MAGNEZIJEV HIDROKSID: STRUKTURA, SVOJSTVA, NOMENKLATURA, UPORABE - KEMIJA - 2026

Magnezijev hidroksid je anorganski spoj koji je kemijski formule Mg (OH) ₂. U svom je čistom obliku gusta bijela krutina amorfnog izgleda; Međutim, s malim i točnim sadržajem nečistoća, pretvara se u kristalni kruti brucit, mineral koji se nalazi u određenim naslagama u prirodi i bogat je izvor magnezija.

To je slab elektrolit ili baza, pa je njegova disocijacija mala u vodi. Ovo svojstvo čini Mg (OH) ₂ dobrim neutralizatorom kiselosti za ljudsku prehranu; lijek popularno poznat kao mlijeko suspenzije magnezita. Također je vatra usporavajući ispuštanjem vode tijekom termičkog raspada.

Čvrsti uzorak magnezijevog hidroksida. Izvor: Chemicalinterest

Na gornjoj slici prikazane su neke krute tvari magnezijevog hidroksida po kojima se može prepoznati njegova neprozirna bijela boja. Što su kristalniji, to oni razvijaju staklene i biserne površine.

Njegova je kristalna struktura osebujna jer uspostavlja dvoslojne šesterokutne kristale koji su perspektivni dizajni za dizajn novih materijala. Njihovi pozitivni naboji igraju važnu ulogu u tim slojevima zbog supstitucije Mg ²⁺ trovalentnim kationima i zbog vrsta koje su između zidova sastavljene od OH ^- aniona.

S druge strane, druge primjene dolaze ovisno o morfologiji pripremljenih čestica ili nanočestica; kao katalizatori ili adsorbensi. U svim njima omjer 1: 2 održava se konstantnim za Mg ²⁺: OH ^- ione, odražene u istoj formuli Mg (OH) ₂.

Struktura

Formula i oktaedar

Ioni koji čine magnezijev hidroksid. Izvor: Claudio Pistilli

Gornja slika prikazuje ione koji čine Mg (OH) ₂. Kao što se može vidjeti, postoje dva OH ^- aniona za svaki Mg ²⁺ kation koji međusobno elektrostatički definiraju kristal s šesterokutnom strukturom. Ista formula pokazuje da je omjer Mg: OH 1: 2.

Međutim, prava je kristalna struktura malo zamršenija nego što se pretpostavljaju jednostavni Mg ²⁺ i OH ^- ioni. Zapravo, za magnezij je karakteristično da ima koordinacijski broj 6, pa može komunicirati s najviše šest OH ^-.

Tako _nastaje oktaedar Mg (OH) ₆, gdje atomi kisika očito potječu iz OH ^-; a kristalna struktura sada počiva na razmatranju takvih oktaedra i kako oni međusobno djeluju.

U stvari, Mg (OH) ₆ jedinice na kraju definiraju dvoslojne strukture koje su zauzvrat smještene u prostoru da potječu iz šesterokutnog kristala.

Dupli sloj

Dvoslojna struktura magnezijevog hidroksida. Izvor: Smokefoot

Gornja slika prikazuje strukturu dvostrukog sloja magnezijevog hidroksida (LDH, za akronim na engleskom: Slojni dvostruki hidroksidi). Zelene sfere predstavljaju Mg ²⁺ ione, koje mogu zamijeniti drugi s većim nabojem da bi stvorili pozitivan naboj u sloju.

Imajte na umu da oko svakog Mg ²⁺ postoji šest crvenih sfera povezanih s njihovim pripadajućim bijelim sferama; to jest oktaedarske jedinice Mg (OH) ₆. OH ^- djeluje kao most koji spaja dvije Mg ²⁺ različitih ravnina, zbog čega se slojevi isprepliću.

Isto tako, uočeno je da atomi vodika usmjeravaju prema gore i prema dolje i ponajprije su odgovorni za intermolekularne sile koje drže dva sloja Mg (OH) ₆ jedinica zajedno.

Neutralne molekule (poput alkohola, amonijaka i dušika) ili čak anioni mogu se pohraniti između ovih slojeva, ovisno o njihovoj pozitivnosti (ako postoje ioni Al ³⁺ ili Fe ^{3+ koji} zamjenjuju Mg ²⁺). "Punilo" ovih vrsta ograničeno je površinama sastavljenim od OH ^- aniona.

morfologija

Dvoslojno, šesterokutno staklo raste polako ili brzo. Sve ovisi o parametrima sinteze ili pripreme: temperaturi, molarnom omjeru, miješanju, otapalima, reagensima kao izvoru magnezija, bazama ili taložnim tvarima itd. Kako kristal raste, on određuje mikrostrukturu ili morfologiju svojih nanočestica ili agregata.

Stoga ove nanočestice mogu imati morfologiju ploče, trombocita ili globule slične karfiol-u. Isto tako, raspodjela njihovih veličina može se mijenjati, kao i stupanj poroznosti dobivenih krutih tvari.

Svojstva

Fizički izgled

To je bijela, zrnasta ili praškasta kruta supstanca bez mirisa.

Molekulska masa

58.3197 g / mol.

Gustoća

3,47 g / ml.

Talište

350 ° C. Pri toj se temperaturi raspada u oksid oslobađajući molekule vode sadržane u njegovim kristalima:

Mg (OH) ₂ (s) => MgO (s) + H ₂ O (g)

Topnost u vodi

0,004 g / 100 ml na 100 ° C; to jest, jedva se rastvara u kipućoj vodi, što ga čini netopljivim spojem u vodi. Međutim, kao što su pH smanjuje (ili povećava) kiselosti, njegova topivost raste zbog formiranja kompleksa vodene, Mg (OH ₂) ₆.

S druge strane, ako je Mg (OH) ₂ apsorbirao CO ₂, on će pustiti zarobljeni plin kao šumeći kad se otopi u kiselom mediju.

Indeks loma

1559

pH

Vodena suspenzija mu je pH koji varira između 9,5 i 10,5. Iako su ove vrijednosti normalne, to odražava njegovu nisku bazičnost u usporedbi s drugim metalnim hidroksidima (poput NaOH).

Kapacitet topline

77,03 J / mol K

Gdje se nalazi?

Pastelno plavi staklasti kristal minerala brucit. Izvor: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

Magnezijev hidroksid može se naći u prirodi kao mineral brucit, koji se odlikuje prozirnom bijelom bojom, sa zelenim ili plavkastim tonovima, ovisno o nečistoći. Isto tako, brucit je dio nekih glina, poput klorita, jer je natopljen između slojeva silikata, spojenih ionima metala.

U brucitu osim Mg ²⁺ postoje i drugi ioni, poput Al ³⁺, Fe ³⁺, Zn ²⁺ i Mn ²⁺. Njegove rude mogu se naći u različitim regijama ili jezerima Škotske, Kanade, Italije i SAD-a.

Fizički njegovi kristali izgledaju kao rastaljeno staklo (gornja slika), s bijelim, sivkastim, plavkastim ili zelenkastim bojama i prozirnim u rijetkim uzorcima.

Ovaj mineral je jedno od zla koje utječu na cement i beton, jer ima tendenciju širenja i uzrokuje lomove u njima. Međutim, on ne apsorbira CO ₂, pa njegova kalcinacija ne doprinosi efektu staklene bašte, pa je, uz to, morska voda odgovarajući mineraloški izvor (i najbogatiji) za dobivanje magnezija.

Nomenklatura

Mg (OH) ₂ ima do tri IUPAC prihvaćena imena (izvan mineralogije ili medicine). Oni su međusobno vrlo slični, budući da način na koji završavaju teško varira.

Na primjer, „magnezijev hidroksid“ odgovara njegovom nazivu prema nomenklaturi zaliha, izostavljajući (II) na kraju, jer je +2 po defaultu gotovo jedino stanje oksidacije magnezija.

„Magnezijev dihidroksid“, što označava prefiksom grčkog brojača broj OH iona ^- naveden u formuli prema sustavnoj nomenklaturi. I „magnezijev hidroksid“, završavajući sufiksom –ico jer je to, prema tradicionalnoj nomenklaturi, maksimalno i „jedino“ oksidacijsko stanje magnezija.

Ostala imena, poput brucita ili mliječne magnezije, iako su izravno povezana s ovim spojem, ne smiju se spominjati kada je riječ o njegovoj najčišćoj krutini ili kao anorganski spoj (reagens, sirovina itd.).

Prijave

neutralizator

Mg (OH) ₂ duguje maloj topljivosti u vodi činjenicom da je izvrstan neutralizator kiselosti; u suprotnom, on bi biofizirao medij osiguravajući velike koncentracije OH ^- iona, kao i druge baze (jaki elektroliti).

Tako, Mg (OH) ₂ jedva oslobađa OH ^-, istovremeno da reagira s H ₃ O ⁺ ione kako bi se dobilo vodeni kompleks magnezija, i što je gore spomenuto. Budući da može neutralizirati kiselost vodenih medija, namijenjen je za pročišćavanje otpadnih voda.

Također je dodatak hrani, gnojivima i određenim proizvodima za osobnu higijenu, poput paste za zube, jer smanjuje njihovu kiselost.

antacid

Budući da je malo topiv u vodi, može ga se gutati bez rizika djelovanja njegovih OH ^- iona (vrlo malo disocira kao slabi elektrolit).

Ova karakteristika, povezana s gornjim pododjeljkom, čini ga antacidom za liječenje žgaravice, gastrointestinalnih bolesti, probavnih smetnji i zatvor, koji se prodaje pod formulom magnezijevog mlijeka.

S druge strane, magnezijevo mlijeko također pomaže u borbi protiv neugodnih čira na raku (bijelih i crvenih čireva koji se pojavljuju u ustima).

Vatrogasno sredstvo

U dijelu svojstava je spomenuto da Mg (OH) ₂ razgrađuje oslobađajući vodu. Upravo ta voda pomaže spriječiti napredovanje plamena, jer apsorbiraju toplinu kako bi isparili, a zauzvrat, pare razrjeđuju zapaljive ili zapaljive plinove.

Brucitski mineral često se industrijski koristi u tu svrhu, namijenjen kao punilo u određenim materijalima, poput plastike različitih polimera (PVC, smole, gume), kablova ili stropova.

Katalizator

Pokazalo se da je Mg (OH) ₂ sintetiziran kao nanoplaste djelotvoran za kataliziranje kemijskih redukcija; na primjer, 4-nitrofenola (Ph-NO ₂) u 4-aminofenola (Ph-NH ₂). Isto tako, one imaju antibakterijsko djelovanje, pa se može koristiti kao terapijsko sredstvo.

Adsorbent

Neke čvrste tvari Mg (OH) ₂ mogu biti porozne, ovisno o načinu njihove pripreme. Stoga pronalaze primjenu kao adsorbense.

U vodenim otopinama molekule boje mogu se adsorbirati (na njihovim površinama), razjašnjavajući vodu. Na primjer, oni mogu apsorbirati boju indigo karmina prisutnu u vodotocima.

Reference

1. Shiver & Atkins. (2008). Neorganska kemija. (Četvrto izdanje). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Magnezijev hidroksid. Oporavilo sa: en.wikipedia.org
3. Nacionalni centar za biotehnološke informacije. (2019). Magnezijev hidroksid. PubChem baza podataka. CID = 14791. Oporavak od: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Galerije ametista. (2014). Mineral brucit. Oporavilo od: galleries.com
5. Henrist i sur. (2003). Morfološka studija nanočestica magnezijevog hidroksida
6. istaloženi u razrijeđenoj vodenoj otopini. Časopis za rast kristala 249, 321–330.
7. Saba J., Shanza RK, Muhammad RS (2018). Sinteza i strukturna analiza mezoporoznih nanočestica magnezijevog hidroksida kao efikasnog katalizatora.
8. Thimmasandra Narayan Ramesh i Vani Pavagada Sreenivasa. (2015). Uklanjanje boje Indigo karmina iz vodene otopine korištenjem magnezijevog hidroksida kao adsorbensa. Časopis za materijale, god. 2015, ID članka 753057, 10 stranica. doi.org/10.1155/2015/753057