Магний(Mg)

План
1. История открытия магния
2. Магний
3. Распространение Магния в природе
4. Физические свойства Магния
5. Химические свойства Магния
6. Применение магния
7. Биологическая роль
8. Интересные факты

История открытия магния
Соединения магния были известны человеку очень давно. Магнезитом (по-гречески Magnhsia oliqV) называли мягкий белый, мылкий на ощупь минерал (мыльный камень, или тальк), который находили в районе Магнезии в Фессалии. При прокаливании этого минерала получали белый порошок, который стали именовать белой магнезией.
В 1695 Н.Гро, выпаривая минеральную воду Эпсомского источника (Англия), получил соль, обладавшую горьким вкусом и слабительным действием (MgSO4·7H2O). Спустя несколько лет выяснилось, что при взаимодействии с содой или поташом эта соль образует белый рыхлый порошок, такой же, какой образуется при прокаливании магнезита.
Камень Магнезит

Магний
Магний (лат. Magnesium), Mg, химический элемент II группы периодической системы Менделеева, атомный номер 12, атомная масса 24,305. Природный Магний состоит из трех стабильных изотопов: 24Mg (78,60%), 25Mg (10,11%) и 26Mg (11,29%). Магний открыт в 1808 году Г. Дэви, который подверг электролизу с ртутным катодом увлажненную магнезию (давно известное вещество); Дэви получил амальгаму, а из нее после отгонки ртути - новый порошкообразный металл, названный магнием. В 1828 году французский химик А. Бюсси восстановлением расплавленного хлорида Магния парами калия получил Магний в виде небольших шариков с металлическим блеском.

Магний

Распространение Магния в природе
Магний - характерный элемент мантии Земли, в ультраосновных породах его содержится 25,9% по массе. В земной коре Магния меньше, средний кларк его 1,87%; преобладает Магний в основных породах (4,5%), в гранитах и других кислых породах его меньше (0,56%). В магматических процессах Mg2+ - аналог Fe2+, что объясняется близостью их ионных радиусов (соответственно 0,74 и 0,80 Å). Mg2+ вместе с Fe2+ входит в состав оливина, пироксенов и других магматических минералов.

Минералы Магния многочисленны - силикаты, карбонаты, сульфаты, хлориды и другие. Более половины из них образовались в биосфере - на дне морей, озер, в почвах и т. д.; остальные связаны с высокотемпературными процессами.
В биосфере наблюдается энергичная миграция и дифференциация Магния; здесь главная роль принадлежит физико-химическим процессам - растворению, осаждению солей, сорбции Магний глинами. Магний слабо задерживается в биологическом круговороте на континентах и с речным стоком поступает в океан. В морской воде в среднем 0,13% Магния - меньше, чем натрия, но больше всех других металлов. Морская вода не насыщена Магнием и осаждения его солей не происходит. При испарении воды в морских лагунах в осадках вместе с солями калия накапливаются сульфаты и хлориды Магния. В илах некоторых озер накапливается доломит (например, в озере Балхаш). В промышленности Магний получают в основном из доломитов, а также из морской воды.

Распространение Магния в природе
Главными видами нахождения магнезиального сырья являются:
морская вода — (Mg 0,12-0,13 %),
карналлит — MgCl2 • KCl • 6H2O (Mg 8,7 %),
бишофит — MgCl2 • 6H2O (Mg 11,9 %),
кизерит — MgSO4 • H2O (Mg 17,6 %),
эпсомит — MgSO4 • 7H2O (Mg 16,3 %),
каинит — KClKCl • MgSO4 • 3H2O (Mg 9,8 %),
магнезит — MgCO3 (Mg 28,7 %),
доломит — CaCO3·MgCO3 (Mg 13,1 %),
брусит — Mg(OH)2 (Mg 41,6 %).
Типы месторождений
Ископаемые минеральные отложения (магнезиальные и калийно-магнезиальные соли)
Морская вода
Рассолы (рапа соляных озёр)
Природные карбонаты (доломитПриродные карбонаты (доломит и магнезит)
Главные месторождения находятся на территории США, Норвегии, Китая, России

Распространение Магния в природе
Брусит
Доломит
Магнезит
Каинит
Карналлит

Физические свойства Магния
Магний - серебристо-белый металл с плотностью 1,74 г/см3, плавится при 651 град. С, кипит при 1110 град. С. На холоде магний покрывается оксидной пленкой, которая предохраняет его от дальнейшего окисления кислородом воздуха.

Химические свойства Магния
Магний - активный металл. Если разрушить оксидную пленку на его поверхности, он легко окисляется кислородом воздуха. При нагревании магний энергично взаимодействует с галогенами, серой, азотом, фосфором, углеродом, кремнием и другими элементами:
2 Мg + O2 = 2 МgО (оксид магния);
Мg + Сl2 = МgСl2 (хлорид магния);
3 Mg + N2 = Мg3N2 (нитрид магния);
3 Мg + 2 Р= Мg3Р2 (фосфид магния);
2 Мg + Si = Мg2Si (силицид магния).

Химические свойства Магния
Магний не растворяется в воде, однако, при нагревании довольно активно взаимодействует с парами воды:
Мg + Н2О = МgО + Н2.
Магний легко отнимает кислород и галогены у многих металлов, поэтому его используют для получения редких металлов из их соединений:
3Мg + МоО3 = 3 МgО + Мо;
2Мg + ZrСl4 = 2 МgСl2 + Zr.

Химические свойства Магния
Магний горит в атмосфере углекислого газа:
Мg + СО2 = МgО+ СО
или
2 Мg + СО2 = 2 МgО + С
и хорошо растворяется в кислотах:
Мg + Н2SO4 = МgSО4 + Н2;
4 Мg + 10 НNО3 = 4 Мg(NО3)2 + N2O + 5 Н2О.

Применение Магния
Основная часть добываемого магния используется для получения различных легких магниевых сплавов. В состав этих сплавов, кроме магния, входят, как правило, алюминий, цинк, цирконий. Такие сплавы достаточно прочны и находят применение в самолетостроении, приборостроении и для других целей.
Высокая химическая активность металлического магния позволяет использовать его при магниетермическом получении таких металлов, как титан, цирконий, ванадий, уран и др. При этом магний реагирует с оксидом или фторидом получаемого металла, например:
2Mg + TiO2 = 2MgO + Ti.
2Mg + UF4 = 2MgF2 + U.
Широкое применение находят многие соединения магния, особенно его оксид, карбонат и сульфат.

Биологическая роль
Магний — биогенный элемент, постоянно присутствующий в тканях всех организмов. Он входит в состав молекулы зеленого пигмента растений — хлорофилла, участвует в минеральном обмене, активирует ферментные процессы в организме, повышает засухоустойчивость растений. С участием ионов Mg+ осуществляется биолюминесценция и ряд других биологических процессов. Широкое практическое применение находят магниевые удобрения — доломитовая мука, жженая магнезия и др.

Биологическая роль
В организм животных и человека магний поступает с пищей. Суточная потребность человека в магнии — 0,3-0,5 г. В организме среднего человека (масса тела 70 кг) содержится около 19 г магния. Нарушения обмена магния приводят к различным заболеваниям. В медицине применяют препараты магния — его сульфат, карбонат, жженую магнезию.