stringtranslate.com

Гидроксид магния

Гидроксид магния – неорганическое соединение с химической формулой Mg(OH) 2 . В природе встречается как минерал брусит . Это белое твердое вещество с низкой растворимостью в воде ( K sp =5,61 × 10-12 ) . [5] Гидроксид магния является распространенным компонентом антацидов , таких как магнезиальное молоко .

Подготовка

Обработка раствора различных растворимых солей магния щелочной водой вызывает осаждение твердого гидроксида Mg(OH) 2 :

Mg 2+ + 2 OH − → Mg(OH) 2

Как Мг2+
является вторым по распространенности катионом в морской воде после Na.+
, его можно экономично извлечь непосредственно из морской воды путем подщелачивания , как описано здесь выше. В промышленных масштабах Mg(OH) 2 получают путем обработки морской воды известью ( Ca(OH) 2 ). Объем 600 м 3 (160 000 галлонов США) морской воды дает около одной тонны Mg(OH) 2 . Ca(OH) 2 ( K уд =5,02 × 10 −6 ) [6] гораздо более растворим, чем Mg(OH) 2 ( K sp =5,61 × 10-12 ) и резко повышает значение pH морской воды с 8,2 до 12,5. Менее растворимый Mg(OH)
2выпадает в осадок из-за эффекта общего иона из-за OH−
добавляется при растворении Ca(OH)
2: [7]

Mg 2+ + Ca(OH) 2 → Mg(OH) 2 + Ca 2+

Использование

Прекурсор MgO

Большая часть Mg(OH) 2 , производимая в промышленных масштабах, а также небольшое количество, которое добывается, перерабатывается в плавленую магнезию (MgO). Магнезия ценна тем, что она является одновременно плохим проводником электричества и отличным проводником тепла. [7]

Медицинский

Лишь небольшое количество магния из гидроксида магния обычно всасывается в кишечнике (если только у человека нет дефицита магния). Однако магний выводится преимущественно почками; поэтому длительное ежедневное употребление молока с магнезией человеком, страдающим почечной недостаточностью, теоретически может привести к гипермагниемии . Неабсорбированный магний выводится с калом; Абсорбированный магний быстро выводится с мочой. [8]

Бутылка, используемая для Leche de Magnesia Филлипса (Магниевое молоко) в Музее янтаря, Санто-Доминго , Доминиканская Республика.

Приложения

Антацид

В качестве антацида гидроксид магния дозируется  взрослым примерно в дозе 0,5–1,5 г и действует путем простой нейтрализации , при которой ионы гидроксида Mg(OH) 2 соединяются с кислыми ионами H + (или ионами гидроксония ), образующимися в форме соляную кислоту париетальными клетками желудка с образованием воды.

Слабительное

В качестве слабительного гидроксид магния дозируется по 5–10  г и действует разными способами. Во-первых, Mg 2+ плохо всасывается из кишечного тракта, поэтому он вытягивает воду из окружающих тканей путем осмоса . Увеличение содержания воды не только смягчает кал, но также увеличивает объем кала в кишечнике (внутрипросветный объем), что естественным образом стимулирует перистальтику кишечника . Кроме того, ионы Mg 2+ вызывают высвобождение холецистокинина (ХЦК), что приводит к внутрипросветному накоплению воды и электролитов и усилению перистальтики кишечника. Некоторые источники утверждают, что сами гидроксид-ионы не играют существенной роли в слабительном действии магнезиального молока, так как щелочные растворы (т.е. растворы гидроксид-ионов) не обладают сильным слабительным действием, а нещелочные растворы Mg 2+ , например MgSO 4 , являются одинаково сильными слабительными, моль за моль. [9]

История магнезиального молока

4 мая 1818 года американский изобретатель Коэн Берроуз получил патент (№ X2952) на гидроксид магния. [10] В 1829 году сэр Джеймс Мюррей использовал препарат «сгущенного раствора жидкой магнезии» собственной разработки [11] для лечения лорда-лейтенанта Ирландии , маркиза Англси , от болей в животе. Это было настолько успешным (разрекламированное в Австралии и одобренное Королевским колледжем хирургов в 1838 году) [12] , что он был назначен врачом-резидентом Англси, а двумя последующими лордами-лейтенантами и посвящен в рыцари. Его продукт из жидкой магнезии был запатентован через два года после его смерти, в 1873 году. [13]

Термин « магниевое молоко» впервые был использован Чарльзом Генри Филлипсом в 1872 году для обозначения суспензии гидроксида магния, приготовленной с концентрацией около 8 % по массе . [14] Оно продавалось под торговой маркой « Молоко магнезии Филлипса» для использования в медицинских целях.

Регистрация USPTO показывает, что термины «Магниевое молоко» [15] и «Магниевое молоко Филлипса» [16] были переданы компании Bayer с 1995 года. Магнезия» и «Магниевое молоко Филлипса» представляет собой «Магниевый крем» (смесь гидроксида магния, BP ).

В качестве пищевой добавки

Он добавляется непосредственно в пищу человека и признан FDA безопасным . [17] Он известен как номер E E528 .

Гидроксид магния продается для медицинского применения в виде жевательных таблеток, капсул, порошка и жидких суспензий , иногда ароматизированных. Эти продукты продаются как антациды для нейтрализации желудочной кислоты и облегчения расстройства желудка и изжоги . Это также слабительное средство, облегчающее запоры . Осмотическая сила магнезии является слабительным средством и вытягивает жидкости из организма. Высокие дозы могут привести к диарее и истощению запасов калия в организме , что иногда приводит к мышечным судорогам . [18]

Некоторые продукты гидроксида магния, продаваемые для антацидного применения (например, Маалокс ), имеют формулу, позволяющую свести к минимуму нежелательные слабительные эффекты за счет включения гидроксида алюминия , который ингибирует сокращения гладкомышечных клеток желудочно-кишечного тракта [19] , тем самым уравновешивая сокращения, вызванные осмотическое действие гидроксида магния.

Другое нишевое использование

Гидроксид магния также входит в состав антиперспирантов . [20]

Очистки сточных вод

Порошок гидроксида магния используется в промышленности для нейтрализации кислых сточных вод. [21] Это также компонент метода Biorock строительства искусственных рифов . Основное преимущество Mg(OH)
2над Ca(OH)
2, заключается в установлении более низкого уровня pH, который лучше совместим с уровнем морской воды и морской жизни: pH 10,5 для Mg(OH).
2вместо pH 12,5 с Ca(OH)
2.

Огнестойкий материал

Природный гидроксид магния ( брусит ) используется в коммерческих целях в качестве антипирена. Большую часть гидроксида магния, используемого в промышленности, получают синтетическим путем. [22] Как и гидроксид алюминия, твердый гидроксид магния обладает дымоподавляющими и огнезащитными свойствами. Это свойство объясняется эндотермическим разложением, которому он подвергается при 332 ° C (630 ° F):

Mg(OH) 2 → MgO + H 2 O

Тепло, поглощенное реакцией, замедляет возгорание, задерживая воспламенение связанного вещества. Выделяющаяся вода разбавляет горючие газы. Обычно гидроксид магния в качестве антипирена используется в качестве добавок к изоляции кабелей, изоляционным пластикам, кровле и различным огнезащитным покрытиям. [23] [24] [25] [26] [27]

Минералогия

Кристаллы брусита (минеральная форма Mg(OH) 2 ) из Свердловской области, Урал, Россия (размеры: 10,5×7,8×7,4 см ).

Брусит , минеральная форма Mg(OH) 2 , обычно встречающаяся в природе, также встречается в глинистых минералах 1:2:1 , среди других, в хлорите , в котором он занимает положение промежуточного слоя, обычно заполненное одновалентными и двухвалентными катионами , такими как Na + , K + , Mg 2+ и Ca 2+ . В результате прослои хлорита сцементированы бруситом и не могут ни разбухать, ни сжиматься.

Брусит, в котором часть катионов Mg 2+ замещена катионами Al 3+ , становится положительно заряженным и составляет основную основу слоистого двойного гидроксида (ЛДГ). Минералы СДГ, такие как гидротальцит , являются мощными сорбентами анионов, но относительно редко встречаются в природе.

Брусит также может кристаллизоваться в цементе и бетоне при контакте с морской водой . Действительно, катион Mg 2+ является вторым по распространенности катионом в морской воде, сразу после Na + и перед Ca 2+ . Поскольку брусит является набухающим минералом, он вызывает локальное объемное расширение, ответственное за растягивающее напряжение в бетоне. Это приводит к образованию трещин и трещин в бетоне, ускоряя его разрушение в морской воде.

По этой же причине доломит нельзя использовать в качестве строительного заполнителя для изготовления бетона. Реакция карбоната магния со свободными гидроксидами щелочных металлов , присутствующими в поровой воде цемента, также приводит к образованию расширяющегося брусита.

MgCO 3 + 2 NaOH → Mg(OH) 2 + Na 2 CO 3

Эта реакция, одна из двух основных щелочно-агрегатных реакций (ААР), также известна как щелочно-карбонатная реакция .

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Патнаик, Прадьот (2003). Справочник неорганических химикатов. Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. ISBN 0-07-049439-8. ОСЛК  50252041.
  2. ^ Тошиаки Эноки и Икудзи Цудзикава (1975). «Магнитное поведение случайного магнита Ni p Mg (1− p ) (OH) 2 ». Дж. Физ. Соц. Япония . 39 (2): 317–323. Бибкод : 1975JPSJ...39..317E. дои : 10.1143/JPSJ.39.317.
  3. ^ Аб Зумдал, Стивен С. (2009). Химические принципы (6-е изд.). Компания Хоутон Миффлин. п. А22. ISBN 978-0-618-94690-7.
  4. ^ abcd «Гидроксид магния». Американские элементы . Проверено 9 мая 2019 г.
  5. ^ Справочник по химии и физике (76-е изд.). ЦРК Пресс. 12 марта 1996 г. ISBN. 0849305969.
  6. ↑ Рамбл, Джон (18 июня 2018 г.). Справочник CRC по химии и физике (99-е изд.). ЦРК Пресс. стр. 5–188. ISBN 978-1138561632.
  7. ^ аб Маргарет Сигер; Уолтер Отто; Вильгельм Флик; Фридрих Бикельгаупт; Отто С. Аккерман. «Соединения магния». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a15_595.pub2. ISBN 978-3527306732.
  8. ^ «гидроксид магния». Глобальная библиотека женской медицины . Архивировано из оригинала 14 января 2018 года . Проверено 14 марта 2023 г.
  9. ^ Тедеско, Фрэнсис Дж.; ДиПиро, Джозеф Т. (1985). «Использование слабительного при запоре». Американский журнал гастроэнтерологии . 80 (4): 303–309. ПМИД  2984923.
  10. ^ Патент USX2952 — Магнезия лечебная, жидкая — Google Patents.
  11. ^ Майкл Хордерн, Мир в другом месте (1993), с. 2.
  12. ^ "Конденсированный раствор жидкой магнезии сэра Джеймса Мюррея" . Сидней Морнинг Геральд . Том. 21, нет. 2928. 7 октября 1846. с. 1, столбец 4.
  13. ^ История Ольстера. Сэр Джеймс Мюррей – изобретатель магнезиального молока. С 1788 по 1871 год. Архивировано 5 июня 2011 года в Wayback Machine , 24 февраля 2005 года.
  14. ^ Когда было представлено магнезиальное молоко Филлипса? Архивировано 22 июня 2017 г. в разделе часто задаваемых вопросов по Wayback Machine , phillipsrelief.com, по состоянию на 4 июля 2016 г.
  15. ^ результаты с веб-сервера TARR: Молоко Магнезии.
  16. ^ результаты с веб-сервера TARR: Магнезиальное молоко Филлипса.
  17. ^ «Краткая информация о соединениях для CID 14791 - гидроксид магния» . ПабХим.
  18. ^ Гидроксид магния - Revolution Health
  19. ^ Вашингтон, Нина (2 августа 1991 г.). Антациды и антирефлюксные средства . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. 10. ISBN 0-8493-5444-7.
  20. ^ Молоко магнезии — хороший антиперспирант.
  21. ↑ Официальный документ Эйлин Гибсон и Майкла Маниоча: Использование суспензии гидроксида магния для биологической очистки муниципальных и промышленных сточных вод, 12 августа 2004 г.
  22. ^ Ротон, Р.Н. (2003). Полимерные композиты, наполненные частицами . Шрусбери, Великобритания: Rapra Technology. стр. 53–100.
  23. ^ Холлингбери, Луизиана; Халл ТР (2010). «Термическое разложение хунтита и гидромагнезита - обзор». Термохимика Акта . 509 (1–2): 1–11. дои : 10.1016/j.tca.2010.06.012.
  24. ^ Холлингбери, Луизиана; Халл ТР (2010). «Огнезащитные свойства хунтита и гидромагнезита - обзор». Деградация и стабильность полимеров . 95 (12): 2213–2225. doi :10.1016/j.polymdegradstab.2010.08.019.
  25. ^ Холлингбери, Луизиана; Халл ТР (2012). «Огнезащитное действие хунтита в природных смесях с гидромагнезитом». Деградация и стабильность полимеров . 97 (4): 504–512. doi :10.1016/j.polymdegradstab.2012.01.024.
  26. ^ Холлингбери, Луизиана; Халл ТР (2012). «Термическое разложение природных смесей хунтита и гидромагнезита». Термохимика Акта . 528 : 45–52. дои : 10.1016/j.tca.2011.11.002.
  27. ^ Халл, TR; Витковский А; Холлингбери, Лос-Анджелес (2011). «Огнезащитное действие минеральных наполнителей». Деградация и стабильность полимеров . 96 (8): 1462–1469. doi :10.1016/j.polymdegradstab.2011.05.006. S2CID  96208830.