Химический элемент магний (mg)

Свойства магния

Магний относится ко II группе периодической системы Д.И. Менделеева. Атомная масса магния 24,32. По химическим свойствам магний относится к щелочноземельным металлам.

Магний плавится при 651 ºС и кипит при 1107 ºС. Полиморфных модификаций магний не имеет и во всем интервале температур ниже точки плавления сохраняет гексагональную плотноупакованную структуру с соотношением осей с/а (1,6235), почти равным теоретическому значению (1,633). Атомный диаметр магния равен 0,32 нм. Магний относится к наиболее легким конструкционным металлам; его плотность равна 1,74 г/см3 при 20 ºС.

Удельная теплоемкость магния примерно такая же, как у алюминия, а скрытая теплота плавления в два раза ниже. Теплопроводность магния в полтора раза меньше, чем у алюминия, но больше, чем у стали. Коэффициенты линейного расширения магния и алюминия примерно одинаковы. Электросопротивление магния почти в два раза больше, чем у алюминия. Магний – парамагнитный металл.

Магний незначительно захватывает тепловые нейтроны. Сечение захвата тепловых нейтронов для него равно 5,9 · 10-26 см2.

Модули Юнга и сдвига магния невелики и составляют всего 44,1 ГПа и 17,85 ГПа. Они обнаруживают заметную анизотропию. Магний при низких температурах обладает невысокой пластичностью. При низких температурах скольжение происходит лишь по плоскостям базиса (0001). При нагреве до 200…300 ºС в магнии появляются дополнительные плоскости скольжения {1011} и {1120} и пластичность сильно возрастает. Во всех случаях скольжение осуществляется в направлениях . Пластическая деформация осуществляется также двойникованием по плоскостям {1012}. Прочностные свойства магния при комнатной температуре выше, чем у алюминия.

Магний – химически активный металл. Свежая поверхность металла серебристо-белого цвета, но она быстро тускнеет из-за окисления магния на воздухе с образованием оксидной плёнки. При низких температурах оксидная плёнка аморфна, но при нагреве выше 200 ºС приобретает кристаллическое строение. При температурах ниже 450 ºС толщина оксидной пленки невелика; она сравнительно плотная и обладает определенными защитными свойствами против окисления. При более высоких температурах резко возрастает скорость окисления магния, оксидная пленка становится рыхлой, пористой, поэтому облегчается доступ кислорода к поверхности металла. При нагреве на воздухе до температур выше 623 ºС магний воспламеняется и горит, излучая ослепительный яркий свет. Оксидная пленка на магнии не обладает достаточными защитными свойствами, потому что плотность MgO значительно больше, чем магния.

Магний легко растворяется во всех разбавленных минеральных кислотах, с трудом – в концентрированной серной и совсем не взаимодействует с плавиковой, энергично реагирует со многими органическими кислотами.

Магний устойчив в керосине, бензине, минеральных маслах, фреоне, феноле, спиртах (кроме метилового).

Магний растворяет большие количества водорода. При температуре кристаллизации в жидком магнии растворяется около 50 см3/100 г водорода, а в твердом – около 20 см3/100 г.

Железо, медь, кобальт, кремний и никель резко ухудшают коррозионную стойкость магния. Легирование магния цирконием и марганцем повышает его коррозионную стойкость. Наилучшим способом защиты магния и его сплавов от коррозии является нанесение на поверхность изделий плотных тончайших оксидных пленок или тонких лакокрасочных покрытий.

Магниевые сплавы удовлетворительно свариваются различными методами сварки: дуговой сваркой с нерасходуемым вольфрамовым электродом в защитной среде из инертных газов, контактной точечной и роликовой сваркой.

Металл в природе

Магний – среди самых распространенных компонентов земной коры: тонна содержит 19,52 кг этого элемента (почти 2%).

Главная форма нахождения в природе – залежи доломита и магнезита. Насыщены магнием брусит, кизерит, бишофит, другие минералы.

Кроме минеральных отложений, природными источниками металла являются:

• Морская вода.
• Рапа (насыщенный соляной раствор солей). Добывается из лиманов и искусственно созданных соленых водоемов.

Залежами осадочного происхождения располагает большинство регионов планеты:

• Для магнезита требуются гидротермальные источники.
• Доломит находят в осадочных карбонатных прослойках. Залежи формируются также воздействием горячих растворов, рек, грунтовых вод на известняки. Его запасы практически неисчерпаемы.
• Самородные фрагменты магния формируются потоками газов. В отличие от минералов, весьма редки.

Впервые он обнаружен в конце XX века в России (Восточная Сибирь, берега реки Чона) и Таджикистане (вулканическая лава).

Магний металлический цена за килограмм

Не все пункты приема принимают магний. У тех, кто принимает существует лишь одна категория этого металла – кусковой лом магния (точнее это даже не магний в чистом виде, а сплавы, в которых он содержится, но в пунктах обозначается, как лом магния), его стоимость (средняя) составляет:

Лом магния кусковой – 38 рублей за килограмм.

В домашнем обиходе лом магния – это различные вешалки, дверные ручки. Лом магния можно встретить в виде старых блоков цилиндров от двигателей, карсасов авто сидений, панелей приборов, картеров сцепления и коробки передач, педалей, а также поддона картера двигателя, крышки головки блока цилиндров, впускного коллектора.

Так выглядит лом магния

Не стоит путать лом магния с ломом ЦАМа.

Широкий спектр применения этого элемента в металлургии, медицине, агропромышленном комплексе делает его интересным, в качестве вторичного сырья.

Однако увидеть объявления с желанием купить магний с ценой за кг лома, приходится довольно редко. Чаще востребованы сплавы и сернокислый порошок Mg. Но это не мешает бирже оценивать магний металл, цена которого зависит от выпуска чистого продукта. Периодически выпуск снижается, тогда таблоиды показывают возрастание стоимости продукта.

В пунктах приема лом магния и цена на него может зависеть от условий, на которых происходит факт купли/продажи – цена может варьироваться незначительно и от его объема.

Интерес к материалу подогревается его высокой огнеупорностью. Благодаря этому свойству Mg участвует в производстве футеровок и тиглей для металлургических печей. Видимо поэтому, объявления: куплю лом магния, не теряют актуальности – см. также лом огнеупоров.

Магний в организмах

Магний содержится во всех растениях и животных. Вещество концентрируется в некоторых морских организмах. Максимальное количество металлического элемента содержится в известковых губках — до 4%.

Входит этот реагент и в состав хлорофилла зелёных растений. В общей сложности на их долю приходится 100 миллиардов тонн вещества. Учёные обнаружили магний во всех компонентах, необходимых клеткам живых организмов для существования. Этот элемент запускает многие ферменты и позволяет хромосомам и коллоидным системам растений сохранять стабильность. Кроме того, реагент поддерживает в клетках тургорное давление. Благодаря магнию растения лучше поглощают и усваивают находящийся в земле фосфор.

Люди и животные получают металлический элемент с пищей. Суточная норма потребления для человека составляет от 0,3 до 0,5 г. У детей и беременных женщин потребность в веществе несколько выше. У здорового человека в крови должно содержаться около 4,3 мг/% магния. В организме основным потребителем реагента является печень, но большая часть поглощённого ею металла постепенно переходит в кости и мышцы.

Биохимические методы исследования

В клинике для диагностических целей определяют содержание М. в сыворотке (плазме) крови, эритроцитах, моче и некоторых тканях. Методы определения М. можно разделить на следующие основные группы: хим. методы — титриметрические (см. Титриметрический анализ) и колориметрические (см. Колориметрия), пламенная фотометрия (см.), атомно-абсорбционная спектрофотометрия (см.), спектрографические методы, флюориметрические методы.

Среди титриметрических методов наибольшее значение имеют методы комплексонометрического титрования (см. Комплексонометрия). Эти методы основаны на способности кальция и М. образовывать комплексные цветные соединения с нек-рыми индикаторами и на вытеснении кальция и М. из этих соединений при титровании р-ром комплексона III (динатриевой соли ЭДТА). В качестве индикатора применяют эриохром черный Т, мурексид и др. Эти методы (напр., метод определения М. по Сюдмак) дают возможность определить как общее количество кальция и магния, так и содержание каждого из них в отдельности.

Определение магния в сыворотке (плазме) крови по методу Веллуза основано на осаждении М. о-оксихинолином после высушивания и прокаливания сыворотки крови. Осадок оксихинолината магния бромируют избытком бромида и бромата калия; освобождающийся бром обрабатывают йодистым калием, выделяющийся йод титруют тиосульфатом натрия, по количеству йода рассчитывают содержание М. Однако этот метод требует больших затрат времени и труда (только для высушивания и прокаливания сыворотки крови необходимо 4—5 час.).

Колориметрические методы определения М. основаны на образовании окрашенных комплексов М. с азокрасителями, напр, с титановым желтым, ксилидиновым синим (магоном). Интенсивность окраски р-ров, содержащих эти комплексы, пропорциональна концентрации М. и измеряется колориметрически. Эти методы достаточно чувствительны, хорошо воспроизводимы, не требуют больших затрат времени и труда и являются наиболее приемлемыми для серийных исследований в клинико-диагностических лабораториях. Методы определения М. по цветной реакции с магоном и титановым желтым (метод Кункеля— Пирсона — Шгейгерта) приняты в нашей стране в качество унифицированных.

Ход определения: 1 мл сыворотки (плазмы) крови, 2 мл дистиллированной воды, 1 мл 10% р-ра вольфрамовокислого натрия, 1 мл 0,67 н. р-ра серной к-ты смешивают и центрифугируют; к 2,5 мл центрифугата добавляют 1 каплю индикатора метилового красного, нейтрализуют 0,8% р-ром едкого натра, добавляют 1 мл 2% р-ра гидроксиламина, 1 мл 0,075% р-ра титанового желтого, 2 мл 6% р-ра едкого натра, дистиллированной водой доводят объем смеси до 10 мл. Интенсивность окраски измеряют на фотоэлектроколориметре при длине волны 500—560 им (зеленый светофильтр). Для построения калибровочного графика используют р-р сернокислого магния.

Нормальное содержание М. в сыворотке (плазме) крови, определяемое этим методом, 1,4—2,4 мэкв/л.

Определение М. методом пламенной фотометрии не получило широкого распространения в клин, практике, т. к. его можно проводить только на фотометрах, имеющих специальный светофильтр; кроме того, присутствие других щелочных и щелочноземельных металлов мешает определению.

Атомно-адсорбционный метод является наиболее чувствительным методом определения М., но в клин, исследованиях он используется мало.

Спектрографический метод позволяет определять М. без предварительной обработки пробы крови, но он также требует наличия специальной аппаратуры, что затрудняет внедрение его в широкую клин, практику.

Флюориметрические методы определения М. с 8-оксихинолином, 8-окси-5-хинолинсульфонатом и т. д. недостаточно специфичны (определению мешают ионы кальция).

Значение для человека

Магний изначально присутствует в биологических организмах. Однако в повседневных продуктах (хлеб, молоко, мясо) его минимум.

Жизненные процессы

Без металла невозможен нормальный ход важных жизненных процессов:

• Синтез белка.
• Работа нервной системы, сердечной мышцы.
• Расширение сосудов.
• Желчеотделение.
• Работа ЖКТ.
• Выведение из организма холестерина.
• Сокращение мышц.

Суточная норма вещества для женщин и мужчин – 300 и 400 мг.

Потребность увеличивают психические, физические перегрузки, стрессы, злоупотребление алкоголем, потливость.

Усваивать микроэлемент полнее мешают фитин, жирный или насыщенный кальцием рацион.

Токсикология

Соединения магния малотоксичны (за исключением солей таких ядовитых кислот, как синильная, азотистоводородная, плавиковая, хромовая).

Биологическая роль

Магний — один из важных биогенных элементов, в значительных количествах содержится в тканях животных и растений (хлорофиллы). Его биологическая роль сформировалась исторически в период зарождения и развития протожизни на нашей планете в связи с тем, что солевой состав морской воды древней Земли был преимущественно хлоридно-магниевый, в отличие от нынешнего — хлоридно-натриевого.

Магний является кофактором многих ферментативных реакций. Магний необходим для превращения креатинфосфата в АТФ — нуклеотид, являющийся универсальным поставщиком энергии в живых клетках организма. Магний необходим на всех этапах синтеза белка. Он участвует в поддержании нормальной функции нервной системы и мышцы сердца, оказывает сосудорасширяющее действие, стимулирует желчеотделение, повышает двигательную активность кишечника, что способствует выведению из организма холестерина.

Усвоению магния мешают наличие фитина и избыток жиров и кальция в пище. Недостаток магния в организме может проявляться по-разному: бессонница, хроническая усталость, остеопороз, артрит, фибромиалгия, мигрень, мышечные судороги и спазмы, сердечная аритмия, запоры, предменструальный синдром (ПМС). При потливости, частом употреблении слабительных и мочегонных, алкоголя, больших психических и физических нагрузках (в первую очередь при стрессах и у спортсменов) потребность в магнии увеличивается.

Более всего магния содержится в пшеничных отрубях, тыквенных семечках, какао-порошке. К пище, богатой магнием относят также кунжут, отруби, орехи. Однако обилие фитина в этих продуктах делает его малодоступным для усвоения, поэтому только зелёные овощи могут служить надёжным источником магния. Магния совсем мало в хлебе, молочных, мясных и других повседневных продуктах питания современного человека. Суточная норма магния — порядка 300 мг для женщин и 400 мг для мужчин (предполагается, что всасывается около 30 % магния).

При употреблении витаминно-минеральных комплексов, содержащих магний, необходимо помнить, что при чрезмерном его потреблении возможна передозировка, сопровождающаяся снижением артериального давления, тошнотой, рвотой, угнетением центральной нервной системы, снижением рефлексов, изменениями на электрокардиограмме, угнетением дыхания, комой, остановкой сердца, параличом дыхания, анурическим синдромом.

Также следует соблюдать осторожность при приеме магния людям с почечной недостаточностью

Питание

Магнием насыщены порошковое какао, отруби, орехи, тыквенные семечки. Однако усваивать элемент мешает изобилие в них фитина.

Кладезем магния диетологи считают зеленые овощи. Это капуста, огурцы, горошек, спаржа, сельдерей, лук, шпинат, петрушка.

Симптомы дефицита магния:

Ссылки[править | править код]

• Latest Magnesium News (англ.) (недоступная ссылка). Magnesium .com. Дата обращения 30 октября 2013. Архивировано 1 ноября 2013 года.
• Магний. Популярная библиотека химических элементов. Дата обращения 30 октября 2013.

Электрохимический ряд активности металлов

Eu, Sm, Li, Cs, Rb, K, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, Ac, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Mg, Y, Dy, Am, Ho, Er, Tm, Lu, Sc, Pu, Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni, Te, Mo, Sn, Pb, H2 , W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tc, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au

Некоторые внешние ссылки в этой статье ведут на сайты, занесённые в спам-лист. Эти сайты могут нарушать авторские права, быть признаны неавторитетными источниками или по другим причинам быть запрещены в Википедии. Редакторам следует заменить такие ссылки ссылками на соответствующие правилам сайты или библиографическими ссылками на печатные источники либо удалить их (возможно, вместе с подтверждаемым ими содержимым). Список проблемных доменов

История открытия

Новая эра развития химии началась в XVII веке. В этот период химик из Англии по фамилии Гро совершил открытие, приблизившее учёных к выделению магния. В 1695 г. во время выпаривания эпсомской минеральной воды он получил горькую соль, обладавшую свойством слабительного.

Через несколько лет исследования показали, что взаимодействие вещества с содой и карбонатом калия даёт белый рыхлый порошок. Этот же результат был получен во время прокаливания минерала, который был найден рядом с городом Магнезия в Греции. Из-за этого сходства соль стали назвать белой магнезией.

Непосредственно магний впервые был получен Хэмфри Дэви в 1808 г. Учёный проводил электролиз белой магнезии, в которую он добавил небольшое количество воды и ртутной окиси. Эта реакция привела к образованию амальгамы металлического вещества. Полученный металл после выведения получил название «магний».

Биологическая роль

Первостепенная функция магния состоит в формировании костной ткани и ускорении обмена веществ.

Другие полезные свойства макроэлемента:

• повышает иммунную активность клеток;
• поддерживает стабильность генетического материала (ДНК и РНК), предотвращая возникновение мутаций;
• замедляет высвобождение гистамина из тучных клеток;
• координирует сердечный ритм (уменьшает сократимость миокарда, снижает частоту сердечных сокращений и высокое артериальное давление);
• повышает минеральную плотность костей, предупреждая появление переломов (совместно с кальцием и фосфором);
• активирует ферментные системы, в том числе, пептидазы, фосфатазы, карбоксилазы, фосфорилазы, холинэстеразы, пируваткиназы, декарбоксилазы кетокислот;
• участвует в синтезе нуклеиновых кислот, жиров, белков, витаминов группы В, коллагена;
• поддерживает гомеостаз калия, кальция, натрия;
• ускоряет выведение токсичных веществ из организма, в том числе холестериновых отложений;
• потенцирует дезагрегацию тромбоцитов, вследствие чего улучшается «текучесть» крови;
• нормализует процессы торможения и возбуждения в головном мозгу;
• регулирует проницаемость митохондриальных и клеточных мембран;
• участвует в проведении нервных сигналов;
• контролирует уровень сахара в крови;
• предотвращает отложение кальция в почках, жёлчном пузыре, мочеточниках, костях (совместно с витамином В6);
• увеличивает осмотическое давление кишечного содержимого, ускоряя пассаж каловых масс;
• участвует в процессах нейромышечного возбуждения, улучшая сократительную способность мышц (совместно с кальцием);
• ускоряет трансформацию креатина фосфата в аденозинтрифосфат, потенцируя реакции энергетического обмена;
• повышает устойчивость организма к стрессам.

Наряду с этим, продукты с высокой концентрацией магния помогают в борьбе с бессонницей, мигренями, тревожностью, нервными расстройствами.

Применение[править | править код]

Используется для получения лёгких и сверхлёгких литейных сплавов (самолётостроение, производство автомобилей), а также в пиротехнике и военном деле для изготовления осветительных и зажигательных ракет. Со второй половины XX века магний в чистом виде и в составе сплава кремния с железом — ферросиликомагния, стал широко применяться в чугунолитейном производстве благодаря открытию его свойства влиять на форму графита в чугуне, что позволило создать новые уникальные конструкционные материалы для машиностроения — высокопрочный чугун (чугун с шаровидным графитом — ЧШГ и чугун с вермикулярной формой графита — ЧВГ), сочетающие в себе свойства чугуна и стали.

Сплавы

Сплавы на основе магния являются важным конструкционным материалом в космической, авиационной и автомобильной промышленности благодаря их лёгкости и прочности. Из магниевого сплава изготавливались картеры двигателей бензопилы «Дружба» и автомобиля «Запорожец», ряда других машин. Сейчас из этого сплава производятся легкосплавные колёсные диски.

Химические источники тока

Магний в виде чистого металла, а также его химические соединения (бромид, перхлорат) применяются для производства энергоёмких резервных электрических батарей (например, магний-перхлоратный элемент, серно-магниевый элемент, хлористосвинцово-магниевый элемент, хлорсеребряно-магниевый элемент, хлористомедно-магниевый элемент, магний-ванадиевый элемент и др.) и сухих элементов (марганцево-магниевый элемент, висмутисто-магниевый элемент, магний-м-ДНБ элемент и др.). Химические источники тока на основе магния отличаются очень высокими значениями удельных энергетических характеристик и высокой ЭДС.

Соединения

Гидрид магния — один из наиболее ёмких аккумуляторов водорода, применяемых для его компактного хранения и получения.

Огнеупорные материалы

Оксид магния MgO применяется в качестве огнеупорного материала для производства тиглей и специальной футеровки металлургических печей.

Перхлорат магния, Mg(ClO4)2 — (ангидрон) применяется для глубокой осушки газов в лабораториях, и в качестве электролита для химических источников тока с применением магния.

Фторид магния MgF2 — в виде синтетических монокристаллов применяется в оптике (линзы, призмы).

Бромид магния MgBr2 — в качестве электролита для химических резервных источников тока.

Военное дело

Свойство магния гореть белым ослепительным пламенем широко используется в военной технике для изготовления осветительных и сигнальных ракет, трассирующих пуль и снарядов, зажигательных бомб. В смеси с соответствующими окислителями он также является основным компонентом заряда светошумовых боеприпасов.

Медицина

Магний является жизненно-важным элементом, который находится во всех тканях организма и необходим для нормального функционирования клеток. Участвует в большинстве реакций обмена веществ, в регуляции передачи нервных импульсов и в сокращении мышц, оказывает спазмолитическое и антиагрегантное действие. Оксид и соли магния традиционно применяются в медицине в кардиологии, неврологии и гастроэнтерологии (аспаркам, сульфат магния, цитрат магния). В то же время, использование солей магния в кардиологии при нормальном уровне ионов магния в крови является недостаточно обоснованным.

Фотография

Магниевый порошок с окисляющими добавками (нитрат бария, перманганат калия, гипохлорит натрия, хлорат калия и т. д.) применялся (и применяется сейчас в редких случаях) в фотоделе в химических фотовспышках (магниевая фотовспышка).

Магний в нашей жизни

Металл и его сплавы нашли широкое применение в разных сферах жизни.

• Способность металла давать яркий огонь использовали на заре фотографии.
• Легкость металла открыла ему путь в авиацию. Наши ноутбуки, многие фотокамеры содержат магниевые детали — не таскать же тяжелый прибор, если можно сделать легкий.
• В химических источниках тока энергия химических реакций напрямую превращается в электрическую. Чистый металл и его соединения в электрических батареях сообщают им высокие ЭДС и отменные энергетические характеристики.

Металлический магний

Анодом в таких батареях служит магний. В качестве катода применяют:

• марганец;
• висмут;
• серу;
• хлористое серебро;
• хлористый свинец в смеси с графитом;
• диоксид марганца с графитом.

Рекомендуем: ИРИДИЙ — подарок из космоса

Огнеупорные материалы необходимы для футеровки металлургических печей, тиглей.

Дешевым и качественным сырьем для этого могут быть минералы магния:

• бишофит;
• магнезит;
• доломит.

В военном деле магний «освещает темные места». А проще, из него делают светозвуковые и светошумовые боеприпасы (патроны, гранаты, снаряды). До конца не убьет, но оглушит и дезориентирует.

Применяют в антитеррористических операциях, при освобождении заложников, разгоне противозаконных сборищ (при массовых беспорядках).

Зажигательные бомбы, трассирующие пули, ракеты сигнальные и осветительные — везде используется яркое горение металла.

Препараты магния необходимы в медицине. Недостаток макроэлемента губителен для сердечно-сосудистой системы. Ишемическая болезнь, артериальная гипертония, аритмии — каждая из этих болезней усугубляется дефицитом магния.

Недостаток нескольких граммов металла плохо отражается на наших нервах (депрессии, мигрени, головокружения, тревога, раздражительность).

Важно: у каждого потребность в магнии возрастает при стрессах, физических нагрузках; у спортсменов — при изнурительных тренировках и на соревнованиях. Специалисты фирмы Тойота разработали аккумуляторную батарею (на основе серно-магниевых элементов)

Показатели у аккумулятора завидные. Загвоздка в том, что в батарее происходит саморазряд (катод электрохимически восстанавливается, образуются полисульфидные анионы, переходящие в раствор). Пока эта проблема не будет решена, серно-магниевые аккумуляторы специалистам только снятся

Специалисты фирмы Тойота разработали аккумуляторную батарею (на основе серно-магниевых элементов). Показатели у аккумулятора завидные. Загвоздка в том, что в батарее происходит саморазряд (катод электрохимически восстанавливается, образуются полисульфидные анионы, переходящие в раствор). Пока эта проблема не будет решена, серно-магниевые аккумуляторы специалистам только снятся.

Магний металлический обладает сильными восстановительными свойствами. Его используют для получения бериллия, ванадия, хрома. Металл используют как лигатуру в сталях и чугуне.

Все шире применяют магнийорганические соединения в химическом синтезе галогенопроизводных, спиртов, углеводородов.

Где еще применяют соединения магния

Бесцветные кристаллы фторида магния используют в специальной оптике (вещество прозрачно в диапазонах от ультрафиолетового до инфракрасного.

Стеарат магния — пищевая добавка Е470. Используют в косметической, пищевой промышленности, в фармации.

Магниевые сплавы применяют в изготовлении отбойных молотков, в атомной и нефтяной промышленности.

Применение добавок

Магний в чистом виде легко поддается механической обработке, но крайне неустойчив к коррозии. Именно по этой причине почти не практикуется использование магния в чистом виде. В состав сплавов чаще всего включают:

• алюминий;
• цинк;
• цирконий.

Пластичность магния возрастает при добавлении 3% алюминия или цинка. При увеличении пропорции добавок сплав приобретает повышенную прочность, не теряя при этом способность к механической обработке.

Добавка кремния заметно улучшает пригодность сплава к изготовлению отливок. Железо и никель снижают устойчивость материала к коррозии. Разнообразные магниевые сплавы делят на:

• литейные (МЛ);
• деформируемые (МА).

В современном промышленном производстве литейные более востребованы. Кроме того, для изготовления некоторых деталей применяют сплав магния с цинком, никелем, медью и железом, поскольку этот материал особенно устойчив к вибрационным нагрузкам.

Получение в промышленности

В промышленных условиях для получения магния чаще всего применяют электролиз безводного хлорида или обезвоженного карналлита. Процесс проходит следующим образом:

1. Электролиз проходит при температуре от 720 до 750 °C.
2. По мере выделения элементов состав ванны корректируется, часть электролита при этом удаляется, а сырьё добавляется.
3. Расплавленный искомый металл всплывает на поверхность, и его регулярно извлекают.
4. Полученное вещество содержит много примесей. Для очистки элемент проходит рафинирование в специальных печах под слоем флюсов.
5. Очищенный металл разливают в изложницы.
6. Следующая очистка заключается в том, что реагент сублимируют несколько раз в вакууме.

Кроме этого метода, на производстве применяются металлотермический и углетермический способы получения магния. В первом случае брикеты из раскалённого и разложившегося доломита смешивают с восстановителем и нагревают в вакууме при температуре 1300 °C. Полученные в результате магниевые пары образуют конденсат, когда температура опускается до 400−500 °С. Чтобы очистить металл, применяют переплавку под флюсом или в вакууме. Чистый элемент разливают в изложницы.

Также вещество добывают из морской воды. Для этого сырьё в очень больших баках смешивают с суспензией гидроксида кальция, который получают, перемалывая морские раковины. В результате происходящей химической реакции образуется особая суспензия, которая после высыхания становится хлоридом магния. После этого продукт подвергают электролитическим процессам.

Кроме морской воды, для выгонки магния может использоваться вода некоторых соленых озер. В Российской Федерации такие озёра находятся в Крыму, Поволжье и других регионах.

Магниевые «нобели»: реактив Гриньяра

Неорганические соединения магния хорошо известны. О некоторых (всевозможных магнезиях) мы уже рассказали. Среди самых важных минералов магния нужно назвать доломит (карбонаты кальция и магния), бишофит (водный хлорид магния), брусит (гидроксид магния). Иногда среди минералов магния называют… морскую воду. С другой стороны, его там достаточно много – около 0,12% Но, пожалуй, самые интересные (и самые важные) для нас – органические соединения магния.

Рассказывая об них, не нужно забывать, что органическая химия этого металла принесла исследователям четыре (можно сказать, что и пять с половиной) Нобелевские премии.  Но, конечно, самый главный «магниевый нобель» был вручен в 1912 году Виктору Гриньяру.

Виктор Гриньяр

Гриньяр получил высшее физическое образование и собирался работать школьным учителем. Но завалил экзамены на лицензию, «сходил» в армию… А когда вернулся, ему встретился школьный приятель, Луи Руссе, уже ставший учителем химии. Он и убедил Гриньяра, что химия — это круто.

Руссе рассказал другу, что открылась вакансия ассистента химического факультета на кафедре профессора Филиппа Барбье. Виктор поспешил занять эту вакансию. Впрочем, поначалу Гриньяру казалось, что вся химия — это эмпирическая наука, бессистемная и требующая огромного количества памяти (благодаря учителям химии подавляющее большинство современных школьников именно так и считает), однако потом внутренняя структура науки начала проступать, и наш герой начал показывать выдающиеся успехи.

Барбье был очень хорошим ученым и сильной личностью и умел ценить таких же. Он быстро начал привлекать ассистента кафедры к исследованиям и в 1900 году попросил его попробовать еще раз сделать работы по металлоорганической химии, в которых у него уже несколько лет наблюдались трудности.

Чем занимался Барбье? Он пытался усовершенствовать реакцию Зайцева — присоединение к углероду при кетоновой группе цинкорганических соединений с образованием третичных спиртов и новой связи «углерод – углерод». В те годы вообще единственными металлоорганическими соединениями (органическими веществами, в которых присутствует связь «углерод-металл») была цинкорганика. За одним единственным исключением.

Учитель Гриньяра попытался заменить в этой реакции цинк магнием, потому что знал, что в 1898 году в Германии получили соединения R-Mg-R (R — это углеводородный радикал: метил, этил и так далее), но они получались с непредсказуемым выходом и были нестабильны. Впрочем, у Барбье особо ничего не получилось: он попытался проводить реакцию с двумя органическими веществами в присутствии магния. Реакция, конечно, получалась, но шла непредсказуемо.

Как потом вспоминал сам Гриньяр, Барбье был очень плодовитым на идеи, но если работа сразу же «не шла», то химик охладевал к ней и брал следующую идею. Поэтому Барбье «скинул» эту работу на Гриньяра.

Молодой ученый уперся в те же проблемы, что и учитель, но потом его осенило: а что, если получить магнийорганику не прямо в реакции, как при реакции Зайцева, а получить промежуточное вещество заранее. И внезапно оказалось, что реакция RX+Mg = R-Mg-X (X – это галоген: хлор, бром, йод) идет в растворе очень легко, а полученные вещества идеально реагируют с кетонами и вообще с очень многими органическими соединениями. Так у органиков появился очень мощный метод для направленного органического синтеза. Им пользуются до сих пор, а вещества R-Mg-X везде, кроме Франции, получили название «реактив Гриньяра».

Работа Гриньяра произвела эффект разорвавшейся бомбы. В 1900 году вышла его статья в журнале Comptes Rendus de l’Académie des sciences, и он был ее единственным автором. Этот факт стал, кстати, поводом для серьезной полемики во Франции: почему же Барбье, поставивший задачу, не стал соавтором. По воспоминаниям нашего героя, ему это было просто неинтересно.

Любопытно, что свою степень по химии Гриньяр получил только в 1901 году, когда он стал уже всемирно знаменит. Правда, он озаботился защитой своих интеллектуальных прав: в 1900 году, сразу после открытия своей реакции, Гриньяр попросил двух французских академиков, Анри Муассана (Нобелевская премия 1906 года) и Марелена Бертло о защите своего открытия. Оба написали ему: никак без публикаций защитить свой приоритет не получится. Гриньяр внял совету, заручился поддержкой в публикациях статей, и с 1900 по 1904 год опубликовал четырнадцать.

Надо сказать, влияние на развитие химии эти публикации оказали немалое: только за его «нобелевский» 1912 год было опубликовано 700 статей, посвященных применению реактива Гриньяра. Поэтому Нобелевская премия была абсолютно по делу.