химический каталог




МАГНИЙ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

МАГНИЙ (Magnesium) Mg, химический элемент II гр. периодической системы, атомный номер 12, атомная масса 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 природные смеси изотопов 5,9* 10- 20 м2. Конфигурация внешний электронной оболочки 3s2; степень окисления +2, очень редко +1; энергии ионизации Mg0 : Mg+ : Mg2+ равны соответственно 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 МАГНИЙ 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, например оливин (Mg,Fe)2[SiO4], серпентин Mg6(OH)8[Si4O10] и др. Образуют залежи пром.

значения главным образом 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 МАГНИЙ содержится в воде морей и океанов и в природные рассолах. МАГНИЙ всегда содержится в растениях, так как входит в состав молекулы хлорофилла.


Свойства. М. - серебристо-белый металл; кристаллич. решетка гексагональная, а = 0,3210 нм, с = 0,5200 нм, z = 2, пространств. группа Р63/ттс. Температура плавления 650 °С, температура кипения 1105°С; плотность 1,74 г/см3 (20 °С), 1,54 г/см3 (7,00 °С); С0p 24,90 Дж/(моль* К); D H0пл 8,5 кДж/моль (923 К); S0298 32,68 Дж/(моль* К); уравения температурной зависимости: давления пара над твердым и жидким МАГНИЙ соответственно 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); коэффициент 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; s раст 120-200 МПа; твердость по Бринеллю 300-350 МПа; относит. удлинение 8,0-11,5%.

При обычных условиях поверхность МАГНИЙ защищена прочной пленкой магния оксида MgO, только при нагревании 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 растворами солей аммония. С разбавленый кислотами МАГНИЙ интенсивно взаимодействие при комнатной температуре, с конц. H2SO4 и HNO3 на холоду не реагирует. Он также устойчив к действию HF и фтористоводородной кислоты в результате образования защитной пленки MgF2.

При взаимодействие с галогенами МАГНИЙ дает магния галогениды MgX2. С водородом при 570°С и давлении ~20 МПа в присутствии MgI2 образует гидрид MgH2 - серые кристаллы с решеткой типа рутила; плотность 1,45 г/см3; устойчив на воздухе; медленно реагирует с водой, давая Mg(OH)2 и Н2; разлагается на элементы выше 280 °С. Гидрид МАГНИЙ, полученный взаимодействие LiH с магнийалкилами, - бесцв. твердое вещество, воспламеняется на воздухе, бурно реагирует с водой. С N2 при 780-800°С МАГНИЙ образует нитрид Mg3N2 - желтоватые кристаллы с кубической решеткой типа Mn2О3 (a -форма); плотность 2,71 г/см3; D H0обр -461,3 кДж/моль; S0298 85 Дж/(моль* К); при 550 °С переходит в b -форму, которая при 778 °С превращаются в g -модификацию; реагирует с водой с образованием Mg(OH)2 и NH3. Нитрид МАГНИЙ получают также при пропускании сухого NH3 над МАГНИЙ при 600°С.

При нагревании МАГНИЙ с S, Se или Те образуются халькогениды MgS, MgSe, MgTe - бесцветные кристаллы; гидролизуются водой. Сульфид MgS - кристаллы с кубической решеткой; температура плавления ~2200°С; плотность 2,86 г/см3; С°р 45,6 Дж/(моль* К); D H0обр -348 кДж/моль; S0298 50,3 Дж/(моль* К); может быть также получен при нагревании МАГНИЙ с H2S. При нагревании МАГНИЙ с В образуются бориды MgB2, MgB4, MgB6, MgB12 - темно-коричневые твердые вещества; MgB2 медленно реагирует с водой и бурно с разбавленый кислотами, давая бороводороды; более богатые бором бориды не взаимодействие с разбавленый кислотами при комнатной температуре. С углеродом МАГНИЙ образует карбиды MgC2 и MgC3, которые реагируют с водой, давая С2Н2 и смеси углеводородов, в которых преобладает аллеи С,Н4. С кремнием образует силицид Mg2Si (температура плавления 1102°С), разлагающийся водой с выделением SiH4 и др. силанов. С многие металлами МАГНИЙ дает интерметаллиды. МАГНИЙ восстанавливает СО2, В2О3, SiO2, галогениды металлов до соответствующего элемента.

Соли МАГНИЙ (см., например, Магния карбонат, Магния перхлорат. Магния сульфат) получают взаимодействие кислот или соответствующих им оксидов с MgO, действием разбавленый кислот на металлич. МАГНИЙ, обменными реакциями и др. Мн. соли хорошо растворим в воде с незначительной гидролизом, образуют кристаллогидраты. В водных растворах ион Mg2+ существует в виде аквакомплекса [Mg(H2O)6]2+ . В нсводных растворителях (жидкий NH3 и др.) ион Mg2+ образует комплекс с молекулами растворителя; из таких растворов обычно кристаллизуются сольваты солей МАГНИЙ В водной среде кристаллосольваты разрушаются с образованием аквакомплексов. При взаимодействие щелочей с водными растворами солей МАГНИЙ осаждается Mg(OH)2.


Получение. Преобладающий пром. способ получения МАГНИЙ - 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 производстве Ti. Температура электролиза 700-720 °С, аноды графитовые, катоды стальные. Содержание MgCl2 в расплаве 5-8%, при снижении концентрации до 4% уменьшается выход МАГНИЙ 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 поверхность 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 МАГНИЙ при электролизе получают также Сl2.

В термодинамически способах получения МАГНИЙ сырьем служит магнезит или доломит, из которых прокаливанием получают MgO. В ретортных или вращающихся печах с графитовыми или угольными нагревателями оксид восстанавливают до металла кремнием (силикотермодинамически способ) или СаС2 (карбидотермодинамически способ) при 1280-1300 °С либо углеродом (карботермодинамически способ) при температуре выше 2100°С. В карботермодинамически способе (MgO + С D Mg + CO) образующуюся смесь СО и паров МАГНИЙ быстро охлаждают при выходе из печи инертным газом для предотвращения обратной реакции СО с МАГНИЙ
Определение. Качественно МАГНИЙ обнаруживают по осаждению двойной соли MgNH4PO4* 6H2O либо гидроксихинолината Mg(C9H6NO)2* 2H2O, по образованию окрашенных соединений Mg2+, например с титановым желтым, магнезоном I и II, хинализарином или дифенилкарбазидом, а также эмиссионным спектральным методом. Количественно МАГНИЙ определяют обычно комплексонометрически - титрованием раствором натриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты с использованием индикаторов (эриохрома черного Т или др.), а также титрованием избытка кислоты, 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 МАГНИЙ используют методы химико-спектрального анализа, чувствительность которых достигает 1* 10-4% МАГНИЙ Применяют также методы атомно-абсорбц. анализа и фотометрии пламени.


Применение. Основные область использования МАГНИЙ - производство магния сплавов. МАГНИЙ применяют также для легирования сплавов на основе Аl и некоторых др., для металлотермодинамически получения металлов (Ti, U, Zr, V и др.), для раскисления и десульфурации ряда металлов и сплавов, в синтезе магнийорганических соединений (например, реактива Гриньяра). Смеси порошка МАГНИЙ с окислителями используют для приготовления осветит. и зажигат. составов.

Мировое производство МАГНИЙ 200 тысяч т/год (1980).

МАГНИЙ открыл в 1808 Г. Дэви.

Химическая энциклопедия. Том 2 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
столик изо купить
чугунная скамейка парковая

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(30.04.2017)