Magnesium (Mg), chemisch element, een van de aardalkalimetalen van groep 2 (IIa) van het periodiek systeem, en het lichtste structurele metaal. De verbindingen worden veel gebruikt in de bouw en de geneeskunde, en magnesium is een van de elementen die essentieel zijn voor al het cellulaire leven.
aardalkalimetaal
zijn beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba) en radium (Ra).
Elementeigenschappen
| atoomnummer | 12 |
|---|---|
| atoomgewicht | 24.305 |
| smeltpunt | 650 ° C (1202 ° F) |
| kookpunt | 1090 ° C (1,994 ° F) |
| soortelijk gewicht | 1,74 bij 20 ° C (68 ° F) |
| oxidatie toestand | +2 |
| elektronen configuratie | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 |
Voorkomen, eigenschappen en gebruik
Oorspronkelijk bekend door verbindingen zoals Epsom-zouten (het sulfaat), magnesia of magnesia alba (het oxide) en magnesiet (het carbonaat), komt het zilverwitte element zelf niet vrij in de natuur voor. Het werd voor het eerst geïsoleerd in 1808 door Sir Humphry Davy, die het kwik verdampte uit een magnesiumamalgaam dat werd gemaakt door een mengsel van vochtig magnesiumoxide en kwikoxide te elektrolyseren. De naam magnesium komt uit Magnesia, een district in Thessalië (Griekenland) waar het mineraal magnesia alba voor het eerst werd gevonden.
Magnesium is het achtste meest voorkomende element in de aardkorst (ongeveer 2,5 procent) en is, na aluminium en ijzer, het derde meest voorkomende structurele metaal. Zijn kosmische overvloed wordt geschat op 9,1 x 10 5 atomen (op een schaal waarbij de overvloed van silicium = 10 6 atomen). Het komt voor als carbonaten - magnesiet, MgCO 3 en dolomiet, CaMg (CO 3) 2 - en in veel voorkomende silicaten, waaronder talk, olivijn en de meeste soorten asbest. Het wordt ook gevonden als hydroxide (bruciet), chloride (carnalliet, KMgCl 3 ∙ 6H 2 O) en sulfaat (kieseriet). Het wordt verdeeld in mineralen zoals serpentijn, chrysoliet en meerschuim. Zeewater bevat ongeveer 0,13 procent magnesium, voornamelijk als opgelost chloride, dat zijn karakteristieke bittere smaak geeft.
Magnesium wordt commercieel geproduceerd door elektrolyse van gesmolten magnesiumchloride (MgCl 2), voornamelijk verwerkt uit zeewater en door de directe reductie van de verbindingen met geschikte reductiemiddelen - bijvoorbeeld door de reactie van magnesiumoxide of gecalcineerd dolomiet met ferrosilicium (het Pidgeon-proces). (Zie magnesiumverwerking.)
Ooit werd magnesium gebruikt voor fotografisch flitslint en poeder, omdat het in fijn verdeelde vorm in de lucht brandt met een intens wit licht; het vindt nog steeds toepassing in explosieve en pyrotechnische apparaten. Vanwege zijn lage dichtheid (slechts tweederde van die van aluminium), is het uitgebreid gebruikt in de lucht- en ruimtevaartindustrie. Omdat het pure metaal echter een lage structurele sterkte heeft, wordt magnesium voornamelijk gebruikt in de vorm van legeringen - voornamelijk met 10 procent of minder aluminium, zink en mangaan - om de hardheid, treksterkte en het vermogen om te gieten, lassen te verbeteren. en bewerkt. Giet-, wals-, extrudeer- en smeedtechnieken worden allemaal gebruikt bij de legeringen, en de verdere fabricage van de resulterende plaat, plaat of extrusie wordt uitgevoerd door normale vorm-, verbindings- en bewerkingshandelingen. Magnesium is het gemakkelijkste structurele metaal om te bewerken en wordt vaak gebruikt wanneer een groot aantal bewerkingen nodig is. Magnesiumlegeringen hebben een aantal toepassingen: ze worden gebruikt voor onderdelen van vliegtuigen, ruimtevaartuigen, machines, auto's, draagbare gereedschappen en huishoudelijke apparaten.
De thermische en elektrische geleidbaarheid van magnesium en het smeltpunt lijken erg op die van aluminium. Terwijl aluminium wordt aangetast door alkaliën maar bestand is tegen de meeste zuren, is magnesium bestand tegen de meeste alkaliën, maar wordt het gemakkelijk aangetast door de meeste zuren om waterstof vrij te maken (chroom- en fluorwaterstofzuren zijn belangrijke uitzonderingen). Bij normale temperaturen is het stabiel in lucht en water vanwege de vorming van een dunne beschermende huid van oxide, maar wordt het aangetast door stoom. Magnesium is een krachtig reductiemiddel en wordt gebruikt om andere metalen te produceren uit hun verbindingen (bijv. Titanium, zirkonium en hafnium). Het reageert direct met veel elementen.
Magnesium komt in de natuur voor als een mengsel van drie isotopen: magnesium-24 (79,0 procent), magnesium-26 (11,0 procent) en magnesium-25 (10,0 procent). Er zijn negentien radioactieve isotopen gemaakt; magnesium-28 heeft de langste halfwaardetijd van 20,9 uur en is een bètastraler. Hoewel magnesium-26 niet radioactief, is het dochternuclide aluminium-26, met een halfwaardetijd van 7,2 x 10 heeft 5 jaar. Bij sommige meteorieten zijn verhoogde gehaltes aan magnesium-26 gevonden, en de verhouding magnesium-26 tot magnesium-24 is gebruikt om hun leeftijd te bepalen.
Tot de topproducenten van magnesium in het tweede decennium van de 21e eeuw behoorden China, Rusland, Turkije en Oostenrijk.
