MAGNESIUMOKSIDI: RAKENNE, OMINAISUUDET, NIMIKKEISTÖ, KÄYTTÖ - KEMIA - 2026

Magnesiumoksidi on kiinteä epäorgaaninen kiteisenä valkoisena myös tunnetaan, kuten magnesiumoksidi. Sen kemiallinen kaava on MgO ja se muodostuu hapettamalla magnesiummetalli hapella.

Sitä löytyy usein luonnollisena mineraalina, nimeltään periklaasi. Periklaasi ei kuitenkaan ole merkittävä MgO: n lähde. Luonnossa sitä esiintyy yleisesti kideryhminä marmorissa.

Magnesiumoksidijauhe. Adam Rędzikowski Lähde: Wikipedia CommonsSitä on myös mineraalimagnetiitissa (joka on pääasiassa magnesiumkarbonaattia joidenkin rautakarbonaattien kanssa); kalkkikivessä ja dolomiitissa (mineraali, jonka muodostavat magnesiumin ja kalsiumin karbonaatit); vulkaanisessa ejekta- ja serpentiinikivissä.

Se ei muodosta kiviä tai kidekerrostumia, koska se muuttuu ilmakehän vesihöyryn kanssa muuttuessa magnesiumhydroksidiksi (Mg (OH) ₂).

Teollisuustasolla sitä voidaan saada useilla tavoilla: kalsinoidaan magnesiumkarbonaatti (magnesiitti), kalsinoidaan magnesiumhydroksidi, lähtökohtana dolomiittinen kalkkikivi, käyttämällä merivettä ja magnesiumkloridin pyrolyysiä muiden menetelmien joukossa.

Magnesiitin tuotanto magnesiitista alkoi hieman yli 100 vuotta sitten Itävallassa. Siitä lähtien magneesialla on useita teknisiä sovelluksia korkean sulamispisteen, kemiallisen kestävyyden, korkean lämmönjohtavuuden, alhaisen sähkönjohtavuuden ja biologisen aktiivisuuden vuoksi.

Rakenne

MgO: n kiderakenne on kuutiomainen, kasvikeskeinen, samanlainen kuin natriumkloridin (NaCl) kidehila.

Magnesia muodostaa heksa-katedraalisia kuutiometriä kiteitä, jotka voivat olla värittömiä, vihreitä tai ruskeita.

Mineraalipertaasi on pieni oktaedri, harvemmin se on kuutioktadetroni tai dodekaedri.

ominaisuudet

Muut nimet

- Magnesia.

- Periklaasi.

- Oxomagnesium.

Fyysinen tila

Se on kiinteä, kiteinen ja valkoinen. Vaikka raudan epäpuhtauksien läsnäolo antaa sille vihertävän tai ruskean värin raudan hapettumisasteesta riippuen.

Mohsin kovuus

5,5-6.

Molekyylipaino

40,304 g / mol.

Sulamispiste

2827 ° C.

Tiheys

3,581 g / cm ³

Liukoisuus

Käytännössä liukenematon veteen:

0,00062 g / 100 ml 20 ° C: ssa.

0,0086 g / 100 ml 30 ° C: ssa.

Liukenematon etanoliin.

pH

Kyllästetyssä vesiliuoksessa: 10,3.

Optiset ominaisuudet

Läpinäkyvä. Väri: väritön, harmahtava valkoinen, ruskehtava keltainen, väritön läpäisevässä valossa.

Taitekerroin

1,7355 aallonpituudella 589 nm.

1,7283 aallonpituudella 750 nm.

Muut ominaisuudet

- Sillä on korkea lämmönjohtavuus ja korkea sähkövastus.

- Se on hygroskooppinen, ts. Imee helposti vettä ilmakehästä. Vesipitoisessa väliaineessa se yhdistyy veden kanssa muodostaen magnesiumhydroksidia.

- Se on vakaa hapettavassa ilmakehässä lämpötilaan 2300 ºC asti ja jopa 1700 ºC lämpötilaan pelkistävässä ilmakehässä.

- Se on yhteensopiva useimpien kemiallisten yhdisteiden kanssa, paitsi vahvojen happojen ja hapettimien kanssa.

- Syttymisen jälkeen korkeissa lämpötiloissa magnesiumoksidi on suhteellisen inertti.

- Se ei ole myrkyllinen. Varotoimenpiteitä on kuitenkin noudatettava käsiteltäessä sitä jauhemaisena, kun sen hiukkaskoko on pieni.

- Sen kiteillä on korkea heijastava teho sekä näkyvässä spektrissä että lähellä olevassa ultravioletissa.

nimistö

On olemassa useita MgO-laatuluokkia, joita toimitetaan kaupallisesti:

Kaustinen magnesia

Se on erittäin reaktiivinen muoto magnesiumoksidia, joka tuotetaan kalsinoimalla tai polttamalla raakaa magnesiittia (MgCO ₃) tai magnesiumhydroksidia (Mg (OH) ₂) suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa, mutta näiden aineiden hajoamislämpötilan yläpuolella, välillä 700 - 700 ° C. 1000 ° C.

Sitä kutsutaan muiden nimien lisäksi myös kalsinoiduksi emäksiseksi magnesiaksi, kalsinoiduksi magnesiumoksidiksi, reaktiiviseksi magnesiumoksidiksi, kevyesti poltetulle magneesialle.

Kaustinen magnesia voidaan polttaa korkeammassa lämpötilassa, jolloin saadaan sintrattua magneesiaa.

Voimakkaasti palanut magnesia

Se tapahtuu, kun magnesiitti kalsinoidaan lämpötiloissa 1000 - 1500 ºC. Sen reaktiivisuus on vähentynyt verrattuna kaustiseen magnesiumiin.

Magnesia r

Kun magnesiittia kalsinoidaan lämpötiloissa 1500 - 2000 ºC, magneesia saadaan "poltetaan kuolemaan" (käännös englannista dead-burned), jota kutsutaan myös tulenkestäväksi magnesiaksi tai sulatettua magnesiaa.

Sulan magnesia saadaan myös sulattamalla kaustinen magnesia sähkökaarissa. Näiden käsittelyjen ansiosta sen reaktiivisuus on eliminoitu melkein kokonaan.

Tämän tyyppinen magneesia muovataan yleensä paineen ja lämpötilan avulla, ilman että sulamislämpötila saavutetaan. Tämän avulla on mahdollista valmistaa paloja, joilla on suuri kovuus ja jotka nimeävät sintrattua magnesiota. Se on olennaisesti vakaa kosteutta ja ilmakehän hiilidioksidia vastaan.

Sovellukset

MgO: ta käytetään metallisen magnesiumin valmistuksessa.

Kaustisen magneesian käyttö

Korkean reaktiivisuutensa takia sen teolliset sovellukset ovat hyvin erilaisia.

Sitä käytetään raaka-aineena sementin valmistukseen ja käytetään esimerkiksi rakennusteollisuudessa sideaineena. Tällöin se sekoitetaan väkevöityihin magnesium- suolojen ja pienen määrän natriumfosfaattia kanssa.

Näin saadaan erittäin kova materiaali. Vaikka se ei ole totta sementtiä, koska se ei ole stabiili vedessä, sitä voidaan käyttää mastiksina tai suojapinnoitteena.

Kaustista magnesia käytetään myös kevyissä rakennuslevyissä lämpö- ja äänieristykseen. Ne valmistetaan lisäämällä magnesiumsulfaattia sideaineena ja mineraalivillaa. Ne johtavat erittäin palamattomiin levyihin.

MgO-levyt rakentamiseen. Excentrik13 Lähde: Wikipedia Commons Muut kaustisen magnesian käytöt sisältävät raskasmetallien ja silikaatin poistamisen jätevesistä. Ammoniakki tai fosfaatit voidaan myös poistaa.

Se on heikko emäs, joten se toimii hapon neutraloijana ja sitä käytetään savukaasujen pesussa, lisäaineena voiteluaineille ja polttoaineille.

Se toimii täyteaineena muovi- ja kumiteollisuudessa, koska se mahdollistaa näiden materiaalien viskositeetin ja jäykkyyden säätämisen.

Sitä käytetään paperi- ja selluloosateollisuudessa, koska se osallistuu bisulfiitin sulamiseen. Myös kosteuden absorboijana kirjastoissa tai kosmetiikan valmistukseen. Lisäksi lääketeollisuudessa sitä arvostetaan antasidina, ruoansulatushäiriöiden lievittäjänä ja lievänä laksatiivina.

MgO-tabletit. Lähde: Pixabay

Voimakkaasti palaneen magneesian käyttö

Kapean reaktiivisuusalueensa vuoksi sitä käytetään sovelluksissa, joissa vaaditaan hidasta hajoamista. Esimerkiksi rehun lisäravinteissa. Tämä johtuu siitä, että tietyissä olosuhteissa nautakarja voi kärsiä magnesiumin puutteesta, jos sitä ruokitaan vain rehulla.

Toisaalta tiedetään, että magnesium (Mg) on ​​klorofyllin ainesosa. Tästä syystä sitä pidetään kasvien välttämättömänä ravintoaineena ja sitä käytetään lannoitteena. Tapa lisätä magnesiumia kasveihin on magnesia.

Tämän tyyppistä MgO: ta voidaan käyttää monissa sovelluksissa: keramiikassa, jätevedenkäsittelyssä (kationina adsorboivana aineena metallinpoistossa), nahan parkitsemiseen ja raaka-aineeseen sulassa magnesiikassa.

Sintratun ja sulatetun magneesian käyttö

MgO: lla on korkein sulamispiste maltillisten kustannusten oksidien joukossa, ja siksi se on tulenkestävien tiilien ja muiden tulenkestävien keraamien raaka-aine. Se on ainoa materiaali zirkoniumoksidin (ZrO ₂) jälkeen, joka kestää pitkittynyttä kuumennusta yli 2000 ºC.

Tätä tulenkestävää MgO-luokkaa käytetään terästeollisuudessa suojakuorien ja vaihdettavien vuorausten valmistukseen sulan teräksen käsittelylaitteille, kuten erittäin suuritehoisille uuneille.

Suuritehoiset uunit terästeollisuudessa. Jean-Pol GRANDMONT Lähde: Wikipedia Commons Koska sintrattuun magnesiumiin perustuvat tulenkestävät rakennusmateriaalit ovat melkein nollan reaktiivisuusasteen vuoksi, ne ovat myös kestäviä kuonoja ja emäksisiä tai neutraaleja kaasuja vastaan.

Sintratulla magneesiumlohkolla on suuri lämmön varastointikapasiteetti ja korkea lämmönjohtavuus (ne johtavat lämpöä erittäin hyvin).

Lämmityselementin tuottama lämpö siirtyy magnesiumlohkoon ja sen lämpötila nousee. Tästä syystä niitä käytetään kuumissa tallennuslaitteissa.

Sitä käytetään eristysmateriaalina kodinkoneisiin liittyvässä sähkölämmitysteollisuudessa. Esimerkiksi muun muassa keittiöuunien, pesukoneiden, kahvinkeittimien, sähkörauta- tai lämpöpatterien putkimaisille lämmityselementeille.

MgO: n muut käyttötavat

MgO-kiteiden korkea heijastusvoima näkyvässä ja lähellä olevassa UV-spektrissä on johtanut niiden käyttöön heijastimena optisissa instrumenteissa ja yksittäisinä kiteinä optisissa ikkunoissa ja linsseissä. Valkoista käytetään myös vakiona.

Viitteet

1. Kirk-Othmer (1994). Kemiallisen tekniikan tietosanakirja. Osa 15. Neljäs painos. John Wiley & Sons.
2. Ullmannin teollisuuskemian tietosanakirja. Nide A15. Viides painos.
3. Dance, JC; Emeléus, HJ; ja Sir Ronald Nyholm. (1973). Kattava epäorgaaninen kemia. Toimitusneuvosto. Pergamon Press.
4. S. Kansallinen lääketieteellinen kirjasto. (2019). Magnesiumoksidi. Palautettu pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
5. American Elements (2019). Kaustinen kalsinoitu magnesia. Palautettu osoitteesta americanelements.com.
6. Ropp, RC (2013). Ryhmä 16 (O, S, Se, Te) maa-alkaliyhdisteet. Magnesiumoksidi. Maa-alkaliyhdisteiden tietosanakirjassa. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.