Магнезиеви съединения - биология и химия
4. Магнезиеви съединения.
За аналитичната химия на магнезия са важни неговите умерено разтворими и особено вътрешнокомплексни (безцветни, оцветени или флуоресцентни) съединения. Поляризиращата способност на йона Mg 2+ е ниска и по отношение на коефициента на поляризация, който количествено характеризира деформируемостта на йона, магнезият е по-нисък от повечето метали. Следователно сложните магнезиеви съединения са относително нестабилни и се образуват, като правило, само в алкална среда. Те обаче са изключително важни за аналитичната химия на магнезия. По-ниската стабилност на някои магнезиеви комплексни съединения, в сравнение с комплексите на други метали, понякога се използва за маскиране на последните при определяне на магнезий чрез титриметрични, фотометрични и други методи.
4.1. Неорганични съединения на магнезия.
Най-важните магнезиеви съединения са оксид, хидроксид и магнезиеви соли.
Магнезиевият оксид - MgO е добре познат на занимаващите се с гимнастика. Прахът от магнезиев оксид (магнезия), нанесен върху дланта, предпазва спортиста от опасността да падне от гимнастическия уред (например напречната греда).
Магнезиевият оксид е лек, ронлив бял прах, който лесно свързва водата. Това е основата за използването му от гимнастичките.
2Mg 0 + C +4 O2 2Mg +2 O - + C 0 -4е t2Mg 0 + O2 0 2Mg +2 O -2
MgO се образува по време на калцинирането на хидроксид и много други магнезиеви съединения. Магнезиевият оксид се топи при 2800 o C, разтворимостта му във вода е 0,00062 g / 100 g при 20 o C. Аморфният магнезиев оксид, получен чрез калциниране на магнезиеви съединения при ниски температури, е хигроскопичен, лесно абсорбира влага и въглероден диоксид от въздуха с образуването на основни карбонати; разтваря се добре в киселини и амониеви соли.При калциниране до 1000 ° C и повече се образува кристален магнезиев оксид (кубична сингония), който губи способността си да абсорбира влага и да се разтваря в киселини. Според литературата магнезиевият оксид, калциниран при 1000 ° C, не променя теглото си, дори ако бъде оставен за един час на въздух. Въпреки това е желателно магнезиевият оксид да се охлади по време на определяне на теглото в ексикатор и да се претегли възможно най-бързо.
Магнезиевият оксид се среща естествено като минерал периклаз. Магнезиевият оксид, получен чрез калциниране на естествен магнезит, е изходен продукт както за получаване на самия магнезий, така и за получаване на изкуствени строителни материали ("ксилолит"). Ксилолитът се основава на магнезиев цимент, получен чрез смесване на калциниран магнезиев оксид с 30% разтвор на магнезиев хлорид. Образуването на полимерна структура от магнезиеви атоми, свързани във веригата -O-Mg-O-Mg-O- води до факта, че сместа образува бяла, много здрава и лесно полирана маса след няколко часа. При производството на ксилолит в сместа се смесват дървени стърготини и други пълнители. За подови настилки се използват плочи от ксилолит.
Магнезиевият карбонат (MgCO3) е безцветно кристално вещество, слабо разтворимо във вода - разтворимостта му е 0,0094 g / 100 g при 18 ° C. Карбонатът се освобождава от водни разтвори само при наличие на голям излишък на въглероден оксид (IV) CO2; обикновено се образуват основни карбонати. От тях основният карбонат 3MgCO3 * Mg (OH) 2 * 3H2O е съединение, което е умерено разтворимо във вода (0,04 g / 100 g), но разтворимо в амониеви соли. При 900-1000 около С се разлага с образуването на магнезиев оксид. Когато въглеродният диоксид преминава през водна суспензия на магнезиев карбонат, той се разтваря поради образуването на кисела сол (хидрокарбонат).
MgCO3+CO2+H2O Mg(HCO3)2
Двоен карбонат на магнезий и калций MgCO3*CaCO3 - доломит - най-разпространеното природно магнезиево съединение, образува огромни находища, в които минералът често е оцветен от примеси в повече или по-малко тъмни цветове. Магнезиевите карбонати - магнезит и доломит се използват широко за производството на огнеупорни материали чрез изпичането им до оксиди. Такива материали се използват например за облицовка на вътрешната повърхност на конвертори за производство на стомана. Полуизпечен доломит - смес от MgO и CaCO3 се използва за направата на строителни плоскости и като добавка към почвата и водата за намаляване на тяхната киселинност.
Изкуствено полученият основен магнезиев карбонат е изходен материал за получаване на други магнезиеви съединения, той се разтваря в киселини много по-бързо от магнезита. Освен това се използва като компонент на прах, зъбни прахове, както и като пълнител при производството на бои, хартия и каучук.
Магнезиев сулфат MgSo4
Магнезият произвежда водород от киселини:
Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2
MgSO4, за разлика от трудноразтворимите сулфати на алкалоземни метали, е лесно разтворим във вода; разтворимост 36,6 g MgSO4/100 g при 18 o C. Образува кристални хидрати с 1,2,3,5,6,7 и 12 водни молекули, от които най-важни са монохидрат (кизерит) и хептахидрат (горчива сол). Кизерит MgSO4 * H2O дехидратира при 320-300 o C. Безводният MgSO4 при температура 1100-1200 o C частично се разлага на MgO, SO2 и O2. Кизеритът се среща в природата като примеси в находищата на калиеви соли и карналит. Интересното е, че въпреки значителната разтворимост на магнезиевия сулфат, кизеритът преминава в разтвор много бавно. Следователно, при излужване на калиеви соли, той остава в утайката под формата на пясъчна маса, която се преработва в горчивсол. Горчивата сол MgSO4*7H2O се среща в природата в седиментни скали, останали след пресъхването на езерата, а също кристализира от водите на минерални извори. Във въздуха постепенно изчезва. Използва се за импрегниране на марли с цел намаляване на запалимостта им, като пълнител в производството на хартия и в медицината - като слабително средство. Магнезиевият сулфат се хидролизира много слабо: негов 0,2N разтвор при 25 °C показва степен на хидролиза от 0,0047%.
Mg (ClO4) 2 - "анхидрон", дава хидрати с 2,4,6 водни молекули. Разтворимост във вода 99,6 g/100 g при 25 ° C. Безводният магнезиев перхлорат абсорбира много силно влагата; над 250 ° C, той се разлага. Използва се като изсушител на органични вещества и газове.
2MgO + 2H2O \u003d 2Mg (OH) 2 се освобождава под действието на алкали върху разтвори на магнезиеви соли под формата на обемна желатинова утайка. Магнезиевият хидроксид е слаба основа, лесно разтворим в киселини, абсорбира въглероден диоксид от въздуха. Разтворимостта му във вода зависи от степента на стареене, за прясно утаения магнезиев хидроксид е 7,0 * 10 -4 mol / l.
Mg 0 + Cl2 0 Mg +2 Cl2 -
образува хидрати с 1,2,4,6 водни молекули. Разтворимостта му във вода е 54,5 g / 100 g при 20 ° C (изчислено като безводна сол). Магнезиевият хлорид образува двойни соли с хлориди на алкални метали, най-важният от които е карналитът.
За магнезиев нитрат Mg(NO3)2 са известни хидрати с 2,6 и 9 водни молекули. Разтворимостта на Mg(NO3)2*6H2O във вода при 25°C е 75g/100g, за Mg(NO3)2*9H2O) при 25°C е 50,6g/100g. Касова бележка:
Mg + 2HNO3 Mg(NO3)2+H2
Магнезиевият флуорид MgF2 е съединение, което е слабо разтворимо във вода. Топи се при 1265 o C, с флуориди на алкални метали образува двойни соли от типа