תחמוצת מגנזיום: מבנה, תכונות, שמות, שימושים - כִּימִיָה - 2025

תחמוצת מגנזיום הוא לבן גבישי אורגניים מוצקים הידוע גם בתור מגנזיה. הנוסחה הכימית שלו היא MgO והיא נוצרת על ידי חמצון של מתכת מגנזיום על ידי חמצן.

לרוב הוא נמצא כמינרל טבעי הנקרא פריקלאז. עם זאת, פריקלאז אינו מקור עיקרי ל- MgO. בטבע זה נפוץ כקבוצות קריסטלים שיש.

אבקת תחמוצת מגנזיום. אדם רדז'יקובסקי מקור: Wikipedia Commons הוא נמצא גם במגנזיט המינרלי (שהוא בעיקר מגנזיום קרבונט עם מעט קרבונט ברזל); באבן גיר ודולומיט (מינרל הנוצר על ידי פחמימות של מגנזיום וסידן); בסלעי שקע וולקניים וסלעי סרפנטין.

הוא אינו יוצר סלעים או מרבצי גביש מכיוון שבמגע עם אדי המים באטמוספירה הוא הופך למגנזיום הידרוקסיד (מג (OH) ₂ ).

ברמה התעשייתית ניתן להשיג אותה בכמה אופנים: סידן מגנזיום קרבונט (מגנזיט), סידן מגנזיום הידרוקסיד, החל מאבן גיר דולומיטית, באמצעות מי ים ופירוליזה של מגנזיום כלוריד, בין שאר השיטות.

ייצור מגנזיום מגנזיט החל לפני קצת יותר ממאה שנה באוסטריה. מאז, למגנזיה יש כמה יישומים טכניים בגלל נקודת ההתכה הגבוהה שלה, עמידות כימית, מוליכות תרמית גבוהה, מוליכות חשמלית נמוכה ופעילותה הביולוגית.

מִבְנֶה

מבנה הגביש של MgO מעוקב, מרוכז פנים, דומה לסריג הגביש של נתרן כלוריד (NaCl).

מגנזיה יוצרת גבישים מעוקבים של הקסאקטאהדרל, שיכולים להיות חסרי צבע, ירוק או חום.

פריקלאז המינרלים הוא אוקטאתדרון קטן, שפחות נפוץ הוא קוביית אוקטהדרון או דודקהדרון.

נכסים

שמות אחרים

- מגנזיה.

- פריקלאז.

- אוקסומגנזיום.

מצב פיזי

זה מוצק, גבישי ולבן. אם כי נוכחות זיהומי ברזל מעניקה לו צבע ירקרק או חום בהתאם לדרגת החמצון של הברזל.

קשיות של מוהס

5.5-6.

משקל מולקולרי

40.304 גרם למול.

נקודת המסה

2827 מעלות צלזיוס

צְפִיפוּת

3.581 גרם / ס"מ ³

מְסִיסוּת

באופן בלתי מסיס במים:

0.00062 גרם ל 100 מ"ל בחום של 20 מעלות צלזיוס.

0.0086 גרם ל 100 מ"ל בחום של 30 מעלות צלזיוס.

לא מסיס באתנול.

pH

בתמיסה מימית רוויה: 10.3.

תכונות אופטיות

שָׁקוּף. צבע: חסר צבע, לבן אפרפר, צהוב חום, חסר צבע באור מועבר.

מדד שבירה

1.7355 במהירות 589 ננומטר.

1.7283 במהירות 750 ננומטר.

נכסים אחרים

- יש לו מוליכות תרמית גבוהה ועמידות חשמלית גבוהה.

- זה היגרוסקופי, כלומר הוא סופג מים בקלות מהאטמוספרה. במדיום מימי הוא משלב עם מים ליצירת מגנזיום הידרוקסיד.

- הוא יציב באטמוספרה מחמצנת עד 2300 מעלות צלזיוס ועד 1700 מעלות צלזיוס באטמוספרה מצמצמת.

- זה תואם לרוב התרכובות הכימיות, למעט חומצות חזקות וחמצון חזק, בין היתר.

- לאחר הצתה בטמפרטורות גבוהות, תחמוצת המגנזיום אינה פעילה יחסית.

זה לא רעיל. עם זאת, יש לנקוט באמצעי זהירות כאשר מטפלים בו בצורה אבקה כאשר יש לו גודל חלקיקים קטן.

לגבישים שלה יש כוח רפלקטיבי גבוה הן בספקטרום הנראה והן בסגנון האולטרה סגול הקרוב.

מִנוּחַ

ישנן כמה דרגות MgO המסופקות באופן מסחרי:

מגנזיה קאוסטית

זוהי צורה תגובית ביותר של תחמוצת מגנזיום המיוצרת על ידי סידן או שריפת מגנזיט גולמי (MgCO ₃ ) או מגנזיום הידרוקסיד (מג (OH) ₂ ) בטמפרטורות נמוכות יחסית, אך מעל לטמפרטורת הפירוק של חומרים אלה, בין 700 ל- 1000 מעלות צלזיוס

זה נקרא גם מגנזיום קאוסטי סידן, תחמוצת מגנזיום מסורבן, תחמוצת מגנזיום תגובית, מגנזיה שרופה קלות, בין שמות אחרים.

ניתן להישרף מגנזיה קאוסטית בטמפרטורה גבוהה יותר בכדי לתת מגנזיום מסונן.

מגנזיה שרופה מאוד

זה מתרחש כאשר מגנזיט מסולן בטמפרטורות של 1000 עד 1500 מעלות צלזיוס. התגובה שלה הופחתה בהשוואה למגנזיום הקאוסטי.

מגנזיה ר

כאשר מגנזיט מסתייד בטמפרטורות שבין 1500-2000 מעלות צלזיוס, מגנזיה מתקבלת "נשרפת למוות" (תרגום לאנגלית שנשרפה מתה), המכונה גם מגנזיה עקשן או מגנזיה התמזגה.

מגנזיה מותכת מתקבלת גם על ידי התכת מגנזיה קאוסטית בקשת חשמלית. בשל טיפולים אלה, התגובה שלה בוטלה כמעט לחלוטין.

סוג זה של מגנזיה מעוצב בדרך כלל על ידי לחץ וטמפרטורה, מבלי להגיע לטמפרטורת ההתכה. בעזרת זה ניתן לייצר חתיכות של קשיות רבה, המציינות מגנזיה מסוננת. זה יציב בעיקרו נגד לחות ופחמן דו חמצני באטמוספרי.

יישומים

MgO משמש בייצור מגנזיום מתכתי.

שימושים במגנזיה קאוסטית

בשל התגובה הגבוהה שלה, היישומים התעשייתיים שלה מגוונים מאוד.

הוא משמש כחומר גלם לייצור מלט ומשמש בענף הבנייה, למשל, כקלסר. במקרה זה, הוא מעורבב עם תמיסות מרוכזות של מלחי מגנזיום וכמות קטנה של נתרן פוספט.

וכך מתקבל חומר קשה במיוחד. למרות שזה לא מלט אמיתי, מכיוון שהוא לא יציב במים, הוא יכול לשמש כציפוי מסטיק או מגן.

מגנזיה קאוסטית משמשת גם בלוחות בנייה קלים לבידוד תרמי ואקוסטי. הם מיוצרים על ידי הוספת מגנזיום סולפט כקלסר וצמר סלעים. הם מביאים לסדינים לא דליקים במיוחד.

יריעות MgO לבנייה. Excentrik13 מקור: Wikipedia Commons שימושים אחרים למגנזיה קאוסטית כוללים פינוי מתכות כבדות וסיליקט ממי השפכים. ניתן גם להסיר אמוניה או פוספטים.

זהו בסיס חלש, ולכן הוא משמש כמנטרל חומצות ומשמש לשפשוף גז פליטה, כתוסף לחומרי סיכה ולדלקים.

זה משמש כמילוי בתעשיית הפלסטיק והגומי, מכיוון שהוא מאפשר להתאים את הצמיגות והנוקשות של חומרים אלה.

הוא משמש בתעשיית הנייר והתאית שכן הוא משתתף בעיכול הביסולפיט. כמו כן כבולם לחות בספריות או להכנת קוסמטיקה. בנוסף, בתעשיית התרופות הוא מוערך מאוד כנטול חומצה נוגדת חומצה נוגדת חומרים חומרים נוגדיים, משכך עיכול ומשלשל עדין.

טבליות MgO. מקור: Pixabay

שימושים במגנזיה שרופה בכבדות

בשל טווח התגובה הצר שלה, הוא משמש ביישומים בהם נדרשת השפלה איטית. לדוגמה, בתוספי מזון לבעלי חיים. הסיבה לכך היא שבקרב תנאים מסוימים, בקר יכול לסבול ממחסור במגנזיום אם ניזון רק ממזון.

מצד שני, ידוע שמגנזיום (Mg) הוא יסוד מכיל בכלורופיל. מסיבה זו הוא נחשב לחומר מזין חיוני של צמחים ומשמש כדשן. הדרך להוסיף מגנזיום לצמחים היא כמו מגנזיה.

ניתן להשתמש בסוג זה של MgO במגוון יישומים: קרמיקה, טיפול בשפכים (כספיון קטיון לסילוק מתכות), שיזוף עור וחומר גלם למגנזיה מותכת.

שימושים במגנזיום סינטה ומגנזיה מומסת

ל- MgO יש את נקודת ההיתוך הגבוהה ביותר בין תחמוצות בעלות בינונית ולכן הוא חומר גלם לבנים עקשן וקרמיקה אחרת עקשן. זהו החומר היחיד, אחרי תחמוצת זירקוניום (ZrO ₂ ), שיכול לעמוד בחימום ממושך מעל 2000 מעלות צלזיוס.

כיתה עקשן זו של MgO משמשת בתעשיית הפלדה לייצור מעטפות מגן ומדינות להחלפה לציוד המטפל בפלדה מותכת, כמו תנורים בעלי עוצמה גבוהה מאוד.

תנורים בעלי הספק גבוה בתעשיית הפלדה. ז'אן-פול GRANDMONT מקור: Wikipedia Commons בגלל דרגת התגובה הכמעט אפסית שלהם, חומרי בנייה עקשן המבוססים על מגנזיום מסונן הם גם עמידים בפני סיגים וגזים בסיסיים או ניטרליים.

בלוקים מגנזים חתוכים בעלי יכולת אחסון גבוהה לחום ומוליכות תרמית גבוהה (הם מוליכים חום טוב מאוד).

החום הנוצר על ידי גוף חימום מועבר לגוש המגנזיה וטמפרטורתו עולה. מסיבה זו הם משמשים במכשירי אחסון חמים.

הוא משמש כחומר מבודד בתעשיית החימום החשמלי הקשורה למכשירי חשמל ביתיים. לדוגמה, לגופי חימום צינוריים לתנורי מטבח, מכונות כביסה, מכונות קפה, מגהצים חשמליים או רדיאטורים, בין היתר.

שימושים אחרים ב- MgO

כוחם הרפלקטיבי הגבוה של גבישי MgO בספקטרום ה- UV הנראה והקרוב הוביל לשימושם כמשקף במכשירים אופטיים וכקריסטלים בודדים בחלונות ועדשות אופטיות. לבן משמש גם כסטנדרט.

הפניות

1. קירק-אחר (1994). אנציקלופדיה לטכנולוגיה כימית. כרך 15. המהדורה הרביעית. ג'ון וויילי ובניו.
2. אנציקלופדיה של כימיה תעשייתית של אולמן. נפח A15. מהדורה חמישית.
3. דאנס, ג'יי.סי; אמליוס, HJ; וסר רונלד ניהולם. (1973). כימיה אורגנית מקיפה. מערכת. הוצאת פרגמון.
4. הספרייה הלאומית לרפואה. (2019). תחמוצת מגנזיום. התאושש מ- pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
5. אלמנטים אמריקאיים (2019). מגנזיה קאסטית קלצנית. התאושש מ- americanelements.com.
6. רופ, RC (2013). קבוצה 16 (O, S, Se, Te) תרכובות אדמה אלקליות. תחמוצת מגנזיום. באנציקלופדיה של תרכובות כדור הארץ האלקאליות. התאושש מ- sciencedirect.com.