ximia.org - сайт о химии для химиков
РАЗДЕЛЫ САЙТА
Разная химия
Неорганическая
Органическая
Биологическая
Наглядная биохимия
Токсикологическая

База знаний
Химическая энциклопедия
Справочник по веществам
Таблица Д.И. Менделеева
Гетероциклические соед.
Теплотехника
Углеводы

Партнёры по Химии
Всё об Алхимии

Химия в жизни
Каталог предприятий

Дополнительно
Лекарственные средства Фармацевтический справ.

 
Всё о Химии - Ximia.org

МАГНИЙ


Алфавитный указатель: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


МАГНИЙ (Magnesium) Mg, хим. элемент II гр. периодич. системы, ат. н. 12, ат. м. 24,305; относится к щелочноземельным элементам. Прир. М. 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 М. в земной коре 2,35% по массе. Встречается в природе только в виде соединений. Известно более 100 минералов, содержащих М.; 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 М. содержится в воде морей и океанов и в прир. рассолах. М. всегда содержится в растениях, т.к. 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. 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 М. 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. М. - 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 М. 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 М. 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 М. 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 М. 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 М., полученный взаимод. LiH с магнийалкилами, - бесцв. твердое в-во, воспламеняется на воздухе, бурно реагирует с водой. С N2 при 780-800°С М. 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 М. получают также при пропускании сухого NH3 над М. при 600°С. При нагр. М. 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. М. с H2S. При нагр. М. 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 М. 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 М. дает интерметаллиды. М. восстанавливает СО2, В2О3, SiO2, галогениды металлов до соответствующего элемента. Соли М. (см., напр., Магния карбонат, Магния перхлорат. Магния сульфат) получают взаимод. к-т или соответствующих им оксидов с MgO, действием разб. к-т на металлич. М., 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 М. В водной среде кристаллосольваты разрушаются с образованием аквакомплексов. При взаимод. щелочей с водными р-рами солей М. осаждается Mg(OH)2.
Получение. Преобладающий пром. способ получения М. - 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 М. 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 М. всплывает на пов-сть электролита, откуда его отбирают вакуумным ковшом. Извлекаемый магниевый сырец содержит 0,1% примесей. Для очистки от неметаллич. примесей М. переплавляют с флюсами - хлоридами или фторидами К, Ва, Na, Mg. Глубокую очистку осуществляют перегонкой в вакууме, зонной плавкой, электролитич. рафинированием. В результате получают М. чистотой 99,999%. Кроме М. при электролизе получают также Сl2. В термич. способах получения М. 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 М. быстро охлаждают при выходе из печи инертным газом для предотвращения обратной р-ции СО с М.
Определение. Качественно М. 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 М. 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 М. спектрофотометрически с использованием магнезонов. Для определения очень малых кол-в М. используют методы химико-спектрального анализа, чувствительность к-рых достигает 1.10-4% М. Применяют также методы атомно-абсорбц. анализа и фотометрии пламени.
Применение. Осн. область использования М. - произ-во магния сплавов. М. 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 М. с окислителями используют для приготовления осветит. и зажигат. составов. Мировое произ-во М. 200 тыс. т/год (1980). М. 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.

 

Всё о Химии для учителей, учеников, студентов и просто химиков