Химический элемент магний (mg)

Технология получения металла

В третьем тысячелетии металл получают так же, как двести лет назад.

Электролиз

Основным способом получения вещества остается электролиз расплавленного конгломерата из хлоридов магния, калия, натрия:

• Объект электрохимического восстановления – соединение магния.
• Процесс происходит в ванне. Из нее порции выделившегося металлического магния периодически вычерпываются.

• Он считается «грязным», поэтому вновь направляется на электролиз для очистки (рафинирования).
• Далее идет вакуумная переплавка, во время которой к материалу добавляют специальные присадки. Их миссия – оттянуть примеси на себя.
• Как вариант применяется вакуумная перегонка.

Доля примесей снижается на два порядка. То есть чистота металлического магния – 99,999+%.

Термообработка

Оксид магния восстанавливают при высоких температурах, задействуя кокс либо кремний.

Кремний способен «вытащить» металл из сложных видов сырья. Например, доломита – конгломерата карбонатов кальция и магния.

Вначале доломит обжигают, затем получившиеся продукты раскаливают с кремнием.

Формы

Сплавы

Магний хрупкий и разрушается по полосам сдвига, когда его толщина уменьшается всего на 10% путем холодной прокатки (вверху). Однако после легирования Mg с 1% Al и 0,1% Ca его толщина может быть уменьшена на 54% с использованием того же процесса (внизу).

По состоянию на 2013 год потребление магниевых сплавов составляло менее одного миллиона тонн в год по сравнению с 50 миллионами тонн алюминиевых сплавов . Их использование исторически ограничивалось склонностью сплавов Mg к коррозии, ползучести при высоких температурах и возгоранию.

Коррозия

Присутствие железа , никеля , меди и кобальта сильно активизирует коррозию . В более чем следовых количествах эти металлы осаждаются в виде интерметаллических соединений , а места выпадения осадка функционируют как активные катодные участки, которые восстанавливают воду, вызывая потерю магния. Контроль количества этих металлов улучшает коррозионную стойкость. Достаточное количество марганца преодолевает коррозионное воздействие железа. Это требует точного контроля над составом, что увеличивает затраты. Добавление катодного яда захватывает атомарный водород в структуре металла. Это предотвращает образование свободного газообразного водорода, который является важным фактором коррозионных химических процессов. Добавление примерно одной из трехсот частей мышьяка снижает скорость его коррозии в солевом растворе почти в десять раз.

Ползучесть и воспламеняемость при высоких температурах

Исследования показали, что склонность магния к ползучести при высоких температурах устраняется добавлением скандия и гадолиния . Воспламеняемость значительно снижается из-за небольшого количества кальция в сплаве. Используя редкоземельные элементы , можно производить магниевые сплавы с температурой воспламенения выше, чем ликвидус магния, а в некоторых случаях потенциально приближать ее к температуре кипения магния.

Соединения

Магний образует множество соединений , важных для промышленности и биологии, в том числе карбонат магния , хлорид магния , магния цитрат , магния гидроксид (молоко магнезии), оксид магния , сульфат магния , сульфат магния и гептагидрата ( английской соли ).

Изотопы

Магний имеет три стабильных изотопа :24Mg ,25Mg и26Mg . Все они присутствуют в природе в значительных количествах (см. Таблицу изотопов выше). Около 79% Mg24Mg . Изотоп28 годMg радиоактивен и в 1950-1970-х годах производился на нескольких атомных электростанциях для использования в научных экспериментах. Этот изотоп имеет относительно короткий период полураспада (21 час), и его использование было ограничено временем доставки.

Нуклид 26Магний нашел применение в изотопной геологии , как и алюминий.26Mg является радиогенным дочерним продуктом26Al , период полураспада которого составляет 717000 лет. Чрезмерное количество стабильного26Mg был обнаружен в богатых Ca-Al включениях некоторых углеродистых хондритовых метеоритов . Это аномальное содержание объясняется распадом его родительского26Al во включениях, и исследователи приходят к выводу, что такие метеориты образовались в солнечной туманности до26Ал распался. Это одни из самых старых объектов Солнечной системы, которые содержат сохранившуюся информацию о ее ранней истории.

Принято строить 26Mg /24Mg против соотношения Al / Mg. На графике изохронного датирования показано соотношение Al / Mg:27Al /24Mg . Наклон изохроны не имеет возрастного значения, но указывает начальную26Al /27Соотношение Al в образце в то время, когда системы были отделены от общего резервуара.

Все определения MG

Что означает MG в тексте

В общем, MG является аббревиатурой или аббревиатурой, которая определяется простым языком. Эта страница иллюстрирует, как MG используется в обмена сообщениями и чат-форумах, в дополнение к социальным сетям, таким как VK, Instagram, Whatsapp и Snapchat. Из приведенной выше таблицы, вы можете просмотреть все значения MG: некоторые из них образовательные термины, другие медицинские термины, и даже компьютерные термины. Если вы знаете другое определение MG, пожалуйста, свяжитесь с нами. Мы включим его во время следующего обновления нашей базы данных. Пожалуйста, имейте в информации, что некоторые из наших сокращений и их определения создаются нашими посетителями. Поэтому ваше предложение о новых аббревиатур приветствуется! В качестве возврата мы перевели аббревиатуру MG на испанский, французский, китайский, португальский, русский и т.д. Далее можно прокрутить вниз и щелкнуть в меню языка, чтобы найти значения MG на других 42 языках.

Значение для человека

Магний изначально присутствует в биологических организмах. Однако в повседневных продуктах (хлеб, молоко, мясо) его минимум.

Жизненные процессы

Без металла невозможен нормальный ход важных жизненных процессов:

• Синтез белка.
• Работа нервной системы, сердечной мышцы.
• Расширение сосудов.
• Желчеотделение.
• Работа ЖКТ.
• Выведение из организма холестерина.
• Сокращение мышц.

Суточная норма вещества для женщин и мужчин – 300 и 400 мг.

Потребность увеличивают психические, физические перегрузки, стрессы, злоупотребление алкоголем, потливость.

Усваивать микроэлемент полнее мешают фитин, жирный или насыщенный кальцием рацион.

Токсикология

Соединения магния малотоксичны (за исключением солей таких ядовитых кислот, как синильная, азотистоводородная, плавиковая, хромовая).

Биологическая роль

Магний — один из важных биогенных элементов, в значительных количествах содержится в тканях животных и растений (хлорофиллы). Его биологическая роль сформировалась исторически в период зарождения и развития протожизни на нашей планете в связи с тем, что солевой состав морской воды древней Земли был преимущественно хлоридно-магниевый, в отличие от нынешнего — хлоридно-натриевого.

Магний является кофактором многих ферментативных реакций. Магний необходим для превращения креатинфосфата в АТФ — нуклеотид, являющийся универсальным поставщиком энергии в живых клетках организма. Магний необходим на всех этапах синтеза белка. Он участвует в поддержании нормальной функции нервной системы и мышцы сердца, оказывает сосудорасширяющее действие, стимулирует желчеотделение, повышает двигательную активность кишечника, что способствует выведению из организма холестерина.

Усвоению магния мешают наличие фитина и избыток жиров и кальция в пище. Недостаток магния в организме может проявляться по-разному: бессонница, хроническая усталость, остеопороз, артрит, фибромиалгия, мигрень, мышечные судороги и спазмы, сердечная аритмия, запоры, предменструальный синдром (ПМС). При потливости, частом употреблении слабительных и мочегонных, алкоголя, больших психических и физических нагрузках (в первую очередь при стрессах и у спортсменов) потребность в магнии увеличивается.

Более всего магния содержится в пшеничных отрубях, тыквенных семечках, какао-порошке. К пище, богатой магнием относят также кунжут, отруби, орехи. Однако обилие фитина в этих продуктах делает его малодоступным для усвоения, поэтому только зелёные овощи могут служить надёжным источником магния. Магния совсем мало в хлебе, молочных, мясных и других повседневных продуктах питания современного человека. Суточная норма магния — порядка 300 мг для женщин и 400 мг для мужчин (предполагается, что всасывается около 30 % магния).

При употреблении витаминно-минеральных комплексов, содержащих магний, необходимо помнить, что при чрезмерном его потреблении возможна передозировка, сопровождающаяся снижением артериального давления, тошнотой, рвотой, угнетением центральной нервной системы, снижением рефлексов, изменениями на электрокардиограмме, угнетением дыхания, комой, остановкой сердца, параличом дыхания, анурическим синдромом.

Также следует соблюдать осторожность при приеме магния людям с почечной недостаточностью

Питание

Магнием насыщены порошковое какао, отруби, орехи, тыквенные семечки. Однако усваивать элемент мешает изобилие в них фитина.

Кладезем магния диетологи считают зеленые овощи. Это капуста, огурцы, горошек, спаржа, сельдерей, лук, шпинат, петрушка.

Последствия дефицита или избытка вещества

Симптомы дефицита магния:

• Проблемы с костями (артрит, остеопороз).
• Судороги, спазмы мышц.
• Головная боль.
• Сбои в работе ЖКТ (запоры), сердца (аритмия).

На эмоциональном плане нехватка вещества приводит к бессоннице, перманентной усталости, раздражительности (особенно ПМС).

Опасно и чрезмерное увлечение микроэлементом.

О передозировке металла сигнализируют:

• Снижение артериального давления.
• Тошнота, рвота.
• Угнетение ЦНС, рефлекторной функции, дыхания.

Литейные свойства сплавов

Наилучшими литейными свойствами среди продуктов этих трех групп обладают алюминий-магниевые сплавы. Они относятся к классу высокопрочных материалов (до 220 МПа), поэтому являются оптимальным вариантом для изготовления деталей двигателей самолетов, автомобилей и другой техники, работающей в условиях механических и температурных нагрузок.

Для повышения прочностных характеристик алюминиево-магниевые сплавы легируют и другими элементами. А вот присутствие примесей железа и меди нежелательно, так как эти элементы оказывают отрицательное влияние на свариваемость и коррозионную стойкость сплавов.

Литейные магниевые сплавы приготавливаются в различных типах плавильных печей: в отражательных, в тигельных с газовым, нефтяным либо электрическим нагревом или в тигельных индукционных установках.

Для предотвращения горения в процессе плавки и при литье используются специальные флюсы и присадки. Отливки получают путем литья в песчаные, гипсовые и оболочковые формы, под давлением и с использованием выплавляемых моделей.

Характеристики магния

Промышленное производство и использование магния началось сравнительно недавно – всего около 100 лет назад. Этот металл имеет малую массу, так как обладает сравнительно низкой плотностью (1,74 г/смᶟ), хорошую устойчивость в воздухе, щелочах, газовых средах с содержанием фтора и в минеральных маслах.

Температура его плавления составляет 650 градусов. Он характеризуется высокой химической активностью вплоть до самопроизвольного возгорания на воздухе. Предел прочности чистого магния составляет 190 Мпа, модуль упругости – 4 500 Мпа, относительное удлинение – 18%. Металл отличается высокой демпфирующей способностью (эффективно поглощает упругие колебания), что обеспечивает ему отличную переносимость ударных нагрузок и снижение чувствительности к резонансным явлениям.

К числу прочих особенностей данного элемента относятся хорошая теплопроводность, низкая способность поглощать тепловые нейтроны и взаимодействовать с ядерным топливом. Благодаря совокупности этих свойств магний является идеальным материалом для создания герметичных оболочек высокотемпературных элементов ядерных реакторов.

Магний хорошо сплавляется с разными металлами и относится к числу сильных восстановителей, без которых невозможен процесс металлотермии.

В чистом виде он в основном применяется как легирующая добавка в сплавах с алюминием, титаном и некоторыми другими химическими элементами. В черной металлургии с помощью магния проводится глубокая десульфурация стали и чугуна, а также улучшаются свойства последнего посредством сфероидизации графита.

Биологическая роль магния в организме

Большая часть магния – почти 99% находится в клетках организма, при этом, около 65% минерала сосредоточено в костной ткани, 33% в мягкой и 1-2% в жидкости.

Магний выполняет множество важных и полезных функций, среди которых:

• Формирование и рост костной ткани, а также предотвращение уменьшения плотности костей (остеопороза);
• Поддерживает здоровье зубов;
• Регулирование передачи нервных импульсов от ЦНС по всему организму, и соответственно участие в управлении головным мозгом всего тела;
• Поддерживает здоровье нервной системы – нормализует сон, помогает преодолевать стрессы и депрессию, понижает раздражительность, расслабляет мышцы, снимает усталость;
• Является активатором работы половины всех ферментов в организме;
• Способствует нормальному усвоению кишечником и метаболизму белка, углеводов, витаминов группы В, витаминов Е и С, калия, натрия и фосфора;
• Является важным элементов для выработки из креатинфосфата аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), которая придает организму запас энергии;
• Положительно воздействует на работу сердечно-сосудистой системы, предотвращая отложению в кровеносных сосудах атеросклеротических бляшек (атеросклероз), тем самым предотвращая – гипертонию, инфаркты, инсульты, ишиасы, формирование тромбов, ИБС;
• Участвует в транспорте кислорода по всему организму, а также улучшает течение бронхиальной астмы и других заболеваний органов дыхания;
• Регулирует уровень сахара в крови, предотвращая развитие сахарного диабета;
• Благотворно воздействует на работу пищеварительной системы, предотвращает запоры, убирает спазмы в ЖКТ;
• Благотворно воздействует на репродуктивную систему, предотвращая выкидыши, преждевременные роды и нарушения в формировании плода;
• Снимает спазмы в органах мочеполовой системы, помогает полностью опорожнятся мочевому пузырю;
• Является профилактическим средством против отложения камней в почках, желчном и мочевом пузырях, а также отложению солей кальция;
• Предотвращает формирование и развитие подагры;
• Согласно данным из Британского журнала об онкологии (British Journal of Cancer), магний препятствует развитию перерождения клеток в поджелудочной железе в злокачественную форму (рак поджелудочной железы);
• Помогает легче переносить ПМС, климакс и другие состояния, связанные с гормональной перестройкой организма.

Ученый L.Wikansky в 1997 г доказал, что плотность костей у женщин в период ПМС, которые в течение 2х лет употребляли повышенное количество магния – до 750 мг в сутки, увеличилась в среднем на 1-8%.

MG против MCG

Термины «mg» и «mcg» являются аббревиатурами для небольших единиц измерения в метрической системе. Термин «мг» означает измерение «миллиграммов», тогда как «mcg» означает «микрограммы». Оба блока используются для измерения массы объекта и указания веса объекта.

Что касается других единиц измерения, то mcg равно 0,001 мг. Это означает, что микрограмм меньше по сравнению с миллиграммой. Микрограмма — миллионная часть грамма, и это одна из самых маленьких единиц измерения, которая часто используется в тестах на микробиологию, в частности, в измерениях для антибиотиков, таких как пенициллин, оксациллин и другие. Микрограмм выражается как (мкг) в использовании.

С другой стороны, миллиграмма представляет собой длинную форму аббревиатуры «мг». Один мг равен 1000 мкг. Это означает, что миллиграмм в 1000 раз больше, чем микрограмм. Кроме того, миллиграмма составляют тысячу грамм. Миллиграмма является наиболее часто используемой единицей измерения из-за ее больших размеров. Это также единица измерения, используемая на этикетках пищевых продуктов, для указания на разложение витаминов и минералов и другие пищевые ценности в пищевом продукте.

Миллиграммы и микрограммы могут быть преобразованы взаимозаменяемо. Чтобы преобразовать микрограмм в миллиграмм, значение микрограмма должно быть разделено на 1000. Чтобы сделать обратное, миллиграмм следует умножить на 1000. Преобразование между двумя единицами проще в метрической системе, где и миллиграмм, и микрограмм, потому что система основана на степенях десяти.

Оба стандартных блока измерения очень важны, особенно в фармацевтических или лекарственных дозировках. Каждая единица дозы может способствовать количеству и эффективности препарата. Пациент может страдать от недоедания или передозировки наркотиков, если количество дозы рецепта или внебиржевого препарата неправильное или неверное истолкование. То же самое применимо, когда человек принимает добавки или другие формы лекарств. Правильное понимание требований к дозировке может помочь предотвратить ошибки лечения и нежелательные побочные эффекты.

Эти две единицы также используются в научных экспериментах, когда требуется точное и минутное измерение. В качестве единиц измерения они часто используются для цитирования измерений в научной литературе.

Инструменты для измерения микрограмм и миллиграммов представляют собой балансы микрограмм и балансы миллиграммов, соответственно. Эти инструменты очень полезны для обеспечения точного веса и количества для конкретной и конкретной деятельности. Научная или фармацевтическая лаборатория обычно имеет эти инструменты для получения немедленных, но точных показаний веса конкретного вещества, либо в миллиграммах, либо в микрограммах. Большинство моделей этих миллиграммных и микрограммовых балансов сконструированы таким образом, чтобы обеспечить точное количество веществ.

Электропроводность — алюминий — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4

Электропроводность — алюминий

Более важным свойством покрытий при использовании их как электрических контактов, является высокая твердость и способность оставаться без окисных пленок и тусклого налета. Таким образом, несмотря на то, что электропроводность алюминия в четыре раза выше электропроводности олова, его часто покрывают слоем олова, чтобы улучшить электроконтактные свойства. Другими металлическими покрытиями, обычно применяемыми для низковольтной аппаратуры, являются золото, олово — свинец, серебро, палладий, медь, родий и никель.  

Медные жилы для повышения электропроводности изготовляются из отожженной проволоки. Алюминиевые жилы не нуждаются в отжиге, так как электропроводность алюминия не изменяется от степени отжига.  

Токопроводящие жилы силовых кабелей изготовляются из медной или алюминиевой проволоки. Так как электропроводность меди примерно в 1 65 раза выше электропроводности алюминия, то для одной и той же нагрузки сечение алюминиевых жил должно быть соответственно больше сечения медных жил. Медные токо проводящие жилы имеют более высокую механическую прочность, чем алюминиевые. Преимущества алюминия как материала для токопроводящих жил заключается в том, что удельный вес алюминия в 3 3 меньше удельного веса меди, и поэтому при одной и той же электропроводности жил вес их примерно в 2 раза меньше веса медных жил. Кроме того, преимуществом алюминиевых жил являются дешевизна и меньшая дефицитность ( по сравнению с медью) алюминия.  

Литий в сплавах способствует возрастанию их модуля упругости. Вместе с тем магний и марганец снижают тепло — и электропроводность алюминия, а железо — его коррозионную стойкость.  

Магний отличается средней твердостью и довольно тягуч, так что при вальцевании из него удается получать тонкие листы и проволоку; однако эти его свойства значительно изменяются под влиянием очень небольших примесей. Электропроводность магния составляет 9 / 25 электропроводности меди и 12 / 19 электропроводности алюминия, а теплопроводность равна 5 / 13 теплопроводности меди и 7 / д соответствующей величины для алюминия. Холодная вода действует на магний крайне медленно; тем не менее при действии воды на обезжиренные стружки магния ( промытые в эфире) по поднимающимся пузырькам газа можно судить о выделении водорода. С кипящей водой эта реакция протекает гораздо энергичнее.  

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Атом и молекула магния. Формула магния. Строение магния:

Магний (лат. Magnesium, от др.-греч. βαρύς – «тяжёлый») – химический элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с обозначением Mg и атомным номером 12. Расположен в 2-й группе (по старой классификации — главной подгруппе второй группы), третьем периоде периодической системы.

Магний – щёлочноземельный металл. Относится к группе цветных металлов.

Магний обозначается символом Mg.

Как простое вещество магний при нормальных условиях представляет собой лёгкий, ковкий металл серебристо-белого цвета.

Молекула магния одноатомна.

Химическая формула магния Mg.

Электронная конфигурация атома магния 1s2 2s2 2p6 3s2. Потенциал ионизации (первый электрон) атома магния равен 737,75 кДж/моль (7,646236(4) эВ).

Строение атома магния. Атом магния состоит из положительно заряженного ядра (+12), вокруг которого по трем атомным оболочкам движутся 12 электронов. При этом 10 электронов находятся на внутреннем уровне, а 2 электрона – на внешнем. Поскольку магний расположен в третьем периоде, оболочек всего три. Первая – внутренняя оболочка представлена s-орбиталью. Вторая – внутренняя оболочка представлена s- и р-орбиталями. Третья – внешняя оболочка представлена s-орбиталью. На внешнем энергетическом уровне атома магния – на 3s-орбитали находится два спаренных электрона. В свою очередь ядро атома магния состоит из 12 протонов и 12 нейтронов. Магний относится к элементам s-семейства.

Радиус атома магния (вычисленный) составляет 145 пм.

Атомная масса атома магния составляет 24,304-24,307 а. е. м.

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.

Рекомендуем: ЛАТУНЬ — сплав из легендарной Атлантиды

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

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.