ÒXID DE MAGNESI: ESTRUCTURA, PROPIETATS, NOMENCLATURA, USOS - QUIMICA - 2026

El òxid de magnesi és un sòlid inorgànic blanca cristal·lina conegut també amb el nom de magnèsia. La seva fórmula química és MgO i es forma mitjançant l'oxidació de l'metall magnesi per l'oxigen.

Sovint es troba com un mineral natural denominat periclasa. No obstant això, la periclasa no és una font important de l'MgO. En la naturalesa es troba comunament com a grups de cristalls en el marbre.

Òxid de magnesi en pols. Adam Rędzikowski Font: Wikipedia CommonsTambién es troba en el mineral magnesita (que és principalment carbonat de magnesi amb una mica de carbonats de ferro); en pedra calcària i dolomita (mineral format per carbonats de magnesi i de calci); en ejeccions volcàniques i en roques serpentines.

No forma roques o dipòsits de cristalls pel fet que en contacte amb el vapor d'aigua de l'atmosfera es converteix en hidròxid de magnesi (Mg (OH) ₂).

A nivell industrial es pot obtenir de diverses formes: calcinant carbonat de magnesi (magnesita), calcinant hidròxid de magnesi, a partir de la calcària dolomítica, mitjançant aigua de mar i piròlisi de el clorur de magnesi, entre d'altres mètodes.

La producció de magnèsia partint de magnesita va començar fa poc més de 100 anys a Àustria. Des de llavors, la magnèsia té diverses aplicacions tècniques causa del seu alt punt de fusió, resistència química, alta conductivitat tèrmica, baixa conductivitat elèctrica ia la seva activitat biològica.

estructura

L'estructura cristal·lina de l'MgO és cúbica, centrada en les cares, similar a la xarxa de l'vidre de l'clorur de sodi (NaCl).

La magnèsia forma cristalls cúbics hexaoctahédricos, que poden ser incolors, verds o marrons.

El mineral periclasa és un petit octàedre, sent menys comunament una galleda-octaedre o dodecaedre.

propietats

altres noms

- Magnèsia.

- Periclasa.

- Oxomagnesium.

estat físic

És sòlid, cristal·lí i blanc. Tot i que la presència d'impureses de ferro li imparteix una coloració verdosa o marró segons el grau d'oxidació de l'ferro.

duresa Mohs

5,5-6.

pes molecular

40,304 g / mol.

Punt de fusió

2827 ºC.

densitat

3,581 g / cm ³

solubilitat

Pràcticament insoluble en aigua:

0,00062 g per cada 100 ml a 20 ºC.

0,0086 g per cada 100 ml a 30 ºC.

Insoluble en etanol.

pH

En solució aquosa saturada: 10,3.

propietats òptiques

Transparent. Color: incolor, blanc grisenc, groc terrós, incolor en llum transmesa.

Índex de refracció

1,7355-589 nm.

1,7283-750 nm.

altres propietats

- Té una alta conductivitat tèrmica i una alta resistivitat elèctrica.

- És higroscòpic, és a dir, absorbeix fàcilment aigua de l'atmosfera. Enmig aquós es combina amb l'aigua per formar hidròxid de magnesi.

- És estable en atmosfera oxidant fins als 2300 ºC i fins als 1700 ºC en atmosfera reductora.

- És compatible amb la majoria dels compostos químics, excepte amb àcids forts i oxidants forts, entre d'altres.

- Després d'ignició a altes temperatures, l'òxid de magnesi és relativament inert.

- No és tòxic. No obstant això, cal tenir precaucions a l'manipular-lo en forma de pols quan aquest posseeix una petita grandària de partícula.

- Els seus vidres tenen un alt poder reflectant tant en l'espectre visible com en l'ultraviolat proper.

Nomenclatura

Hi ha diversos graus de MgO que són suplerts comercialment:

magnèsia càustica

És una forma altament reactiva de l'òxid de magnesi produïda calcinant o cremant magnesita crua (MgCO ₃) o hidròxid de magnesi (Mg (OH) ₂) a temperatures relativament baixes, però per sobre de la temperatura de descomposició d'aquests materials, entre 700 i 1000ºC.

També es denomina magnèsia càustica calcinada, òxid de magnesi calcinat, òxid de magnesi reactiu, magnèsia lleument cremada (traducció de l'anglès light-burned), entre d'altres noms.

La magnèsia càustica pot ser cremada a major temperatura per donar magnèsia sinteritzada.

Magnèsia fortament cremada

Es produeix quan la magnesita es calcina a temperatures de 1000 a 1500 ºC. La seva reactivitat s'ha reduït comparada amb la magnèsia càustica.

magnèsia r

Quan es calcina la magnesita a temperatures entre 1500 i 2000 ºC s'obté la magnèsia "cremada a mort" (traducció de l'anglès dead-burned), també anomenada magnèsia refractària o magnèsia fosa.

La magnèsia fosa també s'obté per fusió de la magnèsia càustica en un arc elèctric. A causa d'aquests tractaments seva reactivitat ha estat gairebé totalment eliminada.

Aquest tipus de magnèsia és generalment modelada per pressió i temperatura, sense arribar a la temperatura de fusió. Amb això s'arriba a produir peces de gran duresa, denominant magnèsia sinteritzada. És essencialment estable enfront de la humitat i el diòxid de carboni atmosfèric.

usos

El MgO s'usa en la producció de magnesi metàl·lic.

Usos de la magnèsia càustica

A causa de la seva alta reactivitat seves aplicacions industrials són molt variades.

S'empra com a matèria primera per fer cemento.Se fa servir en la indústria de la construcció, per exemple, com a aglutinant. En aquest cas, es barreja amb solucions concentrades de sals de magnesi i una petita quantitat de fosfat de sodi.

S'obté així un material extremadament dur. Tot i que no és un ciment veritable, ja que no és estable en aigua, pot usar-se com mastegui o recobriment protector.

La magnèsia càustica també s'usa en taulers lleugers de construcció per a aïllament tèrmic i acústic. Es fabriquen afegint sulfat de magnesi com a aglutinant i llana mineral. Resulten làmines altament no-inflamables.

Làmines de MgO per a construcció. Excentrik13 Font: Wikipedia CommonsEntre altres usos de la magnèsia càustica es troben la remoció de metalls pesats i silicat d'aigües de rebuig. També es pot remoure amoníac o fosfats.

És una base feble, de manera que serveix com a neutralitzador d'àcids i s'usa en rentat de gasos de xemeneia, com a additiu per a lubrificants i per a combustibles.

Serveix com a farciment en la indústria de l'plàstic i gomes, ja que permet l'ajust de la viscositat i rigidesa d'aquests materials.

S'usa en la indústria de el paper i cel·lulosa doncs participa en la digestió amb bisulfit. També com absorbent d'humitat en biblioteques o per a la preparació de cosmètics. A més, en la indústria farmacèutica és molt valorat com antiàcid, aliviador de la indigestió i laxant suau.

Rajoles de MgO. Font: Pixabay

Usos de la magnèsia fortament cremada

A causa del seu estret interval de reactivitat, s'usa en aplicacions on es requereix una degradació lenta. Per exemple, en els suplements d'aliments per a animals. Això es deu al fet que, sota algunes condicions, el bestiar pot patir de deficiència de magnesi si és alimentat només amb farratge.

D'altra banda, se sap que el magnesi (Mg) és un element constituent de la clorofil·la. Per això, és considerat un nutrient essencial de les plantes i usat com a fertilitzant. La forma d'afegir magnesi a les plantes és com magnèsia.

Aquest tipus de MgO pot usar-se en varietat d'aplicacions: ceràmiques, tractament d'aigües de rebuig (com adsorbent de cations en la remoció de metalls), adob de cuir i matèria primera per magnèsia fosa.

Usos de la magnèsia sinteritzada i magnèsia fosa

El MgO té el punt de fusió més alt entre els òxids de cost moderat i és, per tant, una matèria primera per a maons refractaris i altres ceràmiques refractàries. És l'únic material, després de l'òxid de zirconi (ZrO ₂), que pot aguantar un perllongat escalfament per sobre de 2000 ºC.

Aquest grau refractari de MgO s'empra en la indústria de l'acer per fer embolcalls protectores i recobriments reemplaçables d'equips que manegen acer fos, com forns de molt alta potència.

Forns d'alta potència en indústria d'acer. Jean-Pol Grandmont Font: Wikipedia CommonsDebido al seu grau de reactivitat gairebé nul, els materials de construcció refractaris basats en magnèsia sinteritzada són també resistents a escòries i gasos bàsics o neutres.

Els blocs de magnèsia sinteritzada tenen una alta capacitat d'emmagatzematge de calor i una alta conductivitat tèrmica (condueixen molt bé la calor).

La calor generada per un element d'escalfament es transfereix a el bloc de magnèsia i augmenta la seva temperatura. Per aquesta raó es fan servir en dispositius d'emmagatzematge en calent.

S'usa com a material aïllant en la indústria d'escalfament elèctric relacionada amb artefactes domèstics. Per exemple, per a elements tubulars d'escalfament de forns de cuina, rentadores, màquines de cafè, planxes elèctriques o radiadors, entre d'altres.

Altres usos de l'MgO

L'alt poder reflectant dels vidres de MgO en l'espectre visible i UV proper ha conduït al seu ús com a reflector en instruments òptics i com vidres únics en finestres òptiques i lents. També s'empra com a estàndard de color blanc.

referències

1. Kirk-Othmer (1994). Encyclopedia of Chemical Technology. Volume 15. Fourth Edition. John Wiley & Sons.
2. Ullmann 's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Volume A15. Fifth Edition.
3. Ballar, JC; Emeléus, HJ; and Sir Ronald Nyholm. (1973). Comprehensive Inorganic Chemistry. Editorial Board. Pergamon Press.
4. S. National Library of Medicine. (2019). Magnesium oxide. Recuperat de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
5. American Elements (2019). Caustic Calcined Magnèsia. Recuperat de americanelements.com.
6. Ropp, RC (2013). Group 16 (O, S, Se, Te) Alkaline Earth Compounds. Magnesium Oxide. In Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds. Recuperat de sciencedirect.com.