خواص شیمیایی مشخصه فلزات Be، Mg و قلیایی خاکی. منیزیم، معادله واکنش احتراق آن واکنش با کربنات آمونیوم

خواص MgS

MgS دریافت می شود:

1. Mg+S=MgS (واکنش در یک لوله چینی در دمای 8000 درجه سانتیگراد رخ می دهد).

2. 2Mg + S + H2S = 2MgS + H2

3. MgO + CS2 = 2MgS + CO2 (دمای 700-9000C).

4. MgO + C + S = MgS + CO

5. MgSO4 + 2C = MgS + 2 CO2 (دمای 9000C).

MgS کریستال های مکعبی بی رنگ (یا صورتی مایل به قرمز به دلیل ناخالصی ها) با شبکه ای از نوع NaCl (فاصله های بین اتمی 2.89 A) و چگالی 2.79 گرم بر سانتی متر مکعب است. آنها در دمای 20000 درجه سانتیگراد ذوب می شوند، فسفری می شوند، باعث درخشش کاتد قرمز می شوند، به ندرت در آب حل می شوند و با آب سرد واکنش می دهند:

3MgS + 2HOH = Mg (HS)2 + 2MgO + H2S

هنگامی که MgS در آب گرم هیدرولیز می شود، اکسید منیزیم و سولفید هیدروژن تشکیل می شود:

MgS + HOH = MgO + H2S

اسیدهای رقیق مانند HF، HCl، H2SO4 با MgS واکنش داده و نمک و H2S تشکیل می دهند. Cl، Br، من به شدت با MgS گرم شده بالای 3000 درجه سانتیگراد واکنش نشان می دهم و هالیدهای مربوطه را تشکیل می دهم.

دی اکسید کربن تحت فشار 50-100 میلی متر جیوه. با MgS گرم شده بالای 6600 درجه سانتیگراد واکنش نشان می دهد:

MgS + CO2 = MgO + COS

1.1.2. تعادل فاز در سیستم Y-S.

فازهای سولفید ایتریم زیر وجود دارد: YS، Y5S7، d-Y2S3، γ-Y2S3، YS2.

نتایج مطالعه خصوصیات شیمیایی کریستال و برخی خواص فیزیکی سولفیدها در جدول 1 جمع آوری شده است. هیچ داده نمودار وضعیت سیستم Y-S یافت نشد.

پیشنهادی برای یک نمودار فاز می تواند بر اساس داده های شیمیایی کریستالی موجود برای سیستم Y-S ارائه شود. مونو سولفید YS در نوع ساختار NaCl متبلور می شود. بر اساس YS، یک محلول جامد معیوب از نوع تفریق گوگرد به ترکیب YS0.75 (Y4S3) وجود دارد، در حالی که پارامتر شبکه a از 5.493 (YS) به 5.442 A درجه (Y4S3) کاهش می یابد.

ترکیب Y5S7 شامل دو واحد فرمول در هر سلول واحد است. Sesquisulfide d-Y2S3 در نوع ساختار مونوکلینیک Ho2S3 با 6 واحد فرمول در هر سلول متبلور می شود. سلول حاوی دی سولفید ایتریم (پلی سولفید) است. 8 واحد فرمول YS2.

Tetragonal YS2 در دماهای بالاتر از 500 درجه سانتیگراد در محدوده فشار 15-35 کیلوبار وجود دارد. مکعب YS2 در محدوده فشار 35-70 کیلوبار تشکیل می شود.

دی سولفید ایتریوم استوکیومتری حتی در شرایط فشار و دماهای بالا (500-1200 درجه سانتیگراد) وجود ندارد.

1.1.3. ویژگی های شیمیایی بلوری فازها در سیستم Mg-S، Y-S.

جدول 1 خواص شیمیایی کریستالی سولفیدهای ایتریم و منیزیم.

		سنگونیا	گروه فضایی	نوع سازه ای	دوره شبکه، Å			چگالی g/cm3
		مکعبی
	قرمز یاقوتی	مکعبی
	سرمه ای	مونوکلینیک
		مونوکلینیک
		مکعبی
	قهوه ای بنفش از خاکستری تیره تا سیاه	چهار ضلعی مکعبی

EKOFISK، یک میدان گازی و نفتی در بخش نروژی دریای شمال. بخشی از حوزه نفت و گاز اروپای مرکزی است. در سال 1969 کشف شد. رسوبات در عمق 3.1-3.3 کیلومتری. ذخایر اولیه 230 میلیون تن است. چگالی نفت 0.85 گرم بر سانتی متر مکعب است.

BATTLESHIP، کشتی جنگی در نیمه دوم. 19 - شروع قرن 20 با توپخانه برج کالیبر بزرگ (تا 305 میلی متر) و زره قدرتمند. در ناوگان روسیه، جنگنده های اسکادران، طراحی شده برای انجام نبردهای دریایی به عنوان بخشی از یک اسکادران، و جنگنده های دفاع ساحلی وجود داشت. پس از جنگ روسیه و ژاپن در سال 1904-1905، کشتی‌های نوع جنگنده اسکادران شروع به نامیدن کشتی‌های جنگی کردند.

لاوروفسکی کنستانتین پتروویچ (1898-1972)، شیمیدان آلی روسی، عضو متناظر آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی (1953). کارهای اصلی در مورد شیمی نفت و فناوری پالایش آن.

از این مقاله یاد خواهید گرفت که منیزیم چیست و یک معجزه شیمیایی واقعی را مشاهده می کنید - احتراق منیزیم در آب!

در قرن هفدهم، در شهر انگلیسی اپسوم، ماده تلخی از چشمه معدنی جدا شد که خاصیت ملین داشت. معلوم شد که این ماده هیدرات کریستالی سولفات منیزیم یا MgSO4∙7H2O است. به دلیل طعم خاص آن، داروسازان این ترکیب را «نمک تلخ» نامیدند. در سال 1808، هامفری دیوی، شیمیدان انگلیسی، ملغمه ای از عنصر دوازدهم را با استفاده از منیزیم و جیوه به دست آورد. یازده سال بعد، شیمیدان فرانسوی Antoine Bussy ماده مورد بحث را با استفاده از منیزیم و کلرید پتاسیم به دست آورد و باعث کاهش منیزیم شد.

منیزیم یکی از رایج ترین عناصر در پوسته زمین است. بیشتر ترکیبات منیزیم در آب دریا یافت می شود. این عنصر نقش مهمی در زندگی انسان ها، حیوانات و.

به عنوان یک فلز، منیزیم به شکل خالص آن استفاده نمی شود - فقط در آلیاژها (به عنوان مثال، با تیتانیوم). منیزیم به شما امکان می دهد آلیاژهای فوق سبک ایجاد کنید.

خواص فیزیکی منیزیم

این فلز سبک و انعطاف پذیر به رنگ نقره ای روشن با درخشندگی فلزی مشخص است.

منیزیم توسط هوا اکسید می شود و یک فیلم نسبتاً قوی MgO روی سطح آن تشکیل می شود که از فلز در برابر خوردگی محافظت می کند.

نقطه ذوب فلز نقره 650 درجه سانتیگراد و نقطه جوش 1091 درجه سانتیگراد است.

خواص شیمیایی منیزیم

این فلز با یک فیلم اکسید محافظ پوشانده شده است. اگر از بین برود، منیزیم به سرعت در هوا اکسید می شود. تحت تأثیر دما، فلز به طور فعال با هالوژن ها و بسیاری از غیر فلزات تعامل می کند. منیزیم با آب داغ واکنش می دهد و هیدروکسید منیزیم را به صورت رسوب تشکیل می دهد:

Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2

اگر پودر منیزیم را روی یک مشعل گازی در قاشق شیمیایی مخصوص آتش بزنید و سپس آن را در آب فرو کنید، پودر با شدت بیشتری شروع به سوختن می کند.

در اینجا این است که چگونه اتفاق می افتد:

با توجه به هیدروژن به شدت آزاد شده، همراه خواهد بود. در این حالت اکسید منیزیم و سپس هیدروکسید آن تشکیل می شود.

منیزیم یک فلز فعال است و بنابراین به شدت با اسیدها واکنش می دهد. با این حال، این به همان شدتی که در مورد فلز قلیایی پتاسیم رخ می دهد، رخ نمی دهد، یعنی واکنش بدون احتراق انجام می شود. اما با یک خش خش مشخص، حباب های هیدروژن به طور فعال آزاد می شوند. و اگرچه حباب های هیدروژن فلز را بلند می کنند، اما آنقدر سبک نیست که بتواند روی آب بماند.

معادله واکنش منیزیم و اسید کلریدریک:

Mg + 2HCl = MgCl2 +H2

در دماهای بالاتر از 600 درجه سانتیگراد، منیزیم در هوا مشتعل می شود و نور بسیار درخشانی را در تقریباً کل طیف، مشابه خورشید منتشر می کند.

توجه! سعی نکنید خودتان این آزمایشات را تکرار کنید!

چنین فلاش کور کننده ای می تواند به چشمان شما آسیب برساند: می توانید شبکیه چشم را دچار سوختگی کنید و در بدترین حالت بینایی خود را از دست بدهید. بنابراین، چنین تجربیاتی نه تنها در زمره زیباترین ها، بلکه در زمره خطرناک ترین ها نیز قرار می گیرند. انجام این آزمایش بدون عینک تیره محافظ ویژه توصیه نمی شود. شما یک آزمایش احتراق منیزیم را پیدا خواهید کرد که می تواند با خیال راحت در خانه انجام شود.

این واکنش یک پودر سفید از اکسید منیزیم (همچنین منیزیم نامیده می شود) و همچنین نیترید منیزیم تولید می کند. معادلات احتراق:

2Mg + O2 = 2MgO.

3Mg + N2 = Mg3N2.

منیزیم هم در آب و هم در فضای دی اکسید کربن به سوختن ادامه می دهد، بنابراین خاموش کردن چنین آتش سوزی بسیار دشوار است. خاموش کردن با آب فقط وضعیت را بدتر می کند، زیرا هیدروژن شروع به آزاد شدن می کند که همچنین مشتعل می شود.

استفاده غیرمعمول از منیزیم به عنوان منبع نور (1931)

عنصر دوازدهم بسیار شبیه به فلز قلیایی است. به عنوان مثال، با نیتروژن واکنش می دهد و نیترید تشکیل می دهد:

3Mg +N2 = Mg3N2.

همچنین، مانند لیتیوم، نیترید منیزیم را می توان به راحتی با آب تجزیه کرد:

Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2NH3.

گروه تحلیلی چهارم شامل کاتیون های Mg 2+، Mn 2+، Fe 2+، Fe 3+ می باشد.

هیدروکسیدهای کاتیونهای گروه IV در محلول قلیایی و آمونیاک اضافی نامحلول هستند. آنها به طور کمی توسط محلول NaOH اضافی در حضور پراکسید هیدروژن که یک معرف گروهی برای یون های این گروه است، رسوب می کنند. تمام کاتیون ها فسفات ها، اگزالات ها و سولفیدهای کم محلول را تشکیل می دهند (به جز Mg 2+). Mn 2+، Fe 2+، Fe 3+ خواص ردوکس را نشان می دهند.

واکنش های یون های منیزیم

واکنش با مواد قلیایی

قلیاهای سوزاننده یک رسوب ژلاتینی سفید از هیدروکسید منیزیم تشکیل می دهند:

MgCl 2 + 2 NaOH = Mg(OH) 2  + 2 NaCl

هیدروکسید منیزیم در اسیدها و نمک های آمونیوم محلول است، اما در قلیایی اضافی نامحلول است.

واکنش با محلول آبیN.H. 3 .

آمونیاک با یون های منیزیم رسوب هیدروکسید منیزیم را تشکیل می دهد:

Mg 2+ + 2NH 3 ˙ H 2 O = Mg(OH) 2  + 2NH 4 +،

که به طور کامل ته نشین نمی شود. در حضور نمک های آمونیوم، تجزیه NH 3 ˙ H 2 O به حدی کاهش می یابد که غلظت یون های OH - کمتر از مقدار لازم برای فراورده حلالیت Mg(OH) 2 می شود. به عبارت دیگر، NH 4 Cl و NH 3 یک محلول بافر با pH = 8.3 تشکیل می دهند که در آن هیدروکسید منیزیم رسوب نمی کند.

3. واکنش با سدیم هیدروژن فسفات.

MgCl 2 + Na 2 HPO 4 = MgHPO 4  + 2 NaCl

هیدروژن فسفات منیزیم یک رسوب سفید آمورف است که در اسیدهای معدنی محلول است و هنگامی که حرارت داده می شود در اسید استیک حل می شود.

اجرای واکنش: هنگام انجام واکنش در حضور NH 3 ˙ H 2 O و NH 4 Cl یک رسوب کریستالی سفید از منیزیم و فسفات آمونیوم را رسوب می دهند. 3-4 قطره نمک منیزیم (وظیفه) را در یک لوله آزمایش بریزید، یک محلول آمونیاک اضافه کنید تا کمی کدر، یک محلول NH 4 Cl تا حل شود، و 2-3 قطره از یک محلول Na 2 HPO 4 لوله آزمایش را خنک کنید زیر آب سرد با مالیدن یک میله شیشه ای به دیواره های داخلی لوله آزمایش. در حضور یون های منیزیم، یک رسوب کریستالی سفید در طول زمان تشکیل می شود:

MgCl 2 + Na 2 HPO 4 + NH 3 ˙ H 2 O = MgNH 4 PO 4  + 2 NaCl + H 2 O

این واکنش همچنین می تواند به عنوان یک واکنش میکروکریستالسکوپی انجام شود. یک قطره نمک منیزیم (وظیفه)، یک قطره NH 4 Cl روی یک اسلاید شیشه ای ریخته می شود، در بالای یک بطری با محلول غلیظ NH 3 نگهداری می شود (به پایین می افتید)، کریستالی از Na 2 HPO 4 12H 2 O خشک است. اضافه شده و پس از یک دقیقه، بلورهای MgNH 4 PO 4 به شکل دندریت (برگ) در زیر میکروسکوپ مشاهده می شود.

واکنش با کربنات آمونیوم

2MgCl 2 + 2 (NH 4) 2 CO 3 + H 2 O = Mg 2 (OH) 2 CO 3  + 4NH 4 Cl + CO 2 

رسوب کمی در آب محلول است و فقط در pH > 9 تشکیل می شود. در نمک های آمونیوم محلول است که می توان آن را بر اساس تعادل زیر توضیح داد: Mg 2 (OH) 2 CO 3  Mg 2 (OH) 2 CO 3  2 میلی گرم 2 + + 2OH - + CO 3 2-

هنگامی که NH 4 Cl معرفی می شود، تجزیه آن NH 4 Cl رخ می دهد  NH 4 + + Cl – . یون‌های NH 4 + به یون‌های هیدروکسید متصل می‌شوند تا یک ترکیب کم تفکیک NH 3 را تشکیل دهند ˙ H 2 O که در نتیجه غلظت یون های OH کاهش می یابد و حاصل نمی شود و رسوب حل می شود.

5. واکنش با 8-هیدروکسی کینولین.

8-هیدروکسی کینولین در محیط آمونیاکی با pH 9.5-12.7 با یون های منیزیم یک رسوب کریستالی زرد متمایل به سبز از نمک درون کمپلکس منیزیم اکسی کینولات Mg(C 9 H 6 NO) 2 2H 2 O تشکیل می دهد:

Mg 2 + + 2C 9 H 6 NOH + 2NH 4 OH = Mg(C 9 H 6 NO) 2 + 2NH 4 +

رسوب در اسیدهای استیک و معدنی محلول است. کاتیون های فلزات قلیایی و قلیایی خاکی در واکنش تداخلی ندارند.

اجرای واکنش: به 3-4 قطره محلول آزمایش، 2 قطره محلول فنل فتالئین و 2 مولار محلول آمونیاک را قطره قطره اضافه کنید تا زمانی که رنگ صورتی ظاهر شود. محتویات لوله آزمایش حرارت داده می شود تا به جوش آید و 4-5 قطره از محلول الکل 5٪ 8-هیدروکسی کینولین به آن اضافه می شود. در حضور منیزیم، رسوب زرد مایل به سبز تشکیل می شود. یون های فلز قلیایی و قلیایی خاکی در واکنش دخالت نمی کنند.

علمی که این عناصر را مطالعه می کند شیمی است. جدول تناوبی که بر اساس آن می توانیم این علم را مطالعه کنیم، به ما نشان می دهد که در یک اتم منیزیم دوازده پروتون و نوترون وجود دارد. این را می توان با عدد اتمی تعیین کرد (برابر تعداد پروتون ها است و اگر یک اتم خنثی باشد نه یون، به همان تعداد الکترون وجود خواهد داشت).

خواص شیمیایی منیزیم نیز توسط شیمی مورد مطالعه قرار می گیرد. جدول تناوبی نیز برای در نظر گرفتن آنها ضروری است، زیرا ظرفیت عنصر را به ما نشان می دهد (در این مورد برابر با دو است). بستگی به گروهی دارد که اتم به آن تعلق دارد. علاوه بر این، با کمک آن می توانید متوجه شوید که جرم مولی منیزیم بیست و چهار است. یعنی یک مول از این فلز بیست و چهار گرم وزن دارد. فرمول منیزیم بسیار ساده است - از مولکول ها تشکیل نمی شود، بلکه از اتم هایی تشکیل شده است که توسط یک شبکه کریستالی متحد شده اند.

ویژگی های منیزیم از دیدگاه فیزیک

مانند تمام فلزات به جز جیوه، این ترکیب در شرایط عادی حالت جامد تجمع دارد. دارای رنگ خاکستری روشن با درخشندگی خاص است. این فلز استحکام بسیار بالایی دارد. ویژگی های فیزیکی منیزیم به همین جا ختم نمی شود.

نقطه ذوب و جوش را در نظر بگیرید. اولی برابر با ششصد و پنجاه درجه سانتیگراد، دومی هزار و نود درجه سانتیگراد است. می توانیم نتیجه بگیریم که این یک فلز نسبتاً قابل ذوب است. علاوه بر این، بسیار سبک است: چگالی آن 1.7 گرم بر سانتی متر مکعب است.

منیزیم. علم شیمی

با دانستن ویژگی های فیزیکی این ماده می توانید به قسمت دوم ویژگی های آن بروید. این فلز دارای سطح فعالیت متوسط ​​است. این را می توان از سری الکتروشیمیایی فلزات مشاهده کرد - هر چه منفعل تر باشد، بیشتر به سمت راست است. منیزیم یکی از اولین ها در سمت چپ است. اجازه دهید به ترتیب در نظر بگیریم که با چه موادی واکنش نشان می دهد و چگونه این اتفاق می افتد.

با ساده

اینها شامل آنهایی می شود که مولکول های آنها فقط از یک عنصر شیمیایی تشکیل شده است. این شامل اکسیژن، فسفر، گوگرد و بسیاری دیگر است. ابتدا بیایید به تعامل با اکسیژن نگاه کنیم. به آن احتراق می گویند. در این حالت اکسیدی از این فلز تشکیل می شود. اگر دو مول منیزیم بسوزانیم، در حالی که یک مول اکسیژن مصرف می کنیم، دو مول اکسید به دست می آوریم. معادله این واکنش به صورت زیر نوشته شده است: 2Mg + O 2 = 2MgO. علاوه بر این، هنگامی که منیزیم در هوای آزاد می سوزد، نیترید آن نیز تشکیل می شود، زیرا این فلز به طور همزمان با نیتروژن موجود در جو واکنش می دهد.

وقتی سه مول منیزیم می سوزند، یک مول نیتروژن مصرف می شود و نتیجه یک مول نیترید از فلز مورد نظر است. معادله این نوع برهمکنش شیمیایی را می توان به صورت زیر نوشت: 3Mg + N 2 = Mg 3 N 2.

علاوه بر این، منیزیم می تواند با سایر مواد ساده مانند هالوژن واکنش نشان دهد. تعامل با آنها تنها در صورتی رخ می دهد که اجزا تا دمای بسیار بالا گرم شوند. در این حالت، یک واکنش اضافه رخ می دهد. هالوژن ها شامل مواد ساده زیر هستند: کلر، ید، برم، فلوئور. و واکنش ها بر این اساس نامگذاری می شوند: کلر زنی، ید زایی، برم زایی، فلوئوراسیون. همانطور که ممکن است حدس بزنید، در نتیجه چنین فعل و انفعالی می توان کلرید منیزیم، یدید، برمید و فلوراید را بدست آورد. مثلاً اگر یک مول منیزیم و به همان مقدار ید بگیریم، یک مول یدید از این فلز به دست می آید. این واکنش شیمیایی را می توان با استفاده از معادله زیر بیان کرد: Mg + I 2 = MgI 2. کلرزنی طبق همین اصل انجام می شود. در اینجا معادله واکنش است: Mg + Cl 2 = MgCl 2.

علاوه بر این، فلزات از جمله منیزیم با فسفر و گوگرد واکنش می دهند. در مورد اول، می توانید فسفید دریافت کنید، در مورد دوم - سولفید (با فسفات ها و سولفات ها اشتباه نگیرید!). اگر سه مول منیزیم بگیرید، دو مول فسفر به آن اضافه کنید و تا دمای دلخواه گرم کنید، یک مول فسفید از فلز مورد نظر تشکیل می شود. معادله این واکنش شیمیایی به شرح زیر است: 3Mg + 2P = Mg 3 P 2. به همین ترتیب اگر منیزیم و گوگرد را به نسبت مولی مساوی مخلوط کنید و شرایط لازم را به صورت دمای بالا ایجاد کنید، سولفید این فلز را به دست می آوریم. معادله چنین برهمکنش شیمیایی را می توان به صورت زیر نوشت: Mg + S = MgS. بنابراین ما به واکنش های این فلز با سایر مواد ساده نگاه کردیم. اما ویژگی های شیمیایی منیزیم به همین جا ختم نمی شود.

واکنش با ترکیبات پیچیده

این مواد شامل آب، نمک ها و اسیدها هستند. واکنش فلزات با گروه های مختلف متفاوت است. بیایید همه چیز را به ترتیب نگاه کنیم.

منیزیم و آب

هنگامی که این فلز با رایج ترین ترکیب شیمیایی روی زمین تعامل می کند، اکسید و هیدروژن به شکل گازی با بوی قوی و نامطبوع تشکیل می شود. برای انجام این نوع واکنش، اجزاء نیز باید حرارت داده شوند. اگر یک مول منیزیم و آب را مخلوط کنید، همان مقدار اکسید و هیدروژن دریافت می کنید. معادله واکنش به صورت زیر نوشته شده است: Mg + H 2 O = MgO + H 2.

تعامل با اسیدها

مانند سایر فلزات واکنش پذیر، منیزیم قادر است اتم های هیدروژن را از ترکیبات آنها جابجا کند. این نوع فرآیند نامیده می شود در چنین مواردی اتم های فلزی جایگزین اتم های هیدروژن می شوند و نمکی متشکل از منیزیم (یا عنصر دیگر) و رسوب اسیدی تشکیل می شود. به عنوان مثال، اگر یک مول منیزیم را بگیرید و به دو مول اضافه کنید، یک مول از کلرید فلز مورد نظر و به همان میزان هیدروژن تشکیل می شود. معادله واکنش به این صورت خواهد بود: Mg + 2HCl = MgCl 2 + H 2.

تعامل با نمک ها

ما قبلاً توضیح داده‌ایم که نمک‌ها از اسیدها چگونه تشکیل می‌شوند، اما خصوصیات منیزیم از دیدگاه شیمیایی همچنین مستلزم در نظر گرفتن واکنش‌های آن با نمک‌ها است. در این حالت، تعامل تنها زمانی می تواند رخ دهد که فلز موجود در نمک نسبت به منیزیم فعال تر باشد. به عنوان مثال، اگر یک مول منیزیم و سولفات مس را بگیریم، سولفات فلز مورد نظر و مس خالص را به نسبت مولی مساوی بدست می آوریم. معادله این نوع واکنش را می توان به صورت زیر نوشت: Mg + CuSO 4 = MgSO 4 + Cu. اینجاست که خواص ترمیم کنندگی منیزیم مطرح می شود.

کاربرد این فلز

با توجه به این واقعیت که از بسیاری جهات نسبت به آلومینیوم برتری دارد - تقریباً سه برابر سبک تر است، اما در عین حال دو برابر قوی تر است، به طور گسترده ای در صنایع مختلف استفاده می شود. اول از همه، این صنعت هواپیماسازی است. در اینجا، آلیاژهای مبتنی بر منیزیم در بین تمام مواد مورد استفاده، جایگاه اول را در محبوبیت دارند. علاوه بر این، در صنایع شیمیایی به عنوان یک عامل کاهنده برای استخراج برخی از فلزات از ترکیبات آنها استفاده می شود. با توجه به اینکه منیزیم هنگام سوختن فلاش بسیار قدرتمندی تولید می کند، در صنایع نظامی برای ساخت فلرهای سیگنال، مهمات نویز فلاش و غیره استفاده می شود.

دریافت منیزیم

ماده اولیه اصلی برای این کار، کلرید فلز مورد نظر است. این کار با الکترولیز انجام می شود.

واکنش کیفی به کاتیون های یک فلز معین

این یک روش ویژه است که برای تعیین حضور یون های یک ماده طراحی شده است. برای آزمایش محلول از نظر وجود ترکیبات منیزیم، می توانید کربنات پتاسیم یا سدیم را به آن اضافه کنید. در نتیجه رسوب سفید رنگی تشکیل می شود که به راحتی در اسیدها حل می شود.

این فلز در کجای طبیعت یافت می شود؟

این عنصر شیمیایی در طبیعت بسیار رایج است. تقریباً دو درصد از پوسته زمین از این فلز تشکیل شده است. در بسیاری از مواد معدنی مانند کارنالیت، منیزیت، دولومیت، تالک و آزبست یافت می شود. فرمول اولین ماده معدنی به این صورت است: KCl.MgCl 2 0.6H 2 O. شبیه بلورهایی به رنگ آبی، صورتی کم رنگ، قرمز محو، زرد روشن یا شفاف است.

منیزیت فرمول شیمیایی آن است - MgCO 3. رنگ آن سفید است اما بسته به ناخالصی ها می تواند رنگ خاکستری، قهوه ای یا زرد داشته باشد. دولومیت دارای فرمول شیمیایی زیر است: MgCO 3 .CaCO 3 . این یک خاکستری مایل به زرد یا معدنی با درخشندگی شیشه ای است.

تالک و آزبست فرمول های پیچیده تری دارند: به ترتیب 3MgO.4SiO2 .H2O و 3MgO.2SiO2.2H2O. به دلیل مقاومت بالا در برابر حرارت، کاربرد وسیعی در صنعت دارند. علاوه بر این، منیزیم بخشی از ترکیب شیمیایی سلول و ساختار بسیاری از مواد آلی است. ما به این موضوع با جزئیات بیشتری نگاه خواهیم کرد.

نقش منیزیم برای بدن

این عنصر شیمیایی هم برای موجودات گیاهی و هم برای جانوران مهم است. منیزیم به سادگی برای بدن گیاه حیاتی است. همانطور که آهن اساس هموگلوبین است که برای زندگی حیوانات ضروری است، منیزیم نیز جزء اصلی کلروفیل است که بدون آن گیاه نمی تواند وجود داشته باشد. این رنگدانه در فرآیند فتوسنتز نقش دارد که طی آن مواد مغذی از ترکیبات معدنی موجود در برگ ها سنتز می شوند.

منیزیم نیز برای بدن حیوانات بسیار ضروری است. کسر جرمی این ریز عنصر در سلول 0.02-0.03٪ است. علیرغم این واقعیت که مقدار کمی از آن وجود دارد، عملکردهای بسیار مهمی را انجام می دهد. به لطف آن، ساختار اندامک هایی مانند میتوکندری که مسئول تنفس سلولی و سنتز انرژی هستند و همچنین ریبوزوم ها حفظ می شود که در آن پروتئین های لازم برای زندگی تشکیل می شوند. علاوه بر این، بخشی از ترکیب شیمیایی بسیاری از آنزیم هایی است که برای متابولیسم داخل سلولی و سنتز DNA مورد نیاز هستند.

برای بدن به عنوان یک کل، منیزیم برای شرکت در متابولیسم گلوکز، چربی ها و برخی اسیدهای آمینه ضروری است. همچنین، با کمک این عنصر کمیاب می توان سیگنال عصبی را منتقل کرد. علاوه بر تمام موارد ذکر شده، منیزیم کافی در بدن خطر سکته قلبی، سکته قلبی و مغزی را کاهش می دهد.

علائم افزایش و کاهش محتوا در بدن انسان

کمبود منیزیم در بدن با علائم اصلی مانند فشار خون بالا، خستگی و عملکرد پایین، تحریک پذیری و خواب ضعیف، اختلال حافظه و سرگیجه مکرر ظاهر می شود. همچنین ممکن است حالت تهوع، تشنج، لرزش انگشتان، گیجی را تجربه کنید - اینها نشانه هایی از سطح بسیار پایین دریافت این عنصر میکرو از غذا است.

کمبود منیزیم در بدن منجر به بیماری های مکرر تنفسی، اختلالات سیستم قلبی عروقی و دیابت نوع 2 می شود. در مرحله بعد، بیایید به محتوای منیزیم در محصولات نگاه کنیم. برای جلوگیری از کمبود آن، باید بدانید کدام غذاها سرشار از این عنصر شیمیایی هستند. همچنین لازم است در نظر بگیریم که بسیاری از این علائم می توانند در حالت مخالف نیز ظاهر شوند - منیزیم بیش از حد در بدن و همچنین کمبود عناصر ریز مانند پتاسیم و سدیم. بنابراین، مهم است که رژیم غذایی خود را به دقت بررسی کنید و ماهیت مشکل را درک کنید.

همانطور که در بالا ذکر شد، این عنصر جزء اصلی کلروفیل است. بنابراین، می توانید حدس بزنید که مقدار زیادی از آن در سبزیجات وجود دارد: کرفس، شوید، جعفری، گل کلم و کلم سفید، کاهو، و غیره. همچنین، بسیاری از غلات، به ویژه گندم سیاه و ارزن، و همچنین بلغور جو دوسر و جو. علاوه بر این، آجیل سرشار از این ریز عنصر است: بادام هندی، گردو، بادام زمینی، فندق و بادام. حبوباتی مانند لوبیا و نخود نیز حاوی مقادیر زیادی از فلز مورد نظر هستند.

مقدار زیادی از آن در جلبک ها نیز یافت می شود، به عنوان مثال در جلبک دریایی. اگر این محصولات در مقادیر معمولی مصرف شوند، بدن شما فاقد فلز مورد بحث در این مقاله نخواهد بود. اگر فرصتی برای خوردن منظم غذاهای ذکر شده در بالا ندارید، بهتر است مکمل های غذایی حاوی این ریز عنصر را خریداری کنید. با این حال، قبل از انجام این کار، حتما باید با پزشک خود مشورت کنید.

نتیجه

منیزیم یکی از مهمترین فلزات در جهان است. کاربرد وسیعی در صنایع متعدد پیدا کرده است - از شیمیایی گرفته تا هوانوردی و نظامی. علاوه بر این، از نقطه نظر بیولوژیکی بسیار مهم است. بدون آن، وجود موجودات گیاهی و جانوری غیرممکن است. به لطف این عنصر شیمیایی، فرآیندی که به کل سیاره حیات می دهد انجام می شود - فتوسنتز.

واکنش با سدیم هیدروژن فسفات. الف) قطره های محلول را در یک لوله آزمایش قرار دهید، 2-3 قطره محلول را به مخلوط حاصل اضافه کنید. محتویات لوله آزمایش را با یک میله شیشه ای کاملاً مخلوط کرده و سپس به محلول اضافه کنید تا واکنش قلیایی شود. یک رسوب کریستالی سفید از فسفات منیزیم آمونیوم رسوب می کند:

یا به شکل یونی:

ب) برای تشخیص میکروکریستالوسکوپی، یک قطره از محلول آزمایش را روی یک لام شیشه ای قرار دهید. ابتدا یک قطره محلول و سپس یک قطره محلول غلیظ را از یک پیپت مویرگی به آن اضافه کنید. در نهایت یک کریستال سدیم هیدروژن فسفات به محلول اضافه کنید. توصیه می شود لام را به آرامی روی درب حمام آب گرم کنید. در این حالت، کریستال ها به شکل ستاره های شش پرتو تشکیل می شوند (شکل 42).

کریستال های نوع متفاوت از محلول های رقیق متمایز می شوند (شکل 43).

برنج. 42. بلورهای جدا شده از محلول های غلیظ.

برنج. 43. بلورهای جدا شده از محلول های رقیق.

رسوب حاصل در اسیدها حل می شود. واکنش ها به سمت تشکیل الکترولیت های ضعیف هدایت می شوند: یون های هیدروژن فسفات و دی هیدروژن فسفات. هنگامی که در معرض اسیدهای قوی قرار می گیرند، اسید اورتوفسفریک نیز تشکیل می شود:

تشکیل برخی محصولات واکنش به اسیدیته محلول، یعنی به قدرت و غلظت اسیدی که برای حل کردن رسوب گرفته می شود، بستگی دارد. هنگامی که در معرض آن قرار می گیرد، فقط تشکیل می شود و تشکیل نمی شود، زیرا اسید استیک اسید ضعیف تری است. بنابراین، واکنش انحلال در اسید استیک باید به صورت زیر نمایش داده شود:

با این حال، باید در نظر داشت که وقتی در اسیدهای قوی حل می شود، عمدتا اسید فسفریک تشکیل می شود.

شرایط واکنش 1. توصیه می شود بارش در ساعت انجام شود.

2. و کاتیون های دیگر (به جز کاتیون های گروه تحلیلی I) ابتدا باید حذف شوند، زیرا اکثر کاتیون های گروه های تحلیلی دیگر در این شرایط فسفات های نامحلول تشکیل می دهند.

هنگام انجام یک واکنش میکروکریستالوسکوپی در حضور، اغلب همراه، اسید سیتریک به محلول آزمایش اضافه می شود.

این امکان انجام واکنش را در حضور .

3. در هنگام بارندگی، مقدار کمی اضافی اضافه شود تا از تشکیل رسوب آمورف در محیط قلیایی جلوگیری شود. با این حال، مقدار زیاد از بارش به دلیل تشکیل یون های پیچیده جلوگیری می کند:

4. حرارت دادن محلول تا زمانی که به نفع تشکیل یک رسوب کریستالی باشد.

5. محلول ها مستعد فوق اشباع هستند، بنابراین برای سرعت بخشیدن به بارش توصیه می شود یک میله شیشه ای را به دیواره های لوله آزمایش مالش دهید.

6. هنگامی که محتوای آن کم است یا هنگام کار با محلول های رقیق، نتیجه گیری نهایی در مورد وجود یا عدم وجود آن تنها پس از انجام واکنش انجام می شود.

واکنش با هیدروکسی کینولین (اکسین). یک قطره از محلول حاوی 2 را در یک لوله آزمایش یا روی یک صفحه چینی قرار دهید، یک قطره محلول و هیدروکسی کینولین اضافه کنید. در این حالت، یک رسوب کریستالی زرد متمایل به سبز از هیدروکسی کینولات منیزیم تشکیل می شود:

یون ها با هیدروکسی کینولین رسوب تولید نمی کنند.

این واکنش برای جداسازی از سایر کاتیون های گروه I، از جمله از، و همچنین برای تعیین کمی منیزیم استفاده می شود.

شرایط واکنش 1. بارش توصیه می شود در انجام شود

هیدروکسی کینولات های یون های دیگر در مقادیر مختلف رسوب می کنند:

2. معرف کاتیون های بسیاری از عناصر دیگر را رسوب می دهد، بنابراین کاتیون های غیر از گروه های تحلیلی I و II باید وجود نداشته باشند.

3. اگر واکنش باید در حضور سایر کاتیون‌های رسوب‌شده توسط هیدروکسی کینولین انجام شود، از روش‌های پوشاندن یون‌های مداخله‌گر استفاده می‌شود (به فصل III، § 14 مراجعه کنید).

4. بارش بهتر است زمانی که گرم می شود انجام شود.

واکنش با نیتروبنزنازورسورسینول ("مگنزون"). 2-3 قطره از محلول خنثی یا کمی اسیدی مورد آزمایش را روی صفحه قطره بریزید، 1-2 قطره محلول منیزون که در محیط قلیایی رنگ بنفش قرمز دارد به آن اضافه کنید. اگر محلول زرد شد (نشان دهنده ماهیت اسیدی محیط است) 1-3 قطره از محلول و KOH اضافه کنید. در حضور یون های منیزیم، محلول آبی می شود یا رسوبی به همان رنگ تشکیل می شود.

مکانیسم واکنش مبتنی بر بارش است که با پدیده جذب رنگ روی سطح هیدروکسید منیزیم همراه است. جذب برخی از رنگهای سری به اصطلاح آنتراکینون با تغییر رنگ اصلی رنگ غیرجذب همراه است. از آنجایی که جذب رنگ روی سطح فوراً اتفاق می افتد، این پدیده به عنوان وسیله ای عالی برای تشخیص یون های منیزیم عمل می کند. در این واکنش دخالت نکنید. نمک های آمونیوم از بارش جلوگیری می کنند، بنابراین ابتدا باید حذف شوند.

واکنش افت N. A. Tananaev. یک قطره محلول فنل فتالئین، یک قطره محلول خنثی ماده آزمایش و یک قطره محلول آمونیاک را روی کاغذ صافی قرار دهید. در این حالت یک لکه قرمز به دلیل قلیایی بودن محلول آمونیاک و هیدروکسید منیزیم حاصله ظاهر می شود. ظاهر رنگ آمیزی هنوز زمینه ای برای نتیجه گیری در مورد حضور فراهم نمی کند. هنگامی که لکه مرطوب روی شعله مشعل خشک می شود، مازاد آن تبخیر می شود، هیدروکسید منیزیم کم آب می شود و لکه قرمز تغییر رنگ می دهد. اگر لکه خشک شده را با آب مقطر مرطوب کنید، رنگ قرمز به دلیل تشکیل دوباره ظاهر می شود.

جدول 8. اثر معرف ها بر کاتیون های گروه تحلیلی اول

ادامه جدول. 8.

واکنش رنگی Tananaev امکان باز شدن را در حضور. کاتیون های گروه های تحلیلی دیگر باید حذف شوند. واکنش روی کاغذ صافی در شکل نشان داده شده است. 12 (به فصل سوم، بند 5 مراجعه کنید).

واکنش با هیپویدیت رسوب سفید تازه رسوب داده شده به دلیل جذب ید عنصری در سطح رسوب هیدروکسید منیزیم در معرض هیپویدیت قرمز مایل به قهوه ای می شود. رنگ قرمز مایل به قهوه ای زمانی که رسوب با یدید یا هیدروکسید پتاسیم، الکل و سایر حلال هایی که ید را حل می کنند و همچنین در معرض سولفیت یا تیوسولفات قرار می گیرد که ید عنصری را کاهش می دهد، تغییر رنگ می دهد.

2. نمک های آمونیوم و یون های گروه های تحلیلی III، IV و V باید وجود نداشته باشد.

3. عوامل کاهنده در واکنش تداخل دارند.

4. فسفات ها و اگزالات ها نیز به دلیل تشکیل رسوبات فشرده فسفات منیزیم و اگزالات در واکنش تداخل می کنند که برخلاف سطح توسعه یافته یک رسوب بی شکل، قادر به جذب ید عنصری نیستند.