O magnésio É um metal alcalino-terroso que pertence ao grupo 2 da tabela periódica. Seu número atômico é 12 e é representado pelo símbolo químico Mg. É o oitavo elemento mais abundante na crosta terrestre, cerca de 2,5% dele.
Este metal, assim como seus congêneres e metais alcalinos, não é encontrado na natureza em seu estado nativo, mas se combina com outros elementos para formar inúmeros compostos presentes nas rochas, na água do mar e na salmoura..
O magnésio faz parte de minerais como dolomita (carbonato de cálcio e magnésio), magnesita (carbonato de magnésio), carnalita (cloreto de magnésio e potássio hexa-hidratado), brucita (hidróxido de magnésio) e em silicatos como talco e olivina.
Sua fonte natural mais rica em sua extensão é o mar, que tem abundância de 0,13%, embora o Grande Lago Salgado (1,1%) e o Mar Morto (3,4%) tenham uma concentração maior de magnésio. Existem salmouras com alto teor disso, que se concentram por evaporação.
O nome magnésio provavelmente deriva de magnesita, encontrada na Magnésia, na região da Tessália, antiga região da Grécia. Embora, tenha sido apontado que magnetita e manganês foram encontrados na mesma região.
O magnésio reage fortemente com o oxigênio em temperaturas acima de 645 ° C. Enquanto isso, o pó de magnésio queima no ar seco, emitindo uma luz branca intensa. Por isso, foi utilizado como fonte de luz na fotografia. Atualmente, esta propriedade ainda é usada em pirotecnia.
É um elemento essencial para os seres vivos. É conhecido por ser um cofator para mais de 300 enzimas, incluindo várias enzimas da glicólise. Este é um processo vital para os seres vivos devido à sua relação com a produção de ATP, principal fonte de energia celular..
Da mesma forma, faz parte de um complexo semelhante ao grupo heme da hemoglobina, presente na clorofila. Este é um pigmento que participa da realização da fotossíntese.
Índice do artigo
Joseph Black, um químico escocês, em 1755 o reconheceu como um elemento, demonstrando experimentalmente que era diferente do cálcio, um metal com o qual o confundiram.
A esse respeito, Black escreveu: "Já vemos por experimento que a magnésia alba (carbonato de magnésio) é um composto de uma terra peculiar e ar fixo".
Em 1808, Sir Humprey Davy conseguiu isolá-lo usando eletrólise para produzir um amálgama de magnésio e mercúrio. Ele fez isso eletrolizando seu sal de sulfato úmido usando mercúrio como cátodo. Posteriormente, evaporou o mercúrio do malgama por aquecimento, deixando o resíduo de magnésio.
A. Bussy, um cientista francês, conseguiu produzir o primeiro magnésio metálico em 1833. Para fazer isso, Bussy produziu a redução do cloreto de magnésio fundido com potássio metálico.
Em 1833, o cientista britânico Michael Faraday utilizou pela primeira vez a eletrólise de cloreto de magnésio para o isolamento desse metal..
Em 1886, a empresa alemã Aluminium und Magnesiumfabrik Hemelingen utilizou a eletrólise da carnalita (MgCldoisKCl 6HdoisO) derreteu para produzir magnésio.
A Hemelingen, associada ao Complexo Industrial Farbe (IG Farben), conseguiu desenvolver uma técnica para produzir grandes quantidades de cloreto de magnésio fundido para eletrólise para a produção de magnésio e cloro..
Durante a Segunda Guerra Mundial, a Dow Chemical Company (EUA) e a Magnesium Elektron LTD (Reino Unido) iniciaram a redução eletrolítica da água do mar; bombeado de Galveston Bay, Texas e no Mar do Norte para Hartlepool, Inglaterra, para a produção de magnésio.
Ao mesmo tempo, Ontário (Canadá) cria uma técnica para produzi-lo com base no processo de L. M. Pidgeon. A técnica consiste na redução térmica do óxido de magnésio com silicatos em retortas de queima externa..
O magnésio se cristaliza em uma estrutura hexagonal compacta, onde cada um de seus átomos é circundado por doze vizinhos. Isso o torna mais denso do que outros metais, como lítio ou sódio..
Sua configuração eletrônica é [Ne] 3sdois, com dois elétrons de valência e dez elétrons de camada interna. Por ter um elétron adicional em comparação com o sódio, sua ligação metálica se torna mais forte.
Isso ocorre porque o átomo é menor e seu núcleo tem mais um próton; portanto, exercem um efeito de atração maior sobre os elétrons de átomos vizinhos, o que contrai as distâncias entre eles. Além disso, como há dois elétrons, a banda 3s resultante está cheia, e é capaz de sentir ainda mais a atração dos núcleos.
Então, os átomos de Mg acabam formando um cristal hexagonal denso com uma forte ligação metálica. Isso explica seu ponto de fusão muito superior (650 ºC) do que o do sódio (98 ºC).
Todos os orbitais 3s de todos os átomos e seus doze vizinhos se sobrepõem em todas as direções dentro do cristal, e os dois elétrons partem quando dois outros vêm; assim por diante, sem que os cátions de Mg sejam capazes de se originardois+.
O magnésio pode perder dois elétrons ao formar compostos e se tornar o cátion Mg.dois+, que é isoeletrônico ao gás nobre neon. Ao considerar sua presença em qualquer composto, o número de oxidação do magnésio é +2.
Por outro lado, e embora menos comum, o cátion Mg pode ser formado+, que perdeu apenas um de seus dois elétrons e é isoeletrônico ao sódio. Quando sua presença em um composto é assumida, o magnésio é considerado como tendo um número de oxidação de +1.
Sólido branco brilhante em seu estado puro, antes de oxidar ou reagir com o ar úmido.
24,304 g / mol.
650 ºC.
1.091 ºC.
1.738 g / cm3 à temperatura ambiente. E 1.584 g / cm3 à temperatura de fusão; Em outras palavras, a fase líquida é menos densa do que a fase sólida, como é o caso da grande maioria dos compostos ou substâncias..
848 kJ / mol.
128 kJ / mol.
24,869 J / (mol K).
Em 701 K: 1 Pa; ou seja, sua pressão de vapor é muito baixa.
1,31 na escala de Pauling.
Primeiro nível de ionização: 1.737,2 kJ / mol (Mg+ gasoso)
Segundo nível de ionização: 1.450,7 kJ / mol (Mgdois+ gasoso e requer menos energia)
Terceiro nível de ionização: 7.732,7 kJ / mol (Mg3+ gasoso e requer muita energia).
160 pm.
141 ± 17 pm
13,97 cm3/ mol.
24,8 µm / m K a 25 ºC.
156 W / m K.
43,9 nΩ · m a 20 ºC.
22,4 × 106 S cm3.
2,5 na escala de Mohs.
O magnésio metálico não tem outros nomes atribuídos. Os seus compostos, uma vez que a maioria deles é considerada como tendo um número de oxidação de +2, são mencionados usando a nomenclatura stock sem a necessidade de expressar o referido número entre parênteses..
Por exemplo, MgO é óxido de magnésio e não óxido de magnésio (II). De acordo com a nomenclatura sistemática, o composto anterior é: monóxido de magnésio e não monóxido de monomagnésio.
Do lado da nomenclatura tradicional, o mesmo ocorre com a nomenclatura de estoque: os nomes dos compostos terminam da mesma forma; ou seja, com o sufixo -ico. Assim, MgO é óxido de magnésio, de acordo com esta nomenclatura.
Caso contrário, os outros compostos podem ter ou não nomes comuns ou mineralógicos, ou consistir em moléculas orgânicas (compostos organomagnésio), cuja nomenclatura depende da estrutura molecular e dos substituintes alquil (R) ou aril (Ar)..
Com relação aos compostos de organomagnésio, quase todos são reagentes de Grignard com a fórmula geral RMgX. Por exemplo, o BrMgCH3 é brometo de metilmagnésio. Note que a nomenclatura não parece tão complicada em um primeiro contato .
O magnésio é utilizado em ligas por ser um metal leve, sendo utilizado principalmente em ligas com alumínio, o que melhora as características mecânicas desse metal. Também tem sido usado em ligas com ferro.
No entanto, seu uso em ligas diminuiu devido à tendência de corrosão em altas temperaturas..
Devido à sua reatividade, não é encontrado na crosta terrestre de forma nativa ou elementar. Em vez disso, faz parte de vários compostos químicos, que por sua vez estão localizados em cerca de 60 minerais conhecidos..
Entre os minerais mais comuns de magnésio estão:
-Dolomita, um carbonato de cálcio e magnésio, MgCO3·Ladrão3
-Magnesita, um carbonato de magnésio, CaCO3
-Brucite, um hidróxido de magnésio, Mg (OH)dois
-carnalita, um cloreto de magnésio e potássio, MgCldoisKClHdoisOU.
Além disso, pode estar na forma de outros minerais, como:
-Kieserite, um sulfato de magnésio, MgSO4HdoisOU
-Forsterita, um silicato de magnésio, MgSiO4
-Crisotila ou amianto, outro silicato de magnésio, Mg3simdoisOU5(OH)4
-Talco, Mg3sim14OU110(OH)dois.
O magnésio é encontrado na natureza como uma combinação de três isótopos naturais: 24Mg, com abundância de 79%; 25Mg, com abundância de 11%; e ele 26Mg, com abundância de 10%. Além disso, existem 19 isótopos radioativos artificiais.
O magnésio é um elemento essencial para todas as coisas vivas. Os seres humanos têm uma ingestão diária de 300-400 mg de magnésio. Seu conteúdo corporal é compreendido entre 22 e 26 g, em um ser humano adulto, concentrado principalmente no esqueleto ósseo (60%).
A glicólise é uma sequência de reações em que a glicose é transformada em ácido pirúvico, com uma produção líquida de 2 moléculas de ATP. Piruvato quinase, hexoquinase e fosfofruto quinase são enzimas, entre outras, da glicólise que utilizam Mg como ativador.
O DNA é composto de duas cadeias de nucleotídeos que possuem grupos fosfato carregados negativamente em sua estrutura; portanto, as fitas de DNA sofrem repulsão eletrostática. Na íons+, K+ e Mgdois+, neutralizar cargas negativas, evitando a dissociação de cadeias.
A molécula de ATP possui grupos fosfato com átomos de oxigênio carregados negativamente. Uma repulsão elétrica ocorre entre átomos de oxigênio vizinhos que poderiam clivar a molécula de ATP.
Isso não acontece porque o magnésio interage com os átomos de oxigênio vizinhos, formando um quelato. ATP-Mg é considerada a forma ativa de ATP.
O magnésio é essencial para a fotossíntese, um processo central no uso de energia pelas plantas. Faz parte da clorofila, que apresenta em seu interior uma estrutura semelhante ao grupo heme da hemoglobina; mas com um átomo de magnésio no centro em vez de um átomo de ferro.
A clorofila absorve a energia da luz e a usa na fotossíntese para converter dióxido de carbono e água em glicose e oxigênio. A glicose e o oxigênio são posteriormente usados na produção de energia.
Uma diminuição na concentração plasmática de magnésio está associada a espasmos musculares; doenças cardiovasculares, como hipertensão; diabetes, osteoporose e outras doenças.
O íon magnésio está envolvido na regulação do funcionamento dos canais de cálcio nas células nervosas. Em altas concentrações, ele bloqueia o canal de cálcio. Pelo contrário, uma diminuição do cálcio produz uma ativação do nervo, permitindo a entrada de cálcio nas células.
Isso explicaria o espasmo e a contração das células musculares nas paredes dos principais vasos sanguíneos..
O magnésio não é encontrado na natureza em estado elementar, mas faz parte de aproximadamente 60 minerais e inúmeros compostos, localizados no mar, rochas e salmouras.
O mar possui uma concentração de magnésio de 0,13%. Devido ao seu tamanho, o mar é o principal reservatório de magnésio do mundo. Outros reservatórios de magnésio são o Great Salt Lake (EUA), com concentração de magnésio de 1,1%, e o Mar Morto, com concentração de 3,4%.
Minerais de magnésio, dolomita e magnesita, são extraídos de seus veios usando métodos tradicionais de mineração. Enquanto isso, na carnalita são utilizadas soluções que permitem que os demais sais subam à superfície, mantendo a carnalita em segundo plano..
Salmouras contendo magnésio são concentradas em tanques usando aquecimento solar.
O magnésio é obtido por dois métodos: eletrólise e redução térmica (processo Pidgeon).
Sais fundidos contendo cloreto de magnésio anidro, cloreto de magnésio anidro parcialmente desidratado ou a carnalita mineral anidra são usados nos processos de eletrólise. Em algumas circunstâncias, para evitar a contaminação da carnalita natural, utiliza-se a artificial..
O cloreto de magnésio também pode ser obtido seguindo o procedimento desenvolvido pela empresa Dow. A água é misturada em um floculador com o mineral dolomita ligeiramente calcinada.
O cloreto de magnésio presente na mistura é transformado em Mg (OH)dois pela adição de hidróxido de cálcio, de acordo com a seguinte reação:
MgCldois + Ca (OH)dois → Mg (OH)dois + CaCldois
Os precipitados de hidróxido de magnésio são tratados com ácido clorídrico, produzindo cloreto de magnésio e água, de acordo com a reação química delineada:
Mg (OH)dois + 2 HCl → MgCldois + 2 hdoisOU
Em seguida, o cloreto de magnésio é submetido a um processo de desidratação até atingir 25% de hidratação, completando a desidratação durante o processo de fundição. A eletrólise é realizada a uma temperatura que varia entre 680 a 750 ºC..
MgCldois → Mg + Cldois
O cloro diatômico é gerado no ânodo e o magnésio fundido flutua no topo dos sais, onde é coletado..
A reação ocorre a uma temperatura de 1200 ºC e a uma baixa pressão de 13 Pa. Os cristais de magnésio são removidos dos condensadores. A escória produzida é coletada do fundo das retortas.
2 CaO + 2 MgO + Si → 2 Mg (gás) + Cadoissim4 (Dejetos humanos)
Os óxidos de cálcio e magnésio são produzidos pela calcinação dos carbonatos de cálcio e magnésio presentes na dolomita.
O magnésio reage vigorosamente com ácidos, especialmente oxácidos. Sua reação com o ácido nítrico produz nitrato de magnésio, Mg (NO3)dois. Da mesma forma, ele reage com o ácido clorídrico para produzir cloreto de magnésio e gás hidrogênio..
O magnésio não reage com álcalis, como o hidróxido de sódio. À temperatura ambiente é recoberto por uma camada de óxido de magnésio, insolúvel em água, que o protege da corrosão.
Forma compostos químicos, entre outros elementos, com cloro, oxigênio, nitrogênio e enxofre. É altamente reativo com oxigênio em altas temperaturas.
Ligas de magnésio têm sido usadas em aviões e automóveis. Estes últimos têm como requisito para o controle das emissões de gases poluentes, a redução do peso dos veículos automotores.
As aplicações do magnésio são baseadas em seu baixo peso, alta resistência e facilidade de fabricação de ligas. As aplicações incluem ferramentas manuais, artigos esportivos, câmeras, eletrodomésticos, armações de bagagem, peças automotivas, itens para a indústria aeroespacial.
As ligas de magnésio também são utilizadas na fabricação de aeronaves, foguetes e satélites espaciais, bem como em fotocondicionamento para produzir uma gravação rápida e controlada..
O magnésio é adicionado em pequenas quantidades ao ferro fundido branco, o que melhora sua resistência e maleabilidade. Além disso, o magnésio misturado com a cal é injetado no ferro líquido do alto-forno, melhorando as propriedades mecânicas do aço..
O magnésio está envolvido na produção de titânio, urânio e háfnio. Atua como agente redutor do tetracloreto de titânio, no processo Kroll, para originar titânio.
O magnésio é usado em uma célula seca, atuando como ânodo e o cloreto de prata como cátodo. Quando o magnésio entra em contato elétrico com o aço na presença de água, ele se corroe sacrificialmente, deixando o aço intacto..
Este tipo de proteção de aço está presente em navios, tanques de armazenamento, aquecedores de água, estruturas de pontes, etc..
O magnésio em pó ou em faixa queima, emitindo uma luz branca muito intensa. Esta propriedade tem sido usada em pirotecnia militar para produzir fogueiras ou iluminação por sinalizadores..
Seu sólido finamente dividido tem sido usado como um componente de combustível, especialmente em propelentes de foguetes sólidos..
É utilizado como isolante térmico em caldeiras e tubulações. Por ser higroscópico e solúvel em água, é usado para evitar que o sal comum se compacta em saleiros e não flui adequadamente durante o tempero alimentar..
Tem aplicação como retardante de fogo. Dissolvido em água, forma o conhecido leite de magnésia, uma suspensão esbranquiçada que tem sido utilizada como antiácido e laxante..
É utilizado na fabricação de cimento para pisos de alta resistência, bem como aditivo na fabricação de têxteis. Além disso, é usado como floculante no leite de soja para a produção de tofu..
É utilizado na fabricação de tijolos refratários para resistir a altas temperaturas e como isolante térmico e elétrico. Também é usado como laxante e antiácido.
É utilizado industrialmente para fazer cimento e fertilizantes, curtimento e tinturaria. Também é um dessecante. Sal de Epsom, MgSO47hdoisOu, é usado como um purgante.
É considerado o padrão de menor dureza (1) na escala de Mohs. Atua como preenchedor na fabricação de papel e papelão, além de prevenir irritações e hidratação da pele. É usado na fabricação de materiais resistentes ao calor e como base de muitos pós usados em cosméticos.
Tem sido utilizado como isolante térmico e na construção civil para a fabricação de tetos. Atualmente, não é usado por causa de suas fibras de câncer de pulmão.
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