Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


МАГНИЙ

МАГНИЙ (Magnesium) Mg, хим. элемент II гр. периодич. системы, ат. н. 12, ат. м. 24,305; относится к щелочноземельным элементам. Прир. магний состоит из трех стабильных изотопов 24Mg (78,60%), 25Mg (10,11%) и 26Mg (11,29%). Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов для прир. смеси изотопов 5,9.10-20 м2. Конфигурация внеш. электронной оболочки 3s2; степень окисления +2, очень редко +1; энергии ионизации Mg0 : Mg+ : Mg2+ равны соотв. 7,64607 и 15,0353 эВ; электроотрицательность по Полингу 1,2; сродство к электрону -0,22 эВ; атомный радиус 0,160 нм, ионные радиусы для Mg2+ (в скобках указаны координац. числа) 0,071 нм (4), 0,08 нм (5), 0,086 нм (6), 0,103 нм (8). Содержание магния в земной коре 2,35% по массе. Встречается в природе только в виде соединений. Известно более 100 минералов, содержащих магний; большинство из них - силикаты и алюмосиликаты, напр. оливин (Mg,Fe)2[SiO4], серпентин Mg6(OH)8[Si4O10] и др. Образуют залежи пром. значения гл. обр. магнезит MgCO3, доломит MgCO3.СаСО3, асбест, бишофит MgCl2.6H2O, карналлит KCl.MgCl2.6H2O, кизерит MgSO4.H2O, эпсомит MgSO4.7H2O, каинит KCl.MgSO4.3H2O, астраханит Na2SO4.MgSO4.4H2O. Запасы хлоридных калийно-магниевых солей сосредоточены в СССР, ГДР, ФРГ, Испании, США, карбонатных минералов - в ЧССР, СФРЮ, КНР, Австрии, Греции и др. Много магния содержится в воде морей и океанов и в прир. рассолах. Магний всегда содержится в растениях, т.к. входит в состав молекулы хлорофилла.
Свойства. Магний - серебристо-белый металл; кристаллич. решетка гексагональная, а = 0,3210 нм, с = 0,5200 нм, z = 2, пространств. группа Р63/ттс. Т. пл. 650 °С, т. кип. 1105°С; плотн. 1,74 г/см3 (20 °С), 1,54 г/см3 (7,00 °С); С0p 24,90 Дж/(моль.К); DH0пл 8,5 кДж/моль (923 К); S0298 32,68 Дж/(моль.К); ур-ния температурной зависимости: давления пара над твердым и жидким магнием соотв. lgp(мм рт. ст.) = 9,7124 - 7753,5/T - 2,453.10-4T - 0,2293 lgT (298-1390 К), lgр(мм рт. ст.) = 16,7974 - 7844,2/T + 2,548.10-4T - 2,7280 lgT (407-1390 К); коэф. линейного расширения a = 25,0.10-6 + 0,0188 t °С-1 (0 - 550 °С); теплопроводность 155 Вт/(м.К); r 4,49.10-8 Ом.м; парамагнетик, магн. восприимчивость +0,5.10-6. Магний - сравнительно мягкий, пластичный и ковкий металл. Его прочность и твердость минимальна для литых образцов и выше для прессованных и кованых; предел текучести 25-90 МПа; sраст 120-200 МПа; твердость по Бринеллю 300-350 МПа; относит. удлинение 8,0-11,5%. При обычных условиях пов-сть магния защищена прочной пленкой магния оксида MgO, только при нагр. на воздухе до ~ 600 °С происходит разрушение этой пленки и металл сгорает ослепительно белым пламенем с образованием MgO и нитрида Mg3N2. С холодной водой магний не реагирует, из кипящей воды вытесняет Н2 и образует магния гидроксид Mg(OH)2. Аналогично реагирует с р-рами солей аммония. С разб. к-тами магний интенсивно взаимод. при комнатной т-ре, с конц. H2SO4 и HNO3 на холоду не реагирует. Он также устойчив к действию HF и фтористоводородной к-ты в результате образования защитной пленки MgF2. При взаимод. с галогенами магний дает магния галогениды MgX2. С водородом при 570°С и давлении ~20 МПа в присут. MgI2 образует гидрид MgH2 - серые кристаллы с решеткой типа рутила; плотн. 1,45 г/см3; устойчив на воздухе; медленно реагирует с водой, давая Mg(OH)2 и Н2; разлагается на элементы выше 280 °С. Гидрид магния, полученный взаимод. LiH с магнийалкилами, - бесцв. твердое в-во, воспламеняется на воздухе, бурно реагирует с водой. С N2 при 780-800°С магний образует нитрид Mg3N2 - желтоватые кристаллы с кубич. решеткой типа Mn2О3 (a-форма); плотн. 2,71 г/см3; DH0обр -461,3 кДж/моль; S0298 85 Дж/(моль.К); при 550 °С переходит в b-форму, к-рая при 778 °С превращ. в g-модификацию; реагирует с водой с образованием Mg(OH)2 и NH3. Нитрид магния получают также при пропускании сухого NH3 над магнием при 600°С. При нагр. магния с S, Se или Те образуются халькогениды MgS, MgSe, MgTe - бесцв. кристаллы; гидролизуются водой. Сульфид MgS - кристаллы с кубич. решеткой; т. пл. ~2200°С; плотн. 2,86 г/см3; С°р 45,6 Дж/(моль.К); DH0обр -348 кДж/моль; S0298 50,3 Дж/(моль.К); м. б. также получен при нагр. магния с H2S. При нагр. магния с В образуются бориды MgB2, MgB4, MgB6, MgB12 - темно-коричневые твердые в-ва; MgB2 медленно реагирует с водой и бурно с разб. к-тами, давая бороводороды; более богатые бором бориды не взаимод. с разб. к-тами при комнатной т-ре. С углеродом магний образует карбиды MgC2 и MgC3, к-рые реагируют с водой, давая С2Н2 и смеси углеводородов, в к-рых преобладает аллеи С,Н4. С кремнием образует силицид Mg2Si (т. пл. 1102°С), разлагающийся водой с выделением SiH4 и др. силанов. С мн. металлами магний дает интерметаллиды. Магний восстанавливает СО2, В2О3, SiO2, галогениды металлов до соответствующего элемента. Соли магния (см., напр., Магния карбонат, Магния перхлорат. Магния сульфат) получают взаимод. к-т или соответствующих им оксидов с MgO, действием разб. к-т на металлич. магний, обменными р-циями и др. Мн. соли хорошо раств. в воде с незначит. гидролизом, образуют кристаллогидраты. В водных р-рах ион Mg2+ существует в виде аквакомплекса [Mg(H2O)6]2+ . В нсводных р-рителях (жидкий NH3 и др.) ион Mg2+ образует комплекс с молекулами р-рителя; из таких р-ров обычно кристаллизуются сольваты солей магния. В водной среде кристаллосольваты разрушаются с образованием аквакомплексов. При взаимод. щелочей с водными р-рами солей магний осаждается Mg(OH)2.
Получение. Преобладающий пром. способ получения магния - электролиз расплава смеси безводных MgCl2, KCl и NaCl. Для получения расплава используют обезвоженный карналлит или бишофит, а также MgCl2, полученный хлорированием MgO или как отход при произ-ве Ti. Т-ра электролиза 700-720 °С, аноды графитовые, катоды стальные. Содержание MgCl2 в расплаве 5-8%, при снижении концентрации до 4% уменьшается выход магния по току, при повышении концентрации MgCl2 выше 8% увеличивается расход электроэнергии. Для обеспечения оптим. содержания MgCl2 периодически отбирают часть отработанного электролита и добавляют свежий карналлит или MgCl2. Жидкий магний всплывает на пов-сть электролита, откуда его отбирают вакуумным ковшом. Извлекаемый магниевый сырец содержит 0,1% примесей. Для очистки от неметаллич. примесей магний переплавляют с флюсами - хлоридами или фторидами К, Ва, Na, Mg. Глубокую очистку осуществляют перегонкой в вакууме, зонной плавкой, электролитич. рафинированием. В результате получают магний чистотой 99,999%. Кроме магния при электролизе получают также Сl2. В термич. способах получения магния сырьем служит магнезит или доломит, из к-рых прокаливанием получают MgO. В ретортных или вращающихся печах с графитовыми или угольными нагревателями оксид восстанавливают до металла кремнием (силикотермич. способ) или СаС2 (карбидотермич. способ) при 1280-1300 °С либо углеродом (карботермич. способ) при т-ре выше 2100°С. В карботермич. способе (MgO + С D Mg + CO) образующуюся смесь СО и паров магния быстро охлаждают при выходе из печи инертным газом для предотвращения обратной р-ции СО с магнием.
Определение. Качественно магний обнаруживают по осаждению двойной соли MgNH4PO4.6H2O либо гидроксихинолината Mg(C9H6NO)2.2H2O, по образованию окрашенных соед. Mg2+, напр. с титановым желтым, магнезоном I и II, хинализарином или дифенилкарбазидом, а также эмиссионным спектральным методом. Количественно магний определяют обычно комплексонометрически - титрованием р-ром натриевой соли этилендиаминтетрауксусной к-ты с использованием индикаторов (эриохрома черного Т или др.), а также титрованием избытка к-ты, пошедшей на растворение MgO, или щелочи, использованной для осаждения Mg(OH)2. Его определяют также гравиметрически в виде Mg2P2O7, образующегося при прокаливании MgNH4PO4.6H2O, и в виде гидроксихинолината. Определяют также магний спектрофотометрически с использованием магнезонов. Для определения очень малых кол-в магния используют методы химико-спектрального анализа, чувствительность к-рых достигает 1.10-4% магния. Применяют также методы атомно-абсорбц. анализа и фотометрии пламени.
Применение. Осн. область использования магния - произ-во магния сплавов. Магний применяют также для легирования сплавов на основе Аl и нек-рых др., для металлотермич. получения металлов (Ti, U, Zr, V и др.), для раскисления и десульфурации ряда металлов и сплавов, в синтезе магнийорганических соединений (напр., реактива Гриньяра). Смеси порошка магния с окислителями используют для приготовления осветит. и зажигат. составов. Мировое произ-во магния 200 тыс. т/год (1980). Магний открыл в 1808 Г. Дэви.
===
Исп. литература для статьи «МАГНИЙ»: Эйдeнзон М. А., Магний, М., 1969; Тихонов В. Н., Аналитическая химия магния, М., 1973; Иванов А. И., Ляндрес М. Б., Прокофьев О. В., Производство магния, М., 1979. С. И. Дракин. П. М. Чукуров.

Страница «МАГНИЙ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн