Magnesi

Magnesi
12Mg
Sodi ← Magnesi → Alumini Be ↑ Mg ↓ Ca Taula periòdica
Aparença
Gris sòlid brillant Línies espectrals del magnesi
Propietats generals
Nom, símbol, nombre	Magnesi, Mg, 12
Categoria d'elements	Metalls alcalinoterris
Grup, període, bloc	2, 3, s
Pes atòmic estàndard	24,3050(6)
Configuració electrònica	[Ne] 3s2 2, 8, 2
Propietats físiques
Fase	Sòlid
Densitat (prop de la t. a.)	1,738 g·cm−3
Densitat del líquid en el p. f.	1,584 g·cm−3
Punt de fusió	923 K, 650 °C
Punt d'ebullició	1.363 K, 1.091 °C
Entalpia de fusió	8,48 kJ·mol−1
Entalpia de vaporització	128 kJ·mol−1
Capacitat calorífica molar	24,869 J·mol−1·K−1
Pressió de vapor
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k a T (K) 701 773 861 971 1.132 1.361
Propietats atòmiques
Estats d'oxidació	2, 1 (òxid bàsic fort)
Electronegativitat	1,31 (escala de Pauling)
Energies d'ionització (més)	1a: 737,7 kJ·mol−1
	2a: 1.450,7 kJ·mol−1
	3a: 7.732,7 kJ·mol−1
Radi atòmic	160 pm
Radi covalent	141±7 pm
Radi de Van der Waals	173 pm
Miscel·lània
Estructura cristal·lina	Hexagonal
Ordenació magnètica	Paramagnètic
Resistivitat elèctrica	(20 °C) 43,9 nΩ·m
Conductivitat tèrmica	156 W·m−1·K−1
Dilatació tèrmica	(25 °C) 24,8 µm·m−1·K−1
Velocitat del so (barra prima)	(t. a.) (recuit) 4.940 m·s−1
Mòdul d'elasticitat	45 GPa
Mòdul de cisallament	17 GPa
Mòdul de compressibilitat	45 GPa
Coeficient de Poisson	0,290
Duresa de Mohs	2,5
Duresa de Brinell	260 MPa
Nombre CAS	7439-95-4
Isòtops més estables
Article principal: Isòtops del magnesi
Iso AN Semivida MD ED (MeV) PD 24Mg 78,99% 24Mg és estable amb 12 neutrons 25Mg 10% 25Mg és estable amb 13 neutrons 26Mg 11,01% 26Mg és estable amb 14 neutrons

El magnesi (element químic de símbol: Mg, i nombre atòmic 12) és un metall blanc brillant, d'aspecte semblant a l'argent. És el vuitè element més abundant a la natura. La seva densitat és 1,74 i per tant la més baixa dels metalls, si exceptuam el liti i el beril·li. Es fon a 650º C i es volatilitza a 1.120º C.

A l'aire sec es manté inalterable però en presència d'humitat es cobreix d'una capa d'òxid que evita l'oxidació posterior.

Amb el foc s'encén amb una flama blanca molt viva.

És dúctil i mal·leable, i resulta imprescindible per la fabricació d'aliatges lleugers, molt útils per l'aviació.

Usos

Barra de Magnesi

Els composts de magnesi, en primer lloc l'òxid de magnesi, es fan servir principalment com a material refractari als forns per fabricar ferro i acer, metalls no ferrosos, vidre, i ciment. L'òxid de magnesi es fa servir també a l'agricultura, i a les indústries químiques i de la construcció. Aliat amb l'alumini es fa servir per fabricar envasos de llauna. Els aliatges de magnesi es fan servir també als components estructurals dels automòbils i de maquinària. Un ús d'aquest metall és també l'eliminació dels sulfurs del ferro i de l'acer.

Uns altres usos són:

• Additiu de propel·lents convencionals.
• Obtenció de fosa nodular (Fe-Si-Mg).
• Agent reductor per l'obtenció d'urani i uns altres metalls a partir de les seves sals.
• L'hidròxid de magnesi (Mg(OH)₂, també anomenat llet de magnèsia), el clorur de magnesi (MgCl₂), el sulfat de magnesi (MgSO₄, o sals Epsom) i el citrat es fan servir a la medicina.
• La pols de carbonat de magnesi (MgCO₃) és utilitzada pels atletes, com gimnastes i alçadors de pes, per a millorar l'adherència dels objectes. Els escaladors la utilitzen per a millorar l'adherència de les mans a la roca.
• Uns altres usos són flaixos fotogràfics, pirotècnia i bombes incendiàries.

Rol biològic

El magnesi és important per a la vida, tant l'animal com la vegetal. La clorofil·la és una substància complexa de porfirina i magnesi que intervé en la fotosíntesi.

És un element químic essencial per a l'home; la major part del magnesi es troba als ossos i els seus ions fan papers d'importància per l'activitat de molts coenzims i a les reaccions que depenen del ATP. També fa un paper estructural, el ió de Mg²⁺ té una funció estabilitzadora de l'estructura de cadenes d'ADN i ARN.

En funció del pes i l'alçada, la quantitat diària recomanada és de 300-350 mg, quantitat que pot obtindre's fàcilment perquè es troba a la majoria dels aliments. Les fulles verdes de les hortalisses són especialment riques en magnesi.

Contingut en magnesi d'alguns aliments;

• Espinacs (1/2 tassa) = 80 mg (mil·ligrams)
• Llet descremada (1 tassa) = 40 mg

Història

El nom procedix de magnèsia, que en grec designava una regió de Tessàlia. L'anglès Joseph Black, va reconèixer el magnesi com un element químic al 1755. Al 1808 Sir Humphrey Davey va obtindre metall pur per mitjà d'electròlisi d'una barreja de magnèsia i Òxid de mercuri (II) (HgO)

Abundància i obtenció

El magnesi és el setè element més abundant a l'escorça terrestre, però no es troba lliure, encara que entra a la composició de més de 60 minerals. Els més importants industrialment són els dipòsits de dolomia, magnesita, brueta, carnalita i olivina.

Als Estats Units el metall s'obté principalment per electròlisi del Clorur de magnesi (MgCl₂), obtingut de salmorres i aigua de mar, mètode que ja feia servir Bunsen;

Al càtode: Mg²⁺ + 2 e^- → Mg

A l'ànode: 2 Cl^- → Cl₂ (gas) + 2 e^-

Isòtops

El magnesi-26 és un isòtop estable que es fa servir per a la datació geològica, igual que l'Al-26. A les inclusions riques en calci i alumini (CAI en anglès) d'alguns meteorits, els objectes més antics del sistema solar, s'han trobat quantitats de Mg-26 més grans que les esperades que s'atribuïxen a la desintegració de l'Al-26. Aquests objectes, quan s'han després a les etapes primerenques de la formació dels planetes i asteroides no han patit els processos geològics que fan desaparèixer les estructures condrítiques (formades a partir de les inclusions) i per tant guarden informació sobre l'edat del sistema solar.

Als estudis es van comparar les ràtios Mg-26/Mg-24 i Al-27/Mg-24, per a determinar indirectament, la relació Al-26/A-27 de la mostra inicial al moment que aquesta es va separar de les regions de pols de la nebulosa presolar, a partir de la qual es va formar el nostre sistema solar.

Precaucions

El magnesi és extremadament inflamable, especialment si està polvoritzat. Reacciona exotèrmica i ràpidament en contacte amb aire o aigua, per tant cal manipular-lo amb precaució. El foc no s'haurà d'intentar apagar amb aigua sinó amb un extintor per a focs de classe D (sodi, alumini, reactius,...) o sigui extintors de pols específic o CO₂.

Enllaços externs

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Magnesi

• webelements.com - magnesi (anglès)
• environmentalchemistry.com - magnesi (anglès)
• Dietary Magnesium (anglès)