هيدروكسيد المغنيسيوم: الهيكل ، الخصائص ، التسمية ، الاستخدامات - كيمياء - 2026

و هيدروكسيد المغنيسيوم هو مركب غير العضوية وجود ل صيغة الكيميائية المغنيسيوم (OH) ₂. وهو في شكله النقي مادة صلبة بيضاء باهتة ذات مظهر غير متبلور. ومع ذلك ، مع وجود محتوى صغير ودقيق من الشوائب ، فإنه يتحول إلى مادة صلبة بلورية ، وهو معدن موجود في رواسب معينة في الطبيعة ، وهو مصدر غني للمغنيسيوم.

إنه إلكتروليت أو قاعدة ضعيفة ، لذلك يكون تفككه منخفضًا في الماء. هذه الخاصية تجعل Mg (OH) ₂ معادل حموضة جيد للاستهلاك البشري ؛ علاج معروف شعبيا باسم حليب المغنيسيا المعلق. كما أنه مثبط للحريق عن طريق إطلاق الماء أثناء تحلله الحراري.

عينة صلبة من هيدروكسيد المغنيسيوم. المصدر: Chemicalinterest

في الصورة العلوية ، تظهر بعض المواد الصلبة من هيدروكسيد المغنيسيوم ، حيث يمكن تقدير لونها الأبيض المعتم. كلما كانت أكثر بلورية ، فإنها تطور أسطحًا زجاجية ولؤلؤية.

هيكلها البلوري غريب لأنه ينشئ بلورات سداسية مزدوجة الطبقات ، وهي تصميمات واعدة لتصميم المواد الجديدة. في هذه الطبقات ، تلعب شحناتهم الإيجابية دورًا مهمًا بسبب استبدال Mg ²⁺ بالكاتيونات ثلاثية التكافؤ ، والأنواع المحصورة بين الجدران المكونة من OH ^- الأنيونات.

من ناحية أخرى ، يتم اشتقاق التطبيقات الأخرى اعتمادًا على مورفولوجيا الجسيمات أو الجسيمات النانوية المحضرة ؛ كمحفزات أو مواد ماصة. في كل منهم ، يتم الاحتفاظ بنسبة 1: 2 ثابتة لـ Mg ²⁺: OH ^- أيونات ، تنعكس في نفس الصيغة Mg (OH) ₂.

بناء

الصيغة والثماني الوجوه

الأيونات التي تتكون منها هيدروكسيد المغنيسيوم. المصدر: كلاوديو بيستيلي

توضح الصورة العلوية الأيونات التي تتكون منها Mg (OH) ₂. كما يمكن أن يرى، وهناك نوعان من OH ^- الأنيونات لكل المغنيسيوم ²⁺ الموجبة ، التي تتفاعل كهربية لتحديد وضوح الشمس مع بنية سداسية. تشير الصيغة نفسها إلى أن نسبة Mg: OH هي 1: 2.

ومع ذلك، فإن هيكل الكريستال الحقيقي هو قليلا أكثر تعقيدا من افتراض بسيط المغنيسيوم ²⁺ وOH ^- الأيونات. في الواقع ، يتميز المغنيسيوم برقم تنسيق 6 ، لذلك يمكنه التفاعل مع ما يصل إلى ستة OH ^-.

وهكذا ، _يتشكل المجسم الثماني Mg (OH) ₆ ، حيث تأتي ذرات الأكسجين بوضوح من OH ^- ؛ ويستند التركيب البلوري الآن إلى التفكير في مثل هذه الثماني الوجوه وكيفية تفاعلها مع بعضها البعض.

في الواقع ، تنتهي وحدات Mg (OH) ₆ بتعريف الهياكل ذات الطبقات المزدوجة والتي بدورها يتم ترتيبها في الفضاء لتكوين البلورة السداسية.

طبقة مزدوجة

هيكل طبقة مزدوجة من هيدروكسيد المغنيسيوم. المصدر: Smokefoot

تُظهر الصورة العلوية بنية الطبقة المزدوجة من هيدروكسيد المغنيسيوم (LDH ، لاختصارها بالإنجليزية: طبقات الهيدروكسيدات المزدوجة). تمثل الكرات الخضراء أيونات Mg ²⁺ ، والتي يمكن استبدالها بأخرى بشحنة أعلى لتوليد شحنة موجبة في الطبقة.

لاحظ أنه يوجد حول كل Mg ²⁺ ستة مجالات حمراء متصلة بمجالاتها البيضاء ؛ أي وحدات الاوكتاهدرا Mg (OH) ₆. OH ^- بمثابة جسر للانضمام إلى طائرتين مختلفتين Mg ²⁺ ، مما يجعل الطبقات متشابكة.

وبالمثل ، لوحظ أن ذرات الهيدروجين تتجه لأعلى ولأسفل ، وهي مسؤولة بشكل أساسي عن القوى بين الجزيئات التي تمسك طبقتين من وحدات Mg (OH) ₆ معًا.

يمكن وضع الجزيئات المحايدة (مثل الكحول والأمونيا والنيتروجين) أو حتى الأنيونات بين هذه الطبقات ، اعتمادًا على مدى إيجابية هذه الجزيئات (إذا كانت هناك أيونات Al ³⁺ أو Fe ³⁺ تحل محل Mg ²⁺). "حشو" هذه الأنواع محصور بواسطة الأسطح المكونة من OH ^- الأنيونات.

مورفولوجيا

زجاج مزدوج الطبقات سداسية ينمو ببطء أو بسرعة. كل هذا يتوقف على عوامل التوليف أو التحضير: درجة الحرارة ، النسبة المولية ، التحريك ، المذيبات ، الكواشف كمصدر للمغنيسيوم ، القواعد أو عوامل الترسيب ، إلخ. مع نمو البلورة ، فإنها تحدد البنية المجهرية أو مورفولوجيا الجسيمات النانوية أو الركام.

وبالتالي ، يمكن أن تحتوي هذه الجسيمات النانوية على صفيحة تشبه القرنبيط ، أو صفائح دموية ، أو أشكال تشبه الكريات. وبالمثل ، يمكن أن يتغير توزيع أحجامها ، وكذلك درجة مسامية المواد الصلبة الناتجة.

الخصائص

مظهر جسماني

وهي مادة صلبة بيضاء أو حبيبية أو مسحوقية وعديمة الرائحة.

الكتلة المولية

58.3197 جم / مول.

كثافة

3.47 جم / مل.

نقطة الانصهار

350 درجة مئوية. عند درجة الحرارة هذه ، يتحلل إلى أكسيد عن طريق إطلاق جزيئات الماء الموجودة في بلوراته:

Mg (OH) ₂ (s) => MgO (s) + H ₂ O (g)

الذوبان في الماء

0.004 جم / 100 مل عند 100 درجة مئوية ؛ أي أنه بالكاد يذوب في الماء المغلي ، مما يجعله مركبًا غير قابل للذوبان في الماء. ومع ذلك ، مع انخفاض الرقم الهيدروجيني (أو زيادة الحموضة) ، تزداد قابليته للذوبان بسبب تكوين المركب المائي ، Mg (OH ₂) ₆.

من ناحية أخرى، إذا كان الماغنسيوم (OH) ₂ استوعبت CO ₂ ، فإنه سيتم الإفراج الغاز الاحتفاظ بها انفعال عندما يذوب في الوسط الحمضي.

معامل الانكسار

1،559

الرقم الهيدروجيني

يحتوي المعلق المائي على درجة حموضة تتراوح بين 9.5 و 10.5. على الرغم من أن هذه القيم طبيعية ، إلا أنها تعكس قاعدتها المنخفضة مقارنة بهيدروكسيدات المعادن الأخرى (مثل NaOH).

السعة الحرارية

77.03 جول / مول ك

أين هو موقعه؟

الكريستال الزجاجي الباستيل من معدن البروسيت. المصدر: Rob Lavinsky، iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

يمكن العثور على هيدروكسيد المغنيسيوم في الطبيعة مثل البروسيت المعدني ، والذي يتميز بلونه الأبيض الشفاف ، بدرجات اللون الأخضر أو ​​المزرق اعتمادًا على شوائبها. وبالمثل ، فإن البروسيت هو جزء من بعض الطين ، مثل الكلوريت ، لأنه محصور بين طبقات السيليكات ، المرتبطة بأيونات معدنية.

يوجد في brucite أيونات أخرى بالإضافة إلى Mg ²⁺ ، مثل Al ³⁺ و Fe ³⁺ و Zn ²⁺ و Mn ²⁺. يمكن العثور على خاماته في مناطق أو بحيرات مختلفة في اسكتلندا وكندا وإيطاليا والولايات المتحدة الأمريكية.

من الناحية الفيزيائية ، تبدو بلوراتها مثل الزجاج المنصهر (الصورة العلوية) ، بألوان بيضاء أو رمادية أو زرقاء أو خضراء ، وشفافة في العينات النادرة.

يعتبر هذا المعدن من الشرور التي تصيب الأسمنت والخرسانة ، حيث يميل إلى التمدد ويسبب الكسور فيها. ومع ذلك، فإنه لا يمتص CO ₂ ، لذلك تحميص لها لا تساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري، وبالتالي، فإنه هو المصدر المناسب المعدني (والأغنى) للحصول على المغنيسيوم، بالإضافة إلى مياه البحر.

التسمية

Mg (OH) ₂ لديه ما يصل إلى ثلاثة أسماء مقبولة من IUPAC (خارج علم المعادن أو الطب). هذه متشابهة جدًا مع بعضها البعض ، نظرًا لأن الطريقة التي تنتهي بها بالكاد تختلف.

على سبيل المثال ، يتوافق "هيدروكسيد المغنيسيوم" مع اسمه وفقًا لتسمية المخزون ، مع حذف (II) في النهاية لأن +2 تقريبًا بشكل افتراضي حالة الأكسدة الوحيدة للمغنيسيوم.

"ثنائي هيدروكسيد المغنيسيوم" ، مشيرًا بالبسط اليوناني إلى عدد أيونات OH ^- المشار إليها في الصيغة وفقًا للتسمية المنهجية. و "هيدروكسيد المغنيسيوم" ، الذي ينتهي باللاحقة -ico لكونه حالة الأكسدة القصوى و "الوحيدة" للمغنيسيوم ، وفقًا للتسمية التقليدية.

الأسماء الأخرى ، مثل البروسيت أو مغنيسيا الحليب ، على الرغم من ارتباطها المباشر بهذا المركب ، لا ينبغي الإشارة إليها عندما يتعلق الأمر بأنقى مادة صلبة ، أو كمركب غير عضوي (كاشف ، مادة خام ، إلخ).

التطبيقات

محايد

Mg (OH) ₂ يرجع إلى انخفاض قابليته للذوبان في الماء حقيقة أنه معادل ممتاز للحموضة ؛ خلاف ذلك، فإنه قوعد والمتوسطة من خلال توفير تجمعات كبيرة من OH ^- أيونات ، شأنها في ذلك شأن القواعد الأخرى (الشوارد قوية).

وبالتالي ، فإن Mg (OH) ₂ بالكاد تطلق OH ^- ، في نفس الوقت الذي يتفاعل فيه مع H ₃ O ⁺ أيونات لتكوين المركب المائي من المغنيسيوم ، المذكور أيضًا أعلاه. كونها قادرة على تحييد حموضة الوسط المائي ، فهي مخصصة لمعالجة مياه الصرف الصحي.

كما أنه مادة مضافة للطعام والأسمدة وبعض منتجات النظافة الشخصية ، مثل معجون الأسنان ، حيث يقلل من حموضتها.

مضاد للحموضة

كونها قابلة للذوبان في الماء قليلا، ويمكن تناولها دون المخاطرة آثار لها OH ^- الأيونات (وهي تنأى قليلا جدا كما المنحل بالكهرباء ضعيف).

هذه الخاصية ، المرتبطة بالقسم الفرعي أعلاه ، تجعله مضادًا للحموضة لعلاج حرقة المعدة ، وأمراض الجهاز الهضمي ، وعسر الهضم والإمساك ، ويباع تحت تركيبة حليب المغنيسيا.

من ناحية أخرى ، يساعد حليب المغنيسيا أيضًا في محاربة تقرحات الفم المزعجة (القروح البيضاء والحمراء التي تظهر في الفم).

الحرائق

في قسم الخصائص ، تم ذكر أن Mg (OH) ₂ يتحلل ويطلق الماء. يساعد هذا الماء على وجه التحديد في وقف تقدم اللهب ، حيث تمتص الحرارة لتبخر ، وبالتالي تخفف الأبخرة الغازات القابلة للاحتراق أو القابلة للاشتعال.

غالبًا ما يستخدم معدن البروسيت صناعيًا لهذا الغرض ، حيث يتم استخدامه كمواد مالئة في مواد معينة ، مثل البلاستيك من البوليمرات المختلفة (PVC ، الراتنجات ، المطاط) ، الكابلات أو الأسقف.

عامل حفاز

وقد ثبت أن Mg (OH) ₂ المُصنَّع على هيئة ألواح نانوية فعال في تحفيز التخفيضات الكيميائية ؛ على سبيل المثال ، 4-نيتروفينول (Ph-NO ₂) إلى 4-أمينوفينول (Ph-NH ₂). وبالمثل ، فإن لها نشاطًا مضادًا للبكتيريا ، لذلك يمكن استخدامها كعامل علاجي.

الممتزات

يمكن أن تكون بعض المواد الصلبة Mg (OH) ₂ مسامية تمامًا ، اعتمادًا على طريقة تحضيرها. لذلك ، يجدون التطبيق كممتزات.

في المحاليل المائية ، يمكن لجزيئات الصبغة أن تمتص (على أسطحها) ، لتصفية الماء. على سبيل المثال ، فهي قادرة على امتصاص الصبغة القرمزية النيلية الموجودة في تيارات المياه.

المراجع

1. رجفة وأتكينز. (2008). الكيمياء غير العضوية. (طبعة رابعة). ماك جراو هيل.
2. ويكيبيديا. (2019). هيدروكسيد المغنيسيوم. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
3. المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية. (2019). هيدروكسيد المغنيسيوم. قاعدة بيانات PubChem. CID = 14791. تم الاسترجاع من: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. صالات الجمشت. (2014). البروسيت المعدني. تم الاسترجاع من: galleries.com
5. Henrist et al. (2003). دراسة مورفولوجية لجسيمات هيدروكسيد المغنيسيوم النانوية
6. ترسبت في محلول مائي مخفف. مجلة نمو الكريستال 249 ، 321-330.
7. سابا ج. ، شانزا آر كيه ، محمد رس (2018). التوليف والتحليل الهيكلي لجسيمات هيدروكسيد المغنيسيوم النانوية المسامية كمحفز فعال.
8. ثيمماساندرا نارايان راميش وفاني بافاجادا سرينيفاسا. (2015). إزالة الصبغة القرمزية النيلي من محلول مائي باستخدام هيدروكسيد المغنيسيوم كمادة ماصة. مجلة المواد ، المجلد. 2015 ، معرف المقالة 753057 ، 10 صفحات. doi.org/10.1155/2015/753057