Магний – минерал жизни

Тем, что название «магний» существует в мире химии, мы обязаны учебнику «Основания чистой химии» русского химика Гесса. Много русских химиков зубрили науку по этой книге — она была переиздана семь раз.

Пейте минералку

История открытия нашего героя начинается на английском курорте. Там скучающие химики решили исследовать, чем же их лечат. Из минеральной воды (горькой, но регулирующей пищеварение) выделили соль — горькую или английскую. Опыты продолжили, в результате почти одновременно Фарадей и Бюсси получили магний.

Этот металл серебристо-белого цвета можно добыть из почти любого булыжника под ногами, хотя для промышленного применения этот метод навряд ли пригоден.

Каков он, «вспыльчивый металл»

Наш герой — элемент второй группы периодической системы Менделеева. Латинское название Magnesium, атомный номер 12.

Магний теперь относится к щелочноземельным металлам. Однако раньше он таким не считался — его гидроксид не является щелочью, хотя раствор в присутствии фенолфталеина (индикатор) окрашивается в слабо-розовый цвет. Полноценные щелочи с фенолфталеином окрашиваются в густой малиновый цвет.

У чистого магния плотноупакованная гексагональная кристаллическая структура.

Строение атома указывает на принадлежность к металлам. Электронная формула элемента — 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2. То есть, на внешнем энергетическом уровне у магния болтается пара электронов, в любой момент готовая «свалить налево» — вступить в реакцию с другим элементом. Кое-кто еще помнит, что свойство металлов на внешнем уровне иметь от 1 до 3 электронов.

И чем же наш герой не металл?

Некоторые характеристики магния:

Свойство металла Данные
Атомная масса 24,304 г/моль
Степени окисления 0; +2
Плотность 1,74 г/см3
Температура плавления 650оС
Теплопроводность (300 K) 156 Вт/(м·К)
Температура кипения 1090 оС
Ковалентный радиус 136 пм
Радиус иона 66 (+2e) пм
Электроотрицательность 1,31 (шкала Полинга)
Электродный потенциал −2,37 В
Степени окисления 0; +2
Энергия ионизации
(первый электрон)
737,3 (7,64) кДж/моль (эВ)

Химия магниевых реакций

Вспомним школьные годы. Немного химии во время карантина не повредит.

Итак, химические свойства нашего героя:

  • К щелочам огненный металл равнодушен (сами такие, к щелочноземельным металлам относимся). В реакции со щелочами не вступает.
  • Зато во взаимодействие с кислотами вступает охотно, даже бурно, с выделением водорода.
  • На воздухе магний реагирует с кислородом воздуха, покрывается оксидной пленкой. Эта «одежка» защищает металл от дальнейшего окисления. Но влажная атмосфера разрушает нашего «горячего» героя. Потому его и не хранят во влажных помещениях.

Как он горит!

Немного найдется металлов, горящих на воздухе, и наш герой — один из них. Подожгите магниевую стружку, и вспыхнет яркий, жгучий огонь. Еще бы не жгучий, его температура более 3000 градусов. Только не зажигайте магний на песке. Металл прореагирует с диоксидом кремния в песке, и будет гореть веселее. Потому затушить «магниевый» пожар песочком не получится.

Порошок магния

Горящий магний можно использовать как факел в темноте. Пара грамм магния — и даже в самую черную ночь все будет видно в радиусе 5-7 метров.

Не увлекайтесь зрелищем горящего металла. Такой яркий свет запросто повредит сетчатку глаза.

Подожгите металл в луже, и увидите мощную вспышку. Здесь образуется гидроксид магния (Mg(OH)2) и водород, который многократно усилит мощность огня.

Печально: в 1937 году дирижабль «Гинденбург», наполненный водородом, загорелся. Погибла треть пассажиров. Эта трагедия поставила крест на дирижаблях, как виде воздушного транспорта.

Кстати, головная боль пожарных — магний нельзя тушить водой. От этого огонь разгорится еще больше. Углекислотный огнетушитель тоже не вариант, ведь наш необыкновенный герой в присутствии углекислого газа хорошо горит, образуя уголь и оксид магния:

2Мg + CO2 = C + 2MgO

Минералы, месторождения

Наш герой настолько активен в химическом отношении (просто-таки «неразборчив в связях»), что его нахождение в природе в чистом виде практически невозможно.

Природные источники магния — минералы:

  • брусит;
  • кизерит;
  • доломит;
  • магнезит;
  • бишофит;
  • эпсомит;
  • карналлит.

Даже из морской воды можно добывать огненный металл. Самосадочные озера (вода в них называется рапой), содержат большое количество минеральных солей, в том числе магния.

Познавательно: таких озер много в Астраханской области. Это Белинские, Зинзилинские, Мочаговские самосадочные озера (список можно продолжить).

Крупнейшая российская группа месторождений — Саткинское — (разведано 14 штук) находится в Челябинской области, рядом с городом Сатка. Тут сосредоточены магнезиальные руды высокой чистоты.

Магнезит – минерал серьезный

Впервые добытый в Греции, минерал получил имя по названию провинции. Природа распорядилась так, что в греческой Магнасии сосредоточены немалые залежи магниесодержащих руд.

Не исключение и магнезит. С химической точки зрения это соединение – карбонат магния МgCO3. Физики знают: почти половина массы всякого магнезитового образца приходится на окись магния MgO. Углекислый газ СО2 составляет чуть более 52% массы магнезита.

Такой состав превратил магнезит в минерал повышенного спроса у промышленников. Добытую породу обжигают, углекислый газ улетучивается. Остаток, называемый каустической магнезией, используется в доброй дюжине отраслей индустрии.

Красивый камень магнезит

Однако магнезит – минерал не одного только промышленного применения. Ромбовидные кристаллы, находимые в месторождениях полезного ископаемого, обычно окрашены в серовато-желтый оттенок. Встречаются и коричневые кристаллы магнезита.

Гранят бесцветные или слабоокрашенные кристаллы магнезита любым способом. Получаемые вставки отличаются интересной игрой света, красивым блеском и, что немаловажно, относительно доступной ценой. Правда, крупный, бездефектный, удачно ограненный камень магнезит может в розничной стоимости преодолеть планку в 1000 долларов. Ничего не поделать: таковы ценовые свойства всякого редкого украшения!

Нередкими же являются украшения из магнезита, строением и фактурой напоминающего мрамор. Интерьерные украшения из молочно-белого магниевого минерала, столешницы и облицовка, ступени и полы славятся особой выразительностью.

Важным свойством камня магнезита признана его подверженность искусственному оцвечиванию. В продаже можно встретить магнезитовые бусы и браслеты самой разнообразной окраски.

Некоторые месторождения (в Туркмении, Казахстане, Мексике, Китае) дают разновидности магниесодержащей породы, окрашенные примесями в естественные цвета. Высоко ценятся сорта, имитирующие бирюзу и лазурит.

Лечебные свойства

Магнезит способен благотворно влиять на настроение и нервную систему. Если неотрывно несколько минут смотреть на желтый минерал, то он поможет избавиться от усталости, страхов и депрессивных настроений.

В литотерапии магнезит также используют для:

  • снижения симптомов предменструального синдрома у женщин;
  • устранения зубной и головной боли, мигренозных приступов;
  • очищения организма от токсинов;
  • нормализации работы ЖКТ;
  • предупреждения появления артрита.

Камень белого цвета позволит снять усталость глаз. Для этого нужно не моргая посмотреть на него.

Защита – тоже лечение

В качестве эффективного лекарства от болезней этот минерал применяться не может. Лечебные свойства магнезита организованы иначе! Самоцвет защищает человека от возникновения вреда для здоровья. Зацепившись за острый выступ ногой, обычный человек получит ссадину или закрытую травму.

Любитель магнезитовых украшений тоже ощутит боль, и даже большую, чем можно представить (так работает защитный механизм камня), однако телесных следов от неприятности не останется.

Кольцо с магнезитом, магнезитовый браслет или бусы, надетые перед началом трудового дня, помогут избежать заражения инфекциями даже во время активизации эпидемий простудных заболеваний.

Прекрасно защищает самоцвет и от событий критического характера. В его силах помешать исполнению намерений, в процессе реализации которых можно оказаться в опасной ситуации. При этом магнезит дарует успокоение человеку, забывшему билет на роковой рейс. Камень – это не раз отмечалось пользователями – вынуждает двигатель автомобиля глохнуть, если движение ведет к неизбежным неприятностям.

Так причудливо и тесно переплетаются магические и лечебные свойства магнезита, камня, всеми силами приносящего пользу человеку и человечеству.

Практическое значение

Является рудой магния и его солей; используют для производства огнеупоров и вяжущих материалов, в химической промышленности; применяется для производства огнеупорного кирпича. При добыче магнезита лишь ограниченно используется механическое (ручное и с применением фотоэлементных и лазерных устройств), иногда также флотационное и электромагнитное обогащение.

При температуре 750-1000°С из магнезита получают порошкообразную химически активную, т.н. каустическую, магнезию, из которой ещё не полностью удалена CO2. При 1500-2000°С получают огнеупорную магнезию, которая состоит главным образом из кристаллов периклаза (MgO) с температурой плавления около 2800°С. При повышенной температуре (до 3000°С), в электропечах получают особо чистый плавленный периклаз.

Наиболее массовый продукт переработки магнезита — огнеупорная магнезия — используется преимущественно в металлургии. Каустическая магнезия применяется в процессах химической переработки (слабощелочной реагент, катализатор и др.), как удобрение, для подкормки скота, в специальных цементах, в производстве целлюлозы в целях очистки газов, при изготовлении фильтров и т.п.

Для получения вискозы, синтетических каучуков, красок (огнеупорный наполнитель), сахара и конфет, в виноделии, стеклоделии, керамике (флюсы), электронагревательных стержнях, водо- и газоочистке, при переработке урана, как антикоррозийная добавка к нефтяным топливам и др.

В ювелирной промышленности магнезит применяется довольно широко. Этот камень поддается окраске, поэтому из него изготавливают самые разные украшения. Магнезит окрашивается под красный коралл, лазурит, бирюзу.

Уход за камнем

При хранении и использовании магнезита следует придерживаться определенных правил:

  • не оставлять камень на солнце (особенно это касается окрашенных образцов, так как они под воздействием солнечных лучей теряют яркость);
  • промывать его проточной водой и сразу же просушивать, не оставлять минерал в воде на длительное время; хранить от ударов и падений из-за повышенной хрупкости.

Получение чистого металла

Промышленное получение металла возможно двумя способами:

  1. Электролитическим.
  2. Термическим.

В первом способе необходимы обезвоженные хлориды магния, натрия, калия. Их смешивают в электролитической ванне, в расплаве происходит восстановления магния.

Чистый металл сливают, добавляя в ванну сырье. В черновом металле содержится до 2% примесей. При необходимости еще не остывший магний рафинируют, доводя чистоту почти до идеальной — 99,999%.

Во втором способе в качестве сырья предпочтительно использовать доломит с добавлением кокса. Возможно использование морской воды. Смесь разогревают до 2100 градусов, пары магния отгоняются и конденсируются.

Польза и вред добавок

Чистый магний ковкий, легкий металл. Только есть у металла свойство — подверженность коррозии. Потому чистый металл используют редко, в отличие от его сплавов. Для сплавов магния очень важны добавки алюминия, циркония, цинка.

Алюминий делает сплав прочнее и удобнее для литейных работ.

Количество лигатуры важно для качеств сплава:

  • 3% алюминия придадут наибольшую пластичность;
  • 6% лигатуры — даст лучшие прочность и пластичность;
  • 9% алюминия подарит сплаву максимальную прочность.

Свойства цинка в сплавах подобны алюминиевым:

  • 3% добавка максимально увеличивает пластичность;
  • 5% цинка даст гармоничное сочетание пластичности и прочности сплава;

Если в сплаве есть вредные примеси (никель, железо), то лигатура цинка повысит коррозионную стойкость.

Кремний повысит способность к литью, но в присутствии железа уменьшит устойчивость к ржавчине.

Никель и железо примеси вредные, они делают сплав подверженным ржавчине.

Сплавы магния делят на деформируемые (МА) и литейные (МЛ); последние применяются значительно чаще. В сплав МЦИ добавляют медь, железо, цинк, никель. Эта смесь металлов хороша при вибронагрузках.

Магний в нашей жизни

Металл и его сплавы нашли широкое применение в разных сферах жизни.

  • Способность металла давать яркий огонь использовали на заре фотографии.
  • Легкость металла открыла ему путь в авиацию. Наши ноутбуки, многие фотокамеры содержат магниевые детали — не таскать же тяжелый прибор, если можно сделать легкий.
  • В химических источниках тока энергия химических реакций напрямую превращается в электрическую. Чистый металл и его соединения в электрических батареях сообщают им высокие ЭДС и отменные энергетические характеристики.

Металлический магний

Анодом в таких батареях служит магний. В качестве катода применяют:

  • марганец;
  • висмут;
  • серу;
  • хлористое серебро;
  • хлористый свинец в смеси с графитом;
  • диоксид марганца с графитом.

Огнеупорные материалы необходимы для футеровки металлургических печей, тиглей.

Дешевым и качественным сырьем для этого могут быть минералы магния:

  • бишофит;
  • магнезит;
  • доломит.

В военном деле магний «освещает темные места». А проще, из него делают светозвуковые и светошумовые боеприпасы (патроны, гранаты, снаряды). До конца не убьет, но оглушит и дезориентирует.

Применяют в антитеррористических операциях, при освобождении заложников, разгоне противозаконных сборищ (при массовых беспорядках).

Зажигательные бомбы, трассирующие пули, ракеты сигнальные и осветительные — везде используется яркое горение металла.

Препараты магния необходимы в медицине. Недостаток макроэлемента губителен для сердечно-сосудистой системы. Ишемическая болезнь, артериальная гипертония, аритмии — каждая из этих болезней усугубляется дефицитом магния.

Недостаток нескольких граммов металла плохо отражается на наших нервах (депрессии, мигрени, головокружения, тревога, раздражительность).

Важно: у каждого потребность в магнии возрастает при стрессах, физических нагрузках; у спортсменов — при изнурительных тренировках и на соревнованиях.

Специалисты фирмы Тойота разработали аккумуляторную батарею (на основе серно-магниевых элементов). Показатели у аккумулятора завидные. Загвоздка в том, что в батарее происходит саморазряд (катод электрохимически восстанавливается, образуются полисульфидные анионы, переходящие в раствор). Пока эта проблема не будет решена, серно-магниевые аккумуляторы специалистам только снятся.

Магний металлический обладает сильными восстановительными свойствами. Его используют для получения бериллия, ванадия, хрома. Металл используют как лигатуру в сталях и чугуне.

Все шире применяют магнийорганические соединения в химическом синтезе галогенопроизводных, спиртов, углеводородов.

Где еще применяют соединения магния

Бесцветные кристаллы фторида магния используют в специальной оптике (вещество прозрачно в диапазонах от ультрафиолетового до инфракрасного.

Стеарат магния — пищевая добавка Е470. Используют в косметической, пищевой промышленности, в фармации.

Магниевые сплавы применяют в изготовлении отбойных молотков, в атомной и нефтяной промышленности.

Стоимость огненного металла

Цена первичного магния (МГ90):

МА́ГНИЕВЫЕ РУ́ДЫ, при­род­ные ми­нер. об­ра­зо­ва­ния, из ко­то­рых эко­но­ми­че­ски це­ле­со­об­раз­но и тех­ни­че­ски воз­мож­но из­вле­че­ние ме­тал­лич. маг­ния, его ок­си­да и др. маг­не­зи­аль­ных со­еди­не­ний. Маг­ний в зна­чит. ко­ли­че­ст­вах вхо­дит в со­став св. 100 ми­не­ра­лов, в т. ч. по­ро­до­об­ра­зую­щих; не­ог­ра­ни­чен­ные ре­сур­сы со­дер­жат­ся в эва­по­ри­тах, а так­же в рас­тво­рён­ном со­стоя­нии в мор. во­де и рас­со­лах (под­зем­ных и по­верх­но­ст­ных). Осн. (по зна­чи­мо­сти) руд­ные ми­не­ра­лы (со­дер­жа­ние Mg, % по мас­се): маг­не­зит (28,7), бру­сит (44,12), кар­нал­лит (8,7), би­шо­фит (11,9). К соб­ст­вен­но М. р. от­носят маг­не­зи­то­вые и бру­си­то­вые ру­ды. B мо­но­ми­не­раль­ных маг­не­зи­то­вых и бру­си­то­вых ру­дах (с не­зна­чит. при­ме­ся­ми кли­но­эн­ста­ти­та, фор­сте­ри­та и др. ми­не­ра­лов) все ка­тио­ны, кро­ме маг­ния, со­дер­жат­ся в не­боль­ших ко­ли­че­ст­вах и от­но­сят­ся к вред­ным при­ме­сям. Раз­ли­ча­ют кри­стал­лич. маг­не­зи­то­вые ру­ды и крип­ток­ри­стал­ли­че­ские (аморф­ные). Бру­си­то­вые ру­ды об­ра­зу­ют­ся при кон­так­то­вом ме­та­мор­физ­ме маг­не­зи­тов (мо­но­ми­не­раль­ные бру­си­ти­ты) и до­ло­ми­тов (бру­си­то­вые мра­мо­ры) на не­боль­шой глу­би­не. Бру­сит зна­чи­тель­но бо­лее ре­док по срав­не­нию с маг­не­зи­том, од­на­ко он об­ра­зу­ет бо­лее вы­со­ко­ка­че­ст­вен­ную ру­ду. Кро­ме то­го, воз­мож­на по­пут­ная до­бы­ча ок­си­да маг­ния из до­ло­ми­тов и бру­си­то­вых мра­мо­ров, а так­же из таль­ко­маг­не­зи­то­вых руд (вме­сте c таль­ко­вы­ми ино­гда по­пут­но по­лу­ча­ют маг­не­зи­то­вые кон­цен­тра­ты).

Талисманы и амулеты

Магнезит может выступать в роли талисмана или амулета, оберегая своего владельца, и придавая ему силы для преодоления опасностей. Талисман рекомендуется постоянно носить при себе людям, жизнь которых связана с разъездами – путешественникам, водителям и морякам. Также камень оберегает своего хозяина от подстерегающих опасностей в виде стихийных бедствий и насильственных действий.

Амулеты из магнезита одевают на шею ребенку, чтобы он обрел спокойствие и стал послушным.

Гороскоп

В астрологии магнезит подходит всем знакам зодиака, за исключением Овнов и Водолеев. Энергетика камня оказывает негативное влияние на характер представителей этих знаков, делая их уступчивыми и уязвимыми для давления со стороны.

Близнецов сила камня защитит от необдуманных поступков, финансовых потерь и проигрышей, умерив их азарт.

Весам и Козерогам он поможет с выгодой и пользой выйти из любой ситуации, поспособствует в продвижении по карьерной лестнице и расположении влиятельных личностей.

Остальным знакам можно спокойно носить минерал при себе в виде украшения. Раков, Скорпионов, Рыб и Дев он защитит от негатива окружающих.

Тельцов, Близнецов, Львов и Стрельцов – избавит от иллюзий и научит реально смотреть на ситуацию.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *