплавленной сталью, такого как печи очень высокой мощности.

Печи большой мощности в сталелитейной промышленности. Жан-Поль ГРАНМОНТ Источник: Wikipedia Commons. Огнеупорные строительные материалы на основе спеченной магнезии обладают почти нулевой реакционной способностью и устойчивы к воздействию шлаков и основных или нейтральных газов.

Блоки из спеченного магнезита обладают высокой теплоемкостью и высокой теплопроводностью (очень хорошо проводят тепло).

Тепло, выделяемое нагревательным элементом, передается магнезиальному блоку, и его температура увеличивается. По этой причине они используются в устройствах горячего хранения.

Он используется в качестве изоляционного материала в сфере электрического отопления, связанной с бытовой техникой. Например, для трубчатых нагревательных элементов для кухонных духовок, стиральных машин, кофеварок, электрических утюгов или радиаторов, среди прочего.

Другое использование MgO

El alto poder reflection de los cristales de MgO en el espectro visible y UV cercano ha conducido a su uso como отражатель и инструменты ópticos y como cristales únicos en ventanas ópticas y lentes. También se emplea como estándar de color blanco.

Referencias

1. Кирк-Отмер (1994). Энциклопедия химической технологии. Том 15. Издание четвертое. Джон Вили и сыновья.
2. Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Том A15. Пятое издание.
3. Байлар, JC; Emeléus, HJ; и сэр Рональд Нихолм. (1973). Комплексная неорганическая химия. Редакционная коллегия. Pergamon Press.
4. С. Национальная медицинская библиотека. (2019). Оксид магния. Recuperado de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
5. Американские элементы (2019). Каустическая кальцинированная магнезия. Recuperado de americanelements.com.
6. Ропп, RC (2013). Группа 16 (O, S, Se, Te) Щелочноземельные соединения. Оксид магния. В энциклопедии щелочноземельных соединений. Восстановлено с sciencedirect.com.