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

و أكسيد المغنيسيوم هو أبيض البلورية غير العضوية الصلبة التي تعرف أيضا باسم أكسيد المغنيسيوم. صيغته الكيميائية هي MgO وتتكون من أكسدة معدن المغنيسيوم بالأكسجين.

غالبًا ما يوجد كمعدن طبيعي يسمى البريكلاز. ومع ذلك ، فإن البيريكلاز ليس مصدرًا رئيسيًا لـ MgO. في الطبيعة توجد عادة كمجموعات من البلورات في الرخام.

مسحوق أكسيد المغنيسيوم. آدم رودزيكوفسكي المصدر: ويكيبيديا كومنز ، يوجد أيضًا في معدن المغنسيت (وهو أساسًا كربونات المغنيسيوم مع بعض كربونات الحديد) ؛ في الحجر الجيري والدولوميت (معدن يتكون من كربونات المغنيسيوم والكالسيوم) ؛ في المقذوفات البركانية والصخور السربنتينية.

لا يشكل صخورًا أو رواسب بلورية لأنه عند ملامسته لبخار الماء في الغلاف الجوي فإنه يتحول إلى هيدروكسيد المغنيسيوم (Mg (OH) ₂).

على المستوى الصناعي ، يمكن الحصول عليه بعدة طرق: تكليس كربونات المغنيسيوم (المغنسيوم) ، تكليس هيدروكسيد المغنيسيوم ، بدءًا من الحجر الجيري الدولوميتي ، باستخدام مياه البحر والانحلال الحراري لكلوريد المغنيسيوم ، من بين طرق أخرى.

بدأ إنتاج المغنيسيا من المغنسيت منذ ما يزيد قليلاً عن 100 عام في النمسا. منذ ذلك الحين ، تمتلك المغنيسيا العديد من التطبيقات التقنية بسبب نقطة انصهارها العالية ، ومقاومتها الكيميائية ، والتوصيل الحراري العالي ، والتوصيل الكهربائي المنخفض ، ونشاطها البيولوجي.

بناء

التركيب البلوري لـ MgO مكعب ، متمركز على الوجه ، على غرار الشبكة البلورية لكلوريد الصوديوم (NaCl).

تشكل المغنيسيا بلورات مكعبة سداسية الأوكتاهدرا ، والتي يمكن أن تكون عديمة اللون أو خضراء أو بنية.

البريكلاز المعدني عبارة عن مجسم صغير ، أقل شيوعًا هو المكعب-الثماني الوجوه أو ثنائي الوجوه.

الخصائص

اسماء اخرى

- مغنيسيا.

- بريكلاز.

- أوكسوماغنسيوم.

الحالة الفيزيائية

إنه صلب وبلوري وأبيض. على الرغم من أن وجود شوائب الحديد يعطيها لونًا بنيًا أو أخضرًا حسب درجة أكسدة الحديد.

صلابة موس

5.5-6.

الوزن الجزيئي الغرامي

40.304 جم / مول.

نقطة الانصهار

2827 درجة مئوية.

كثافة

3.581 جم / سم ³

الذوبان

عمليا غير قابل للذوبان في الماء:

0.00062 جم لكل 100 مل عند 20 درجة مئوية.

0.0086 جم لكل 100 مل عند 30 درجة مئوية.

غير قابل للذوبان في الإيثانول.

الرقم الهيدروجيني

في محلول مائي مشبع: 10.3.

الخواص البصرية

شفاف. اللون: عديم اللون ، أبيض رمادي ، أصفر بني ، عديم اللون في الضوء المنقول.

معامل الانكسار

1.7355 عند 589 نانومتر.

1.7283 عند 750 نانومتر.

خصائص أخرى

- موصلية حرارية عالية ومقاومة كهربائية عالية.

- إنه مسترطب ، أي أنه يمتص الماء بسهولة من الغلاف الجوي. في الوسط المائي يتحد مع الماء لتكوين هيدروكسيد المغنيسيوم.

- مستقر في جو مؤكسد حتى 2300 درجة مئوية وحتى 1700 درجة مئوية في جو مختزل.

- متوافق مع معظم المركبات الكيميائية باستثناء الأحماض القوية والمؤكسدات القوية وغيرها.

- بعد الاشتعال في درجات حرارة عالية ، يصبح أكسيد المغنيسيوم خاملاً نسبيًا.

- ليست سامة. ومع ذلك ، يجب اتخاذ الاحتياطات عند التعامل معها في شكل مسحوق عندما يكون حجم الجسيمات صغيرًا.

- تتمتع بلوراتها بقدرة عاكسة عالية في كل من الطيف المرئي والأشعة فوق البنفسجية القريبة.

التسمية

هناك عدة درجات من MgO يتم توفيرها تجاريًا:

ماغنيسيا الكاوية

إنه شكل شديد التفاعل من أكسيد المغنيسيوم ينتج عن تكليس أو حرق المغنسيوم الخام (MgCO ₃) أو هيدروكسيد المغنيسيوم (Mg (OH) ₂) في درجات حرارة منخفضة نسبيًا ، ولكن أعلى من درجة حرارة تحلل هذه المواد ، بين 700 و 1000 درجة مئوية.

ويسمى أيضًا المغنيسيا المكلس الكاوية وأكسيد المغنيسيوم المكلس وأكسيد المغنيسيوم التفاعلي والمغنيسيوم المحترق قليلاً ، من بين أسماء أخرى.

يمكن حرق المغنيسيا الكاوية عند درجة حرارة أعلى لإعطاء مغنيسيا متكلس.

المغنيسيا المحروقة بشدة

يحدث عندما يتم تكليس المغنسيت عند درجات حرارة من 1000 إلى 1500 درجة مئوية. تم تقليل تفاعلها مقارنة مع المغنيسيا الكاوية.

مغنيسيا ر

عندما يتم تكليس المغنسيت في درجات حرارة تتراوح بين 1500 و 2000 درجة مئوية ، يتم الحصول على المغنيسيا "محترقًا حتى الموت" (ترجمة من اللغة الإنجليزية المحترقة الميتة) ، وتسمى أيضًا المغنيسيا الحرارية أو المغنيسيا المصهورة.

يتم الحصول على المغنيسيا المنصهرة أيضًا عن طريق إذابة المغنيسيا الكاوية في قوس كهربائي. بسبب هذه العلاجات تم القضاء على تفاعلها بالكامل تقريبًا.

يتشكل هذا النوع من المغنيسيا عمومًا بالضغط ودرجة الحرارة ، دون الوصول إلى درجة حرارة الانصهار. مع هذا ، من الممكن إنتاج قطع ذات صلابة كبيرة ، تسمي المغنيسيا المتكلس. إنه مستقر بشكل أساسي ضد الرطوبة وثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

التطبيقات

يستخدم MgO في إنتاج المغنيسيوم المعدني.

استخدامات المغنيسيا الكاوية

نظرًا لتفاعلها العالي ، فإن تطبيقاتها الصناعية متنوعة للغاية.

يتم استخدامه كمادة خام لصنع الأسمنت ويستخدم في صناعة البناء ، على سبيل المثال ، كمادة رابطة. في هذه الحالة ، يتم مزجه مع محاليل مركزة من أملاح المغنيسيوم وكمية صغيرة من فوسفات الصوديوم.

وهكذا يتم الحصول على مادة صلبة للغاية. على الرغم من أنه ليس اسمنتًا حقيقيًا ، لأنه غير مستقر في الماء ، إلا أنه يمكن استخدامه كطلاء مصطكي أو واقي.

تستخدم المغنيسيا الكاوية أيضًا في ألواح البناء خفيفة الوزن للعزل الحراري والصوتي. وهي مصنوعة عن طريق إضافة كبريتات المغنيسيوم كمادة رابطة والصوف المعدني. ينتج عنها صفائح غير قابلة للاشتعال بدرجة عالية.

صفائح MgO للبناء. Excentrik13 المصدر: Wikipedia Commons تشمل الاستخدامات الأخرى للمغنيسيا الكاوية إزالة المعادن الثقيلة والسيليكات من مياه الصرف الصحي. يمكن أيضًا إزالة الأمونيا أو الفوسفات.

إنها قاعدة ضعيفة ، لذا فهي تعمل كمعادل للأحماض وتستخدم في تنقية غاز المداخن ، كمادة مضافة لمواد التشحيم والوقود.

إنه بمثابة حشو في صناعة البلاستيك والمطاط ، حيث يسمح بتعديل اللزوجة والصلابة لهذه المواد.

يتم استخدامه في صناعة الورق والسليلوز حيث يشارك في هضم ثنائي كبريتيت. أيضًا كممتص للرطوبة في المكتبات أو لتحضير مستحضرات التجميل. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تقييمه في صناعة المستحضرات الصيدلانية كمضاد للحموضة ، ومسكن لعسر الهضم وملين خفيف.

أقراص MgO. المصدر: Pixabay

استخدامات المغنيسيا المحترقة بشدة

نظرًا لمدى تفاعلها الضيق ، يتم استخدامه في التطبيقات التي تتطلب التدهور البطيء. على سبيل المثال ، في مكملات الأعلاف الحيوانية. هذا لأنه ، في ظل بعض الظروف ، يمكن أن تعاني الماشية من نقص المغنيسيوم إذا تغذت فقط على العلف.

من ناحية أخرى ، من المعروف أن المغنيسيوم (Mg) هو عنصر مكون للكلوروفيل. لهذا السبب ، يعتبر من العناصر الغذائية الأساسية للنباتات ويستخدم كسماد. طريقة إضافة المغنيسيوم إلى النباتات هي مثل المغنيسيا.

يمكن استخدام هذا النوع من MgO في مجموعة متنوعة من التطبيقات: السيراميك ، ومعالجة مياه الصرف (كممتاز كاتيوني في إزالة المعادن) ، ودباغة الجلود والمواد الخام للمغنيسيا المصهور.

استخدامات المغنيسيا الملبدة والمغنيسيا المنصهرة

يحتوي MgO على أعلى نقطة انصهار بين أكاسيد التكلفة المعتدلة ، وبالتالي فهو مادة خام للطوب الحراري وغيره من السيراميك المقاوم للصهر. إنها المادة الوحيدة ، بعد أكسيد الزركونيوم (ZrO ₂) ، التي يمكنها تحمل التسخين لفترات طويلة فوق 2000 درجة مئوية.

تُستخدم هذه الدرجة الحرارية من MgO في صناعة الصلب لصنع أغلفة واقية وبطانات قابلة للاستبدال لمعدات مناولة الفولاذ المصهور ، مثل الأفران عالية الطاقة للغاية.

أفران عالية الطاقة في صناعة الصلب. جان بول غراندمونت المصدر: ويكيبيديا كومنز بسبب درجة تفاعلها التي تقارب الصفر ، فإن مواد البناء المقاومة للصهر القائمة على المغنيسيا الملبدة هي أيضًا مقاومة للخبث والغازات الأساسية أو المحايدة.

تتميز كتل المغنيسيا الملبدة بقدرة تخزين عالية للحرارة وموصلية حرارية عالية (توصل الحرارة بشكل جيد للغاية).

يتم نقل الحرارة الناتجة عن عنصر التسخين إلى كتلة المغنيسيا وتزداد درجة حرارتها. لهذا السبب يتم استخدامها في أجهزة التخزين الساخنة.

يتم استخدامه كمادة عازلة في صناعة التدفئة الكهربائية المتعلقة بالأجهزة المنزلية. على سبيل المثال ، لعناصر التسخين الأنبوبية لأفران المطبخ والغسالات وآلات القهوة والمكاوي الكهربائية أو المشعات وغيرها.

استخدامات أخرى لـ MgO

أدت القوة العاكسة العالية لبلورات MgO في الطيف المرئي والقريب من الأشعة فوق البنفسجية إلى استخدامها كعاكس في الأجهزة البصرية وكبلورات مفردة في النوافذ والعدسات البصرية. يستخدم الأبيض أيضًا كمعيار.

المراجع

1. كيرك أوتمير (1994). موسوعة التكنولوجيا الكيميائية. المجلد 15. الطبعة الرابعة. جون وايلي وأولاده.
2. موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية. المجلد A15. الطبعه الخامسة.
3. الرقص ، جي سي ؛ Emeléus ، HJ ؛ والسير رونالد نيهولم. (1973). كيمياء غير عضوية شاملة. مجلس التحرير. مطبعة بيرغامون.
4. مكتبة الطب الوطنية S.. (2019). أكسيد المغنيسيوم. تعافى من pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
5. العناصر الأمريكية (2019). ماغنيسيا المكلس الكاوية. تعافى من americanelements.com.
6. روب ، آر سي (2013). المجموعة 16 (O ، S ، Se ، Te) مركبات الأرض القلوية. أكسيد المغنيسيوم. في موسوعة مركبات الأرض القلوية. Recuperado de sciencedirect.com.