Оксид магния - Википедия - Magnesium oxide

Оксид магния
Оксид магния.jpg
NaCl polyhedra.png
Имена
Другие имена
Магнезия
Периклаз
Идентификаторы
ЧЭМБЛ
ECHA InfoCard100.013.793 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 215-171-9
Номер EE530 (регуляторы кислотности, ...)
Номер RTECS
  • OM3850000
UNII
Характеристики
MgO
Молярная масса40,304 г / моль[1]
Внешностьбелый порошок
ЗапахБез запаха
Плотность3,6 г / см3[1]
Температура плавления 2852 ° С (5166 ° F, 3,125 К)[1]
Точка кипения 3600 ° С (6510 ° F, 3870 К)[1]
РастворимостьРастворим в кислота, аммиак
не растворим в алкоголь
Ширина запрещенной зоны7,8 эВ[2]
−10.2·10−6 см3/ моль[3]
Теплопроводность45–60 Вт · м−1· K−1[4]
1.7355
6,2 ± 0,6 Д
Структура
Галит (кубический), cF8
FM3м, №225
а = 4,212Å
Октаэдрический (Mg2+); октаэдрический (O2−)
Термохимия
37,2 Дж / моль К[5]
26,95 ± 0,15 Дж · моль−1· K−1[6]
−601,6 ± 0,3 кДж · моль−1[6]
-569,3 кДж / моль[5]
Фармакология
A02AA02 (ВОЗ) A06AD02 (ВОЗ), A12CC10 (ВОЗ)
Опасности
Главный опасностиМеталлическая лихорадка, Раздражающий
Паспорт безопасностиICSC 0504
R-фразы (устарело)R36, R37, R38
NFPA 704 (огненный алмаз)
точка возгоранияНегорючий
NIOSH (Пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)
TWA 15 мг / м3 (дым)[7]
REL (Рекомендуемые)
Ни один не обозначен[7]
IDLH (Непосредственная опасность)
750 мг / м3 (дым)[7]
Родственные соединения
Другой анионы
Сульфид магния
Другой катионы
Оксид бериллия
Оксид кальция
Оксид стронция
Оксид бария
Родственные соединения
Гидроксид магния
Нитрид магния
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Оксид магния (MgО), или же магнезия, это белый гигроскопичный твердый минеральная это происходит естественно как периклаз и является источником магний (смотрите также окись ). Имеет эмпирическая формула из MgО и состоит из решетки Mg2+ ионы и O2− ионы удерживаются вместе ионная связь. Гидроксид магния образуется в присутствии воды (MgO + H2О → Mg (ОН)2), но это можно исправить, нагревая для удаления влаги.

Оксид магния исторически был известен как магнезия альба (буквально белый минерал из Магнезия - в других источниках магнезия белая как MgCO3), чтобы отличить его от магнезия негра, черный минерал, содержащий то, что сейчас известно как марганец.

Хотя «оксид магния» обычно относится к MgO, перекись магния MgO2 также известен как соединение. Согласно предсказанию эволюционной кристаллической структуры,[8] MgO2 термодинамически устойчив при давлениях выше 116 ГПа (гигапаскалях), а полупроводниковый субоксид Mg3О2 термодинамически устойчив выше 500 ГПа. Благодаря своей стабильности MgO используется в качестве модельной системы для исследования колебательных свойств кристаллов.[9]

Производство

Оксид магния производится прокаливание из карбонат магния или же гидроксид магния. Последний получается лечением хлорид магния решения, как правило, с морской водой, с лимонад или известковое молоко.[10]

Mg2+ + Са (ОН)2 → Mg (OH)2 + Ca2+

Прокаливание при разных температурах дает оксид магния с разной реакционной способностью. Высокие температуры 1500-2000 ° C уменьшают доступную площадь поверхности и производят глухую (часто называемую мертвой выжженной) магнезию, инертную форму, используемую в качестве огнеупорный. При температурах прокаливания 1000-1500 ° C образуется сильно обожженная магнезия, которая имеет ограниченную реакционную способность, а прокаливание при более низкой температуре (700–1000 ° C) дает легковоспламеняемую магнезию, реактивную форму, также известную как каустическая кальцинированная магнезия. Хотя некоторое разложение карбоната до оксида происходит при температурах ниже 700 ° C, полученные материалы, по-видимому, реабсорбируют диоксид углерода из воздуха.[11]

Приложения

MgO ценится как огнеупорный материал, то есть твердое вещество, которое физически и химически стабильно при высоких температурах. У него есть два полезных свойства: высокая теплопроводность и низкая электропроводность. Заполнение спиральных нагревательных элементов Calrod на кухонных электрических плитах является основным применением. «Безусловно, крупнейшим потребителем магнезии в мире является огнеупорная промышленность, которая потребляла около 56% магнезии в США в 2004 году, а остальные 44% использовались в сельском хозяйстве, химии, строительстве, охране окружающей среды и других промышленных применениях».[12] MgO, используется в качестве основного огнеупорного материала для тигли.

Это основной огнезащитный ингредиент строительных материалов. Как строительный материал, стеновые панели из оксида магния имеют несколько привлекательных характеристик: огнестойкость, устойчивость к термитам, влагостойкость, устойчивость к плесени и плесени, а также прочность.[13][нужна цитата ]

Ниша использует

MgO является одним из компонентов в портландцемент в установки сухого процесса.

Оксид магния широко используется в почве и восстановление грунтовых вод, очистка сточных вод, очистка питьевой воды, очистка выбросов в атмосферу и очистка отходов за его кислотную буферную способность и связанную с этим эффективность в стабилизации растворенных тяжелых металлов.[согласно кому? ]

Многие виды тяжелых металлов, такие как свинец и кадмий, наиболее растворимы в воде при кислом pH (ниже 6), а также при высоком pH (выше 11). Растворимость металлов влияет на биодоступность видов и подвижность почвенных и грунтовых вод. Большинство металлов токсичны для человека при определенных концентрациях, поэтому крайне важно минимизировать биодоступность и мобильность металлов.

Гранулированный MgO часто смешивают с загрязненной металлами почвой или отходами, которые также обычно имеют низкий (кислый) pH, чтобы довести pH до диапазона 8–10, при котором большинство металлов имеют самую низкую растворимость. Комплексы металл-гидроксид имеют тенденцию выпадать в осадок из водного раствора в диапазоне pH 8–10. MgO широко считается наиболее эффективным компаундом для стабилизации металлов по сравнению с портландцементом, известью, продуктами обжиговой пыли, отходами производства электроэнергии и различными запатентованными продуктами благодаря превосходной буферной способности MgO, экономической эффективности и простоте / безопасности обращения.

Большинство, если не все продукты, которые продаются как технологии стабилизации металлов, создают условия с очень высоким pH в водоносных горизонтах, тогда как MgO создает идеальные условия водоносного горизонта с pH 8–10. Кроме того, магний, важный элемент большинства биологических систем, предоставляется микробным популяциям почвы и грунтовых вод во время восстановления металлов с помощью MgO в качестве дополнительного преимущества.

Медицинское

Оксид магния используется для облегчения изжоги и диспепсии в качестве антацида, добавки магния и в качестве краткосрочного слабительное. Он также используется для улучшения симптомов несварение желудка. Побочные эффекты оксида магния могут включать тошноту и спазмы.[14] В количествах, достаточных для получения слабительного эффекта, побочные эффекты при длительном применении включают: энтеролиты в результате чего непроходимость кишечника.[15]

Другой

Неполированный кристалл MgO
  • Прессованный MgO используется в качестве оптического материала. Прозрачен от 0,3 до 7 мкм. В показатель преломления составляет 1,72 при 1 мкм, а Число Аббе составляет 53,58. Иногда это называют Eastman Kodak товарный знак Иртран-5, хотя это обозначение устарело. Кристаллический чистый MgO коммерчески доступен и мало используется в инфракрасной оптике.[20]
  • MgO упакован вокруг трансурановые отходы на Опытная установка по изоляции отходов, чтобы контролировать растворимость радионуклидов.[21]
  • MgO занимает важное место в качестве коммерческого удобрения для растений. [22] и в качестве корма для животных.[23]
  • Аэрозольный раствор MgO используется в библиотеке и управлении коллекциями для раскисление бумажных изделий из группы риска. В этом процессе щелочность MgO (и подобных соединений) нейтрализует относительно высокую кислотность, характерную для низкокачественной бумаги, тем самым замедляя скорость порчи.[24]
  • MgO также используется в качестве защитного покрытия в плазменные дисплеи.
  • Оксид магния используется в качестве оксидного барьера в спин-туннельных устройствах. Благодаря кристаллической структуре его тонких пленок, которые могут быть нанесены магнетронное распыление, например, он показывает характеристики, превосходящие характеристики обычно используемого аморфного Al2О3. Особенно, спиновая поляризация около 85% было достигнуто с MgO[25] против 40–60% с оксидом алюминия.[26] Значение туннельное магнитосопротивление также значительно выше для MgO (600% при комнатной температуре и 1100% при 4,2 K[27]) чем Al2О3 (около 70% при комнатной температуре[28]). MgO термически стабилен примерно до 700 К по сравнению с 600 К для Al.2О3.

Меры предосторожности

Вдыхание паров оксида магния может вызвать: металлическая лихорадка.[29]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d Хейнс, Уильям М., изд. (2011). CRC Справочник по химии и физике (92-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. 4.74. ISBN  1439855110.
  2. ^ Taurian, O.E .; Спрингборг, М .; Кристенсен, Н. (1985). «Самосогласованные электронные структуры MgO и SrO» (PDF). Твердотельные коммуникации. 55 (4): 351–5. Bibcode:1985SSCom..55..351T. Дои:10.1016/0038-1098(85)90622-2.
  3. ^ Хейнс, Уильям М., изд. (2011). CRC Справочник по химии и физике (92-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. 4.133. ISBN  1439855110.
  4. ^ Применение соединений магния для изоляционных теплопроводных наполнителей. В архиве 2013-12-30 на Wayback Machine. konoshima.co.jp
  5. ^ а б Хейнс, Уильям М., изд. (2011). CRC Справочник по химии и физике (92-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. 5.15. ISBN  1439855110.
  6. ^ а б Хейнс, Уильям М., изд. (2011). CRC Справочник по химии и физике (92-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. 5.2. ISBN  1439855110.
  7. ^ а б c Карманный справочник NIOSH по химической опасности. "#0374". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  8. ^ Чжу, Цян; Оганов А.Р .; Ляхов А.О. (2013). «Новые стабильные соединения в системе Mg-O под высоким давлением» (PDF). Phys. Chem. Chem. Phys. 15 (20): 7696–7700. Bibcode:2013PCCP ... 15.7696Z. Дои:10.1039 / c3cp50678a. PMID  23595296.
  9. ^ Mei, AB; О. Хеллман; К. М. Шлепутц; А. Рокетт; Т.-К. Чан; Л. Халтман; И. Петров; Дж. Э. Грин (2015). "Отражающее термодиффузное рассеяние рентгеновских лучей для количественного определения соотношений дисперсии фононов". Физический обзор B. 92 (17): 174301. Bibcode:2015PhRvB..92q4301M. Дои:10.1103 / Physrevb.92.174301.
  10. ^ Маргарет Сигер; Вальтер Отто; Вильгельм Флик; Фридрих Бикельгаупт; Отто С. Аккерман. «Соединения магния». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Вайнхайм: Wiley-VCH. Дои:10.1002 / 14356007.a15_595.pub2.
  11. ^ Ропп, Р.Ц. (06.03.2013). Энциклопедия щелочноземельных соединений. Эльзевир. п. 109. ISBN  9780444595508.
  12. ^ Марк А. Шанд (2006). Химия и технология магнезии. Джон Уайли и сыновья. ISBN  978-0-471-65603-6. Получено 10 сентября 2011.
  13. ^ Мармол, Гонсало; Савастано, Холмер (июль 2017 г.). «Исследование деградации нетрадиционного цемента MgO-SiO 2, армированного лигноцеллюлозными волокнами». Цементные и бетонные композиты. 80: 258–267. Дои:10.1016 / j.cemconcomp.2017.03.015.
  14. ^ Оксид магния. MedlinePlus. Последний раз редактировалось 01.02.2009
  15. ^ Татекава Ю., Накатани К., Исии Х. и др. (1996). «Непроходимость тонкой кишки, вызванная безоаром лекарства: отчет о случае». Хирургия сегодня. 26 (1): 68–70. Дои:10.1007 / BF00311997. PMID  8680127. S2CID  24976010.
  16. ^ «Резюме соединения для CID 14792 - оксид магния». PubChem.
  17. ^ Tellex, Питер А .; Уолдрон, Джек Р. (1955). «Отражение оксида магния». JOSA. 45 (1): 19. Дои:10.1364 / JOSA.45.000019.
  18. ^ Димицкий, М. (1989-02-01). «Получение карбобензокси-L-Тирозинметиловый и этиловый эфиры и соответствующие карбобензоксигидразиды ». Международные органические препараты и процедуры. 21 (1): 83–90. Дои:10.1080/00304948909356350. ISSN  0030-4948.
  19. ^ Tan, C.Y .; Ягуби, А .; Рамеш, С .; Adzila, S .; Purbolaksono, J .; Hassan, M.A .; Кутти, М. (Декабрь 2013). «Спекание и механические свойства нанокристаллического гидроксиапатита, легированного MgO». (PDF). Керамика Интернэшнл. 39 (8): 8979–8983. Дои:10.1016 / j.ceramint.2013.04.098.
  20. ^ Стивенс, Роберт Э. и Малитсон, Ирвинг Х. (1952). «Показатель преломления оксида магния» (PDF). Журнал исследований Национального бюро стандартов. 49 (4): 249–252. Дои:10.6028 / jres.049.025.
  21. ^ wipp.energy.gov Пошаговое руководство по обращению с отходами в WIPP. Опытная установка по изоляции отходов. wipp.energy.gov
  22. ^ Наука о питательных веществах. удобрение101.org. Проверено 26 апреля 2017.
  23. ^ Оксид магния для кормов для животных. lehvoss.de
  24. ^ «Массовое раскисление: спасение письменного слова». Библиотека Конгресса. Получено 26 сентября 2011.
  25. ^ Паркин, С. С. П .; Kaiser, C .; Panchula, A .; Rice, P. M .; Hughes, B .; Самант, М .; Ян, С. Х. (2004). «Гигантское туннельное магнитосопротивление при комнатной температуре с туннельными барьерами MgO (100)». Материалы Природы. 3 (12): 862–867. Bibcode:2004НатМа ... 3..862П. Дои:10.1038 / nmat1256. PMID  15516928. S2CID  33709206.
  26. ^ Monsma, D. J .; Паркин, С.С.П. (2000). «Спиновая поляризация туннельного тока от ферромагнетика / Al2О3 интерфейсы с использованием сверхпроводящих пленок из алюминия, легированного медью ». Письма по прикладной физике. 77 (5): 720. Bibcode:2000АпФЛ..77..720М. Дои:10.1063/1.127097.
  27. ^ Ikeda, S .; Hayakawa, J .; Ashizawa, Y .; Ли, Ю. М .; Миура, К .; Hasegawa, H .; Цунода, М .; Мацукура, Ф .; Оно, Х. (2008). «Туннельное магнитосопротивление 604% при 300 K за счет подавления диффузии Ta в псевдоспиновых клапанах CoFeB ∕ MgO ∕ CoFeB, отожженных при высокой температуре». Письма по прикладной физике. 93 (8): 082508. Bibcode:2008АпФЛ..93х2508И. Дои:10.1063/1.2976435.
  28. ^ Wang, D .; Nordman, C .; Daughton, J.M .; Qian, Z .; Fink, J .; Wang, D .; Nordman, C .; Daughton, J.M .; Qian, Z .; Финк, Дж. (2004). «70% TMR при комнатной температуре ОДРА Сандвичевого Junctions с CoFeB как свободные и ссылочных слои». IEEE Transactions on Magnetics. 40 (4): 2269. Bibcode:2004ITM .... 40,2269 Вт. CiteSeerX  10.1.1.476.8544. Дои:10.1109 / TMAG.2004.830219. S2CID  20439632.
  29. ^ Оксид магния. Национальный реестр загрязнителей, правительство Австралии.

внешняя ссылка