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

Den magnesiumoksyd er et fast, uorganisk krystallinsk, hvitt, også kjent som magnesiumoksyd. Den kjemiske formelen er MgO, og den dannes ved oksidasjon av magnesiummetall med oksygen.

Det blir ofte funnet som et naturlig mineral kalt periklase. Periklase er imidlertid ikke en viktig kilde til MgO. I naturen er det ofte funnet som grupper av krystaller i marmor.

Magnesiumoksydpulver. Adam Rędzikowski Kilde: Wikipedia CommonsDet finnes også i mineralet magnesitt (som hovedsakelig er magnesiumkarbonat med noen jernkarbonater); i kalkstein og dolomitt (mineral dannet av karbonater av magnesium og kalsium); i vulkansk ejecta og serpentinbergarter.

Den danner ikke bergarter eller krystallavsetninger fordi den i kontakt med vanndampen i atmosfæren omdannes til magnesiumhydroksid (Mg (OH) ₂ ).

På industrielt nivå kan det oppnås på flere måter: kalsinering av magnesiumkarbonat (magnesitt), kalsinerende magnesiumhydroksyd, med utgangspunkt i dolomittisk kalkstein, ved bruk av sjøvann og pyrolyse av magnesiumklorid, blant andre metoder.

Produksjonen av magnesia fra magnesitt startet for litt over 100 år siden i Østerrike. Siden den gang har magnesia flere tekniske anvendelser på grunn av sitt høye smeltepunkt, kjemisk motstand, høy varmeledningsevne, lav elektrisk ledningsevne og dens biologiske aktivitet.

Struktur

Krystallstrukturen til MgO er kubisk, ansiktssentrert, lik krystallgitteret av natriumklorid (NaCl).

Magnesia danner hexaoctahedral kubiske krystaller, som kan være fargeløse, grønne eller brune.

Mineralen periklase er en liten oktaeder, mindre sjelden er en kubeoktaeder eller dodekedron.

Egenskaper

Andre navn

- Magnesia.

- Periclase.

- Oksomagnesium.

Fysisk tilstand

Den er solid, krystallinsk og hvit. Selv om tilstedeværelsen av jernforurensninger gir den en grønnaktig eller brun farge avhengig av oksydasjonsgraden av jernet.

Mohs hardhet

5.5-6.

Molekylær vekt

40,304 g / mol.

Smeltepunkt

2827 ° C.

tetthet

3,581 g / cm ³

løselighet

Praktisk uoppløselig i vann:

0,00062 g per 100 ml ved 20 ° C.

0,0086 g per 100 ml ved 30 ºC.

Uoppløselig i etanol.

pH-

I mettet vandig løsning: 10.3.

Optiske egenskaper

Gjennomsiktig. Farge: fargeløs, gråhvit, brun gul, fargeløs i overført lys.

Brytningsindeks

1.7355 ved 589 nm.

1.7283 ved 750 nm.

Andre egenskaper

- Den har en høy varmeledningsevne og høy elektrisk motstand.

- Det er hygroskopisk, det vil si at det lett tar opp vann fra atmosfæren. I vandig medium kombineres det med vann for å danne magnesiumhydroksid.

- Det er stabilt i en oksiderende atmosfære opp til 2300 ºC og opp til 1700 ºC i en reduserende atmosfære.

- Det er kompatibelt med de fleste kjemiske forbindelser, bortsett fra sterke syrer og sterke oksidanter.

- Etter antennelse ved høye temperaturer er magnesiumoksid relativt inert.

- Det er ikke giftig. Imidlertid bør det tas forholdsregler når du håndterer det i pulverform når det har en liten partikkelstørrelse.

- Krystallene har en høy reflekterende kraft både i det synlige spekteret og i det nærmeste ultrafiolette.

nomenklatur

Det er flere karakterer av MgO som leveres kommersielt:

Caustic Magnesia

Det er en meget reaktiv form av magnesiumoksyd produsert ved kalsinering eller forbrenning av rå magnesitt (MgCO ₃ ) eller magnesiumhydroksyd (Mg (OH) ₂ ) ved relativt lave temperaturer, men over nedbrytningstemperaturen for disse materialene, mellom 700 og 1000 ° C.

Det kalles også kaustisk kalsinert magnesia, kalsinert magnesiumoksyd, reaktivt magnesiumoksyd, lettforbrent magnesia, blant andre navn.

Kaustisk magnesia kan brennes ved en høyere temperatur for å gi sintret magnesia.

Sterkt brent magnesia

Det oppstår når magnesitt kalsineres ved temperaturer fra 1000 til 1500 ºC. Reaktiviteten er redusert sammenlignet med kaustisk magnesia.

Magnesia r

Når magnesitt kalsineres ved temperaturer mellom 1500 og 2000 ºC, oppnås magnesia "brent i hjel" (oversettelse fra den engelske dødbrente), også kalt ildfast magnesia eller smeltet magnesia.

Smeltet magnesia oppnås også ved å smelte kaustisk magnesia i en elektrisk lysbue. På grunn av disse behandlingene er reaktiviteten nesten eliminert.

Denne typen magnesia er generelt formet av trykk og temperatur, uten å nå smeltetemperaturen. Med dette er det mulig å produsere stykker med stor hardhet, som betegner sintret magnesia. Den er i hovedsak stabil mot fuktighet og atmosfærisk karbondioksid.

applikasjoner

MgO brukes i produksjonen av metallisk magnesium.

Bruk av kaustisk magnesia

På grunn av den høye reaktiviteten er de industrielle bruksområdene svært varierte.

Det brukes som råstoff for å lage sement og brukes i byggebransjen, for eksempel som et bindemiddel. I dette tilfellet blir det blandet med konsentrerte oppløsninger av magnesiumsalter og en liten mengde natriumfosfat.

Et ekstremt hardt materiale oppnås således. Selv om det ikke er en ekte sement, siden den ikke er stabil i vann, kan den brukes som et mastikk eller beskyttende belegg.

Caustic magnesia brukes også i lette byggeplater for termisk og akustisk isolasjon. De er laget ved å tilsette magnesiumsulfat som et bindemiddel og mineralull. De resulterer i svært ikke-brennbare ark.

MgO ark for konstruksjon. Excentrik13 Kilde: Wikipedia Commons Andre bruksområder for kaustisk magnesia inkluderer fjerning av tungmetaller og silikat fra avløpsvann. Ammoniakk eller fosfater kan også fjernes.

Det er en svak base, så den fungerer som en syrenøytralisator og brukes til skrubber av røykgasser, som tilsetningsstoff for smøremidler og drivstoff.

Det fungerer som et fyllstoff i plast- og gummiindustrien, da det gjør det mulig å justere viskositeten og stivheten til disse materialene.

Det brukes i papir- og celluloseindustrien da det deltar i bisulfittfordøyelse. Også som fuktighetsabsorberende middel i biblioteker eller til fremstilling av kosmetikk. I tillegg er det i legemiddelindustrien høyt verdsatt som en antacida, lett fordøyelsesmiddel og mild avføringsmiddel.

MgO tabletter. Kilde: Pixabay

Bruk av sterkt brent magnesia

På grunn av det smale reaktivitetsområdet, brukes det i applikasjoner der langsom nedbrytning er nødvendig. For eksempel i dyrefôrtilskudd. Dette skyldes at storfe under visse forhold kan lide av magnesiummangel hvis de bare fôres fôr.

På den annen side er det kjent at magnesium (Mg) er et bestanddel av klorofyll. Av denne grunn regnes det som et essensielt næringsstoff for planter og brukes som gjødsel. Måten å tilsette magnesium til planter er som magnesia.

Denne typen MgO kan brukes i en rekke bruksområder: keramikk, rensing av avløpsvann (som kation adsorbent ved fjerning av metall), garving av lær og råstoff for smeltet magnesia.

Bruk av sintret magnesia og smeltet magnesia

MgO har det høyeste smeltepunktet blant oksyder med moderat pris og er derfor et råstoff for ildfast murstein og annen ildfast keramikk. Det er det eneste materialet, etter zirkoniumoksyd (ZrO ₂ ), som tåler langvarig oppvarming over 2000 ºC.

Denne ildfaste graden av MgO brukes i stålindustrien for å lage beskyttende foringsrør og utskiftbare foringer for utstyr som håndterer smeltet stål, for eksempel ovner med meget kraft.

Høykraftige ovner i stålindustrien. Jean-Pol GRANDMONT Kilde: Wikipedia Commons På grunn av deres nesten null grad av reaktivitet, er ildfaste byggematerialer basert på sintret magnesia også motstandsdyktige mot slagger og basale eller nøytrale gasser.

Sinterede magnesiumblokker har høy varmelagringskapasitet og høy varmeledningsevne (de leder varmen veldig bra).

Varmen som genereres av et varmeelement overføres til magnesiumblokken og temperaturen øker. Av denne grunn brukes de i varme lagringsenheter.

Det brukes som et isolerende materiale i elektrisk oppvarmingsindustri relatert til husholdningsapparater. For eksempel for rørformede varmeelementer til kjøkkenovner, vaskemaskiner, kaffemaskiner, elektriske strykejern eller radiatorer, blant andre.

Annen bruk av MgO

Den høye reflekterende kraften til MgO-krystaller i det synlige og nær UV-spekteret har ført til deres bruk som reflektor i optiske instrumenter og som enkeltkrystaller i optiske vinduer og linser. Hvitt brukes også som standard.

referanser

1. Kirk-Othmer (1994). Encyclopedia of Chemical Technology. Bind 15. Fjerde utgave. John Wiley & Sons.
2. Ullmanns leksikon for industriell kjemi. Volum A15. Femte utgave.
3. Dance, JC; Emeléus, HJ; og Sir Ronald Nyholm. (1973). Omfattende uorganisk kjemi. Redaksjon. Pergamon Press.
4. S. National Library of Medicine. (2019). Magnesiumoksid. Gjenopprettet fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
5. American Elements (2019). Caustic Calcined Magnesia. Gjenopprettet fra americanelements.com.
6. Ropp, RC (2013). Gruppe 16 (O, S, Se, Te) Alkaliske jordforbindelser. Magnesiumoksid. I Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.