ОКСИД МАГНІЮ: СТРУКТУРА, ВЛАСТИВОСТІ, НОМЕНКЛАТУРА, ВИКОРИСТАННЯ - ХІМІЯ - 2025

Оксид магнію являє собою твердий неорганічний білий кристалічний також відомий , як оксид магнію. Його хімічна формула - MgO і утворюється при окисленні металу магнію киснем.

Його часто зустрічають як природний мінерал, який називається периклаза. Однак периклаза не є основним джерелом MgO. У природі його зазвичай зустрічають як групи кристалів у мармурі.

Порошок оксиду магнію. Адам Рендзіковський Джерело: Вікіпедія Відомості також є в мінеральному магнезиті (в основному це карбонат магнію з деякими карбонатами заліза); у вапняку та доломіті (мінерал, утворений карбонатами магнію та кальцію); у вулканічних викидах та зміїних породах.

Він не утворює гірських порід або кристалічних відкладень, оскільки при контакті з водяною парою в атмосфері перетворюється в гідроксид магнію (Mg (OH) ₂ ).

На промисловому рівні його можна отримати кількома способами: прожарювання карбонату магнію (магнезиту), прожарювання гідроксиду магнію, починаючи з доломітового вапняку, з використанням морської води та піролізу хлориду магнію, серед інших методів.

Виробництво магнезії з магнезиту почалося трохи більше 100 років тому в Австрії. Відтоді магнезія має кілька технічних застосувань завдяки високій температурі плавлення, хімічній стійкості, високій теплопровідності, низькій електропровідності та біологічній активності.

Будова

Кристалічна структура MgO кубічна, облицьована центром, схожа на кристалічну решітку хлориду натрію (NaCl).

Магнезія утворює кубічні кристали гексаоктаедра, які можуть бути безбарвними, зеленими або коричневими.

Мінеральна периклаза - це невеликий октаедр, рідше куб-октаедр або додекаедр.

Властивості

Інші імена

- Магнезія.

- периклаза.

- Оксомагній.

Фізичний стан

Він твердий, кристалічний і білий. Хоча наявність домішок заліза надає йому зеленуватого або коричневого кольору залежно від ступеня окислення заліза.

Твердість Мооса

5,5-6.

Молекулярна маса

40,304 г / моль.

Точка плавлення

2827 ° C.

Щільність

3,558 г / см ³

Розчинність

Практично нерозчинний у воді:

0,00062 г на 100 мл при 20 ° С.

0,0086 г на 100 мл при 30 ° С.

Нерозчинний у етанолі.

рН

У насиченому водному розчині: 10,3.

Оптичні властивості

Прозорий. Колір: безбарвний, сірувато-білий, коричнево-жовтий, безбарвний при пропусканні світла.

Показник заломлення

1,7355 при 589 нм.

1,7283 на 750 нм.

Інші властивості

- Він має високу теплопровідність і високий електричний опір.

- Він гігроскопічний, тобто легко вбирає воду з атмосфери. У водному середовищі він поєднується з водою, утворюючи гідроксид магнію.

- Він стійкий в окислювальній атмосфері до 2300 ºC і до 1700 ºC в відновній атмосфері.

- Він сумісний з більшістю хімічних сполук, крім сильних кислот та сильних окислювачів, серед інших.

- Після займання при високій температурі оксид магнію є відносно інертним.

- Це не токсично. Однак слід дотримуватися заходів обережності при поводженні з ним у вигляді порошку, коли він має невеликий розмір частинок.

- Його кристали мають високу відбиваючу силу як у видимому спектрі, так і в найближчому ультрафіолеті.

Номенклатура

Існує кілька сортів MgO, які продаються на комерційній основі:

Каустична магнезія

Це високореакційна форма оксиду магнію, що утворюється при прожарюванні або спалюванні сирого магнезиту (MgCO ₃ ) або гідроксиду магнію (Mg (OH) ₂ ) при відносно низьких температурах, але вище температури розкладання цих матеріалів, між 700 і 1000 ° С.

Серед інших найменувань його називають їдким кальцинованим магнезієм, прожареним оксидом магнію, реакційноздатним оксидом магнію, злегка спаленою магнезією.

Каустичну магнезію можна спалити при більш високій температурі для отримання спеченої магнезії.

Сильно спалена магнезія

Він виникає при прожарюванні магнезиту при температурі від 1000 до 1500 ºC. Його реактивність знижена порівняно з їдкою магнезією.

Магнезія r

Коли кальцинований магнезит при температурі від 1500 до 2000 ºC, магнезію отримують "спалений до смерті" (переклад з англійської мертво-спалений), який також називають вогнетривкою магнезією або злитою магнезією.

Розплавлений магнезій отримують також шляхом плавлення їдкого магнезії в електричній дузі. Завдяки цим методам його реактивність майже повністю знищена.

Цей тип магнезії, як правило, має форму тиску та температури, не досягаючи температури плавлення. За допомогою цього можна отримати шматки великої твердості, що позначають спечений магнезію. Він по суті стійкий проти вологості та атмосферного вуглекислого газу.

Програми

MgO використовується у виробництві металевого магнію.

Використання їдкої магнезії

Через високу реакційну здатність його промислове застосування дуже різноманітне.

Він використовується як сировина для виготовлення цементу і застосовується в будівельній галузі, наприклад, як в'яжуче. У цьому випадку його змішують із концентрованими розчинами солей магнію та невеликою кількістю фосфату натрію.

Таким чином виходить надзвичайно твердий матеріал. Хоча це не справжній цемент, оскільки він не стійкий у воді, його можна використовувати як мастику або захисне покриття.

Каустична магнезія використовується також у легких будівельних дошках для тепло- та звукоізоляції. Вони виготовляються додаванням магнію сульфату в якості сполучного та мінеральної вати. Вони призводять до отримання легкозаймистих листів.

Листи MgO для будівництва. Excentrik13 Джерело: Вікіпедія Commons Інші способи використання їдкої магнезії включають видалення важких металів і силікатів зі стічних вод. Аміак або фосфати також можна видалити.

Він є слабкою основою, тому служить нейтралізатором кислоти і використовується при очищенні димових газів, як добавка до мастильних матеріалів та палив.

Він служить наповнювачем у пластмасовій та гумовій промисловості, оскільки дозволяє регулювати в'язкість і жорсткість цих матеріалів.

Його використовують у паперовій та целюлозній промисловості, оскільки він бере участь у перетравленні бісульфіту. Також як поглинач вологи в бібліотеках або для приготування косметики. Крім того, у фармацевтичній промисловості його високо цінують як антацидний засіб, що знімає засвоєння їжі та м'яке проносне.

Таблетки MgO. Джерело: Pixabay

Використання сильно спаленої магнезії

Через вузький діапазон реактивності його застосовують у додатках, де потрібна повільна деградація. Наприклад, в добавки до кормів для тварин. Це тому, що в деяких умовах велика рогата худоба може страждати від дефіциту магнію, якщо годувати лише кормом.

З іншого боку, відомо, що магній (Mg) є складовим елементом хлорофілу. З цієї причини він вважається найважливішим живильним речовиною рослин і використовується як добриво. Спосіб додавання магнію до рослин - це магнезія.

Цей тип MgO може бути використаний у різних сферах застосування: кераміка, очищення стічних вод (як адсорбент катіону при видаленні металів), шкіряне дублення та сировина для розплавленої магнезії.

Використання спеченої магнезії та злитого магнезії

MgO має найвищу температуру плавлення серед оксидів помірної вартості і тому є сировиною для вогнетривкої цегли та іншої вогнетривкої кераміки. Це єдиний матеріал після оксиду цирконію (ZrO ₂ ), який може протистояти тривалому нагріванню вище 2000 ºC.

Цей вогнетривкий сорт MgO застосовується в металургійній промисловості для виготовлення захисних кожухів і змінних накладок для обладнання, що працює з розплавленою сталлю, наприклад, печей дуже високої потужності.

Печі високої потужності в металургійній промисловості. Жан-Пол ГРАНДМОНТ Джерело: Вікіпедія Commons Через майже нульовий ступінь реакційної здатності вогнетривкі будівельні матеріали на основі спеченої магнезії також стійкі до шлаків та основних або нейтральних газів.

Спечені магнієві блоки мають високу ємність зберігання тепла та високу теплопровідність (вони дуже добре проводять тепло).

Тепло, що генерується нагрівальним елементом, передається до блоку магнезії і його температура збільшується. З цієї причини їх використовують у гарячих накопичувачах.

Застосовується як ізоляційний матеріал в електротехнічній промисловості, що стосується побутових приладів. Наприклад, для трубчастих нагрівальних елементів для кухонних духовок, пральних машин, кавових машин, електричних прасок або радіаторів, серед інших.

Інші види використання MgO

Висока віддзеркалююча здатність кристалів MgO у видимому та близькому УФ-спектрі призвела до їх використання як відбивача в оптичних інструментах та як монокристалів в оптичних вікнах та лінзах. Білий також використовується як стандарт.

Список літератури

1. Кірк-Отмер (1994). Енциклопедія хімічної технології. Том 15. Четверте видання. Джон Вілі та сини.
2. Енциклопедія промислової хімії Уллмана. Том A15. П'яте видання.
3. Танець, JC; Emeléus, HJ; і сер Рональд Ніхолм. (1973). Комплексна неорганічна хімія. Редакційна колегія. Пергамоновий прес.
4. С. Національна медична бібліотека. (2019). Оксид магнію. Відновлено з pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
5. Американські елементи (2019). Каустична кальцинована магнезія. Відновлено з сайту americanelements.com.
6. Ropp, RC (2013). Група 16 (O, S, Se, Te) лужноземельних сполук. Оксид магнію. В Енциклопедії лужноземельних сполук. Відновлено з sciencedirect.com.