Химическият елемент магнезий е дванадесетият поред в периодичната таблица. Принадлежи към втората група и към третия период. Той е член на алкалоземните метали. Науката, която изучава тези елементи, е химията. Периодичната таблица, въз основа на която може да се изучава тази наука, ни показва, че има дванадесет протона и неутрона, съдържащи се в магнезиевия атом. Това може да се определи от серийния номер (той е равен на броя на протоните и ще има същия брой електрони, ако е неутрален атом, а не йон).
Химичните характеристики на магнезия също се изучават от химията. Периодичната таблица също е необходима за тяхното разглеждане, тъй като ни показва валентността на елемента (в този случай тя е равна на две). Зависи от групата, към която принадлежи атомът. Освен това с негова помощ можете да разберете, че моларната маса на магнезия е двадесет и четири. Тоест един мол от този метал тежи двадесет и четири грама. Формулата на магнезия е много проста – не се състои от молекули, а от атоми, обединени от кристална решетка.
Характеристика на магнезия от гледна точка на физиката
Както всички метали с изключение на живака, това съединение има твърдо агрегатно състояние в нормално състояниеусловия. Има светло сив цвят с особен блясък. Този метал има доста висока якост. Физическата характеристика на магнезия не свършва дотук.
Помислете за точките на топене и кипене. Първият е равен на шестстотин и петдесет градуса по Целзий, вторият е хиляда деветдесет градуса по Целзий. Може да се заключи, че това е доста нискотопим метал. Освен това е много лек: плътността му е 1,7 g/cm3.
Магнезий. Химия
Познавайки физическите характеристики на това вещество, можем да преминем към втората част от неговите характеристики. Този метал има средно ниво на активност. Това може да се види от електрохимичната поредица от метали – колкото по-пасивен е, толкова по-вдясно е. Магнезият е един от първите вляво. Помислете по ред с какви вещества реагира и как се случва.
С просто
Те включват тези, чиито молекули се състоят само от един химичен елемент. Това е кислород, и фифор, и сяра, и много други. Нека първо разгледаме взаимодействието с кислорода. Нарича се горене. В този случай се образува оксид на този метал. Ако изгорите два мола магнезий, докато изразходвате един мол кислород, получаваме два мола оксид. Уравнението за тази реакция се записва, както следва: 2Mg + О2=2MgO. Освен това, когато магнезият се изгаря на открито, неговият нитрид също се образува, тъй като този метал реагира успоредно с азота, съдържащ се в атмосферата.
При изгаряне на три мола магнезий се изразходва един молазот, като в резултат получаваме един мол нитрид на въпросния метал. Уравнението за този вид химическо взаимодействие може да бъде записано, както следва: 3Mg + N2=Mg3N2.
В допълнение, магнезият е в състояние да реагира с други прости вещества като халогени. Взаимодействието с тях възниква само когато компонентите се нагряват до много високи температури. В този случай възниква реакция на присъединяване. Халогените включват такива прости вещества: хлор, йод, бром, флуор. И реакциите се наричат съответно: хлориране, йодиране, бромиране, флуориране. Както може би се досещате, в резултат на подобни взаимодействия можете да получите хлорид, йодид, бромид, магнезиев флуорид. Например, ако вземем един мол магнезий и същото количество йод, получаваме един мол йодид от този метал. Тази химична реакция може да се изрази с помощта на следното уравнение: Mg + I2=MgI2. Същият принцип важи и за хлорирането. Ето уравнението на реакцията: Mg + Cl2=MgCl2.
Освен това металите, включително магнезия, реагират с фосфор и сяра. В първия случай можете да получите фосфид, във втория - сулфид (да не се бърка с фосфати и сулфати!). Ако вземете три мола магнезий, добавите към него два мола фосфор и го загреете до желаната температура, се образува един мол фосфид на въпросния метал. Уравнението за тази химическа реакция е както следва: 3Mg + 2P=Mg3P2. По същия начин, ако смесите магнезий и сяра в един и същи моларпропорции и създаваме необходимите условия под формата на висока температура, получаваме сулфида на този метал. Уравнението за такова химическо взаимодействие може да бъде записано, както следва: Mg + S=MgS. Така че ние изследвахме реакциите на този метал с други прости вещества. Но химическата характеристика на магнезия не спира дотук.
Реакции със сложни съединения
Такива вещества включват вода, соли, киселини. Металите реагират различно с различни групи химикали. Разгледайте всичко по ред.
Магнезий и вода
Когато този метал взаимодейства с най-разпространеното химическо съединение на Земята, се образуват оксид и водород под формата на газ с остра неприятна миризма. За да се извърши този вид реакция, компонентите също трябва да се нагреят. Ако смесите един мол магнезий и вода, ще получите същото количество оксид и водород. Реакционното уравнение се записва, както следва: Mg + H2O=MgO + H2.
Взаимодействие с киселини
Подобно на други реактивни метали, магнезият е в състояние да измести водородните атоми от техните съединения. Такива процеси се наричат реакции на заместване. В такива случаи металните атоми заместват водородните атоми и образуват сол, състояща се от магнезий (или друг елемент) и киселинна утайка. Например, ако вземете един мол магнезий и го добавите към солна киселина в количество от два мола, се образува един мол хлорид на въпросния метал и същото количество водород. Реакционното уравнение ще изглежда така: Mg + 2HCl=MgCl2 + H2.
Взаимодействие със соли
Как се образуват солите от киселини, вече казахме, но характеристиката на магнезия от гледна точка на химията предполага и разглеждане на реакциите му със солите. В този случай взаимодействието може да се случи само ако металът, който е част от солта, е по-малко активен от магнезия. Например, ако вземем по един мол магнезий и меден сулфат, получаваме сулфата на въпросния метал и чистата мед в еднакво моларно съотношение. Уравнението за този вид реакция може да бъде записано, както следва: Mg + CuSO4=MgSO4 + Cu. Тук влизат в действие редуциращите свойства на магнезия.
Използване на този метал
Поради факта, че превъзхожда алуминия в много отношения - той е приблизително три пъти по-лек, но в същото време два пъти по-здрав, той е широко разпространен в различни индустрии. На първо място, това е авиационната индустрия. Тук сплавите на магнезиева основа заемат първо място по популярност сред всички използвани материали. Освен това се използва в химическата промишленост като редуциращ агент за извличане на определени метали от техните съединения. Поради факта, че магнезият образува много мощна светкавица при изгаряне, той се използва във военната индустрия за производство на сигнални ракети, светкавични боеприпаси и др.
Производство на магнезий
Основната суровина за това е хлоридът на въпросния метал. Това става чрез електролиза.
Качествена реакция към катиони на даден метал
Това е специална процедура, предназначена даопределят наличието на йони в дадено вещество. За тестване на разтвора за наличие на магнезиеви съединения, към него може да се добави калиев или натриев карбонат. В резултат на това се образува бяла утайка, която е лесно разтворима в киселини.
Къде може да се намери този метал в природата?
Този химичен елемент е доста често срещан в природата. Земната кора е почти два процента съставена от този метал. Намира се в състава на много минерали, като карналит, магнезит, доломит, талк, азбест. Формулата за първия минерал изглежда така: KCl•MgCl2•6H2O. Прилича на кристали от синкаво, бледорозово, избледняло червено, светло жълто или прозрачно.
Магнезитът е магнезиев карбонат, химическата му формула е MgCO3. Има бял цвят, но в зависимост от примесите може да има сив, кафяв или жълт оттенък. Доломитът има следната химическа формула: MgCO3•CaCO3. Това е жълтеникаво сив или охра минерал със стъклен блясък.
Талк и азбест имат по-сложни формули: 3MgO•4SiO2•Н2О и 3MgO•2SiO 2•2H2O съответно. Поради високата си топлоустойчивост, те намират широко приложение в промишлеността. Освен това магнезият е включен в химичния състав на клетката и структурата на много органични вещества. Ще разгледаме това по-отблизо.
Ролята на магнезия в тялото
Този химичен елемент е важен както за растителните, така и за животинските същества. Магнезий за тялоторастенията са от съществено значение. Както желязото е в основата на хемоглобина, необходим за живота на животните, така и магнезият е основният компонент на хлорофила, без който растението не може да съществува. Този пигмент участва в процеса на фотосинтеза, при който хранителните вещества се синтезират от неорганични съединения в листата.
Магнезият също е много необходим за организма на животните. Масовата част на този микроелемент в клетката е 0,02-0,03%. Въпреки факта, че е толкова малък, той изпълнява много важни функции. Благодарение на него се поддържа структурата на такива органели като митохондриите, които са отговорни за клетъчното дишане и синтеза на енергия, както и рибозомите, в които се образуват протеините, необходими за живота. В допълнение, той е включен в химическия състав на много ензими, които са необходими за вътреклетъчния метаболизъм и синтеза на ДНК.
За тялото като цяло магнезият е необходим, за да участва в метаболизма на глюкозата, мазнините и някои аминокиселини. Също така, с помощта на този микроелемент може да се предава нервен сигнал. В допълнение към всичко по-горе, достатъчното количество магнезий в организма намалява риска от инфаркти, инфаркти и инсулти.
Симптоми на високи и ниски нива в човешкото тяло
Липсата на магнезий в организма се проявява с такива основни симптоми като високо кръвно налягане, умора и лоша работоспособност, раздразнителност и лош сън, влошаване на паметта, чести световъртежи. Може също да изпитате гадене, конвулсии,треперене в пръстите, объркване на съзнанието - това са признаци за много ниско ниво на прием на този микроелемент с храна.
Липсата на магнезий в организма води до чести респираторни заболявания, нарушения в сърдечно-съдовата система, както и диабет тип 2. След това помислете за съдържанието на магнезий в храните. За да избегнете неговия дефицит, трябва да знаете коя храна е богата на този химичен елемент. Трябва също да се има предвид, че много от тези симптоми могат да се появят и в обратния случай – излишък на магнезий в организма, както и липса на микроелементи като калий и натрий. Ето защо е важно внимателно да прегледате диетата си и да разберете същността на проблема, най-добре е да направите това с помощта на диетолог.
Съдържание на магнезий в храни
Както бе споменато по-горе, този елемент е основният компонент на хлорофила. Следователно можете да се досетите, че голямо количество от него се съдържа в зелените: целина, копър, магданоз, карфиол и бяло зеле, маруля и др. Също така, това са много зърнени храни, особено елда и просо, а също и овесени ядки и ечемик. В допълнение, ядките са богати на този микроелемент: това са кашу, орехи, фъстъци, лешници и бадеми. Също така голямо количество от въпросния метал се намира в бобови растения като боб и грах.
Много от него се намира и във водораслите, например в морското зеле. Ако консумацията на тези продукти се извършва в нормални количества,тогава на тялото ви няма да липсва металът, обсъден в тази статия. Ако нямате възможност да ядете редовно изброените по-горе храни, тогава най-добре е да закупите хранителни добавки, които включват този микроелемент. Въпреки това, преди да направите това, не забравяйте да се консултирате с лекар.
Заключение
Магнезият е един от най-важните метали в света. Намира широко приложение в множество индустрии - от химическа до авиация и военна. Освен това е много важно от биологична гледна точка. Без него не е възможно съществуването нито на растителни, нито на животински организми. Благодарение на този химичен елемент се осъществява процес, който дава живот на цялата планета - фотосинтеза.
