OXID HOŘEČNATÝ: STRUKTURA, VLASTNOSTI, NÁZVOSLOVÍ, POUŽITÍ - CHEMIE - 2025

Oxid hořečnatý je pevná anorganická krystalické bílé také známý jako oxid hořečnatý. Jeho chemický vzorec je MgO a je tvořen oxidací kovového hořčíku kyslíkem.

Často se vyskytuje jako přírodní minerál zvaný periklas. Periklasa však není hlavním zdrojem MgO. V přírodě se běžně vyskytuje jako skupina krystalů v mramoru.

Prášek z oxidu hořečnatého. Adam Rędzikowski Zdroj: Wikipedia CommonsTo se také nachází v minerálním magnezitu (který je hlavně uhličitan hořečnatý s některými uhličitany železa); v vápence a dolomitu (minerál tvořený uhličitany hořčíku a vápníku); v sopečné ejekci a hadovitých horninách.

Netvoří horniny ani krystalové usazeniny, protože při kontaktu s vodní párou v atmosféře se přeměňuje na hydroxid hořečnatý (Mg (OH) ₂).

Na průmyslové úrovni je možné jej získat několika způsoby: mimo jiné metodami kalcinace uhličitanu hořečnatého (magnezit), kalcinace hydroxidu hořečnatého, počínaje dolomitickým vápencem, mořskou vodou a pyrolýzou chloridu hořečnatého.

Produkce magnézia z magnezitu začala před více než 100 lety v Rakousku. Od té doby má magnézia několik technických aplikací díky své vysoké teplotě tání, chemické odolnosti, vysoké tepelné vodivosti, nízké elektrické vodivosti a biologické aktivitě.

Struktura

Krystalová struktura MgO je krychlová, orientovaná na obličej, podobná krystalové mřížce chloridu sodného (NaCl).

Magnesia tvoří hexaokahedrální krychlové krystaly, které mohou být bezbarvé, zelené nebo hnědé.

Minerální periklasa je malý oktaedron, méně obyčejně krychle-oktaedron nebo dodecahedron.

Vlastnosti

Ostatní jména

- Magnesia.

- Periclasa.

- Oxomagnesium.

Fyzický stav

Je pevná, krystalická a bílá. Přestože přítomnost železných nečistot dává zeleno-hnědou barvu v závislosti na stupni oxidace železa.

Mohsova tvrdost

5,5-6.

Molekulární váha

40,304 g / mol.

Bod tání

2827 ° C

Hustota

3,581 g / cm ³

Rozpustnost

Prakticky nerozpustný ve vodě:

0,00062 g na 100 ml při 20 ° C.

0,0086 g na 100 ml při 30 ° C.

Nerozpustný v ethanolu.

pH

V nasyceném vodném roztoku: 10.3.

Optické vlastnosti

Průhledný. Barva: bezbarvá, šedavě bílá, nahnědlá žlutá, bezbarvá v procházejícím světle.

Index lomu

1,7355 při 589 nm.

1,7283 při 750 nm.

Další vlastnosti

- Má vysokou tepelnou vodivost a vysokou elektrickou rezistivitu.

- Je hygroskopický, to znamená, že snadno absorbuje vodu z atmosféry. Ve vodném médiu se spojí s vodou za vzniku hydroxidu hořečnatého.

- Je stabilní v oxidační atmosféře do 2300 ° C a do 1700 ° C v redukující atmosféře.

- Je kompatibilní s většinou chemických sloučenin, kromě silných kyselin a silných oxidantů.

- Po zapálení při vysokých teplotách je oxid hořečnatý relativně inertní.

- Není toxický. Při manipulaci v práškové formě, pokud má malou velikost částic, by však měla být přijata opatření.

- Jeho krystaly mají vysokou odrazivost jak ve viditelném spektru, tak v ultrafialovém záření.

Nomenklatura

Komerčně se dodává několik druhů MgO:

Kaustická Magnesia

Jedná se o vysoce reaktivní forma oxidu hořečnatého vyrábí kalcinací nebo hoření surový magnezit (MgCO ₃) nebo hydroxid hořečnatý (Mg (OH) ₂), při relativně nízkých teplotách, ale nad teplotou rozkladu těchto materiálů, mezi 700 a 1000 ° C

To je také nazýváno žíhanou žíravinou, žíhaný oxid hořečnatý, reaktivní oxid hořečnatý, lehce spálená magnézia, mezi jinými jmény.

Kaustická magnézia může být spálena při vyšší teplotě, čímž se získá sintrovaná magnézia.

Silně spálená magnesie

Vyskytuje se, když je magnezit kalcinován při teplotách 1 000 až 1 500 ° C. Jeho reaktivita byla snížena ve srovnání s louhem.

Magnesia r

Když je magnezit kalcinován při teplotách mezi 1500 a 2000 ° C, získá se magnesie „spálená k smrti“ (překlad z anglicky mrtvého spáleného), také nazývaná refrakterní magnesie nebo fúzovaná magnesie.

Roztavená magnézia se také získá tavením kaustické magnézie v elektrickém oblouku. Díky těmto ošetřením byla jeho reaktivita téměř úplně eliminována.

Tento typ magnézie je obecně tvarován tlakem a teplotou, aniž by dosáhl teploty tání. Díky tomu je možné vyrobit kousky velké tvrdosti, označující sintrovanou magnézii. Je v podstatě stabilní proti vlhkosti a atmosférickému oxidu uhličitému.

Aplikace

MgO se používá při výrobě kovového hořčíku.

Použití žíravé magnézie

Díky své vysoké reaktivitě jsou její průmyslové aplikace velmi rozmanité.

Používá se jako surovina pro výrobu cementu a používá se ve stavebnictví, například jako pojivo. V tomto případě se smísí s koncentrovanými roztoky hořečnatých solí a malým množstvím fosforečnanu sodného.

Takto se získá extrémně tvrdý materiál. Ačkoli to není skutečný cement, protože není stabilní ve vodě, lze jej použít jako tmel nebo ochranný nátěr.

Kaustická magnézia se také používá v lehkých stavebních deskách pro tepelnou a zvukovou izolaci. Vyrábí se přidáním síranu hořečnatého jako pojiva a minerální vlny. Výsledkem jsou vysoce nehořlavé fólie.

MgO listy pro stavebnictví. Excentrik13 Zdroj: Wikipedia Commons Další využití pro kaustickou magnézii zahrnuje odstranění těžkých kovů a křemičitanu z odpadních vod. Amoniak nebo fosfáty lze také odstranit.

Je to slabá báze, takže slouží jako kyselý neutralizátor a používá se při praní spalin, jako přísada do maziv a paliv.

Slouží jako plnivo v plastikářském a gumárenském průmyslu, protože umožňuje úpravu viskozity a tuhosti těchto materiálů.

Používá se v papírenském a celulózovém průmyslu, protože se podílí na hydrogensiřičitanovém štěpení. Také jako absorbér vlhkosti v knihovnách nebo pro přípravu kosmetiky. Kromě toho je ve farmaceutickém průmyslu vysoce ceněn jako antacidum, prostředek proti zažívacím potíží a mírné projímadlo.

MgO tablety. Zdroj: Pixabay

Použití silně spálené magnézie

Vzhledem k jeho úzkému rozsahu reaktivity se používá v aplikacích, kde je vyžadována pomalá degradace. Například v doplňcích krmiv pro zvířata. Důvodem je, že za určitých podmínek může skot trpět nedostatkem hořčíku, pokud je krmen pouze píci.

Na druhé straně je známo, že hořčík (Mg) je základním prvkem chlorofylu. Z tohoto důvodu se považuje za základní živinu rostlin a používá se jako hnojivo. Způsob, jak přidat rostlinám hořčík, je magnézia.

Tento typ MgO lze použít v různých aplikacích: keramika, čištění odpadních vod (jako kationtový adsorbent při odstraňování kovů), činění kůže a surovina pro roztavenou magnézii.

Použití slinované magnézie a tavené magnézie

MgO má nejvyšší bod tání mezi oxidy střední ceny a je proto surovinou pro žáruvzdorné cihly a jiné žáruvzdorné keramiky. Je to jediný materiál, po oxidu zirkoničitého (ZrO ₂), který vydrží dlouhodobé zahřívání nad 2000 ° C.

Tento žáruvzdorný stupeň MgO se používá v ocelářském průmyslu k výrobě ochranných plášťů a výměnných vyzdívek pro zařízení, která manipulují s roztavenou ocelí, jako jsou například vysoce výkonné pece.

Vysoce výkonné pece v ocelářském průmyslu. Jean-Pol GRANDMONT Zdroj: Wikipedia Commons Žáruvzdorné stavební materiály založené na slinuté magnézii jsou díky téměř nulové míře reaktivity také odolné vůči struskám a základním nebo neutrálním plynům.

Slinuté magnéziové bloky mají vysokou kapacitu akumulace tepla a vysokou tepelnou vodivost (velmi dobře vedou teplo).

Teplo generované topným článkem se přenáší do magnéziového bloku a jeho teplota se zvyšuje. Z tohoto důvodu se používají v horkých úložných zařízeních.

Používá se jako izolační materiál v elektrickém vytápění související s domácími spotřebiči. Například pro trubkové topné prvky pro kuchyňské pece, pračky, kávovary, elektrické žehličky nebo radiátory.

Další použití MgO

Vysoká odrazivost krystalů MgO ve viditelném a blízkém UV spektru vedla k jejich použití jako reflektoru v optických nástrojích a jako monokrystalů v optických oknech a čočkách. Bílá se také používá jako standard.

Reference

1. Kirk-Othmer (1994). Encyklopedie chemické technologie. Svazek 15. Čtvrté vydání. John Wiley a synové.
2. Ullmannova encyklopedie průmyslové chemie. Svazek A15. Páté vydání.
3. Dance, JC; Emeléus, HJ; a sir Ronald Nyholm. (1973). Komplexní anorganická chemie. Redakční rada. Pergamon Press.
4. S. Národní lékařská knihovna. (2019). Oxid hořečnatý. Obnoveno z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
5. American Elements (2019). Kaustická kalcinovaná magnézia. Obnoveno z webu americanelements.com.
6. Ropp, RC (2013). Skupina 16 (O, S, Se, Te), sloučeniny alkalických zemin. Oxid hořečnatý. V encyklopedii sloučenin alkalických zemin. Obnoveno z sciposedirect.com.