MAGNESIUMHYDROKSID: STRUKTUR, EGENSKAPER, NOMENKLATUR, BRUK - KJEMI - 2026

Det magnesiumhydroksyd er en uorganisk forbindelse som har den kjemiske formel Mg (OH) ₂ . I sin rene form er det et kjedelig hvitt fast stoff med et amorft utseende; Imidlertid, med et lite og nøyaktig innhold av urenheter, omdannes det til det krystallinske faste brucitt, et mineral som finnes i visse avsetninger i naturen, og er en rik kilde til magnesium.

Det er en svak elektrolytt eller base, så dissosiasjonen er lav i vann. Denne egenskapen gjør Mg (OH) _{2 til} en god surhetsneutralisator til konsum; middel populært kjent som melk av magnesiumsuspensjon. Det er også et brannhemmende middel ved å frigjøre vann under termisk spaltning.

Fast prøve av magnesiumhydroksyd. Kilde: Kjemisk interesse

I det øvre bildet er det vist noen faste magnesiumhydroksydstoffer, hvor den ugjennomsiktige hvite fargen kan forstås. Jo mer krystallinske de er, de utvikler glassige og perlete overflater.

Den krystallinske strukturen er særegen siden den etablerer dobbeltlagede sekskantede krystaller, som er lovende design for design av nye materialer. Deres positive ladninger spiller en viktig rolle i disse lagene på grunn av substitusjon av Mg ²⁺ med trivalente kationer, og for artene som er innesperret mellom veggene som består av OH ^- anioner .

På den annen side stammer andre anvendelser avhengig av morfologien til de tilberedte partikler eller nanopartikler; som katalysatorer eller adsorbenter. I alle av dem holdes forholdet 1: 2 konstant for Mg ²⁺ : OH ^- ioner , reflektert i samme formel Mg (OH) ₂ .

Struktur

Formel og oktaeder

Joner som utgjør magnesiumhydroksid. Kilde: Claudio Pistilli

Det øvre bildet viser ionene som utgjør Mg (OH) ₂ . Som det er sett, er det to OH ^- anioner for hver Mg ²⁺ kation , som samvirker elektrostatisk for å definere en krystall med en sekskantet struktur. Den samme formelen indikerer at Mg: OH-forholdet er 1: 2.

Imidlertid er den sanne krystallstrukturen litt mer intrikat enn å anta enkle Mg ²⁺ og OH ^- ioner . Faktisk er magnesium preget av å ha et koordinasjonsnummer på 6, slik at det kan samhandle med opptil seks OH ^- .

Dermed _dannes oktaeder Mg (OH) ₆ , der oksygenatomene tydeligvis kommer fra OH ^- ; og krystallstrukturen hviler nå på å vurdere slike oktaeder og hvordan de samhandler med hverandre.

Faktisk ender Mg (OH) _6- enhetene opp med å definere dobbeltlagsstrukturer som igjen er anordnet i rommet for å stamme den sekskantede krystallen.

Dobbelt lag

Dobbeltlags struktur av magnesiumhydroksyd. Kilde: Smokefoot

Det øvre bildet viser strukturen til det doble laget av magnesiumhydroksid (LDH, for dets forkortelse på engelsk: Layered double hydroxides). De grønne kulene representerer Mg ²⁺ -ionene , som kan erstattes av andre med en høyere ladning for å generere en positiv ladning i laget.

Merk at rundt hver Mg ^{2+ er} det seks røde kuler koblet til sine respektive hvite kuler; det vil si de oktaedriske enhetene Mg (OH) ₆ . OH ^- fungerer som en bro for å forbinde to Mg ²⁺ av forskjellige plan, noe som får lagene til å flette sammen.

På samme måte observeres det at hydrogenatomer peker opp og ned, og er primært ansvarlige for de intermolekylære kreftene som holder de to lagene av Mg (OH) _6- enheter sammen .

Nøytrale molekyler (som alkoholer, ammoniakk og nitrogen) eller til og med anioner kan plasseres mellom disse lagene, avhengig av hvor positive de er (hvis det er Al ³⁺ eller Fe ³⁺ -ioner som erstatter Mg ²⁺ ). "Filler" av disse artene er begrenset av overflatene som består av OH ^- anionene .

morfologi

Dobbelt lag, sekskantet glass vokser sakte eller raskt. Det hele avhenger av syntesen eller fremstillingsparametrene: temperatur, molforhold, omrøring, løsningsmidler, reagenser som en kilde til magnesium, baser eller utfellingsmidler, etc. Når krystallen vokser, definerer den mikrostrukturen eller morfologien til dets nanopartikler eller aggregater.

Dermed kan disse nanopartiklene ha blomkållignende plate, blodplater eller kulelignende morfologier. På samme måte kan fordelingen av deres størrelser endre seg, og det samme kan graden av porøsitet av de resulterende faste stoffer.

Egenskaper

Fysisk utseende

Det er et fast, hvitt, kornet eller pulverisert og luktfritt.

Molmasse

58.3197 g / mol.

tetthet

3,47 g / ml.

Smeltepunkt

350 ° C. Ved denne temperaturen brytes den ned til oksyd ved å frigjøre vannmolekylene som finnes i krystallene:

Mg (OH) ₂ (s) => MgO (s) + H ₂ O (g)

Vannløselighet

0,004 g / 100 ml ved 100 ° C; det vil si at den knapt oppløses i kokende vann, noe som gjør det til en uoppløselig forbindelse i vann. Når pH-verdien synker (eller surhetsgraden øker), øker imidlertid dens løselighet på grunn av dannelsen av det vandige komplekset, Mg (OH ₂ ) ₆ .

På den annen side, hvis Mg (OH) ₂ har absorbert CO ₂ , vil den frigjøre fanget gass som brus når den oppløses i et surt medium.

Brytningsindeks

1559

pH-

En vandig suspensjon derav har en pH som varierer mellom 9,5 og 10,5. Selv om disse verdiene er normale, gjenspeiler det den lave basaliteten sammenlignet med andre metallhydroksider (for eksempel NaOH).

Varmekapasitet

77,03 J / mol K

Hvor befinner det seg?

Pastellblå glasslegemet krystall av mineralet brucite. Kilde: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

Magnesiumhydroksyd kan finnes i naturen som mineralet brucite, som er preget av sin transparente hvite farge, med grønne eller blålige toner avhengig av urenheter. På samme måte er brucite en del av noen leire, for eksempel kloritt, da det er klemt mellom lagene av silikater, forbundet med metallioner.

I brucitt er det andre ioner i tillegg til Mg ²⁺ , for eksempel Al ³⁺ , Fe ³⁺ , Zn ²⁺ og Mn ²⁺ . Dess malmer finnes i forskjellige regioner eller innsjøer i Skottland, Canada, Italia og USA.

Fysiske krystaller ser ut som smeltet glass (øvre bilde), med hvite, grålige, blålige eller grønlige farger og gjennomsiktige i sjeldne eksempler.

Dette mineralet er en av de ondskapene som påvirker sement og betong, siden det har en tendens til å utvide seg og forårsake brudd i dem. Imidlertid absorberer den ikke CO ₂ , så kalsineringen av den bidrar ikke til drivhuseffekten, og derfor er det en passende mineralogisk kilde (og den rikeste) for å oppnå magnesium i tillegg til sjøvann.

nomenklatur

Mg (OH) ₂ har opptil tre IUPAC-aksepterte navn (utenom mineralogi eller medisin). Disse ligner veldig på hverandre, siden måten de slutter på nesten ikke varierer.

For eksempel tilsvarer 'magnesiumhydroksyd' navnet sitt i henhold til stamnomenklaturen, og utelater (II) på slutten fordi +2 nesten som standard er den eneste oksidasjonstilstanden for magnesium.

'Magnesiumdihydroxide', som indikerer med den greske teller prefikset antall OH-ioner ^- angitt i formelen i henhold til den systematiske nomenklaturen. Og 'magnesiumhydroksyd', som slutter med suffikset –ico fordi det er den maksimale og "eneste" oksidasjonstilstanden for magnesium, i henhold til tradisjonell nomenklatur.

De andre navnene, for eksempel brucitt eller melkemagnesia, selv om de er direkte relatert til denne forbindelsen, skal det ikke refereres til når det kommer til det reneste faste stoffet, eller som en uorganisk forbindelse (reagens, råstoff, etc.).

applikasjoner

Neutralizer

Mg (OH) ₂ skylder sin lave oppløselighet i vann det faktum at det er et utmerket nøytralisator av surhet; Ellers ville det basere mediet ved å tilveiebringe store konsentrasjoner av OH ^- ioner , i likhet med andre baser (sterke elektrolytter).

Således, Mg (OH) ₂ frigjør knapt OH ^- , samtidig som den reagerer med H ₃ O ⁺ -ioner for å danne den vandige kompleks av magnesium, også nevnt ovenfor. For å kunne nøytralisere surheten i vandige medier, er den beregnet for behandling av avløpsvann.

Det er også et tilsetningsstoff til mat, gjødsel og visse personlige hygieneprodukter, for eksempel tannkrem, da det reduserer surheten deres.

syrenøytraliserende

Når den er lett løselig i vann, kan den inntas uten å risikere effekten av OH ^- ionene (den dissosierer veldig lite som en svak elektrolytt).

Denne egenskapen, knyttet til underavsnittet ovenfor, gjør det til et antacida for å behandle halsbrann, mage-tarm-sykdommer, fordøyelsesbesvær og forstoppelse, som selges under formelen melk magnesia.

På den annen side hjelper melk av magnesia også til å bekjempe irriterende canker sår (de hvite og røde sårene som vises i munnen).

Brannhemmende

I egenskapsseksjonen ble det nevnt at Mg (OH) ₂ dekomponerer frigjøring av vann. Nettopp dette vannet hjelper til med å stoppe fremføringen av flammene, siden de absorberer varme for å fordampe, og på sin side fortynner dampene de brennbare eller brennbare gassene.

Brucite-mineral brukes ofte industrielt til dette formålet, beregnet som et fyllstoff i visse materialer, for eksempel plast av forskjellige polymerer (PVC, harpiks, gummi), kabler eller tak.

Catalyst

Mg (OH) ₂ syntetisert som nanoplater har vist seg å være effektiv til å katalysere kjemiske reduksjoner; for eksempel 4-nitrofenol (Ph-NO ₂ ) til 4-aminofenol (Ph-NH ₂ ). På samme måte har disse antibakteriell aktivitet, så det kan brukes som et terapeutisk middel.

adsorbent

Noen faste stoffer (OH) ₂ kan være ganske porøse, avhengig av fremgangsmåten for deres fremstilling. Derfor finner de anvendelse som adsorbenter.

I vandige oppløsninger kan fargestoffmolekyler adsorbere (på overflatene) og klargjøre vannet. For eksempel er de i stand til å adsorbere indigo-karminfargestoffet som er til stede i vannstrømmer.

referanser

1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Magnesiumhydroksyd. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org
3. Nasjonalt senter for informasjon om bioteknologi. (2019). Magnesiumhydroksyd. PubChem-databasen. CID = 14791. Gjenopprettet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Ametistgallerier. (2014). Mineralet brucite. Gjenopprettet fra: galleries.com
5. Henrist et al. (2003). Morfologisk studie av magnesiumhydroksid-nanopartikler
6. utfelt i fortynnet vandig løsning. Journal of Crystal Growth 249, 321–330.
7. Saba J., Shanza RK, Muhammad RS (2018). Syntese og strukturell analyse av mesoporøse magnesiumhydroksyd-nanopartikler som effektiv katalysator.
8. Thimmasandra Narayan Ramesh og Vani Pavagada Sreenivasa. (2015). Fjerning av indigo-karminfargestoff fra vandig løsning ved bruk av magnesiumhydroksid som et adsorbent. Journal of Materials, vol. 2015, artikkel-ID 753057, 10 sider. doi.org/10.1155/2015/753057