Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Оксид магния
Оксид магния.jpg
Оксид магния-3D-vdW.png
Имена
Название ИЮПАК
Оксид магния
Другие имена
Магнезия
Периклаз
Идентификаторы
ЧЭМБЛ
ECHA InfoCard100.013.793 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 215-171-9
Номер EE530 (регуляторы кислотности, ...)
Номер RTECS
  • OM3850000
UNII
Характеристики
MgO
Молярная масса40,304 г / моль [1]
Внешностьбелый порошок
ЗапахБез запаха
Плотность3,6 г / см 3 [1]
Температура плавления2 852 ° С (5 166 ° F, 3 125 К) [1]
Точка кипения3 600 ° C (6 510 ° F; 3 870 K) [1]
РастворимостьРастворим в кислоте , аммиак не
растворим в спирте
Ширина запрещенной зоны7,8 эВ [2]
−10,2 · 10 −6 см 3 / моль [3]
Теплопроводность45–60 Вт · м −1 · K −1 [4]
1,7355
6,2 ± 0,6 Д
Структура
Галит (куб.), CF8
Космическая группа
Фм 3 м, №225
Постоянная решетки
а  = 4,212 Å
Координационная геометрия
Октаэдрический (Mg 2+ ); октаэдрический (O 2- )
Термохимия
Теплоемкость ( C )
37,2 Дж / моль K [5]
Стандартная мольная энтропия ( S o 298 )
26,95 ± 0,15 Дж · моль -1 · К -1 [6]
Std энтальпия формации (Δ F H ⦵ 298 )
−601,6 ± 0,3 кДж · моль −1 [6]
Свободная энергия Гиббса (Δ f G ˚)
-569,3 кДж / моль [5]
Фармакология
Код УВД
A02AA02 ( ВОЗ ) A06AD02 ( ВОЗ ), A12CC10 ( ВОЗ )
Опасности
Основные опасностиМеталлическая лихорадка , раздражающий
Паспорт безопасностиICSC 0504
R-фразы (устаревшие)R36 , R37 , R38
NFPA 704 (огненный алмаз)
Flammability code 0: Will not burn. E.g. waterHealth code 1: Exposure would cause irritation but only minor residual injury. E.g. turpentineReactivity code 0: Normally stable, even under fire exposure conditions, and is not reactive with water. E.g. liquid nitrogenSpecial hazards (white): no codeNFPA 704 четырехцветный алмаз
0
1
0
точка возгоранияНегорючий
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)
TWA 15 мг / м 3 (дым) [7]
REL (рекомендуется)
Ничего не указано [7]
IDLH (Непосредственная опасность)
750 мг / м 3 (дым) [7]
Родственные соединения
Другие анионы
Сульфид магния
Другие катионы
Оксид бериллия Оксид
кальция Оксид
стронция Оксид
бария
Родственные соединения
Гидроксид
магния Нитрид магния
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?)проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Оксид магния ( Mg O ), или оксид магния , представляет собой белый гигроскопичный твердое минеральное , которое происходит в природе в виде периклаза , и является источником магния (смотри также оксид ). Он имеет эмпирическую формулу из Mg O и состоит из решетки Mg 2+ и ионов O 2- ионов удерживаются вместе ионной связи . Гидроксид магния образуется в присутствии воды (MgO + H 2 O → Mg (OH) 2 ), но его можно обратить вспять путем нагревания для удаления влаги.

Оксид магния исторически известен как магнезию альба (буквально, белый минерал из магнезии - другие источники дают магнезию альба , как MgCO 3 ), чтобы отличить его от магнезии Negra , черный минерал , содержащий то , что теперь известно как марганец .

Хотя «оксид магния» обычно относится к MgO, пероксид магния MgO 2 также известен как соединение. Согласно предсказанию эволюционной кристаллической структуры [8] MgO 2 термодинамически стабилен при давлениях выше 116 ГПа (гигапаскалей), а полупроводниковый субоксид Mg 3 O 2 термодинамически стабилен выше 500 ГПа. Благодаря своей стабильности MgO используется в качестве модельной системы для исследования колебательных свойств кристаллов. [9]

Производство [ править ]

Оксид магния получают путем прокаливания из карбоната магния или гидроксида магния . Последний получают обработкой растворов хлорида магния , обычно морской воды, известковой водой или известковым молоком. [10]

Mg 2+ + Ca (OH) 2 → Mg (OH) 2 + Ca 2+

Прокаливание при разных температурах дает оксид магния с разной реакционной способностью. Высокие температуры 1500 - 2000 ° C уменьшают доступную площадь поверхности и производят глухую (часто называемую глухую) магнезию, инертную форму, используемую в качестве огнеупора . При температурах прокаливания 1000-1500 ° C образуется сильно обожженная магнезия, которая имеет ограниченную реакционную способность, а при прокаливании при более низкой температуре (700–1000 ° C) образуется легко обожженная магнезия, реактивная форма, также известная как каустическая прокаленная магнезия. Хотя некоторое разложение карбоната до оксида происходит при температурах ниже 700 ° C, полученные материалы, по-видимому, реабсорбируют диоксид углерода из воздуха. [11]

Приложения [ править ]

MgO ценится как огнеупорный материал , то есть твердое тело, которое физически и химически стабильно при высоких температурах. У него есть два полезных свойства: высокая теплопроводность и низкая электропроводность. Наполнение спиральных нагревательных элементов Calrod на кухонных электрических плитах является основным применением. «Безусловно, крупнейшим потребителем магнезии в мире является огнеупорная промышленность, которая потребляла около 56% магнезии в США в 2004 году, а остальные 44% использовались в сельском хозяйстве, химии, строительстве, охране окружающей среды и других промышленных применениях». [12] MgO , используется в качестве основного огнеупорного материала для тиглей .

Это основной противопожарный компонент строительных материалов. В качестве строительного материала стеновые плиты из оксида магния обладают несколькими привлекательными характеристиками: огнестойкость, устойчивость к термитам, влагостойкость, устойчивость к плесени и плесени, а также прочность. [13] [ необходима ссылка ]

Ниша использует [ править ]

MgO является одним из компонентов портландцемента в установках сухого процесса .

Оксид магния широко используется в очистке почвы и грунтовых вод , очистке сточных вод , очистке питьевой воды, очистке выбросов в атмосферу и очистке отходов благодаря своей буферной способности кислоты и связанной с этим эффективности в стабилизации растворенных тяжелых металлов. [ согласно кому? ]

Многие виды тяжелых металлов, такие как свинец и кадмий, наиболее растворимы в воде при кислом pH (ниже 6), а также при высоком pH (выше 11). Растворимость металлов влияет на биодоступность видов и подвижность почвенных и грунтовых вод. Большинство металлов токсичны для человека при определенных концентрациях, поэтому крайне важно минимизировать биодоступность и мобильность металлов.

Гранулированный MgO часто смешивают с загрязненной металлами почвой или отходами, которые также обычно имеют низкий (кислый) pH, чтобы довести pH до диапазона 8–10, при котором большинство металлов имеют самую низкую растворимость. Комплексы металл-гидроксид имеют тенденцию выпадать в осадок из водного раствора в диапазоне pH 8–10. MgO широко считается наиболее эффективным компаундом для стабилизации металлов по сравнению с портландцементом, известью, продуктами обжиговой пыли, отходами производства электроэнергии и различными запатентованными продуктами благодаря превосходной буферной способности MgO, экономической эффективности и простоте / безопасности обращения.

Большинство, если не все продукты, которые продаются как технологии стабилизации металлов, создают условия очень высокого pH в водоносных горизонтах, тогда как MgO создает идеальные условия водоносного горизонта с pH 8–10. Кроме того, магний, важный элемент большинства биологических систем, предоставляется микробным популяциям почвы и грунтовых вод во время восстановления металлов с помощью MgO в качестве дополнительного преимущества.

Медицинский [ править ]

Оксид магния используется для облегчения изжоги и диспепсии в качестве антацида, добавки магния и краткосрочного слабительного средства . Он также используется для улучшения симптомов несварения желудка . Побочные эффекты оксида магния могут включать тошноту и спазмы. [14] В количествах, достаточных для получения слабительного эффекта, побочные эффекты при длительном применении включают энтеролиты, приводящие к непроходимости кишечника . [15]

Другое [ править ]

  • В качестве пищевой добавки он используется как средство против слеживания . Он известен Управлению по контролю за продуктами и лекарствами США для продуктов какао; консервированный горошек; и замороженный десерт. [16] Он имеет номер E E530.
  • Исторически он использовался в качестве эталонного белого цвета в колориметрии из-за его хороших свойств рассеивания и отражения . [17] Его можно курить на поверхности непрозрачного материала, чтобы сформировать интегрирующую сферу .
  • Он широко используется в качестве электроизолятора в нагревательных элементах трубчатой ​​конструкции . Доступно несколько размеров ячеек, и наиболее часто используемые - 40 и 80 ячеек согласно Американскому литейному обществу . Широкое использование связано с его высокой диэлектрической прочностью и средней теплопроводностью. MgO обычно измельчается и уплотняется с минимальными воздушными зазорами или пустотами. Электрообогревательная промышленность также экспериментировала с оксидом алюминия , но он больше не используется.
  • В качестве реагента в установке карбоксибензили (Cbz) группы с использованием бензилхлорформиата в EtOAc для N-защиты от аминов и амидов . [18]
  • Он также используется в качестве изолятора в термостойком электрическом кабеле .
  • Было показано, что легирование MgO эффективно подавляет рост зерен в керамике и улучшает их вязкость разрушения, изменяя механизм роста трещин в наномасштабе. [19]
Неполированный кристалл MgO
  • Прессованный MgO используется в качестве оптического материала. Прозрачен от 0,3 до 7 мкм. Преломления является 1,72 при 1 мкм , а число Аббе является 53,58. Иногда он известен под торговой маркой Eastman Kodak Иртран-5, хотя это обозначение устарело. Кристаллический чистый MgO коммерчески доступен и мало используется в инфракрасной оптике. [20]
  • MgO упаковывается вокруг трансурановых отходов на экспериментальной установке по изоляции отходов , чтобы контролировать растворимость радионуклидов. [21]
  • MgO занимает важное место в качестве коммерческого удобрения для растений [22] и в качестве корма для животных. [23]
  • Раствор MgO в виде аэрозоля используется в библиотеке и управлении коллекциями для нейтрализации кислотности бумажных изделий, подвергающихся риску. В этом процессе щелочность MgO (и подобных соединений) нейтрализует относительно высокую кислотность, характерную для низкокачественной бумаги, тем самым замедляя скорость порчи. [24]
  • MgO также используется в качестве защитного покрытия в плазменных дисплеях .
  • Оксид магния используется в качестве оксидного барьера в спин-туннельных устройствах. Благодаря кристаллической структуре его тонких пленок, которые могут быть нанесены , например, магнетронным распылением , он показывает характеристики, превосходящие характеристики обычно используемого аморфного Al 2 O 3 . В частности, спиновая поляризация около 85% была достигнута с MgO [25] по сравнению с 40–60% с оксидом алюминия. [26] Значение туннельного магнитосопротивления также значительно выше для MgO (600% при комнатной температуре и 1100% при 4,2 К [27] ), чем для Al 2 O 3 (около 70% при комнатной температуре [28]).). MgO термически стабилен примерно до 700 К по сравнению с 600 К для Al 2 O 3 .

Меры предосторожности [ править ]

Вдыхание паров оксида магния может вызвать лихорадку от паров металлов . [29]

См. Также [ править ]

  • Оксид кальция
  • Оксид бария
  • Сульфид магния
  • Реактивная магнезия

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d Хейнс, Уильям М., изд. (2011). CRC Справочник по химии и физике (92-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . п. 4.74. ISBN 1439855110.
  2. ^ Таврический, др. Спрингборг, М .; Кристенсен, NE (1985). «Самосогласованные электронные структуры MgO и SrO» (PDF) . Твердотельные коммуникации . 55 (4): 351–5. Bibcode : 1985SSCom..55..351T . DOI : 10.1016 / 0038-1098 (85) 90622-2 .
  3. ^ Хейнс, Уильям М., изд. (2011). CRC Справочник по химии и физике (92-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . п. 4.133. ISBN 1439855110.
  4. ^ Применение соединений магния для изоляционных теплопроводных наполнителей. Архивировано 30 декабря 2013 г., Wayback Machine . konoshima.co.jp
  5. ^ а б Хейнс, Уильям М., изд. (2011). CRC Справочник по химии и физике (92-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . п. 5.15. ISBN 1439855110.
  6. ^ а б Хейнс, Уильям М., изд. (2011). CRC Справочник по химии и физике (92-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press . п. 5.2. ISBN 1439855110.
  7. ^ a b c Карманный справочник NIOSH по химической опасности. «# 0374» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  8. ^ Чжу, Цян; Оганов А.Р .; Ляхов А.О. (2013). «Новые стабильные соединения в системе Mg-O под высоким давлением» (PDF) . Phys. Chem. Chem. Phys . 15 (20): 7696–7700. Bibcode : 2013PCCP ... 15.7696Z . DOI : 10.1039 / c3cp50678a . PMID 23595296 .  
  9. ^ Мэй, AB; О. Хеллман; CM Schlepütz; А. Рокетт; Т.-К. Чан; Л. Халтман; И. Петров ; Дж. Э. Грин (2015). "Отражающее термодиффузное рассеяние рентгеновских лучей для количественного определения соотношений дисперсии фононов" . Physical Review B . 92 (17): 174301. Bibcode : 2015PhRvB..92q4301M . DOI : 10.1103 / Physrevb.92.174301 .
  10. ^ Маргарет Сигер; Вальтер Отто; Вильгельм Флик; Фридрих Бикельгаупт; Отто С. Аккерман. «Соединения магния». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a15_595.pub2 .
  11. Перейти ↑ Ropp, RC (2013-03-06). Энциклопедия щелочноземельных соединений . Эльзевир. п. 109. ISBN 9780444595508.
  12. ^ Марк А. Шанд (2006). Химия и технология магнезии . Джон Уайли и сыновья. ISBN 978-0-471-65603-6. Проверено 10 сентября 2011 года .
  13. ^ Mármol, Гонсало; Савастано, Холмер (июль 2017 г.). «Исследование деградации нетрадиционного цемента MgO-SiO 2, армированного лигноцеллюлозными волокнами». Цементно-бетонные композиты . 80 : 258–267. DOI : 10.1016 / j.cemconcomp.2017.03.015 .
  14. ^ Оксид магния . MedlinePlus. Последний раз редактировалось 01.02.2009
  15. ^ Татекава Ю., Накатани К., Исии Х и др. (1996). «Непроходимость тонкой кишки, вызванная безоаром лекарства: отчет о случае». Хирургия сегодня . 26 (1): 68–70. DOI : 10.1007 / BF00311997 . PMID 8680127 . S2CID 24976010 .  
  16. ^ «Резюме соединения для CID 14792 - оксид магния» . PubChem.
  17. ^ Tellex, Питер A .; Уолдрон, Джек Р. (1955). «Отражение оксида магния». JOSA . 45 (1): 19. DOI : 10,1364 / JOSA.45.000019 .
  18. ^ Dymicky, М. (1989-02-01). "Получение карбобензокси- L- тирозина метилового и этилового эфиров и соответствующих карбобензоксигидразидов". Международные органические препараты и процедуры . 21 (1): 83–90. DOI : 10.1080 / 00304948909356350 . ISSN 0030-4948 . 
  19. ^ Тан, CY; Ягуби, А .; Рамеш, С .; Adzila, S .; Purbolaksono, J .; Хасан, Массачусетс; Кутти, MG (декабрь 2013 г.). «Спекание и механические свойства нанокристаллического гидроксиапатита, легированного MgO» (PDF) . Керамика Интернэшнл . 39 (8): 8979–8983. DOI : 10.1016 / j.ceramint.2013.04.098 .
  20. ^ Stephens, Роберт и Malitson, Irving H. (1952). «Показатель преломления оксида магния» (PDF) . Журнал исследований Национального бюро стандартов . 49 (4): 249–252. DOI : 10,6028 / jres.049.025 .
  21. ^ wipp.energy.gov Пошаговое руководство по обращению с отходами в WIPP . Опытная установка по изоляции отходов. wipp.energy.gov
  22. ^ Наука о питательных веществах . удобрение101.org. Проверено 26 апреля 2017.
  23. ^ Оксид магния для кормов для животных . lehvoss.de
  24. ^ «Массовое снижение кислотности: сохранение письменного слова» . Библиотека Конгресса . Проверено 26 сентября 2011 года .
  25. ^ Паркин, SSP; Kaiser, C .; Panchula, A .; Рис, PM; Hughes, B .; Самант, М .; Ян, SH (2004). «Гигантское туннельное магнитосопротивление при комнатной температуре с туннельными барьерами MgO (100)». Материалы природы . 3 (12): 862–867. Bibcode : 2004NatMa ... 3..862P . DOI : 10.1038 / nmat1256 . PMID 15516928 . S2CID 33709206 .  
  26. ^ Монсма, ди-джей; Паркин, SSP (2000). «Спиновая поляризация туннельного тока от границ раздела ферромагнетик / Al 2 O 3 с использованием сверхпроводящих алюминиевых пленок, легированных медью». Письма по прикладной физике . 77 (5): 720. Bibcode : 2000ApPhL..77..720M . DOI : 10.1063 / 1.127097 .
  27. ^ Ikeda, S .; Hayakawa, J .; Ashizawa, Y .; Ли, Ю. М.; Миура, К .; Hasegawa, H .; Цунода, М .; Мацукура, Ф .; Оно, Х. (2008). «Туннельное магнитосопротивление 604% при 300 K за счет подавления диффузии Ta в псевдоспиновых клапанах CoFeB ∕ MgO ∕ CoFeB, отожженных при высокой температуре». Письма по прикладной физике . 93 (8): 082508. Bibcode : 2008ApPhL..93h2508I . DOI : 10.1063 / 1.2976435 .
  28. ^ Ван, Д .; Nordman, C .; Daughton, JM; Qian, Z .; Fink, J .; Wang, D .; Nordman, C .; Daughton, JM; Qian, Z .; Финк, Дж. (2004). «70% TMR при комнатной температуре ОДРА Сандвичевого Junctions с CoFeB как свободные и ссылочных слои». IEEE Transactions on Magnetics . 40 (4): 2269. Bibcode : 2004ITM .... 40.2269W . CiteSeerX 10.1.1.476.8544 . DOI : 10,1109 / TMAG.2004.830219 . S2CID 20439632 .  
  29. ^ Оксид магния . Национальный реестр загрязнителей, правительство Австралии.

Внешние ссылки [ править ]

  • Страница данных в UCL
  • Страница керамических данных в NIST
  • Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям в CDC