МАГНЕЗИЕВ ОКСИД: СТРУКТУРА, СВОЙСТВА, НОМЕНКЛАТУРА, ПРИЛОЖЕНИЯ - ХИМИЯ - 2025

На магнезиев оксид е твърд неорганичен кристално бяло известен също като магнезиев оксид. Химичната му формула е MgO и се образува при окисляването на магнезиевия метал с кислород.

Често се среща като естествен минерал, наречен периклаза. Въпреки това, периклазата не е основен източник на MgO. В природата често се среща като групи от кристали в мрамор.

Магнезиев оксид на прах. Адам Рендзиковски Източник: Wikipedia CommonsТой се намира и в минерала магнезит (който е главно магнезиев карбонат с някои железни карбонати); във варовик и доломит (минерал, образуван от карбонати на магнезий и калций); във вулканични изхвърляния и серпентинови скали.

Той не образува скали или кристални отлагания, тъй като в контакт с водната пара в атмосферата се превръща в магнезиев хидроксид (Mg (OH) ₂).

На индустриално ниво може да се получи по няколко начина: калциниране на магнезиев карбонат (магнезит), калциниране на магнезиев хидроксид от доломитови варовици, като се използва морска вода и пиролиза на магнезиев хлорид, наред с други методи.

Производството на магнезий от магнезит започва преди малко повече от 100 години в Австрия. Оттогава магнезият има няколко технически приложения поради високата си точка на топене, химическата устойчивост, високата топлопроводимост, ниската електрическа проводимост и биологичната си активност.

структура

Кристалната структура на MgO е кубична, насочена към лицето, подобна на кристалната решетка на натриев хлорид (NaCl).

Магнезия образува шестоъгълни кубични кристали, които могат да бъдат безцветни, зелени или кафяви.

Минералната периклаза е малък октаедър, по-рядко представлява куб-октаедър или додекаедър.

Имоти

Други имена

- Магнезия.

- Периклаза.

- Оксомагнезий.

Физическо състояние

Тя е твърда, кристална и бяла. Въпреки че наличието на железни примеси му придава зеленикав или кафяв цвят в зависимост от степента на окисляване на желязото.

Mohs твърдост

5.5-6.

Молекулно тегло

40,304 g / mol.

Точка на топене

2827 ° C.

плътност

3.581 гр / см ³

разтворимост

Практически неразтворим във вода:

0,00062 g на 100 ml при 20 ° C.

0,0086 g на 100 ml при 30 ° С.

Неразтворим в етанол.

рН

В наситен воден разтвор: 10.3.

Оптични свойства

Прозрачен. Цвят: безцветен, сивкаво бял, кафеникаво жълт, безцветен при предавана светлина.

Рефракционен индекс

1,7355 при 589 nm.

1,7283 при 750 nm.

Други свойства

- Има висока топлопроводимост и високо електрическо съпротивление.

- Той е хигроскопичен, тоест лесно абсорбира вода от атмосферата. Във водна среда се комбинира с вода и образува магнезиев хидроксид.

- Стабилен е в окислителна атмосфера до 2300 ° C и до 1700 ° C в редуцираща атмосфера.

- Той е съвместим с повечето химически съединения, с изключение на силните киселини и силни окислители.

- След запалване при високи температури магнезиевият оксид е сравнително инертен.

- Не е токсичен. Трябва обаче да се вземат предпазни мерки при работа с прахообразна форма, когато има малък размер на частиците.

- Кристалите му имат висока отражателна сила както във видимия спектър, така и в близкия ултравиолет.

номенклатура

Има няколко степени на MgO, които се доставят в търговската мрежа:

Каустична магнезия

Това е силно реактивна форма на магнезиев оксид, получена чрез калциниране или изгаряне на суров магнезит (MgCO ₃) или магнезиев хидроксид (Mg (OH) ₂) при сравнително ниски температури, но над температурата на разлагане на тези материали, между 700 и 1000 ° С.

Нарича се още каустична калцинирана магнезия, калциниран магнезиев оксид, реактивен магнезиев оксид, леко изгорена магнезия, наред с други имена.

Каустичната магнезия може да се изгори при по-висока температура, за да се получи спечена магнезия.

Силно изгорена магнезия

Възниква при калциниране на магнезит при температури от 1000 до 1500 ° C. Реакционната му способност е намалена в сравнение с каустичната магнезия.

Магнезия r

Когато магнезитът се калцинира при температури между 1500 и 2000 ºC, се получава магнезия „изгорена до смърт“ (превод от английски мъртво изгорен), наричана още огнеупорна магнезия или слята магнезия.

Разтопената магнезия се получава и чрез топене на каустична магнезия в електрическа дъга. Благодарение на тези обработки, неговата реактивност е почти напълно елиминирана.

Този тип магнезия обикновено се оформя от налягане и температура, без да достига температурата на топене. С това е възможно да се получат парчета с голяма твърдост, обозначаващи спечената магнезия. По същество е стабилен срещу влажност и атмосферен въглероден диоксид.

Приложения

MgO се използва при производството на метален магнезий.

Използване на каустична магнезия

Поради високата си реактивност, индустриалните му приложения са много разнообразни.

Използва се като суровина за производството на цимент и се използва в строителната индустрия, например като свързващо вещество. В този случай той се смесва с концентрирани разтвори на магнезиеви соли и малко количество натриев фосфат.

По този начин се получава изключително твърд материал. Въпреки че не е истински цимент, тъй като не е стабилен във вода, той може да се използва като мастика или защитно покритие.

Каустичната магнезия се използва и в леки строителни плоскости за топло и звукоизолация. Те са направени чрез добавяне на магнезиев сулфат като свързващо вещество и минерална вата. Те водят до силно запалими листове.

MgO листове за строителство. Excentrik13 Източник: Wikipedia Commons Други приложения за каустична магнезия включват отстраняване на тежки метали и силикат от отпадните води. Амонякът или фосфатите също могат да бъдат отстранени.

Той е слаба основа, така че служи като киселинен неутрализатор и се използва при почистване на димните газове, като добавка за смазочни материали и горива.

Той служи като пълнител в пластмасовата и каучуковата промишленост, тъй като позволява да се регулира вискозитетът и твърдостта на тези материали.

Използва се в производството на хартия и целулоза, тъй като участва в храносмилането на бисулфит. Също като абсорбатор на влага в библиотеки или за приготвяне на козметика. В допълнение, във фармацевтичната индустрия той е високо ценен като антиацидно, лошо храносмилащо средство и леко слабително.

MgO таблетки. Източник: Pixabay

Използва силно изгаряна магнезия

Поради тесния си диапазон на реактивност, той се използва в приложения, където се изисква бавно разграждане. Например в хранителните добавки за животни. Това е така, защото при някои условия говеда могат да страдат от дефицит на магнезий, ако се хранят само с фураж.

От друга страна е известно, че магнезият (Mg) е съставен елемент на хлорофила. Поради тази причина се счита за основно хранително вещество на растенията и се използва като тор. Начинът за добавяне на магнезий към растенията е като магнезия.

Този тип MgO може да се използва в различни приложения: керамика, пречистване на отпадни води (като катионен адсорбент при отстраняване на метали), кожарска кожа и суровина за разтопена магнезия.

Използване на спечена магнезия и слети магнезии

MgO има най-високата точка на топене сред оксидите с умерена цена и следователно е суровина за огнеупорни тухли и друга огнеупорна керамика. Това е единственият материал след циркониев оксид (ZrO ₂), който може да издържи продължително нагряване над 2000 ºC.

Този огнеупорен клас на MgO се използва в стоманодобивната промишленост за изработка на защитни обвивки и сменяеми накладки за оборудване, работещо с разтопена стомана, като например пещи с голяма мощност.

Пещи с висока мощност в стоманодобивната промишленост. Jean-Pol GRANDMONT Източник: Wikipedia Commons Поради почти нулевата си реактивност, огнеупорни строителни материали, базирани на синтерована магнезия, също са устойчиви на шлаки и основни или неутрални газове.

Спечените магнезиеви блокове имат висок капацитет за съхранение на топлина и висока топлопроводимост (те провеждат много добре топлината).

Топлината, генерирана от нагревателен елемент, се прехвърля в блока с магнезия и температурата му се увеличава. Поради тази причина те се използват в горещи устройства за съхранение.

Използва се като изолационен материал в производството на електрическо отопление, свързано с домакински уреди. Например, за тръбни нагревателни елементи за кухненски фурни, перални, кафе машини, електрически ютии или радиатори, наред с други.

Други приложения на MgO

Високата отразяваща сила на MgO кристалите във видимия и близък UV спектър доведе до използването им като отражател в оптични инструменти и като единични кристали в оптичните прозорци и лещи. Бялото се използва и като стандарт.

Препратки

1. Кирк-Отмер (1994). Енциклопедия на химическата технология. Том 15. Четвърто издание. John Wiley & Sons.
2. Енциклопедия на индустриалната химия на Ullmann. Обем A15. Пето издание.
3. Dance, JC; Emeléus, HJ; и сър Роналд Нихолм. (1973). Изчерпателна неорганична химия. Редакционен съвет. Pergamon Press.
4. С. Национална медицинска библиотека. (2019). Магнезиев оксид. Възстановени от pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
5. Американски елементи (2019). Каустична калцинирана магнезия. Възстановени от americanelements.com.
6. Ropp, RC (2013). Група 16 (О, S, Se, Te) алкалноземни съединения. Магнезиев оксид. В енциклопедия на алкалоземните съединения. Възстановени от sciencedirect.com.