Magnésium

Magnésium ( mægˈniːziəm ) est un élément chimique avec du magnésium de de symbole , le nombre atomique 12 de , et une masse atomique de 24. Le magnésium est le neuvième élément le plus abondant dans la terre par Massachusetts. Il constitue environ 2% le croûte de s de la terre du la 'par la masse, et c'est le tiers que la plupart d'élément abondant s'est dissous en eau de mer . Les ions de magnésium sont essentiels à toutes les cellules vivantes, et sont le 11ème élément le plus abondant par la masse dans le corps humain. L'élément libre (métal) n'est pas trouvé en nature. Une fois produit à partir des sels de magnésium, ce alcalinoterreux est employé comme alliant l'agent de pour faire l'aluminium - alliages de de magnésium, parfois appelés le " ; Magnalium " ou " ; magnelium" ;.

Caractéristiques notables

Le magnésium élémentaire est un métal assez fort, argenté-blanc, léger (deux-tiers de la densité d'aluminium ). Il ternit légèrement une fois exposé à l'air, bien qu'à la différence des métaux alkalins, le stockage dans un environnement en l'absence d'oxygène est inutile parce que du magnésium est protégé par une couche mince de l'oxyde qui est assez imperméable et difficile d'enlever. Comme son calcium voisin périodique du groupe de table de inférieur, le magnésium réagit avec de l'eau à la température ambiante, bien qu'il réagisse beaucoup plus lentement que le calcium. Quand il est submergé dans l'eau, les bulles de l'hydrogène commenceront presque unnoticeably à former sur la surface du métal, bien que si en poudre lui réagira beaucoup plus rapidement. Le magnésium également réagit avec de l'acide chlorhydrique (HCL) de et produit la chaleur et l'hydrogène une fois supplémentaire à lui. Le magnésium commencera à bouillonner et devenir chaud - trop chaud pour toucher confortablement. La réaction se produira plus rapidement avec les températures plus élevées (voir les précautions). Le magnésium est un métal fortement inflammable, mais tandis qu'il est facile de mettre à feu une fois en poudre ou rasé dans les bandes minces, il il est difficile mettre à feu dans la masse ou le volume. Une fois que mis à feu lui il est difficile s'éteindre, pouvant brûler en les deux l'azote (formant la nitrure de magnésium), et anhydride carbonique (formant oxyde de magnésium et carbone ).

Le magnésium, quand il brûle en air, produit une lumière blanche brillante. Ceci a été employé en débuts de la photographie quand la poudre de magnésium a été employée comme source d'illumination (poudre instantanée). Plus tard, le ruban de magnésium a été employé dans des flashs électriquement mis à feu. La poudre de magnésium est encore employée dans la fabrication des feux d'artifice et le marin évase où une lumière blanche brillante est exigée.

Les composés de magnésium sont les cristaux en général blancs. Les la plupart sont solubles dans l'eau, fournissant l'ion Mg²⁺ de magnésium d'aigre-échantillon. Un peu d'ion dissous de magnésium contribue au tartness et au goût des eaux normales. L'ion de magnésium en grands nombres est un laxatif ionique, et du sulfate de magnésium (sels d'Epsom ) est parfois employé à cette fin. Soi-disant " ; lait de de " de la magnésie ; est une suspension en eau d'un des quelques composés insolubles de magnésium : hydroxyde de magnésium. Les particules non dissoutes provoquent son aspect et l'appellent. Le lait de la magnésie est une base douce et est utilisé généralement comme antiacide.

Applications

Comme métal

Le magnésium est le tiers la plupart de métal structural utilisé généralement, après l'acier et l'aluminium .

Des composés de magnésium, principalement l'oxyde de magnésium , sont employés principalement comme matériel réfractaire du dans des doublures du four pour produire le fer , l'acier , les métaux non ferreux, le verre et le ciment . L'oxyde de magnésium et d'autres composés également sont employés dans des industries agricoles, de produit chimique et de bâtiment. Comme métal, l'utilisation principale de cet élément est comme additif de alliage à l'aluminium avec ces alliages d'aluminium-magnésium étant employés principalement pour les bidons de boisson

Du magnésium, sous sa forme plus pure, peut être comparé à l'aluminium, et est fort et léger, ainsi il est employé dans plusieurs applications à fort débit de fabrication de partie, y compris les composants des véhicules à moteur et de camion. La spécialité, les roues de voiture à haute teneur de l'alliage de magnésium s'appellent le " ; le magnétique de roule le " de ;. En 1957 un Corvette solides solubles, conçue pour emballer, a été construit avec des panneaux de corps de magnésium. Le Volkswagen a employé le magnésium dans ses éléments de moteur pendant beaucoup d'années. Pendant longtemps, le Porsche a employé l'alliage de magnésium pour ses blocs de moteur dus à l'avantage de poids. Il y a intérêt remplacé pour des blocs de moteur de magnésium, comme décrit dans le 2006 BMW les modèles 325i et 330i de . Le moteur de BMW emploie une insertion d'alliage d'aluminium pour les murs de cylindre et les vestes de refroidissement entourées par un magnésium à hautes températures allient AJ62A. L'application de l'alliage du magnésium AE44 dans le berceau 2006 de moteur du Z06 de Corvette a avancé la technologie de concevoir les parties des véhicules à moteur robustes en magnésium. Tous les deux alliages sont des développements récents en bas alliages à hautes températures de magnésium du fluage . La stratégie générale pour de tels alliages est de former les précipités intermétalliques du aux joints de grain , par exemple en ajoutant le Mischmetal ou le calcium . Le nouveau développement d'alliage et plus à prix réduit, qui deviennent concurrentiels à l'aluminium, promouvront le nombre d'applications des véhicules à moteur.

Le deuxième champ d'application du magnésium est des appareils électroniques. En raison du bas poids, des bonnes propriétés mécaniques et électriques, magnésium est employé couramment pour la fabrication des téléphones portables, des ordinateurs portables, des appareils-photo, et d'autres composants électroniques.

Historiquement, le magnésium était l'un des métaux aérospatiaux principaux de construction et a été employé pour les avions militaires allemands dès la Première Guerre Mondiale et intensivement pour les avions allemands dans la deuxième guerre mondiale. Les Allemands ont inventé le « Elektron » nommé pour l'alliage de magnésium qui est encore employé aujourd'hui. En raison des risques perçus avec du magnésium partie en cas du feu, l'application du magnésium dans l'industrie aérospatiale commerciale a été généralement limité aux composants reliés à la machine. Actuellement l'utilisation des alliages de magnésium dans l'espace est augmentation, la plupart du temps conduite par l'importance croissante de l'économie du combustible et la nécessité de réduire le poids. Le développement et l'essai du nouveau magnésium allie notamment Elektron 21 qui a avec succès subi l'essai aérospatial étendu pour la convenance dans les composants de moteur, internes et de fuselage. Le Communauté européen gère trois projets de magnésium de recherche et développement dans la priorité aérospatiale du programme-cadre six.

D'autres utilisations incluent :
Déplacement du soufre de fer et d'acier.
Production du titane
Plats en photogravure du dans l'industrie de l'imprimerie.
Combiné en alliages, ce métal est essentiel pour l'avion et la construction du missile .
Une fois utilisé comme agent de alliage, ce métal améliore la fabrication mécanique, de et des caractéristiques de la soudure d'aluminium.
Agent additif pour les propulseurs conventionnels et utilisé en produisant le graphite nodulaire en fer de fonte.
L'agent réducteur pour la production de l'uranium pur et d'autres métaux de leur sale
Des turnings ou le ruban de magnésium sont employés pour préparer les réactifs de Grignard de qui sont utiles dans la synthèse organique
Facilement réagissant avec de l'eau, il peut servir déshydratant
Le magnésium est également inflammable, burning à une température approximativement de 2500 K (2200 °C, °F) 4000.
La température d'auto-allumage de du magnésium est approximativement 744 K (473 °C, °F) 883.
Extrêmement l'à hautes températures quel magnésium brûle lui fait un outil maniable pour commencer les feux emergency pendant la récréation extérieure.
D'autres utilisations incluent la photographie de lampe-torche, les fusées, la pyrotechnie , les sparklers, et les bombes incendiaires.

Dans des composés de magnésium

L'ion de magnésium est nécessaire pour toute la vie (voir le magnésium de dans les systèmes biologiques ), ainsi les sels de magnésium sont un additif pour des nourritures, des engrais (le magnésium est un composant de chlorophylle), et des milieux de culture.
L'hydroxyde du du magnésium est employé en lait de de la magnésie , de son chlorure et du citrate utilisé en tant que suppléments oraux de magnésium, et de son sulfate (sels d'Epsom de pour différents buts dans la médecine, et ailleurs.
Le sel d'Epsom (sulfate de magnésium) est employé pour traiter des maux et des gorges endolories.
La magnésite calcinée à mort est employée pour des buts réfractaires tels que la brique et les revêtements dans les fours et des convertisseurs.
La poudre du carbonate ( CO₃ de magnésium de de magnésium) est également employée par des athlètes, tels que les gymnastes et les weightlifters , pour améliorer la poignée sur le &ndash d'objets ; l'appareil ou la barre de levage.
Le stéarate de magnésium de est légèrement une poudre blanche inflammable du avec les propriétés lubricative du . En technologie pharmaceutique du il est employé à la fabrication des comprimés pour empêcher les comprimés de coller à l'équipement pendant le processus de compression de comprimé (c., quand la substance du comprimé est pressée dans la forme de comprimé).
Le borate de magnésium, le salicylate de magnésium et le sulfate de magnésium sont employés comme antiseptiques pour tuer des germes.
Le bromure de magnésium de est employé comme sédatif doux .
Du magnésium sous les formes d'oxyde de magnésium et le gluconate de magnésium sont employés dans des comprimés diététiques de supplément. Ceux-ci se sont avérées une thérapie efficace pour quelques individus qui souffrent du syndrome agité de jambe (RLS) de .
Le sulfite de magnésium de est employé dans la fabrication du papier .
Le phosphate de magnésium est employé pour ignifuger le bois pour la construction.
Le hexafluorosilicate de magnésium est employé dans la mitifugation des textiles
Du magnésium est même employé pour faire quelques yo-yo de haut de gamme tel que le magnésium de carte blanche de Duncan.

Histoire

Le nom provient du mot grec du pour une zone du Thessaly appelé la magnésie . On le lie à la magnétite et le manganèse , qui ont également provenu de ce secteur, et différentiation exigée en tant que substances séparées. Voir le manganèse pour cette histoire.

Le magnésium est le huitième élément le plus abondant dans la croûte terrestre. On le trouve dans de grands dépôts de la magnésite , de la dolomite , et d'autres minerais et dans les eaux minérales, où l'ion de magnésium est soluble. En 1618 un fermier chez Epsom en Angleterre a essayé de donner à ses vaches l'eau d'un puits. Ceci qu'ils ont refusé de boire en raison du goût amer de l'eau. Cependant le fermier a noté que l'eau a semblé guérir des éraflures et des éruptions. La renommée de la diffusion des sels d'Epsom . Par la suite ils ont été identifiés pour être le sulfate de magnésium hydraté, MgSO₄.

Le métal pur électrolytiquement d'isolement de magnésium de Humphry Davy de monsieur en 1808 d'un mélange de la magnésie et du hectogramme [[l'oxygène O]], et le A. Bussy l'ont préparé en forme logique en 1831. La première suggestion de Davy pour un nom était magnium, mais le magnésium nommé est maintenant employé.

Sources

Bien que du magnésium soit trouvé dans plus de 60 dolomite des minerais seulement, la magnésite , la brucite , le Carnallite , le talc , et l'Olivine sont d'importance commerciale.

En Etats-Unis ce métal est principalement obtenu par l'électrolyse du chlorure fondu de magnésium de des puits des saumures , et l'eau de mer : cathode de : Mg²⁺ + 2 anode magnésium de → du e ^- : 2 → Cl_{2 (gaz du Cl ^- de de )} de +
2 e^- Les Etats-Unis ont traditionnellement été le fournisseur principal du monde de ce métal, assurant 45% de production du monde même pendant que récemment en tant que 1995. Aujourd'hui, la part de marché des États-Unis est à 7%, avec un producteur domestique simple laissé, le magnésium , une compagnie des USA de soutenue du maintenant-ancien Magcorp . En date du 2005 Chine a succédé en tant que fournisseur dominant, chevillé à la part du marché mondial mondial de 60%, qui a augmenté de 4% de 1995. À la différence du processus électrolytique ci-dessus décrit du , la Chine est presque totalement dépendante sur une méthode différente d'obtenir le métal de ses minerais, le silicothermic Pidgeon de processus (la réduction du de l'oxyde à températures élevées avec du silicium).

Magnésium de l'eau de mer

Le cation de Mg²⁺ est le deuxième cation abondant en eau de mer (se produisant à environ 12% de la masse du sodium là), qui fait l'eau de mer et le mer-sel une source commerciale attrayante de magnésium. Pour extraire le magnésium, le carbonate de calcium est ajouté à l'eau de mer au précipité du carbonate de magnésium de de forme.

→ de MgCl₂ + de CaCO₃ MgCO₃ + CaCl₂

Le carbonate de magnésium de est insoluble dans l'eau ainsi il peut être filtré dehors, et réagi avec de l'acide chlorhydrique pour obtenir a concentré le chlorure de magnésium de .

→ MgCO₃ + 2HCl MgCl₂ + CO₂ + H₂O

À partir du chlorure de magnésium de , l'électrolyse produit le magnésium.

voient également : : Catégorie :

s minerais de magnésium

Biologie

voient également : Magnésium de dans le

la biologie Les ions de magnésium sont essentiels à la chimie de base de l'acide nucléique de la vie, et sont ainsi essentiels à toutes les cellules de toute la matière organique connue. Les usines ont une utilisation additionnelle pour le magnésium dans des chlorophylles de ce que sont les porphyrines magnésium-centrées beaucoup d'enzymes exigent la présence des ions de magnésium pour leur action catalytique, particulièrement des enzymes utilisant le triphosphate d'adénosine , ou ceux qui emploient d'autres nucléotides pour synthétiser ADN et ARN . L'insuffisance de magnésium de aux usines cause le jaunissement de fin de saison entre les nervures de feuille, particulièrement dans des feuilles plus anciennes, et peut être corrigée en appliquant des sels d'epsom (qui est rapidement lixivié par ), ou bien la pierre à chaux dolomitique écrasée du au sol.

Le magnésium est un composant essentiel d'un régime humain sain et l'insuffisance a été impliquée dans un certain nombre de maladies humaines. Le magnésium est facilement disponible en beaucoup de nourritures communes mais les études indiquent que beaucoup d'Américains sont magnésium déficient. Le magnésium excessif dans le sang est librement filterd aux reins, et pour cette raison il est très difficile de prendre une overdose sur le magnésium seules des sources diététiques. Cependant, il y a un certain nombre de suppléments de magnésium disponibles qui rendent le surdosage possible, en particulier dans les personnes avec la fonction rénale pauvre.

Isotopes

Le magnésium a trois isotopes stables ²⁴Mg, ²⁵Mg, ²⁶Mg de . Tous sont présents dans des montants significatifs (voir le tableau des isotopes ci-dessus). Environ 79% de magnésium est ²⁴Mg. L'isotope ²⁸Mg est radioactif et dans les années 50 aux années 70 a été fait commercialement par plusieurs centrales nucléaires pour l'usage dans des expériences scientifiques. Cet isotope a une demi vie relativement courte (21 heures) et ainsi son utilisation a été limitée par des périodes de expédition.

²⁶Mg a trouvé l'application dans la géologie isotopique du , semblable à celle de l'aluminium . ²⁶Mg est un produit dérivé radiogénique du de ²⁶Al, qui a une demi vie de 717. On a observé de grands enrichissements de ²⁶Mg stable dans les inclusions Ca-Al-riches de quelques météorites carbonées du chondrite que l'abondance anormale de ²⁶Mg est attribuée à l'affaiblissement de son parent ²⁶Al dans les inclusions. Par conséquent, la météorite doit avoir formé dans le la nébuleuse que solaire avant le ²⁶Al s'était délabré. Par conséquent, ces fragments sont parmi les objets les plus anciens dans le système solaire et ont préservé des informations sur son histoire des débuts.

Il est conventionnel pour tracer ²⁶Mg/²⁴Mg contre un rapport d'Al/Mg. Dans une parcelle de terrain de la datation d'Isochron de , le rapport d'Al/Mg a tracé is²⁷Al/²⁴Mg. La pente de l'isochron n'a aucune signification d'âge, mais indique le rapport initial de ²⁶Al/²⁷Al dans l'échantillon au moment où les systèmes ont été séparés d'un réservoir commun.

Précautions

Le métal et les alliages de magnésium sont fortement inflammables sous leur forme pure si fondus, comme poudre, ou sous la forme de ruban. Le métal brûlant ou fondu de magnésium réagit violemment avec de l'eau. La poudre de magnésium est un risque explosif. On devrait porter des verres de sûreté tout en travaillant avec du magnésium, et si le brûlant, ceux-ci incluent un filtre lourd d'U., semblable à la protection d'oeil de soudure. La lumière blanche lumineuse ( y compris ultra-violet) a produit en brûlant le magnésium peut de manière permanente endommager les rétines des yeux, semblables aux brûlures d'arc de soudure.

L'eau ne devrait pas être employée pour s'éteindre les feux de magnésium, parce qu'elle peut produire l'hydrogène qui alimentera le feu, selon la réaction : magnésium de _(s) + 2 magnésium de → de H₂O _(g) (OH) ₂ _(s) +
de H₂ _(g) ou dans les mots : _{de magnésium de
_{(plein) d'hydroxyde de magnésium de → de} + de vapeur} (plein) + _{d'hydrogène (gaz)}

Les extincteurs d'anhydride carbonique ne devraient pas être utilisés non plus, parce que le magnésium peut brûler en anhydride carbonique (formant oxyde de magnésium , MgO, et carbone ). Un extincteur de produit chimique sec de la classe D devrait être utilisé si disponible, ou bien le feu devrait être couvert de sable ou de flux de fonderie de magnésium. Une manière simple d'éteindre les petits feux en métal est de placer un sac en polyéthylène rempli de sable sec sur le feu. La chaleur du feu fondra le sac et le sable coulera dehors sur le feu.

Voir également

Minerais de magnésium de
Le magnésium de compose

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