Kemijski element magnezij je dvanaesti po redu u periodnom sustavu. Spada u drugu skupinu i treće razdoblje. Član je zemnoalkalijskih metala. Znanost koja proučava ove elemente je kemija. Periodni sustav, na temelju kojeg se ova znanost može proučavati, pokazuje nam da postoji dvanaest protona i neutrona sadržanih u atomu magnezija. To se može odrediti serijskim brojem (jednak je broju protona, a bit će isti broj elektrona ako je neutralni atom, a ne ion).
Kemijske značajke magnezija također proučava kemija. Periodični sustav također je neophodan za njihovo razmatranje, jer nam pokazuje valenciju elementa (u ovom slučaju jednaka je dva). Ovisi o skupini kojoj atom pripada. Osim toga, uz njegovu pomoć možete saznati da je molarna masa magnezija dvadeset i četiri. Odnosno, jedan mol ovog metala teži dvadeset četiri grama. Formula magnezija je vrlo jednostavna - ne sastoji se od molekula, već od atoma ujedinjenih kristalnom rešetkom.
Karakterizacija magnezija u smislu fizike
Kao i svi metali osim žive, ovaj spoj ima čvrsto stanje agregacije u normalnom stanjuUvjeti. Ima svijetlo sivu boju s osebujnim sjajem. Ovaj metal ima prilično visoku čvrstoću. Fizička karakterizacija magnezija tu ne završava.
Uzmite u obzir točke taljenja i vrelišta. Prvi je jednak šest stotina i pedeset stupnjeva Celzija, drugi je tisuću devedeset stupnjeva Celzija. Može se zaključiti da se radi o metalu prilično niske temperature. Osim toga, vrlo je lagan: gustoća mu je 1,7 g/cm3.
Magnezij. Kemija
Poznavajući fizička svojstva ove tvari, možemo prijeći na drugi dio njenih karakteristika. Ovaj metal ima prosječnu razinu aktivnosti. To se vidi iz elektrokemijskog niza metala – što je pasivniji, to je više udesno. Magnezij je jedan od prvih na lijevoj strani. Razmotrite redom s kojim tvarima reagira i kako se to događa.
S jednostavnim
To uključuje one čije se molekule sastoje od samo jednog kemijskog elementa. Ovo je kisik, i fisfor, i sumpor, i mnogi drugi. Razmotrimo prvo interakciju s kisikom. To se zove izgaranje. U tom slučaju nastaje oksid ovog metala. Ako sagorite dva mola magnezija, a potrošite jedan mol kisika, dobit ćemo dva mola oksida. Jednadžba za ovu reakciju je zapisana na sljedeći način: 2Mg + O2=2MgO. Osim toga, kada se magnezij sagorijeva na otvorenom, nastaje i njegov nitrid, budući da ovaj metal reagira paralelno s dušikom sadržanim u atmosferi.
Prilikom sagorijevanja tri mola magnezija troši se jedan moldušika, a kao rezultat dobivamo jedan mol nitrida dotičnog metala. Jednadžba za ovu vrstu kemijske interakcije može se napisati na sljedeći način: 3Mg + N2=Mg3N2.
Osim toga, magnezij može reagirati s drugim jednostavnim tvarima kao što su halogeni. Interakcija s njima događa se samo kada se komponente zagrijavaju na vrlo visoke temperature. U tom slučaju dolazi do reakcije adicije. Halogeni uključuju takve jednostavne tvari: klor, jod, brom, fluor. I reakcije su prema tome nazvane: kloriranje, jodiranje, bromiranje, fluoriranje. Kao što ste mogli pretpostaviti, kao rezultat takvih interakcija, možete dobiti klorid, jodid, bromid, magnezijev fluorid. Na primjer, ako uzmemo jedan mol magnezija i istu količinu joda, dobijemo jedan mol jodida ovog metala. Ova kemijska reakcija može se izraziti pomoću sljedeće jednadžbe: Mg + I2=MgI2. Isti princip vrijedi i za kloriranje. Evo jednadžbe reakcije: Mg + Cl2=MgCl2.
Osim toga, metali, uključujući magnezij, reagiraju s fosforom i sumporom. U prvom slučaju možete dobiti fosfid, u drugom - sulfid (ne brkati se s fosfatima i sulfatima!). Ako uzmete tri mola magnezija, dodate mu dva mola fosfora i zagrijete na željenu temperaturu, nastaje jedan mol fosfida dotičnog metala. Jednadžba za ovu kemijsku reakciju je sljedeća: 3Mg + 2P=Mg3P2. Slično, ako pomiješate magnezij i sumpor u istom molaruproporcije i stvoriti potrebne uvjete u obliku visoke temperature, dobivamo sulfid ovog metala. Jednadžba za takvu kemijsku interakciju može se napisati na sljedeći način: Mg + S=MgS. Stoga smo ispitali reakcije ovog metala s drugim jednostavnim tvarima. Ali kemijska karakterizacija magnezija ne staje tu.
Reakcije sa složenim spojevima
Takve tvari uključuju vodu, soli, kiseline. Metali različito reagiraju s različitim skupinama kemikalija. Razmotrite sve po redu.
Magnezij i voda
Kada ovaj metal stupi u interakciju s najčešćim kemijskim spojem na Zemlji, nastaju oksid i vodik u obliku plina oštrog neugodnog mirisa. Da bi se izvela ovakva reakcija, komponente se također moraju zagrijati. Ako pomiješate jedan mol magnezija i vode, dobit ćete istu količinu oksida i vodika. Jednadžba reakcije je zapisana na sljedeći način: Mg + H2O=MgO + H2.
Interakcija s kiselinama
Kao i drugi reaktivni metali, magnezij je u stanju istisnuti atome vodika iz svojih spojeva. Takvi se procesi nazivaju supstitucijske reakcije. U takvim slučajevima, atomi metala zamjenjuju atome vodika i tvore sol koja se sastoji od magnezija (ili nekog drugog elementa) i kiselog taloga. Na primjer, ako uzmete jedan mol magnezija i dodate ga klorovodičnoj kiselini u količini od dva mola, nastaje jedan mol klorida dotičnog metala i ista količina vodika. Jednadžba reakcije će izgledati ovako: Mg + 2HCl=MgCl2 + H2.
Interakcija sa solima
Kako nastaju soli iz kiselina, već smo rekli, ali karakteristika magnezija s gledišta kemije podrazumijeva i razmatranje njegovih reakcija sa solima. U ovom slučaju, interakcija se može dogoditi samo ako je metal koji je dio soli manje aktivan od magnezija. Na primjer, ako uzmemo po jedan mol magnezija i bakrenog sulfata, dobivamo sulfat dotičnog metala i čisti bakar u jednakom molarnom omjeru. Jednadžba za ovu vrstu reakcije može se napisati na sljedeći način: Mg + CuSO4=MgSO4 + Cu. Ovdje dolazi do izražaja redukcijska svojstva magnezija.
Upotreba ovog metala
Zbog činjenice da je u mnogočemu superiorniji od aluminija - otprilike je tri puta lakši, ali u isto vrijeme dvostruko jači, postao je raširen u raznim industrijama. Prije svega, ovo je zrakoplovna industrija. Ovdje legure na bazi magnezija zauzimaju prvo mjesto po popularnosti među svim korištenim materijalima. Osim toga, koristi se u kemijskoj industriji kao redukcijsko sredstvo za ekstrakciju određenih metala iz njihovih spojeva. Zbog činjenice da magnezij tvori vrlo snažan bljesak kada izgori, koristi se u vojnoj industriji za proizvodnju raketnih raketa, streljiva s bukom bljeskalice, itd.
proizvodnja magnezija
Glavna sirovina za to je klorid dotičnog metala. To se radi elektrolizom.
Kvalitativna reakcija na katione određenog metala
Ovo je poseban postupak dizajniran zaodrediti prisutnost iona neke tvari. Da bi se otopina ispitala na prisutnost magnezijevih spojeva, može joj se dodati kalij ili natrijev karbonat. Kao rezultat toga nastaje bijeli talog koji je lako topiv u kiselinama.
Gdje se ovaj metal može naći u prirodi?
Ovaj kemijski element je prilično čest u prirodi. Zemljina kora je gotovo dva posto sastavljena od ovog metala. Nalazi se u sastavu mnogih minerala, kao što su karnalit, magnezit, dolomit, talk, azbest. Formula za prvi mineral izgleda ovako: KCl•MgCl2•6H2O. Izgleda kao kristali plavkaste, blijedoružičaste, izblijedjele crvene, svijetložute ili prozirne.
Magnezit je magnezijev karbonat, njegova kemijska formula je MgCO3. Bijele je boje, ali ovisno o nečistoćama može imati sivu, smeđu ili žutu nijansu. Dolomit ima sljedeću kemijsku formulu: MgCO3•CaCO3. To je žućkasto sivi ili oker mineral staklastog sjaja.
Talk i azbest imaju složenije formule: 3MgO•4SiO2•N2O i 3MgO•2SiO 2•2H2O respektivno. Zbog svoje visoke otpornosti na toplinu, široko se koriste u industriji. Osim toga, magnezij je uključen u kemijski sastav stanice i strukturu mnogih organskih tvari. Pogledat ćemo ovo pobliže.
Uloga magnezija u tijelu
Ovaj kemijski element važan je i za biljna i za životinjska stvorenja. Magnezij za tijelobiljke su bitne. Kao što je željezo osnova hemoglobina, neophodnog za život životinja, tako je magnezij glavni sastojak klorofila, bez kojeg biljka ne može postojati. Ovaj pigment je uključen u proces fotosinteze, u kojoj se hranjive tvari sintetiziraju iz anorganskih spojeva u lišću.
Magnezij je također vrlo potreban organizmu životinja. Maseni udio ovog elementa u tragovima u stanici je 0,02-0,03%. Unatoč činjenici da je tako mali, obavlja vrlo važne funkcije. Zahvaljujući njemu, održava se struktura takvih organela kao što su mitohondriji, koji su odgovorni za stanično disanje i sintezu energije, kao i ribosomi, u kojima se formiraju proteini potrebni za život. Osim toga, uključen je u kemijski sastav mnogih enzima koji su potrebni za unutarstanični metabolizam i sintezu DNK.
Tijelu u cjelini, magnezij je potreban za sudjelovanje u metabolizmu glukoze, masti i nekih aminokiselina. Također, uz pomoć ovog mikroelementa može se prenijeti živčani signal. Uz sve navedeno, dovoljna količina magnezija u tijelu smanjuje rizik od srčanih, srčanih i moždanih udara.
Simptomi visokih i niskih razina u ljudskom tijelu
Nedostatak magnezija u tijelu očituje se takvim glavnim simptomima kao što su visoki krvni tlak, umor i loša radna snaga, razdražljivost i loš san, oštećenje pamćenja, česte vrtoglavice. Također možete osjetiti mučninu, konvulzije,drhtanje u prstima, zbunjenost svijesti - to su znakovi vrlo niske razine unosa ovog mikroelementa hranom.
Nedostatak magnezija u organizmu dovodi do čestih bolesti dišnog sustava, poremećaja u kardiovaskularnom sustavu, kao i dijabetesa tipa 2. Zatim razmotrite sadržaj magnezija u hrani. Kako biste izbjegli njegov nedostatak, morate znati koja je hrana bogata ovim kemijskim elementom. Također treba uzeti u obzir da se mnogi od ovih simptoma mogu pojaviti i u suprotnom slučaju – višak magnezija u tijelu, kao i nedostatak elemenata u tragovima poput kalija i natrija. Stoga je važno pažljivo pregledati svoju prehranu i razumjeti bit problema, najbolje je to učiniti uz pomoć nutricionista.
Sadržaj magnezija u hrani
Kao što je gore spomenuto, ovaj element je glavna komponenta klorofila. Stoga se može pretpostaviti da ga se velika količina nalazi u zelenilu: to su celer, kopar, peršin, cvjetača i bijeli kupus, zelena salata itd. Također, to su i mnoge žitarice, posebno heljda i proso, te zobene pahuljice i ječam. Osim toga, orašasti plodovi su bogati ovim elementom u tragovima: to su indijski orasi, orasi, kikiriki, lješnjaci i bademi. Također, velika količina dotičnog metala nalazi se u mahunarkama kao što su grah i grašak.
Dosta toga ima i u algama, na primjer, u morskom kelju. Ako se ti proizvodi konzumiraju u normalnim količinama,tada vašem tijelu neće nedostajati metala o kojem se govori u ovom članku. Ako nemate priliku redovito jesti gore navedenu hranu, onda je najbolje kupiti dodatke prehrani koji sadrže ovaj element u tragovima. Međutim, prije nego što to učinite, svakako se posavjetujte s liječnikom.
Zaključak
Magnezij je jedan od najvažnijih metala na svijetu. Našao je široku primjenu u brojnim industrijama – od kemijske do zrakoplovne i vojne. Štoviše, vrlo je važno s biološke točke gledišta. Bez toga nije moguće postojanje ni biljnih ni životinjskih organizama. Zahvaljujući ovom kemijskom elementu, provodi se proces koji daje život cijelom planetu - fotosinteza.
