Для чего используют магний металл

МАГНИЙ — огненный металл

Тем, что название «магний» существует в мире химии, мы обязаны учебнику «Основания чистой химии» русского химика Гесса. Много русских химиков зубрили науку по этой книге — она была переиздана семь раз.

Пейте минералку

История открытия нашего героя начинается на английском курорте. Там скучающие химики решили исследовать, чем же их лечат. Из минеральной воды (горькой, но регулирующей пищеварение) выделили соль — горькую или английскую. Опыты продолжили, в результате почти одновременно Фарадей и Бюсси получили магний.

Этот металл серебристо-белого цвета можно добыть из почти любого булыжника под ногами, хотя для промышленного применения этот метод навряд ли пригоден.

Каков он, «вспыльчивый металл»

Наш герой — элемент второй группы периодической системы Менделеева. Латинское название Magnesium, атомный номер 12.

Магний теперь относится к щелочноземельным металлам. Однако раньше он таким не считался — его гидроксид не является щелочью, хотя раствор в присутствии фенолфталеина (индикатор) окрашивается в слабо-розовый цвет. Полноценные щелочи с фенолфталеином окрашиваются в густой малиновый цвет.

У чистого магния плотноупакованная гексагональная кристаллическая структура.

Строение атома указывает на принадлежность к металлам. Электронная формула элемента — 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2. То есть, на внешнем энергетическом уровне у магния болтается пара электронов, в любой момент готовая «свалить налево» — вступить в реакцию с другим элементом. Кое-кто еще помнит, что свойство металлов на внешнем уровне иметь от 1 до 3 электронов.

И чем же наш герой не металл?

Некоторые характеристики магния:

Химия магниевых реакций

Вспомним школьные годы. Немного химии во время карантина не повредит.

Итак, химические свойства нашего героя:

Как он горит!

Немного найдется металлов, горящих на воздухе, и наш герой — один из них. Подожгите магниевую стружку, и вспыхнет яркий, жгучий огонь. Еще бы не жгучий, его температура более 3000 градусов. Только не зажигайте магний на песке. Металл прореагирует с диоксидом кремния в песке, и будет гореть веселее. Потому затушить «магниевый» пожар песочком не получится.

Горящий магний можно использовать как факел в темноте. Пара грамм магния — и даже в самую черную ночь все будет видно в радиусе 5-7 метров.

Подожгите металл в луже, и увидите мощную вспышку. Здесь образуется гидроксид магния (Mg(OH)2) и водород, который многократно усилит мощность огня.

Кстати, головная боль пожарных — магний нельзя тушить водой. От этого огонь разгорится еще больше. Углекислотный огнетушитель тоже не вариант, ведь наш необыкновенный герой в присутствии углекислого газа хорошо горит, образуя уголь и оксид магния:

2Мg + CO2 = C + 2MgO

Минералы, месторождения

Наш герой настолько активен в химическом отношении (просто-таки «неразборчив в связях»), что его нахождение в природе в чистом виде практически невозможно.

Природные источники магния — минералы:

Даже из морской воды можно добывать огненный металл. Самосадочные озера (вода в них называется рапой), содержат большое количество минеральных солей, в том числе магния.

Крупнейшая российская группа месторождений — Саткинское — (разведано 14 штук) находится в Челябинской области, рядом с городом Сатка. Тут сосредоточены магнезиальные руды высокой чистоты.

Получение чистого металла

Промышленное получение металла возможно двумя способами:

В первом способе необходимы обезвоженные хлориды магния, натрия, калия. Их смешивают в электролитической ванне, в расплаве происходит восстановления магния.

Чистый металл сливают, добавляя в ванну сырье. В черновом металле содержится до 2% примесей. При необходимости еще не остывший магний рафинируют, доводя чистоту почти до идеальной — 99,999%.

Во втором способе в качестве сырья предпочтительно использовать доломит с добавлением кокса. Возможно использование морской воды. Смесь разогревают до 2100 градусов, пары магния отгоняются и конденсируются.

Польза и вред добавок

Чистый магний ковкий, легкий металл. Только есть у металла свойство — подверженность коррозии. Потому чистый металл используют редко, в отличие от его сплавов. Для сплавов магния очень важны добавки алюминия, циркония, цинка.

Алюминий делает сплав прочнее и удобнее для литейных работ.

Количество лигатуры важно для качеств сплава:

Свойства цинка в сплавах подобны алюминиевым:

Если в сплаве есть вредные примеси (никель, железо), то лигатура цинка повысит коррозионную стойкость.

Кремний повысит способность к литью, но в присутствии железа уменьшит устойчивость к ржавчине.

Никель и железо примеси вредные, они делают сплав подверженным ржавчине.

Сплавы магния делят на деформируемые (МА) и литейные (МЛ); последние применяются значительно чаще. В сплав МЦИ добавляют медь, железо, цинк, никель. Эта смесь металлов хороша при вибронагрузках.

Магний в нашей жизни

Металл и его сплавы нашли широкое применение в разных сферах жизни.

Анодом в таких батареях служит магний. В качестве катода применяют:

Огнеупорные материалы необходимы для футеровки металлургических печей, тиглей.

Дешевым и качественным сырьем для этого могут быть минералы магния:

В военном деле магний «освещает темные места». А проще, из него делают светозвуковые и светошумовые боеприпасы (патроны, гранаты, снаряды). До конца не убьет, но оглушит и дезориентирует.

Применяют в антитеррористических операциях, при освобождении заложников, разгоне противозаконных сборищ (при массовых беспорядках).

Зажигательные бомбы, трассирующие пули, ракеты сигнальные и осветительные — везде используется яркое горение металла.

Препараты магния необходимы в медицине. Недостаток макроэлемента губителен для сердечно-сосудистой системы. Ишемическая болезнь, артериальная гипертония, аритмии — каждая из этих болезней усугубляется дефицитом магния.

Недостаток нескольких граммов металла плохо отражается на наших нервах (депрессии, мигрени, головокружения, тревога, раздражительность).

Специалисты фирмы Тойота разработали аккумуляторную батарею (на основе серно-магниевых элементов). Показатели у аккумулятора завидные. Загвоздка в том, что в батарее происходит саморазряд (катод электрохимически восстанавливается, образуются полисульфидные анионы, переходящие в раствор). Пока эта проблема не будет решена, серно-магниевые аккумуляторы специалистам только снятся.

Магний металлический обладает сильными восстановительными свойствами. Его используют для получения бериллия, ванадия, хрома. Металл используют как лигатуру в сталях и чугуне.

Все шире применяют магнийорганические соединения в химическом синтезе галогенопроизводных, спиртов, углеводородов.

Где еще применяют соединения магния

Бесцветные кристаллы фторида магния используют в специальной оптике (вещество прозрачно в диапазонах от ультрафиолетового до инфракрасного.

Стеарат магния — пищевая добавка Е470. Используют в косметической, пищевой промышленности, в фармации.

Магниевые сплавы применяют в изготовлении отбойных молотков, в атомной и нефтяной промышленности.

Стоимость огненного металла

Цена первичного магния (МГ90):

Лом металла и магнийсодержащих элементов будет стоить от 35 до 50 рублей за килограмм.

Мне 42 года и я специалист в области минералогии. Здесь на сайте я делюсь информацией про камни и их свойства — задавайте вопросы и пишите комментарии!

Источник

Характеристика металла Магний, свойства, применение и цена

Наука давно дала утвердительный ответ на вопрос о том, магний это металл, или нет. Неоспоримым является и тот факт, что он обладает важным биогенным значением для человека. Этот металл часто встречается в природе, входит в состав различных минералов, геотермальной и морской воды.

История открытия

Магний (Mg) учеными был открыт в результате случайных опытов в 1695 году. Ученые-химики выделили из целебных вод Эпсомского природного источника, который находится в Великобритании, горькую соль. Полученная соль оказывала на человеческий организм воздействие легкого слабительного средства, и долго назначалась в соответствующих целях. Это вещество изначально получило наименование «магнезия».

В 1798 году малоизвестный химик Антон фон Рупрехт сумел выделить из «горькой соли» методом восстановления углем новый элемент, обозначив его как «австрий». Через некоторое время удалось выяснить что «австрий» фактически представляет собой магний с обилием железистых примесей.

Следующая цепочка открытий магния последовала в начале 19 века. В 1808 г. британский химик Гемфри Дэви методом электролиза влажной смеси магнезии и оксида ртути получил агрегацию нового металла, назвав его «магнезиум». Примечательно, что это название до нашего времени принято в некоторых странах.

В 1829 г. химик из Франции А. Бюсси выделил магний путем восстановления расплавленного хлорида металлическим калием. В 1830 г. М. Фарадей сумел добыть магний методом электролиза нагретого до температуры плавления хлорида магния.

Источники магния на планете

Кларк магния входит в список наиболее распространенных в природе элементов. Огромное количество этого природного элемента в виде солей и их отложений находится в озерной и морской воде. Среди минералов по процентному содержанию данного элемента лидируют:

Карналлит является материалом осадочного происхождения, встречается повсеместно на планете. Доломит тоже относится к осадочным породам, и является сырьём для добычи магния.

В природе магниевая руда представляет собой, помимо магнезита и доломита, эвапориты, а также магнезиальные и калийно-магнезиальные карбонаты. К природным источникам кроме того относят воду морей и соленых озер.

В самородном виде магний без примесей не распространен, однако в 1991 году был найден в зоне Восточной Сибири (в древних отложениях реки Чоны), а также в отложения лавы на территории Таджикистана.

Характеристика магния

Твердое вещество Mg входит во вторую группу элементов периодической таблицы Менделеева, имеет атомный номер 12, по-латыни называется Magnesium.

С некоторых пор магний входит в группу щелочноземельных металлов. В чистом виде химический элемент магний обладает плотноупакованной гексагональной кристаллической структурой.

Строение атома объясняет, почему магний металл. Им свойственно иметь на внешнем уровне от 1 до 3 электронов, а конфигурация магния содержит пару свободных электронов.

Принадлежность к металлам подтверждают и некоторые характеристики вещества:

Состав магния включает три природных изотопа, валентность Mg 2. В обычных условиях агрегатное состояние магния — обычное твердое тело. Магний относится к категории активных с химической точки зрения элементов, поскольку быстро поддается окислению. Образовавшаяся на поверхности окись в виде пленки MgO не отличается защитными качествами. С ростом температуры реакция образования пленки ускоряется. Степень окисления колеблется от 0 до +2.

Физические свойства магния

В первую очередь необходимо ответить на вопрос, какого цвета магний — серебристо-белый оттенок с характерным металлам блеском. Как правило, его поверхность покрыта оксидной пленкой, защищающей материал от дальнейшего окисления. Пленка не устойчива, при нагреве до 600 градусов она пропадает, а сам магний горит цветом яркого белого факела. Следует знать, что температура огня при сжигании стружки магния достигает 3 тысяч градусов, (тогда как температура плавления магния составляет 650 градусов).

Не рекомендуется поджигать магний в песке. Начнет реакция металла с диоксидом кремния, которая усилит процесс горения. По этой причине потушить горящий магний речным песочком не получится.

При горении металл дает достаточно много тепла и света. Всего один-два грамма материла достаточно, чтобы осветить участок радиусом до 7 метров в кромешной тьме.

К особенностям этого удивительного металла относят и тот факт, что горение его нельзя потушить при помощи воды. Горение усилится в результате реакции образования гидроксида натрия Mg(OH)2 и водорода. В дополнение темы необходимо упомянуть и о бесполезности огнетушителя с углекислотой при тушении. Углекислый газ усилит горение, в результате произойдет образование оксида магния и угля. Эффективны при тушении порошковые огнетушители.

Высока скорость воспламенения магния, при попытке поджечь металл вручную ожога избежать не удастся.

На горящий магний необходимо смотреть сквозь защитные очки, иначе слишком яркий свет может вызвать ожог сетчатки глаза. Магний представляет собой легкий и пластичный металл с отличной теплопроводностью. Он хорошо поддается механической обработке (резанию, прессованию, прокатке). Небольшой удельный вес материала объясняется его малой плотностью.

Учитывая температуру воспламенения магния, имеются определенные сложности при плавлении и розливе как чистого металла, так и его сплавов. Требуется четкое соблюдение технологии выполнения работ и требований техники безопасности, поскольку магниевая пыль и мелкая стружка способны загореться самостоятельно при температуре ниже 600 градусов (фактически, стружку магния можно поджечь обычной бытовой спичкой). К примеру, магниевые отливки перед отправкой на термообработку тщательно очищают от заусенцев, стружки и мельчайшей пыли.

Важно знать, что физические свойства магния заметно отличаются в условиях высоких и низких температур. Плотность материала снижается при нагревании до 600 градусов на 6%, а в расплавленном виде составляет всего 1,58 г/см3. Ряд физических характеристик изменяются при нагреве вполне предсказуемо, но некоторые результаты экспериментов еще требуют научного объяснения.

В дополнение описания удивительного металла необходимо отметить, что стружка серебристо-белого металла нередко имеет черный цвет. По этой причине при определении металла необходимо применить спектральный анализ или провести несложную химическую реакцию.

Химические свойства магния

В перечень химических свойств необходимо включить характерную реакцию магния на обработку его паром. При температуре водного пара выше 400 градусов металл растворяется с активным выделением водорода. На обработку теплой водой металл при этом не реагирует. Примечательно, что при плавлении магния в условиях высокой влажности водород исчезает по мере застывания металла.

Определить магний путем химической реакции несложно. Несмотря на то, что металл не растворяется в воде, раствор фенолфталеина в его присутствии сразу придает воде розовый оттенок. Магний устойчив к воздействию на него:

Удивительную способность этого материала притягивать хлор и кислород применяют при восстановлении брома и титана. Кислоты растворяют магний, реакция всегда сопровождается активным выделением кислорода, а порошок этого металла реагирует на воздействие сухими окислителями характерным взрывом.

Для определения типа металла несложно применить взаимодействие магния с кислотами. Известна разная химическая активность металла при контакте с:

При помещении кусочка металла в азотную кислоту он остается на поверхности в окружении пузырьков бурого газа. В соляной кислоте происходит моментальное растворение с выделением тепла, запаха хлора и пузырьков белого газа.

При погружении в водный раствор серной кислоты кусок магния не тонет, а слабая реакция сопровождается выделением белого газа. В неразбавленной серной кислоте процесс взаимодействия идет очень медленно, и не сопровождается явными признаками.

Уникальная формула металлического магния делает его стойким к воздействию галогенов и их различных соединений. Металл никак не реагирует на йод, фтор, сухой хлор, плавиковую кислоту или бром.

Характерные металлические свойства магния прежде активно использовали фотографы для получения вспышки. Металл в виде порошка наносили на специально предназначенную для этого ленту, и в нужный момент поджигали, получая достаточное для съемки освещение.

Получение магния

В промышленности практикуют две технологии получения этого металла:

Первый вариант требует смешивания в электролитической ванне обезвоженных хлоридов натрия, магния и калия. При расплаве магний восстанавливается. Полученный металл сливают, ванну наполняют снова сырьевой смесью. На выходе магний имеет в своем составе около 2% примеси. При необходимости его несложно дополнительно очистить, добившись почти идеального показателя. Очищают магний сразу, пока он не остыл.

Получение магния вторым методом предполагает использование в качестве исходного материала доломита или соленой (озерной либо морской) воды. Доломит потребуется перемешать с коксом, разогреть до рабочей температуры не менее 2100 градусов. В технологической установке предусмотрено отведение и конденсация магниевых паров.

Применение добавок

Магний в чистом виде легко поддается механической обработке, но крайне неустойчив к коррозии. Именно по этой причине почти не практикуется использование магния в чистом виде. В состав сплавов чаще всего включают:

Пластичность магния возрастает при добавлении 3% алюминия или цинка. При увеличении пропорции добавок сплав приобретает повышенную прочность, не теряя при этом способность к механической обработке.

Добавка кремния заметно улучшает пригодность сплава к изготовлению отливок. Железо и никель снижают устойчивость материала к коррозии. Разнообразные магниевые сплавы делят на:

В современном промышленном производстве литейные более востребованы. Кроме того, для изготовления некоторых деталей применяют сплав магния с цинком, никелем, медью и железом, поскольку этот материал особенно устойчив к вибрационным нагрузкам.

Где используется магний

Металл с необычными свойствами, как и его разнообразные сплавы, нашли широкое применение в жизни современного человека. Говоря о том, где применяется металл магний, необходимо вспомнить в первую очередь его легкий вес.

Применение магния в быту в первую очередь распространяется на детали и корпуса к цифровой технике (фотокамерам, ноутбукам). Именно благодаря этому уникальному металлу современные устройства обладают малым весом.

Большая часть промышленной добычи сырья направлена на применение магния в промышленности. Металл используется в виде различных конструкционных сплавов в:

Сплавы обладают отличной теплопроводностью, прочность и устойчивостью к вибрационным нагрузкам. Они немагнитные, имеют малый собственный вес. Магниевые сплавы активно используют при производстве резервуаров для хранения нефти и продуктов ее перегонки, деталей для атомных установок, технологических насосов, отбойных молотков, ж/д вагонов, трубопроводов.

В советское время изделия из магния можно было найти в автомобиле «Запорожец» и не менее известной всем бензопиле «Дружба» (картер двигателя).

На различных производствах металл в чистом виде применяют для получения чистого алюминия, восстановления редких металлов, повышения технических свойств чугуна и стали.

Металл в виде порошка востребован и в оборонной промышленности благодаря своим уникальным свойствам. Его используют при изготовлении осветительных ракет, трассирующих пуль, свето-шумовых гранат. Кроме того, порошок магния входит в состав горючей смеси для ракет.

В химическом производстве порошок этого металла применяют для удаления влаги из различных веществ органического происхождения (анилина или спирта, к примеру).

Магниево-серные аккумуляторы необходимо отнести к инновационным разработкам, но и на этапе испытаний уже понятно, что они превосходят привычные всем ионно-литиевые по степени емкости. В чистом виде этот металл давно входит в состав различных полупроводников.

Окись металла используют в качестве компонента при производстве резины, некоторых видов огнеупорного кирпича, тиглей, печей на металлургических предприятиях, средств теплоизоляции, химической обработки тканей. Кроме того, магний присутствует в составе лекарственных препаратов и многих косметических средств.

Источник

Магний

Магний
лёгкий, ковкий, серебристо-белый металл
Название, символ, номер	Магний / Magnesium (Mg), 12
Атомная масса (молярная масса)	[24,304; 24,307]а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Ne] 3s 2
Радиус атома	160 пм
Ковалентный радиус	136 пм
Радиус иона	66 (+2e) пм
Электроотрицательность	1,31 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	−2,37 В
Степени окисления	0; +2
Энергия ионизации (первый электрон)	737,3 (7,64) кДж/моль (эВ)
Плотность (при н. у.)	1,738 г/см³
Температура плавления	650 °C (923 K)
Температура кипения	1090 °C (1363 K)
Уд. теплота плавления	9,20 кДж/моль
Уд. теплота испарения	131,8 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	24,90 Дж/(K·моль)
Молярный объём	14,0 см³/моль
Структура решётки	гексагональная
Параметры решётки	a=0,32029 нм, c=0,52000 нм
Отношение c/a	1,624
Температура Дебая	318 K
Теплопроводность	(300 K) 156 Вт/(м·К)
Номер CAS	7439-95-4

Магний — элемент второй группы (по старой классификации — главной подгруппы второй группы), третьего периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 12. Обозначается символом Mg (лат. Magnesium ). Простое вещество магний — лёгкий, ковкий металл серебристо-белого цвета.

Содержание

История открытия

В 1695 году из минеральной воды Эпсомского источника в Англии выделили соль, обладавшую горьким вкусом и слабительным действием. Аптекари назвали её «горькой солью», а также «английской» или «эпсомской солью». Минерал эпсомит представляет собой кристаллогидрат сульфата магния и имеет химическую формулу MgSO₄ · 7H₂O. Латинское название элемента происходит от названия древнего города Магнезия в Малой Азии, в окрестностях которого имеются залежи минерала магнезита.

В 1792 году Антон фон Рупрехт выделил из белой магнезии восстановлением углём неизвестный металл, названный им австрием. Позже было установлено, что «австрий» представляет собой магний крайне низкой степени чистоты, поскольку исходное вещество было сильно загрязнено железом.

В 1808 г. английский химик Гемфри Дэви с помощью электролиза увлажнённой смеси магнезии и оксида ртути получил амальгаму неизвестного металла, которому дал название «магнезиум», сохранившееся до сих пор во многих странах. В России с 1831 года принято название «магний». В 1829 г. французский химик А. Бюсси получил магний, восстанавливая его расплавленный хлорид металлическим калием. В 1830 г. М. Фарадей получил магний электролизом расплавленного хлорида магния.

Изотопы

Природный магний состоит из смеси 3 стабильных изотопов 24 Mg, 25 Mg и 26 Mg с молярной концентрацией в смеси 78,6 %, 10,1 % и 11,3 % соответственно.

Все остальные 19 изотопов нестабильны, самый долгоживущий из них 28 Mg с периодом полураспада 20,915 часов.

Нахождение в природе

Кларк магния — 1,95 % (19,5 кг/т). Это один из самых распространённых элементов земной коры. Большие количества магния находятся в морской воде в виде раствора солей. Основные минералы с высоким массовым содержанием магния:

Магнезиальные соли встречаются в больших количествах в солевых отложениях самосадочных озёр. Месторождения карналлита осадочного происхождения имеются во многих странах.

Магнезит образуется преимущественно в гидротермальных условиях и относящихся к среднетемпературным гидротермальным месторождениям. Доломит также является важным магниевым сырьём. Месторождения доломита широко распространены, запасы их огромны. Они генетически связаны с карбонатными осадочными слоями и большинство из них имеет докембрийский или пермский геологический возраст. Доломитовые залежи образуются осадочным путём, но могут возникать также при воздействии на известняки гидротермальных растворов, подземных или поверхностных вод.

Чрезвычайно редким минералом является самородный магний, образующийся в потоках восстановительных газов и впервые обнаруженный в 1991 году в береговых отложениях Чоны (Восточная Сибирь), а затем в лавах в Южном Гиссаре (Таджикистан).

Природные источники магния

В 1995 г. бо́льшая часть мирового производства магния была сосредоточена в США (43 %), странах СНГ (26 %) и Норвегии (17 %), на рынке возрастает доля Китая.

Получение

Обычный промышленный метод получения металлического магния — это электролиз расплава смеси безводных хлоридов магния MgCl₂ (бишофит), натрия NaCl и калия KCl. В расплаве электрохимическому восстановлению подвергается хлорид магния:

Расплавленный металл периодически отбирают из электролизной ванны, а в неё добавляют новые порции магнийсодержащего сырья. Так как полученный таким способом магний содержит сравнительно много (около 0,1 %) примесей, при необходимости «сырой» магний подвергают дополнительной очистке. С этой целью используют электролитическое рафинирование, переплавку в вакууме с использованием специальных добавок — флюсов, которые удаляют примеси из магния или перегонку (сублимацию) металла в вакууме. Чистота рафинированного магния достигает 99,999 % и выше.

Разработан и другой способ получения магния — термический. В этом случае для восстановления оксида магния при высокой температуре используют кремний или кокс:

Применение кремния позволяет получать магний из такого сырья, как доломит CaCO₃·MgCO₃, не проводя предварительного разделения магния и кальция. С участием доломита протекают реакции, вначале производят обжиг доломита:

Затем сильный нагрев с кремнием:

2MgO + CaO + Si → CaSiO₃ + 2Mg

Преимущество термического способа состоит в том, что он позволяет получать магний более высокой чистоты. Для получения магния используют не только минеральное сырьё, но и морскую воду.

Физические свойства

Магний — металл серебристо-белого цвета с гексагональной решёткой, обладает металлическим блеском; пространственная группа P 6₃/mmc, параметры решётки a = 0,32029 нм, c = 0,52000 нм, Z = 2. При обычных условиях поверхность магния покрыта довольно прочной защитной плёнкой оксида магния MgO, которая разрушается при нагреве на воздухе до примерно 600 °C, после чего металл сгорает с ослепительно белым пламенем с образованием оксида и нитрида магния Mg₃N₂. Скорость воспламенения магния намного выше скорости одёргивания руки, поэтому при поджоге магния человек не успевает одёрнуть руку и получает ожог. На горящий магний желательно смотреть только через темные очки или стекло, так как в противном случае есть риск получить световой ожог сетчатки и на время ослепнуть.

Плотность магния при 20 °C — 1,738 г/см³, температура плавления 650 °C, температура кипения 1090 °C, теплопроводность при 20 °C — 156 Вт/(м·К).

Магний высокой чистоты пластичен, хорошо прессуется, прокатывается и поддаётся обработке резанием.

Фазовый переход в сверхпроводящее состояние

При температуре Т_с= 0,0005 К магний (Mg) переходит в сверхпроводящее состояние.

Химические свойства

При нагревании на воздухе магний сгорает с образованием оксида и небольшого количества нитрида. При этом выделяется большое количество теплоты и света:

Магний хорошо горит даже в углекислом газе:

Раскаленный магний энергично реагирует с водой, вследствие чего горящий магний нельзя тушить водой:

Mg + H₂O → MgO + H₂ + 75 kcal

Возможна также реакция:

Щелочи на магний не действуют, в кислотах он растворяется с бурным выделением водорода:

Смесь порошка магния со взрывом реагирует с сильными окислителями, например с сухим перманганатом калия.

Также следует упомянуть реактивы Гриньяра, то есть алкил- или арилмагнийгалогениды:

RHal + Mg → (C2H5)2O RMgHal

Где Hal = I, Br, реже Cl.

Металлический магний — сильный восстановитель, применяется в промышленности для восстановления титана до металла из тетрахлорида титана и металлического урана из его тетрафторида

Применение

Используется для получения лёгких и сверхлёгких литейных сплавов (самолётостроение, производство автомобилей), а также в пиротехнике и военном деле для изготовления осветительных и зажигательных ракет. Со второй половины XX века магний в чистом виде и в составе сплава кремния с железом — ферросиликомагния, стал широко применяться в чугунолитейном производстве благодаря открытию его свойства влиять на форму графита в чугуне, что позволило создать новые уникальные конструкционные материалы для машиностроения — высокопрочный чугун (чугун с шаровидным графитом — ЧШГ и чугун с вермикулярной формой графита — ЧВГ), сочетающие в себе свойства чугуна и стали.

Сплавы

Сплавы на основе магния являются важным конструкционным материалом в космической, авиационной и автомобильной промышленности благодаря их лёгкости и прочности. Из магниевого сплава изготавливались картеры двигателей бензопилы «Дружба» и автомобиля «Запорожец», ряда других машин. Сейчас из этого сплава производятся легкосплавные колёсные диски.

Химические источники тока

Магний в виде чистого металла, а также его химические соединения (бромид, перхлорат) применяются для производства энергоёмких резервных электрических батарей (например, магний-перхлоратный элемент, серно-магниевый элемент, хлористосвинцово-магниевый элемент, хлорсеребряно-магниевый элемент, хлористомедно-магниевый элемент, магний-ванадиевый элемент и др.) и сухих элементов (марганцево-магниевый элемент, висмутисто-магниевый элемент, магний-м-ДНБ элемент и др.). Химические источники тока на основе магния отличаются очень высокими значениями удельных энергетических характеристик и высокой ЭДС.

Соединения

Гидрид магния — один из наиболее ёмких аккумуляторов водорода, применяемых для его компактного хранения и получения.

Огнеупорные материалы

Оксид магния MgO применяется в качестве огнеупорного материала для производства тиглей и специальной футеровки металлургических печей.

Перхлорат магния, Mg(ClO ₄)₂ — (ангидрон) применяется для глубокой осушки газов в лабораториях, и в качестве электролита для химических источников тока с применением магния.

Фторид магния MgF₂ — в виде синтетических монокристаллов применяется в оптике (линзы, призмы).

Бромид магния MgBr₂ — в качестве электролита для химических резервных источников тока.

Военное дело

Медицина

Магний является жизненно-важным элементом, который находится во всех тканях организма и необходим для нормального функционирования клеток. Участвует в большинстве реакций обмена веществ, в регуляции передачи нервных импульсов и в сокращении мышц, оказывает спазмолитическое и антиагрегантное действие. Оксид и соли магния традиционно применяются в медицине в кардиологии, неврологии и гастроэнтерологии (аспаркам, сульфат магния, цитрат магния). В то же время, использование солей магния в кардиологии при нормальном уровне ионов магния в крови является недостаточно обоснованным.

Фотография

Магниевый порошок с окисляющими добавками (нитрат бария, перманганат калия, гипохлорит натрия, хлорат калия и т. д.) применялся (и применяется сейчас в редких случаях) в фотоделе в химических фотовспышках (магниевая фотовспышка).

Аккумуляторы

Магниево-серные батареи являются одними из самых перспективных, теоретически превосходя ёмкость ионно-литиевых, однако пока эта технология находится на стадии лабораторных исследований в силу непреодолимости некоторых технических препятствий.

Производство

Производство в России сосредоточено на двух предприятиях: г. Соликамск (СМЗ) и г. Березники (АВИСМА). Общая производительность составляет, примерно, 35 тыс. тонн в год.

Цены на магний в слитках в 2006 году составили в среднем 3 долл./кг. В 2012 году цены на магний составляли порядка 2,8—2,9 долл./кг.

Биологическая роль и токсикология

Токсикология

Соединения магния малотоксичны (за исключением солей таких ядовитых кислот, как синильная, азотистоводородная, плавиковая, хромовая).

Биологическая роль

Магний — один из важных биогенных элементов, в значительных количествах содержится в тканях животных и растений (хлорофиллы). Его биологическая роль сформировалась исторически в период зарождения и развития протожизни на нашей планете в связи с тем, что солевой состав морской воды древней Земли был преимущественно хлоридно-магниевый, в отличие от нынешнего — хлоридно-натриевого.

Магний является кофактором многих ферментативных реакций. Магний необходим для превращения креатинфосфата в АТФ — нуклеотид, являющийся универсальным поставщиком энергии в живых клетках организма. Магний необходим на всех этапах синтеза белка. Он участвует в поддержании нормальной функции нервной системы и мышцы сердца, оказывает сосудорасширяющее действие, стимулирует желчеотделение, повышает двигательную активность кишечника, что способствует выведению из организма холестерина.

Усвоению магния мешают наличие фитина и избыток жиров и кальция в пище. Недостаток магния в организме может проявляться по-разному: бессонница, хроническая усталость, остеопороз, артрит, фибромиалгия, мигрень, мышечные судороги и спазмы, сердечная аритмия, запоры, предменструальный синдром (ПМС). При потливости, частом употреблении слабительных и мочегонных, алкоголя, больших психических и физических нагрузках (в первую очередь при стрессах и у спортсменов) потребность в магнии увеличивается.

Более всего магния содержится в пшеничных отрубях, тыквенных семечках, какао-порошке. К пище, богатой магнием относят также кунжут, отруби, орехи. Однако обилие фитина в этих продуктах делает его малодоступным для усвоения, поэтому только зелёные овощи могут служить надёжным источником магния. Магния совсем мало в хлебе, молочных, мясных и других повседневных продуктах питания современного человека. Суточная норма магния — порядка 300 мг для женщин и 400 мг для мужчин (предполагается, что всасывается около 30 % магния).

При употреблении витаминно-минеральных комплексов, содержащих магний, необходимо помнить, что при чрезмерном его потреблении возможна передозировка, сопровождающаяся снижением артериального давления, тошнотой, рвотой, угнетением центральной нервной системы, снижением рефлексов, изменениями на электрокардиограмме, угнетением дыхания, комой, остановкой сердца, параличом дыхания, анурическим синдромом.

Также следует соблюдать осторожность при приеме магния людям с почечной недостаточностью.

Таблица нормы потребления магния

Eu, Sm, Li, Cs, Rb, K, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, Ac, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Mg, Y, Dy, Am, Ho, Er, Tm, Lu, Sc, Pu,
Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni, Te, Mo, Sn, Pb, H₂,
W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tc, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au

Источник