Hemijski element magnezijum je dvanaesti po redu u periodnom sistemu. Spada u drugu grupu i treći period. Član je zemnoalkalnih metala. Nauka koja proučava ove elemente je hemija. Periodni sistem, na osnovu kojeg se ova nauka može proučavati, pokazuje nam da postoji dvanaest protona i neutrona sadržanih u atomu magnezijuma. Ovo se može odrediti serijskim brojem (jednak je broju protona, a bit će isti broj elektrona ako je neutralni atom, a ne jon).
Hemijske karakteristike magnezijuma takođe proučava hemija. Periodični sistem je takođe neophodan za njihovo razmatranje, jer nam pokazuje valenciju elementa (u ovom slučaju je jednaka dva). Zavisi od grupe kojoj atom pripada. Osim toga, uz njegovu pomoć možete saznati da je molarna masa magnezija dvadeset četiri. Odnosno, jedan mol ovog metala teži dvadeset četiri grama. Formula magnezijuma je vrlo jednostavna - ne sastoji se od molekula, već od atoma ujedinjenih kristalnom rešetkom.
Karakterizacija magnezijuma u smislu fizike
Kao i svi metali osim žive, ovo jedinjenje ima čvrsto stanje agregacije u normalnom stanjuuslovima. Ima svijetlo sive boje sa posebnim sjajem. Ovaj metal ima prilično visoku čvrstoću. Fizička karakterizacija magnezijuma se tu ne završava.
Uzmite u obzir tačke topljenja i ključanja. Prvi je jednak šest stotina i pedeset stepeni Celzijusa, drugi hiljadu devedeset stepeni Celzijusa. Može se zaključiti da se radi o metalu prilično niskog topljenja. Osim toga, vrlo je lagan: njegova gustina je 1,7 g/cm3.
Magnezijum. hemija
Poznavajući fizičke karakteristike ove supstance, možemo preći na drugi deo njenih karakteristika. Ovaj metal ima prosječan nivo aktivnosti. To se može vidjeti iz elektrohemijskog niza metala - što je pasivniji, to je više udesno. Magnezijum je jedan od prvih na lijevoj strani. Razmotrite po redu sa kojim supstancama reaguje i kako se to dešava.
Sa jednostavnim
Ovo uključuje one čiji se molekuli sastoje od samo jednog hemijskog elementa. Ovo je kiseonik, i fisfor, i sumpor, i mnogi drugi. Razmotrimo prvo interakciju s kisikom. To se zove sagorevanje. U tom slučaju nastaje oksid ovog metala. Ako sagorite dva mola magnezijuma, a potrošite jedan mol kiseonika, dobijamo dva mola oksida. Jednačina za ovu reakciju je napisana na sljedeći način: 2Mg + O2=2MgO. Osim toga, kada se magnezijum sagorijeva na otvorenom, nastaje i njegov nitrid, jer ovaj metal reaguje paralelno sa dušikom sadržanim u atmosferi.
Prilikom sagorevanja tri mola magnezijuma, troši se jedan moldušika, a kao rezultat dobijamo jedan mol nitrida dotičnog metala. Jednačina za ovu vrstu hemijske interakcije može se napisati na sljedeći način: 3Mg + N2=Mg3N2.
Pored toga, magnezijum je u stanju da reaguje sa drugim jednostavnim supstancama kao što su halogeni. Do interakcije s njima dolazi samo kada se komponente zagriju na vrlo visoke temperature. U tom slučaju dolazi do reakcije adicije. Halogeni uključuju takve jednostavne tvari: hlor, jod, brom, fluor. I reakcije su nazvane u skladu s tim: hloriranje, jodiranje, bromiranje, fluoriranje. Kao što ste mogli pretpostaviti, kao rezultat takvih interakcija, možete dobiti hlorid, jodid, bromid, magnezijum fluorid. Na primjer, ako uzmemo jedan mol magnezija i istu količinu joda, dobićemo jedan mol jodida ovog metala. Ova hemijska reakcija se može izraziti korišćenjem sledeće jednačine: Mg + I2=MgI2. Isti princip važi i za hlorisanje. Evo jednadžbe reakcije: Mg + Cl2=MgCl2.
Osim toga, metali, uključujući magnezij, reaguju sa fosforom i sumporom. U prvom slučaju možete dobiti fosfid, u drugom - sulfid (ne brkati se sa fosfatima i sulfatima!). Ako uzmete tri mola magnezijuma, dodate mu dva mola fosfora i zagrejete na željenu temperaturu, formira se jedan mol fosfida dotičnog metala. Jednačina za ovu hemijsku reakciju je sljedeća: 3Mg + 2P=Mg3P2. Slično, ako pomiješate magnezij i sumpor u istom molaruproporcijama i stvaranju potrebnih uslova u vidu visoke temperature, dobijamo sulfid ovog metala. Jednačina za takvu hemijsku interakciju može se napisati na sledeći način: Mg + S=MgS. Tako smo ispitali reakcije ovog metala sa drugim jednostavnim supstancama. Ali hemijska karakteristika magnezijuma ne staje tu.
Reakcije sa složenim jedinjenjima
Takve supstance uključuju vodu, soli, kiseline. Metali različito reaguju sa različitim grupama hemikalija. Razmotrite sve po redu.
Magnezijum i voda
Kada ovaj metal stupi u interakciju sa najčešćim hemijskim jedinjenjem na Zemlji, formiraju se oksid i vodonik u obliku gasa oštrog neprijatnog mirisa. Da bi se izvela ovakva reakcija, komponente se također moraju zagrijati. Ako pomešate jedan mol magnezijuma i vode, dobijate istu količinu oksida i vodonika. Jednačina reakcije se piše na sljedeći način: Mg + H2O=MgO + H2.
Interakcija sa kiselinama
Kao i drugi reaktivni metali, magnezijum je u stanju da istisne atome vodonika iz njihovih jedinjenja. Takvi procesi se nazivaju supstitucijske reakcije. U takvim slučajevima, atomi metala zamjenjuju atome vodika i formiraju sol koja se sastoji od magnezija (ili nekog drugog elementa) i kiselog taloga. Na primjer, ako uzmete jedan mol magnezija i dodate ga u hlorovodoničnu kiselinu u količini od dva mola, nastaje jedan mol hlorida dotičnog metala i ista količina vodonika. Jednačina reakcije će izgledati ovako: Mg + 2HCl=MgCl2 + H2.
Interakcija sa solima
Kako nastaju soli iz kiselina, već smo rekli, ali karakteristika magnezijuma sa stanovišta hemije podrazumeva 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 magnezijuma i bakar sulfata, dobićemo sulfat dotičnog metala i čisti bakar u jednakom molarnom odnosu. Jednačina za ovu vrstu reakcije može se napisati na sljedeći način: Mg + CuSO4=MgSO4 + Cu. Ovdje dolazi do izražaja redukciona svojstva magnezijuma.
Upotreba ovog metala
Zbog činjenice da je po mnogo čemu superiorniji od aluminijuma - otprilike je tri puta lakši, ali u isto vreme duplo jači, postao je raširen u raznim industrijama. Prije svega, ovo je industrija aviona. Ovdje legure na bazi magnezija zauzimaju prvo mjesto po popularnosti među svim korištenim materijalima. Osim toga, koristi se u hemijskoj industriji kao redukciono sredstvo za ekstrakciju određenih metala iz njihovih spojeva. Zbog činjenice da magnezijum pri sagorijevanju stvara veoma moćan bljesak, koristi se u vojnoj industriji za proizvodnju raketnih raketa, municije sa bljeskom, itd.
Proizvodnja magnezijuma
Glavna sirovina za ovo je hlorid dotičnog metala. Ovo se radi elektrolizom.
Kvalitativna reakcija na katione datog metala
Ovo je posebna procedura dizajnirana daodrediti prisustvo jona neke supstance. Za ispitivanje prisustva magnezijevih spojeva u otopinu se može dodati kalijum ili natrijum karbonat. Kao rezultat, formira se bijeli talog, koji je lako rastvorljiv u kiselinama.
Gdje se ovaj metal može naći u prirodi?
Ovaj hemijski element je prilično čest u prirodi. Zemljina kora je skoro 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 plavičaste, blijedoružičaste, izblijedjele crvene, svijetložute ili prozirne.
Magnezit je magnezijum karbonat, njegova hemijska formula je MgCO3. Bijele je boje, ali u zavisnosti od nečistoća može imati sivu, smeđu ili žutu nijansu. Dolomit ima sljedeću hemijsku 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, magnezijum je uključen u hemijski sastav ćelije i strukturu mnogih organskih supstanci. Pogledat ćemo ovo pobliže.
Uloga magnezijuma u organizmu
Ovaj hemijski element je važan i za biljna i za životinjska stvorenja. Magnezijum za organizambiljke su neophodne. Kao što je gvožđe osnova hemoglobina, neophodnog za život životinja, tako je i magnezijum glavni sastojak hlorofila, bez kojeg biljka ne može da postoji. Ovaj pigment je uključen u proces fotosinteze, u kojoj se hranljive materije sintetišu iz neorganskih jedinjenja u listovima.
Magnezijum je takođe veoma neophodan organizmu životinja. Maseni udio ovog elementa u tragovima u ćeliji 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 mitohondrije, koje su odgovorne za ćelijsko disanje i sintezu energije, kao i ribozomi, u kojima se formiraju proteini neophodni za život. Osim toga, uključen je u hemijski sastav mnogih enzima koji su potrebni za unutarćelijski metabolizam i sintezu DNK.
Tijelu u cjelini, magnezijum je neophodan da učestvuje u metabolizmu glukoze, masti i nekih aminokiselina. Također, uz pomoć ovog mikroelementa može se prenijeti nervni signal. Pored svega navedenog, dovoljna količina magnezija u tijelu smanjuje rizik od srčanog udara, srčanog udara i moždanog udara.
Simptomi visokog i niskog nivoa u ljudskom tijelu
Nedostatak magnezijuma u organizmu manifestuje se takvim glavnim simptomima kao što su visok krvni pritisak, umor i slab rad, razdražljivost i loš san, oštećenje pamćenja, česte vrtoglavice. Također možete osjetiti mučninu, konvulzije,drhtanje u prstima, zbunjenost svesti - to su znaci veoma niskog nivoa unosa ovog mikroelementa hranom.
Nedostatak magnezija u organizmu dovodi do čestih respiratornih oboljenja, poremećaja u kardiovaskularnom sistemu, kao i dijabetesa tipa 2. Zatim razmotrite sadržaj magnezijuma u hrani. Da biste izbjegli njegov nedostatak, morate znati koja je hrana bogata ovim hemijskim elementom. Takođe treba uzeti u obzir da se mnogi od ovih simptoma mogu javiti i u suprotnom slučaju – višak magnezijuma u organizmu, kao i nedostatak elemenata u tragovima poput kalijuma i natrijuma. Stoga je važno da pažljivo pregledate svoju prehranu i shvatite suštinu problema, najbolje je to učiniti uz pomoć nutricioniste.
Sadržaj magnezijuma u hrani
Kao što je gore spomenuto, ovaj element je glavna komponenta hlorofila. Dakle, možete pretpostaviti da ga u velikoj količini ima u zelenilu: to su celer, kopar, peršun, karfiol i beli kupus, zelena salata i dr.. Osim toga, orašasti plodovi su bogati ovim elementom u tragovima: to su indijski orasi, orasi, kikiriki, lješnjaci i bademi. Takođe, velika količina dotičnog metala se nalazi u mahunarkama kao što su pasulj i grašak.
Dosta toga se nalazi i u algama, na primjer, u morskom kelju. Ako se konzumiranje ovih proizvoda javlja u normalnim količinama,tada vašem tijelu neće nedostajati metala o kojem se govori u ovom članku. Ako nemate priliku redovno jesti gore navedenu hranu, onda je najbolje kupiti dodatke prehrani koji sadrže ovaj element u tragovima. Međutim, prije nego što to učinite, obavezno se posavjetujte s ljekarom.
Zaključak
Magnezijum je jedan od najvažnijih metala na svetu. Našao je široku primenu u brojnim industrijama – od hemijskih do vazduhoplovnih i vojnih. Štaviše, veoma je važno sa biološke tačke gledišta. Bez toga nije moguće postojanje ni biljnih ni životinjskih organizama. Zahvaljujući ovom hemijskom elementu, odvija se proces koji daje život celoj planeti - fotosinteza.
