Магний - Википедия - Magnesium

Не путать с марганец (Mn).
"mg" перенаправляется сюда. Для миллиграмма (мг) или мегаграмма (Mg) см. килограмм § кратные единицы СИ. Для использования в других целях см. MG.
Эта статья о химическом элементе. Для использования магния в качестве лекарства см. Магний (медицинское применение). Для использования магния в биологии см. Магний в биологии.

Магний,12Mg
CSIRO ScienceImage 2893 Crystalised magnesium.jpg
Магний
Произношение/мæɡˈпяzяəм/ ​(маг-NEE-зи-м )
Внешностьблестящее серое твердое вещество
Стандартный атомный вес Аr, std(Мг)[24.304, 24.307] общепринятый:24.305
Магний в периодическая таблица
ВодородГелий
ЛитийБериллийБорУглеродАзотКислородФторНеон
НатрийМагнийАлюминийКремнийФосфорСераХлорАргон
КалийКальцийСкандийТитанаВанадийХромМарганецУтюгКобальтНикельМедьЦинкГаллийГерманийМышьякСеленБромКриптон
РубидийСтронцийИттрийЦирконийНиобийМолибденТехнецийРутенийРодийПалладийСереброКадмийИндийБанкаСурьмаТеллурЙодКсенон
ЦезийБарийЛантанЦерийПразеодимНеодимПрометийСамарийЕвропийГадолинийТербийДиспрозийГольмийЭрбийТулийИттербийЛютецийГафнийТанталВольфрамРенийОсмийИридийПлатинаЗолотоМеркурий (элемент)ТаллийВестиВисмутПолонийАстатинРадон
ФранцийРадийАктинийТорийПротактинийУранНептунийПлутонийАмерицийКюрийБеркелиумКалифорнийЭйнштейнийФермийМенделевийНобелийЛоуренсийРезерфордийДубнийСиборгийБориумКалийМейтнерийДармштадтиумРентгенийКопернициумNihoniumФлеровийМосковиумЛиверморийTennessineОганессон
Быть
↑
Mg
↓
Ca
натрий ← магний → алюминий
Атомный номер (Z)12
Группагруппа 2 (щелочноземельные металлы)
Периодпериод 3
Блокироватьs-блок
Категория элемента  Щелочноземельный металл
Электронная конфигурация[Ne ] 3 с2
Электронов на оболочку2, 8, 2
Физические свойства
Фаза вSTPтвердый
Температура плавления923 K (650 ° C, 1202 ° F)
Точка кипения1363 К (1091 ° С, 1994 ° F)
Плотность (возлеr.t.)1,738 г / см3
в жидком состоянии (приm.p.)1,584 г / см3
Теплота плавления8.48 кДж / моль
Теплота испарения128 кДж / моль
Молярная теплоемкость24.869[1] Дж / (моль · К)
Давление газа
п (Па)1101001 к10 тыс.100 тыс.
вТ (K)70177386197111321361
Атомные свойства
Состояния окисления+1,[2] +2 (сильно базовый окись)
ЭлектроотрицательностьШкала Полинга: 1,31
Энергии ионизации
  • 1-я: 737,7 кДж / моль
  • 2-я: 1450,7 кДж / моль
  • 3-я: 7732,7 кДж / моль
  • (более )
Радиус атомаэмпирические: 160вечера
Ковалентный радиус141 ± 19 часов
Радиус Ван-дер-Ваальса173 вечера
Color lines in a spectral range
Спектральные линии магния
Другие свойства
Естественное явлениеизначальный
Кристальная структура ​шестиугольный плотно упакованный (ГПУ)
Hexagonal close packed crystal structure for magnesium
Скорость звука тонкий стержень4940 м / с (приr.t.) (отожженный)
Тепловое расширение24.8[3] мкм / (м · К) (при 25 ° C)
Теплопроводность156[4] Вт / (м · К)
Удельное электрическое сопротивление43.9[5] нОм · м (при 20 ° C)
Магнитный заказпарамагнитный
Магнитная восприимчивость+13.1·10−6 см3/ моль (298 К)[6]
Модуль для младших45 ГПа
Модуль сдвига17 ГПа
Объемный модуль35.4[7] ГПа
коэффициент Пуассона0.290
Твердость по Моосу1–2.5
Твердость по Бринеллю44–260 МПа
Количество CAS7439-95-4
История
Именованиепосле Магнезия, Греция[8]
ОткрытиеДжозеф Блэк (1755[8])
Первая изоляцияХэмфри Дэви (1808[8])
Главный изотопы магния
ИзотопИзобилиеПериод полураспада (т1/2)Режим распадаПродукт
24Mg79.0%стабильный
25Mg10.0%стабильный
26Mg11.0%стабильный
Категория Категория: Магний
| Рекомендации

Магний это химический элемент с символ  Mg и атомный номер 12. Это блестящее серое твердое вещество, имеющее близкое физическое сходство с другими пятью элементами во втором столбце (группа 2 или щелочноземельные металлы ) из периодическая таблица: все элементы группы 2 имеют одинаковые электрон конфигурация во внешней электронной оболочке и аналогичная кристаллическая структура.

Магний - девятый элемент во Вселенной по распространенности.[9][10] Производится в больших, выдержанных звезды от последовательного сложения трех ядра гелия к углерод ядро. Когда такие звезды взрываются, как сверхновые, большая часть магния выбрасывается в межзвездная среда где он может переработать в новые звездные системы. Магний является восьмым по содержанию элементом в земной коры[11] и четвертый по распространенности элемент на Земле (после утюг, кислород и кремний ), составляя 13% массы планеты и значительную часть ее массы. мантия. Это третий по распространенности элемент, растворенный в морской воде, после натрий и хлор.[12]

Магний встречается в природе только в сочетании с другими элементами, где он неизменно имеет +2 степень окисления. Свободный элемент (металл) может быть произведен искусственно, и он обладает высокой реакционной способностью (хотя в атмосфере он вскоре покрывается тонким слоем оксида, который частично снижает реактивность - см. пассивация ). Свободный металл горит характерным ярко-белым светом. Металл в настоящее время получают в основном электролиз магния соли получен из рассол, и используется в основном как компонент в алюминий -магниевые сплавы, иногда называемые магналий или же магнелий. Магний менее плотен, чем алюминий, а сплав ценится за сочетание легкости и прочности.

Магний является одиннадцатым по массе элементом в тело человека и необходим для всех ячеек и около 300 ферменты.[13] Ионы магния взаимодействуют с полифосфат такие соединения, как АТФ, ДНК, и РНК. Сотни ферментов нуждаются в ионах магния для работы. Соединения магния широко используются в медицине. слабительные, антациды (например., молоко магнезии ), а также для стабилизации аномального нервного возбуждения или спазма кровеносных сосудов в таких условиях, как эклампсия.[13]

Характеристики

Физические свойства

Элементарный магний - это легкий металл серо-белого цвета, плотность которого составляет две трети алюминия. Магний имеет самую низкую температуру плавления (923 К (1202 ° F)) и самую низкую температуру кипения 1363 К (1994 ° F) среди всех щелочноземельных металлов.

Чистый поликристаллический магний хрупок и легко ломается. полосы сдвига. Становится намного больше пластичный при легировании небольшим количеством других металлов, например, 1% алюминия.[14] Пластичность поликристаллического магния также может быть значительно улучшена за счет уменьшения размера его зерен до ок. 1 микрон или меньше.[15]

Химические свойства

Общая химия

Это тускнеет немного при контакте с воздухом, хотя, в отличие от более тяжелых щелочноземельные металлы, бескислородная среда не требуется для хранения, потому что магний защищен тонким слоем оксида, который довольно непроницаем и трудно удалить.

Магний реагирует с водой при комнатной температуре, хотя он реагирует гораздо медленнее, чем кальций, аналогичный металл группы 2. При погружении в воду водород Пузырьки медленно образуются на поверхности металла, хотя в порошке он реагирует намного быстрее. Реакция идет быстрее при более высоких температурах (см. меры предосторожности ). Обратимая реакция магния с водой может использоваться для накопления энергии и запуска двигатель на основе магния. Магний также экзотермически реагирует с большинством кислот, таких как соляная кислота (HCl), образуя хлорид металла и газообразный водород, аналогично реакции HCl с алюминием, цинком и многими другими металлами.

Воспламеняемость

Магний очень легковоспламеняющийся, особенно в виде порошка или нарезанного на тонкие полоски, хотя его трудно воспламенить в массе или в массе. Температура пламени магния и магниевых сплавов может достигать 3100 ° C (5610 ° F),[16] хотя высота пламени над горящим металлом обычно составляет менее 300 мм (12 дюймов).[17] После воспламенения такие пожары трудно потушить, потому что горение продолжается в азот (формируя нитрид магния ), углекислый газ (формируя оксид магния и углерод ) и воды (образуя оксид магния и водород, который также воспламеняется от тепла в присутствии дополнительного кислорода). Это свойство использовалось в зажигательном оружии во время зажигание городов в Вторая Мировая Война, где единственный практический Гражданская оборона должен был погасить горящий факел под сухим песком, чтобы исключить атмосферу из горения.

Магний также может использоваться в качестве воспламенителя для термит, смесь алюминия и порошка оксида железа, которая воспламеняется только при очень высокой температуре.

Органическая химия

Основная статья: Реактив Гриньяра

Магнийорганические соединения широко распространены в органическая химия. Обычно они встречаются как Реактивы Гриньяра. Магний может реагировать с галогеналканы давать Реактивы Гриньяра. Примеры Реактивы Гриньяра находятся фенилмагний бромид и этилмагний бромид. В Реактивы Гриньяра функционировать как общий нуклеофил, нападая на электрофильный группа, такая как атом углерода, который присутствует в полярной связи карбонил группа.

Известный магнийорганический реагент помимо реактивов Гриньяра - это антрацен магния с магнием, образующим 1,4-мостик над центральным кольцом. Он используется как источник высокоактивного магния. Связанные бутадиен -магниевый аддукт служит источником бутадиенового дианиона.

Источник света

При горении на воздухе магний излучает ярко-белый свет с сильными длинами волн ультрафиолета. Магниевый порошок (флэш-порошок ) использовался для освещения предметов в первые дни фотография.[18][19] Позже магниевая нить использовалась в одноразовой фотографии с электрическим зажиганием. фотовспышки. Магниевый порошок используется в фейерверк и морской вспышки где требуется яркий белый свет. Также его использовали для различных театральных эффектов,[20] как молния,[21] пистолетные вспышки,[22] и сверхъестественные явления.[23]

Вхождение

Смотрите также: Категория: Минералы магния.
Смотрите также: Бонинит

Магний является восьмым по содержанию элементом в земной коре по массе и занимает седьмое место с утюг в молярность.[11] Встречается в крупных месторождениях магнезит, доломит, и другие минералы, и в минеральных водах, где ионы магния растворимы.

Хотя магний содержится более чем в 60 минералы, Только доломит, магнезит, брусит, карналлит, тальк, и оливин имеют коммерческое значение.

В Mg2+
 катион является вторым по распространенности катионом в морской воде (примерно массы ионов натрия в данном образце), что делает морскую воду и морскую соль привлекательными коммерческими источниками Mg. Чтобы извлечь магний, гидроксид кальция добавлен к морская вода формировать гидроксид магния осадок.

MgCl
2 + Са (ОН)
2 → Mg (OH)
2 + CaCl
2

Гидроксид магния (брусит ) не растворяется в воде и может отфильтровываться и вступать в реакцию с соляная кислота производить концентрированные хлорид магния.

Mg (OH)
2 + 2 HCl → MgCl
2 + 2 ЧАС
2О

Из хлорида магния, электролиз производит магний.

Формы

Сплавы

Магний хрупкий, ломается полосы сдвига когда его толщина уменьшается всего на 10% на холодная прокатка (верх). Однако после легирования Mg с 1% Al и 0,1% Ca его толщину можно уменьшить на 54% с помощью того же процесса (внизу).

По состоянию на 2013 год потребление магниевых сплавов составляло менее одного миллиона тонн в год по сравнению с 50 миллионами тонн в год. алюминиевые сплавы. Их использование исторически ограничивалось склонностью сплавов Mg к коррозии, слизняк при высоких температурах и воспламенении.[24]

Коррозия

Наличие утюг, никель, медь, и кобальт сильно активирует коррозия. В более чем следовых количествах эти металлы осаждаются в виде интерметаллические соединения, а регионы с осадком функционируют как активные катодный участки, которые уменьшают воду, вызывая потерю магния.[24] Контроль количества этих металлов улучшает коррозионную стойкость. Достаточный марганец преодолевает коррозионное воздействие железа. Это требует точного контроля над составом, что увеличивает затраты.[24] Добавление катодного яда захватывает атомарный водород в структуре металла. Это предотвращает образование свободного газообразного водорода, который является важным фактором коррозионных химических процессов. Прибавление примерно одной из трех соток мышьяк снижает скорость его коррозии в солевом растворе почти в десять раз.[24][25]

Ползучесть и воспламеняемость при высоких температурах

Исследования показали, что склонность магния к ползучести при высоких температурах устраняется добавлением скандий и гадолиний. Воспламеняемость значительно снижается небольшим количеством кальций в сплаве.[24]

Соединения

Магний образует множество соединений, важных для промышленности и биологии, в том числе карбонат магния, хлорид магния, цитрат магния, гидроксид магния (молоко магнезии), оксид магния, сульфат магния, и гептагидрат сульфата магния (Английская соль ).

Изотопы

Основная статья: Изотопы магния

Магний имеет три стабильных изотопы: 24
Mg, 25
Mg и 26
Mg. Все они присутствуют в значительных количествах (см. Таблицу изотопов выше). Около 79% Mg 24
Mg. Изотоп 28
Mg является радиоактивным и в 1950-1970-х годах производился на нескольких атомных электростанциях для использования в научных экспериментах. Этот изотоп имеет относительно короткий период полураспада (21 час), и его использование было ограничено временем доставки.

Нуклид 26
Mg нашла применение в изотопический геология, аналогично алюминию. 26
Mg это радиогенный дочерний продукт 26
Al, который имеет период полураспада 717000 лет. Чрезмерное количество стабильного 26
Mg наблюдались в Ca-Al-богатые включения некоторых углистый хондрит метеориты. Это аномальное содержание объясняется распадом его родительского 26
Al во включениях, и исследователи заключают, что такие метеориты образовались в солнечная туманность перед 26
Al распался. Это одни из самых старых объектов в Солнечная система и содержат сохранившиеся сведения о его ранней истории.

Принято строить 26
Mg/24
Mg против соотношения Al / Mg. В изохронная датировка на графике соотношение Al / Mg27
Al/24
Mg. Наклон изохроны не имеет возрастного значения, но указывает начальную 26
Al/27
Al соотношение в образце в то время, когда системы были отделены от общего коллектора.

Производство

Смотрите также: Список стран по производству магния
Листы и слитки магния

В 2017 году мировое производство составило около 1100 тыс. Тонн, при этом основная часть производилась в Китае (930 тыс. Тонн) и России (60 тыс. Тонн).[26] Китай почти полностью зависит от силикотермический Пиджион процесс (восстановление оксида кремнием при высоких температурах, часто обеспечиваемое сплавом ферросилиция, в котором железо является лишь наблюдателем в реакциях) для получения металла.[27] Процесс также можно проводить с углерод примерно при 2300 ° C:

2MgO
(s) + Si
(s) + 2CaO
(s) → 2 мг
(грамм) + Ca
2SiO
4 (т)
MgO
(s) + C
(s) → Mg
(грамм) + CO
(грамм)

В Соединенных Штатах магний получают в основном с Доу процесс, к электролиз плавленого хлорида магния из рассол и морская вода. Физиологический раствор, содержащий Mg2+
 ионы сначала обрабатывают Лайм (оксид кальция) и осажденный гидроксид магния собрано:

Mg2+
(водн.) + CaO
(s) + ЧАС
2О → Ca2+
(водн.) + Mg (OH)
2 (с)

Затем гидроксид превращается в частичный гидрат из хлорид магния обработкой гидроксида соляная кислота и нагрев продукта:

Mg (OH)
2 (с) + 2 HCl → MgCl
2 (водн.) + 2ЧАС
2О
(l)

Затем соль подвергается электролизу в расплавленном состоянии. На катод, то Mg2+
 ион уменьшается на два электроны к металлическому магнию:

Mg2+
 + 2
е−
 → Mg

На анод, каждая пара Cl−
 ионы окисляются до хлор газ, высвобождая два электрона, чтобы замкнуть цепь:

2 Cl−
 → Cl
2 (г) + 2
е−

Новый процесс, технология твердооксидных мембран, включает электролитическое восстановление MgO. На катоде Mg2+
 ион уменьшается на два электроны к металлическому магнию. Электролит стабилизированный оксидом иттрия диоксид циркония (YSZ). Анод - жидкий металл. На аноде из YSZ / жидкого металла О2−
 окисляется. Слой графита граничит с жидким металлическим анодом, и на этой границе углерод и кислород вступают в реакцию с образованием монооксида углерода. Когда серебро используется в качестве жидкого металлического анода, не требуется углерод-восстановитель или водород, и на аноде выделяется только газообразный кислород.[28] Сообщается, что этот метод обеспечивает снижение стоимости фунта на 40% по сравнению с методом электролитического восстановления.[29] Этот метод более экологически безопасен, чем другие, поскольку в атмосферу выделяется гораздо меньше углекислого газа.

Соединенные Штаты традиционно были основным мировым поставщиком этого металла, поставляя 45% мирового производства еще в 1995 году. Сегодня доля рынка США составляет 7%, и остался единственный отечественный производитель - магний из США. Renco Group компания в Юта родился из ныне несуществующей Magcorp.[30]

История

Название магний происходит от Греческий слово, обозначающее места, относящиеся к племени Magnetes, либо район в Фессалия называется Магнезия[31] или же Магнезия ad Sipylum, теперь в Турции.[32] Это связано с магнетит и марганец, которые также происходят из этой области и требуют дифференциации как отдельные вещества. Видеть марганец для этой истории.

В 1618 году фермер из Эпсома в Англии попытался поить своих коров из колодца. Коровы отказывались пить из-за горького вкуса воды, но фермер заметил, что вода, казалось, лечила царапины и сыпь. Вещество стало известно как Английская соль и его слава распространилась.[33] В конечном итоге он был признан гидратированным сульфатом магния, MgSO
4·7 ЧАС
2О.

Сам металл был впервые выделен Сэр Хэмфри Дэви в Англии в 1808 году. Он применил электролиз на смеси магнезии и оксид ртути.[34] Антуан Бюсси подготовил его в связной форме в 1831 году. Первым предложением Дэви для названия было магний,[34] но теперь используется название магний.

Используется как металл

Необычное применение магния в качестве освещение источник пока вейкскейтинг в 1931 г.

Магний является третьим наиболее часто используемым конструкционным металлом после утюг и алюминий.[35] Основные области применения магния: алюминиевые сплавы, литье под давлением (легированный цинк ),[36] удаление сера в производстве чугуна и стали, а также в производстве титан в Кролл процесс.[37] Магний используется в сверхпрочных, легких материалах и сплавах. Например, при введении наночастиц карбида кремния он имеет чрезвычайно высокую удельную прочность.[38]

Исторически магний был одним из основных металлов в аэрокосмической конструкции и использовался для немецких военных самолетов еще во время Первой мировой войны и широко для немецких самолетов во время Второй мировой войны. Немцы придумали название "Электрон «для магниевого сплава - термин, который используется до сих пор. В коммерческой аэрокосмической промышленности магний обычно ограничивался компонентами двигателей из-за опасности возгорания и коррозии. экономии топлива.[39] Продолжаются разработка и испытания новых магниевых сплавов, в частности, Elektron 21, который (в процессе испытаний) оказался подходящим для компонентов авиационных двигателей, внутренних частей и планера.[40] Европейское сообщество реализует три проекта исследований и разработок магния в рамках аэрокосмического приоритета Шести рамочных программ.

В виде тонких лент магний используется для очищать растворители; например, приготовление сверхсухого этанола.

Самолет

Автомобильная промышленность

Блоки двигателя мотоцикла из сплава магния

И AJ62A, и AE44 являются недавними разработками в области высоких температур и низких температур.слизняк магниевые сплавы. Общая стратегия таких сплавов заключается в формировании интерметаллид осаждается на границы зерен, например, добавив мишметалл или же кальций.[44] Разработка новых сплавов и более низкие затраты, которые делают магний конкурентоспособным по сравнению с алюминием, увеличат количество автомобильных применений.

Электроника

Из-за низкой плотности и хороших механических и электрических свойств магний широко используется для производства мобильных телефонов, ноутбуков и планшетные компьютеры, камеры и другие электронные компоненты.

Изделия из магния: зажигалка и стружка, точилка, магниевая лента.

Другой

Магний, поскольку он легко доступен и относительно нетоксичен, имеет множество применений:

  • Магний легко воспламеняется, горит при температуре примерно 3100 ° C (3370 K; 5610 ° F),[16] и температура самовоспламенения магниевой ленты составляет примерно 473 ° C (746 K; 883 ° F).[45] При горении он излучает интенсивный, яркий белый свет. Высокая температура горения магния делает его полезным инструментом для разжигания аварийных пожаров. Другое использование включает вспышку фотография, вспышки, пиротехника, фейерверки и свечи на день рождения. Магний также часто используется для воспламенения термитов или других материалов, требующих высокой температуры воспламенения.
    Магниевый стартер (в левой руке), используемый с карманный нож и кремень, чтобы создать искры, которые воспламеняют стружку
  • В виде стружек или лент для приготовления Реактивы Гриньяра, которые полезны в органический синтез.
  • В качестве добавки к обычным ракетным топливам и при производстве графит с шаровидным графитом в чугуне.
  • В качестве восстановителя для отделения уран и другие металлы из их соли.
  • Как жертвенный (гальванический) анод для защиты лодок, подземных резервуаров, трубопроводов, заглубленных сооружений и водонагревателей.
  • Сплавлен цинком для производства цинкового листа, используемого в фотогравюра пластины в полиграфической промышленности, сухая батарея стены и кровля.[36]
  • Как металл, этот элемент в основном используется в качестве легирующей добавки к алюминию, причем эти алюминиево-магниевые сплавы используются в основном для банки для напитков спортивное снаряжение, такое как клюшки для гольфа, рыболовные катушки, луки и стрелы для стрельбы из лука.
  • Специальные, высококачественные автомобильные диски из магниевого сплава называются "магнитные колеса ", хотя этот термин часто неправильно применяют к алюминиевым колесам. Многие производители автомобилей и самолетов изготавливают детали двигателей и кузова из магния.
  • Магниевые батареи были коммерциализированы как первичные батареи, и являются активной темой исследований для перезаряжаемые батарейки.

Меры предосторожности

Блок магния нагревается паяльная лампа к самовозгоранию, излучая интенсивный белый свет
Магний
Опасности
Пиктограммы GHSGHS02: Flammable
Сигнальное слово GHSОпасность
H228, H251, H261
P210, P231, P235, P410, P422[46]
NFPA 704 (огненный алмаз)

Металлический магний и его сплавы могут быть взрывоопасными; они легко воспламеняются в чистом виде в расплавленном состоянии, в виде порошка или ленты. Горящий или расплавленный магний бурно реагирует с водой. При работе с порошкообразным магнием защитные очки с защита для глаз и УФ-фильтры (такие, какие используют сварщики), потому что сжигание магния производит ультрафиолетовый свет, который может необратимо повредить сетчатка человеческого глаза.[47]

Магний способен восстанавливать воды и выпуск легковоспламеняющихся водород газ:[48]

Мг (ов) + 2 ЧАС
2О (l) → Mg (OH)
2 (s) + ЧАС
2 (грамм)

Следовательно, вода не может потушить огонь магния. Образующийся водород усиливает огонь. Сухой песок - эффективное удушающее средство, но только на относительно ровных и плоских поверхностях.

Магний реагирует с углекислый газ экзотермически формировать оксид магния и углерод:[49]

2 мг + CO
2 → 2 MgO + C (т)

Следовательно, углекислый газ не тушит, а служит топливом для возгорания магния.

Горящий магний можно погасить с помощью Класс D сухим химическим огнетушителем, или накрыв огонь песок или магниевый литейный флюс, чтобы удалить его источник воздуха.[50]

Полезные соединения

Соединения магния, в первую очередь оксид магния (MgO), используются как огнеупорный материал в печь футеровки для производства утюг, стали, Цветные металлы, стекло, и цемент. Оксид магния и другие соединения магния также используются в сельскохозяйственной, химической и строительной промышленности. Оксид магния из прокаливание используется как электроизолятор в огнестойкие кабели.[51]

Магний реагировал с алкилгалогенид дает Реактив Гриньяра, который является очень полезным инструментом для подготовки спирты.

Соли магния входят в различные еда, удобрения (магний входит в состав хлорофилл ), и питательные среды для микробов.

Сульфит магния используется в производстве бумага (сульфитный процесс ).

Фосфат магния используются для огнестойкой древесины, используемой в строительстве.

Гексафторсиликат магния используется для защиты от моли. текстиль.

Биологические роли

Основные статьи: Магний в биологии и Магний (медицинское применение)

Механизм действия

Важное взаимодействие между фосфат и ионы магния делают магний незаменимым для основных нуклеиновая кислота химия всех клеток всех известных живых организмов. Более 300 ферменты для их каталитического действия требуются ионы магния, включая все ферменты, использующие или синтезирующие АТФ и те, которые используют другие нуклеотиды синтезировать ДНК и РНК. Молекула АТФ обычно находится в хелат с ионом магния.[52]

Питание

Рацион питания

refer to caption; follow link for complete description
Примеры пищевых источников магния (по часовой стрелке сверху слева): отруби кексы, семена тыквы, ячмень, Гречневая мука, нежирная ваниль йогурт, смесь троп, палтус стейки, бобы гарбанзо, лимская фасоль, соевые бобы, и шпинат

Специи, орехи, хлопья, какао и овощи являются богатыми источниками магния.[13] Зеленые листовые овощи, такие как шпинат также богаты магнием.[53]

Напитки, богатые магнием, кофе, чай и какао. [54]

Диетические рекомендации

в Великобритания, то рекомендуемые дневные значения магния составляют 300 мг для мужчин и 270 мг для женщин.[55] В США Рекомендуемая диета (RDA) составляют 400 мг для мужчин в возрасте 19–30 лет и 420 мг для пожилых людей; для женщин 310 мг в возрасте от 19 до 30 лет и 320 мг для пожилых людей.[56]

Дополнение

Многочисленные фармацевтические препараты магния и пищевые добавки доступны. В двух испытаниях на людях оксид магния, одна из наиболее распространенных форм в пищевых добавках с магнием из-за высокого содержания магния на вес, был менее биодоступным, чем цитрат магния, хлорид, лактат или аспартат.[57][58]

Метаболизм

В организме взрослого человека содержится 22–26 граммов магния,[13][59] с 60% в скелет, 39% внутриклеточный (20% в скелетных мышцах) и 1% внеклеточный.[13] Уровни в сыворотке обычно составляют 0,7–1,0 ммоль / л или 1,8–2,4 мэкв / л. Уровни магния в сыворотке могут быть нормальными даже при дефиците внутриклеточного магния. Механизмы поддержания уровня магния в сыворотке различны. желудочно-кишечный абсорбция и почечный экскреция. Внутриклеточный магний коррелирует с внутриклеточным калий. Повышенный уровень магния снижает кальций[60] и может предотвратить гиперкальциемию или вызвать гипокальциемию в зависимости от исходного уровня.[60] Условия как низкого, так и высокого потребления белка ингибируют абсорбцию магния, равно как и количество фосфат, фитат, и толстый в кишечнике. Непоглощенный диетический магний выводится с калом; абсорбированный магний выводится с мочой и потом.[61]

Обнаружение в сыворотке и плазме

Статус магния можно оценить путем измерения концентрации магния в сыворотке и эритроцитах в сочетании с мочевой и фекальный содержание магния, но внутривенные пробы с магнием более точны и практичны.[62] Удержание 20% или более введенного количества указывает на дефицит.[63] Нет биомаркер был установлен для магния.[64]

Концентрация магния в плазме или сыворотке может контролироваться на предмет эффективности и безопасности у тех, кто принимает препарат. терапевтически, чтобы подтвердить диагноз в потенциале отравление жертвам, или помочь в судебно-медицинский расследование в случае передозировки со смертельным исходом. Новорожденные дети матерей, получивших парентеральный Сульфат магния во время родов может проявлять токсичность при нормальном уровне магния в сыворотке.[65]

Дефицит

Низкий уровень магния в плазме (гипомагниемия ) является обычным явлением: он встречается у 2,5–15% населения в целом.[66] С 2005 по 2006 год 48 процентов Соединенные Штаты население потребляло меньше магния, чем рекомендовалось в Рекомендуемая диета.[67] Другими причинами являются повышенная почечная или желудочно-кишечная потеря, повышенный внутриклеточный сдвиг и антацидная терапия ингибиторами протонной помпы. Большинство из них протекает бессимптомно, но симптомы можно отнести к нервно-мышечный, сердечно-сосудистый, и может возникнуть метаболическая дисфункция.[66] Алкоголизм часто ассоциируется с дефицитом магния. Хронически низкий уровень магния в сыворотке крови связан с: метаболический синдром, сахарный диабет 2 типа, фасцикуляция, и гипертония.[68]

Терапия

  • В соответствии с рекомендациями ACC / AHA / ESC 2006 г. по ведению пациентов с желудочковой аритмией и профилактике внезапной сердечной смерти для пациентов с желудочковыми аритмиями внутривенное введение магния рекомендовано. аритмия связана с пуанты кто присутствует с синдром удлиненного интервала QT; и для лечения пациентов с аритмией, вызванной дигоксином.[69]
  • Сульфат магния - внутривенно - используется для лечения преэклампсия и эклампсия.[70][71]
  • Гипомагниемия, в том числе вызванная алкоголизмом, обратима пероральным или парентеральным введением магния в зависимости от степени дефицита.[72]
  • Имеются ограниченные доказательства того, что добавки магния могут играть роль в профилактике и лечении мигрень.[73]

Другие терапевтические применения, отсортированные по типу магниевой соли, включают:

Передозировка

Передозировка только из-за пищевых источников маловероятна, потому что избыток магния в крови быстро фильтруется почки,[66] и передозировка более вероятна при нарушении функции почек. Несмотря на это, мегадозотерапия вызвала смерть маленького ребенка,[75] и суровый гипермагниемия в женщине[76] и молодая девушка[77] у кого были здоровые почки. Наиболее частыми симптомами передозировки являются: тошнота, рвота, и понос; другие симптомы включают гипотония, замешательство, замедленное сердце и респираторный ставки, дефицит других полезных ископаемых, кома, аритмия сердца, и смерть от остановка сердца.[60]

Функция в растениях

Растения требуется магний для синтеза хлорофилл, важное значение для фотосинтез. Магний в центре порфириновое кольцо в хлорофилле действует аналогично железу в центре порфиринового кольца в гем. Дефицит магния у растений вызывает пожелтение в конце сезона между жилками листьев, особенно у старых листьев, и может быть исправлено любым применением соль Эпсома (что быстро выщелоченный ) или раздавлены доломитовый известняк, в почву.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Грохот, стр. 4,61
  2. ^ Bernath, P. F .; Блэк, Дж. Х. и Браулт, Дж. У. (1985). «Спектр гидрида магния» (PDF). Астрофизический журнал. 298: 375. Bibcode:1985ApJ ... 298..375B. Дои:10.1086/163620.
  3. ^ Грохот, стр. 12,135
  4. ^ Грохот, стр. 12,137
  5. ^ Грохот, стр. 12,28
  6. ^ Грохот, стр. 4,70
  7. ^ Гшнайдер, К. А. (1964). Физические свойства и взаимосвязь металлических и полуметаллических элементов.. Физика твердого тела. 16. п. 308. Дои:10.1016 / S0081-1947 (08) 60518-4. ISBN  9780126077162.
  8. ^ а б c Грохот, стр. 4,19
  9. ^ Housecroft, C.E .; Шарп, А. Г. (2008). Неорганическая химия (3-е изд.). Прентис Холл. С. 305–06. ISBN  978-0-13-175553-6.
  10. ^ Эш, Рассел (2005). Топ-10 всего за 2006 год: полная книга списков. Dk Pub. ISBN  978-0-7566-1321-1. Архивировано из оригинал 5 октября 2006 г.
  11. ^ а б «Изобилие и форма самых распространенных элементов в континентальной коре Земли» (PDF). Получено 15 февраля 2008. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  12. ^ Энтони, Дж. Пол (2006). «Химический состав морской воды». seafriends.org.nz.
  13. ^ а б c d е «Информационный бюллетень о диетических добавках: магний». Управление пищевых добавок Национального института здоровья США. 11 февраля 2016 г.. Получено 13 октября 2016.
  14. ^ Sandlöbes, S .; Friák, M .; Korte-Kerzel, S .; Pei, Z .; Neugebauer, J .; Раабе, Д. (2017). «Магниевый сплав без редкоземельных элементов с улучшенной собственной пластичностью». Научные отчеты. 7 (1): 10458. Bibcode:2017НатСР ... 710458С. Дои:10.1038 / s41598-017-10384-0. ЧВК  5585333. PMID  28874798.
  15. ^ Цзэн, Чжоран; Не, Цзянь-Фэн; Сюй, Ши-Вэй; час j. Дэвис, Крис; Бирбилис, Ник (2017). «Суперформованный чистый магний при комнатной температуре». Nature Communications. 8 (1): 972. Bibcode:2017НатКо ... 8..972Z. Дои:10.1038 / s41467-017-01330-9. ЧВК  5715137. PMID  29042555.
  16. ^ а б Dreizin, Эдвард Л .; Берман, Чарльз Х. и Вичензи, Эдвард П. (2000). «Конденсированные модификации при горении частиц магния на воздухе». Scripta Materialia. 122 (1–2): 30–42. CiteSeerX  10.1.1.488.2456. Дои:10.1016 / S0010-2180 (00) 00101-2.
  17. ^ Справочник Министерства энергетики - Учебник по самопроизвольному нагреванию и пирофорности. Министерство энергетики США. Декабрь 1994. с. 20. DOE-HDBK-1081-94. Архивировано из оригинал 15 апреля 2012 г.. Получено 21 декабря 2011.
  18. ^ Ханнави, Джон (2013). Энциклопедия фотографии девятнадцатого века. Рутледж. п. 84. ISBN  978-1135873271.
  19. ^ Scientific American: Дополнение. 48. Манн и компания. 1899. с. 20035.
  20. ^ Рекламный щит. Nielsen Business Media, Inc. 1974. стр.20.
  21. ^ Альтман, Рик (2007). Бесшумный звук фильма. Издательство Колумбийского университета. п. 41. ISBN  978-0231116633.
  22. ^ Линдси, Дэвид (2005). Безумие в процессе становления: триумфальный взлет и безвременное падение американских изобретателей шоу. iUniverse. п. 210. ISBN  978-0595347667.
  23. ^ Маккормик, Джон; Пратасик, Бенни (2005). Популярный театр кукол в Европе, 1800–1914 гг.. Издательство Кембриджского университета. п. 106. ISBN  978-0521616157.
  24. ^ а б c d е Додсон, Брайан (29 августа 2013 г.). «Прорыв в производстве нержавеющей стали с магнием является хорошим предзнаменованием для обрабатывающей промышленности». Gizmag.com. Получено 29 августа 2013.
  25. ^ Birbilis, N .; Уильямс, G .; Гусиева, К .; Samaniego, A .; Гибсон, М. А .; МакМюррей, Х. Н. (2013). «Отравление коррозией магнием». Электрохимические коммуникации. 34: 295–298. Дои:10.1016 / j.elecom.2013.07.021.
  26. ^ Брей, Э. Ли (февраль 2019 г.) Магний Металл. Сводки по минеральным ресурсам, Геологическая служба США
  27. ^ «Обзор магния». Китайская магниевая корпорация. Получено 8 мая 2013.
  28. ^ Pal, Uday B .; Пауэлл, Адам С. (2007). «Использование твердо-оксидной мембранной технологии в электрометаллургии». JOM. 59 (5): 44–49. Bibcode:2007JOM .... 59e..44P. Дои:10.1007 / s11837-007-0064-х. S2CID  97971162.
  29. ^ Дерезински, Стив (12 мая 2011 г.). «Электролиз магния с твердооксидной мембраной (SOM): масштабные исследования и разработки для легких транспортных средств» (PDF). MOxST. Архивировано из оригинал (PDF) 13 ноября 2013 г.. Получено 27 мая 2013.
  30. ^ Варди, Натан (22 февраля 2007 г.). "Человек со многими врагами". Forbes. Архивировано из оригинал 5 февраля 2006 г.. Получено 26 июн 2006.
  31. ^ «Магний: историческая справка». webelements.com. Получено 9 октября 2014.
  32. ^ languagehat (28 мая 2005 г.). "МАГНИТ". languagehat.com. Получено 18 июн 2020.
  33. ^ Эйнсворт, Стив (1 июня 2013 г.). «Глубокая ванна Эпсома». Медсестра по рецепту. 11 (6): 269. Дои:10.12968 / npre.2013.11.6.269.
  34. ^ а б Дэви, Х. (1808). «Электрохимические исследования разложения земли; с наблюдениями за металлами, полученными из щелочноземельных металлов, и за амальгамой, полученной из аммиака». Философские труды Лондонского королевского общества. 98: 333–370. Bibcode:1808РСПТ ... 98..333Д. Дои:10.1098 / рстл.1808.0023. JSTOR  107302.
  35. ^ Сигал, Дэвид (2017). Материалы для 21 века. Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0192526090.
  36. ^ а б Бейкер, Хью Д. Р .; Avedesian, Майкл (1999). Магний и магниевые сплавы. Парк материалов, Огайо: информационное общество материалов. п. 4. ISBN  978-0871706577.
  37. ^ Кетил Амундсен; Terje Kr. Ауне; Пер Бакке; Ханс Р. Эклунд; Johanna Ö. Хаагенсен; Карлос Николас; и другие. (2002). «Магний». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Wiley-VCH. Дои:10.1002 / 14356007.a15_559. ISBN  978-3527306732.
  38. ^ «Исследователи Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе создают сверхпрочный металлический магний». ucla.edu.
  39. ^ Aghion, E .; Бронфин, Б. (2000). «Развитие магниевых сплавов к 21 веку». Форум материаловедения. 350–351: 19–30. Дои:10.4028 / www.scientific.net / MSF.350-351.19. S2CID  138429749.
  40. ^ Бронфин, Б .; и другие. (2007). «Спецификация Электрон 21». В Kainer, Карл (ред.). Магний: Материалы 7-й Международной конференции по магниевым сплавам и их применению. Вайнхайм, Германия: Wiley. п. 23. ISBN  978-3527317646.
  41. ^ Dreizin, Эдвард Л .; Берман, Чарльз Х .; Вичензи, Эдвард П. (2000). «Конденсированные модификации при горении частиц магния на воздухе». Scripta Materialia. 122 (1–2): 30–42. CiteSeerX  10.1.1.488.2456. Дои:10.1016 / S0010-2180 (00) 00101-2.
  42. ^ Дорр, Роберт Ф. (15 сентября 2012 г.). Миссия в Токио: американские летчики, принявшие войну в самое сердце Японии. С. 40–41. ISBN  978-1610586634.
  43. ^ Журнал AAHS. 44–45. Американское историческое авиационное общество. 1999 г.
  44. ^ Луо, Алан А. и Пауэлл, Боб Р. (2001). «Ползучесть при растяжении и сжатии сплавов на основе магния, алюминия и кальция» (PDF). Лаборатория материалов и процессов, Центр исследований и разработок General Motors. Архивировано из оригинал (PDF) 28 сентября 2007 г.. Получено 21 августа 2007. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  45. ^ «Магний (порошок)». Международная программа химической безопасности (IPCS). IPCS INCHEM. Апрель 2000 г.. Получено 21 декабря 2011.
  46. ^ Магний. Сигма Олдрич
  47. ^ «Научная безопасность: Глава 8». Правительство Манитобы. Получено 21 августа 2007.
  48. ^ «Химия: Таблица Менделеева: магний: данные химической реакции». webelements.com. Получено 26 июн 2006.
  49. ^ «Реакция между магнием и CO.2". Университет Пердью. Получено 15 июн 2016.
  50. ^ Кот, Артур Э. (2003). Эксплуатация систем противопожарной защиты. Джонс и Бартлетт Обучение. п. 667. ISBN  978-0877655848.
  51. ^ Линсли, Тревор (2011). «Свойства проводников и изоляторов». Основные электромонтажные работы. п. 362. ISBN  978-0080966281.
  52. ^ Романи, Андреа, М. (2013). "Chapter 3. Magnesium in Health and Disease". In Astrid Sigel; Helmut Sigel; Roland K. O. Sigel (eds.). Interrelations between Essential Metal Ions and Human Diseases. Metal Ions in Life Sciences. 13. Springer. pp. 49–79. Дои:10.1007/978-94-007-7500-8_3. ISBN  978-94-007-7499-5. PMID  24470089.
  53. ^ "Magnesium in diet". MedlinePlus, U.S. National Library of Medicine, National Institutes of Health. 2 февраля 2016 г.. Получено 13 октября 2016.
  54. ^ Gropper, Sareen S.; Smith, Jack L.; Carr, Timothy P. (5 October 2016). Advanced Nutrition and Human Metabolism. Cengage Learning. ISBN  978-1-337-51421-7.
  55. ^ "Vitamins and minerals – Others – NHS Choices". Nhs.uk. 26 ноября 2012 г.. Получено 19 сентября 2013.
  56. ^ "Magnesium", pp. 190–249 in "Dietary Reference Intakes for Calcium, Phosphorus, Magnesium, Vitamin D, and Fluoride". National Academy Press. 1997 г.
  57. ^ Firoz M; Graber M (2001). "Bioavailability of US commercial magnesium preparations". Magnes Res. 14 (4): 257–262. PMID  11794633.
  58. ^ Lindberg JS; Zobitz MM; Poindexter JR; Pak CY (1990). "Magnesium bioavailability from magnesium citrate and magnesium oxide". J Am Coll Nutr. 9 (1): 48–55. Дои:10.1080/07315724.1990.10720349. PMID  2407766.
  59. ^ Saris NE, Mervaala E, Karppanen H, Khawaja JA, Lewenstam A (April 2000). "Magnesium. An update on physiological, clinical and analytical aspects". Clin Chim Acta. 294 (1–2): 1–26. Дои:10.1016/S0009-8981(99)00258-2. PMID  10727669.
  60. ^ а б c "Magnesium". Umm.edu. University of Maryland Medical Center. 7 May 2013. Archived from оригинал 16 февраля 2017 г.. Получено 19 сентября 2013.
  61. ^ Wester PO (1987). "Magnesium". Являюсь. J. Clin. Нутр. 45 (5 Suppl): 1305–1312. Дои:10.1093/ajcn/45.5.1305. PMID  3578120.
  62. ^ Arnaud MJ (2008). "Update on the assessment of magnesium status". Br. J. Nutr. 99 Suppl 3: S24–S36. Дои:10.1017/S000711450800682X. PMID  18598586.
  63. ^ Rob PM; Dick K; Bley N; Seyfert T; Brinckmann C; Höllriegel V; и другие. (1999). "Can one really measure magnesium deficiency using the short-term magnesium loading test?". J. Intern. Med. 246 (4): 373–378. Дои:10.1046/j.1365-2796.1999.00580.x. PMID  10583708. S2CID  6734801.
  64. ^ Franz KB (2004). "A functional biological marker is needed for diagnosing magnesium deficiency". J Am Coll Nutr. 23 (6): 738S–741S. Дои:10.1080/07315724.2004.10719418. PMID  15637224. S2CID  37427458.
  65. ^ Baselt, R. (2008). Утилизация токсичных лекарств и химикатов у человека (8-е изд.). Biomedical Publications. pp. 875–877. ISBN  978-0962652370.
  66. ^ а б c Ayuk J.; Gittoes N.J. (March 2014). "Contemporary view of the clinical relevance of magnesium homeostasis". Annals of Clinical Biochemistry. 51 (2): 179–188. Дои:10.1177/0004563213517628. PMID  24402002. S2CID  21441840.
  67. ^ Rosanoff, Andrea; Weaver, Connie M; Rude, Robert K (March 2012). "Suboptimal magnesium status in the United States: are the health consequences underestimated?" (PDF). Отзывы о питании. 70 (3): 153–164. Дои:10.1111/j.1753-4887.2011.00465.x. PMID  22364157.
  68. ^ Geiger H; Wanner C (2012). "Magnesium in disease" (PDF). Clin Kidney J. 5 (Suppl 1): i25–i38. Дои:10.1093/ndtplus/sfr165. ЧВК  4455821. PMID  26069818.
  69. ^ Zipes DP; Camm AJ; Borggrefe M; и другие. (2012). "ACC/AHA/ESC 2006 Guidelines for Management of Patients With Ventricular Arrhythmias and the Prevention of Sudden Cardiac Death: a report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force and the European Society of Cardiology Committee for Practice Guidelines (writing committee to develop Guidelines for Management of Patients With Ventricular Arrhythmias and the Prevention of Sudden Cardiac Death): developed in collaboration with the European Heart Rhythm Association and the Heart Rhythm Society". Тираж. 114 (10): e385–e484. Дои:10.1161/CIRCULATIONAHA.106.178233. PMID  16935995.
  70. ^ James MF (2010). "Magnesium in obstetrics". Best Pract Res Clin Obstet Gynaecol. 24 (3): 327–337. Дои:10.1016/j.bpobgyn.2009.11.004. PMID  20005782.
  71. ^ Euser, A. G.; Cipolla, M. J. (2009). "Magnesium Sulfate for the Treatment of Eclampsia: A Brief Review". Гладить. 40 (4): 1169–1175. Дои:10.1161/STROKEAHA.108.527788. ЧВК  2663594. PMID  19211496.
  72. ^ Giannini, A. J. (1997). Drugs of Abuse (Второе изд.). Los Angeles: Physicians Management Information Co. ISBN  978-0874894998.
  73. ^ Teigen L, Boes CJ (2014). "An evidence-based review of oral magnesium supplementation in the preventive treatment of migraine". Cephalalgia (Рассмотрение). 35 (10): 912–922. Дои:10.1177/0333102414564891. PMID  25533715. S2CID  25398410. There is a strong body of evidence demonstrating a relationship between magnesium status and migraine. Magnesium likely plays a role in migraine development at a biochemical level, but the role of oral magnesium supplementation in migraine prophylaxis and treatment remains to be fully elucidated. The strength of evidence supporting oral magnesium supplementation is limited at this time.
  74. ^ Gowariker, Vasant; Krishnamurthy, V. P.; Gowariker, Sudha; Dhanorkar, Manik; Paranjape, Kalyani (8 April 2009). The Fertilizer Encyclopedia. п. 224. ISBN  978-0470431764.
  75. ^ McGuire, John; Kulkarni, Mona Shah; Baden, Harris (February 2000). "Fatal Hypermagnesemia in a Child Treated With Megavitamin/Megamineral Therapy". Педиатрия. 105 (2): E18. Дои:10.1542/peds.105.2.e18. PMID  10654978. Получено 1 февраля 2017.
  76. ^ Kontani M; Hara A; Ohta S; Ikeda T (2005). "Hypermagnesemia induced by massive cathartic ingestion in an elderly woman without pre-existing renal dysfunction". Intern. Med. 44 (5): 448–452. Дои:10.2169/internalmedicine.44.448. PMID  15942092.
  77. ^ Kutsal, Ebru; Aydemir, Cumhur; Eldes, Nilufer; Demirel, Fatma; Polat, Recep; Taspınar, Ozan; Kulah, Eyup (February 2000). "Severe Hypermagnesemia as a Result of Excessive Cathartic Ingestion in a Child Without Renal Failure". Педиатрия. 205 (2): 570–572. Дои:10.1097/PEC.0b013e31812eef1c. PMID  17726419.

Cited sources

внешняя ссылка