stringtranslate.com

Карбонат магния

Карбонат магния , Mg CO 3 (архаичное название магнезия белая ), представляет собой неорганическую соль, представляющую собой бесцветное или белое твердое вещество. Несколько гидратированных и основных форм карбоната магния также существуют в виде минералов .

Формы

Наиболее распространенными формами карбоната магния являются безводная соль, называемая магнезитом ( MgCO 3 ), а также ди-, три- и пентагидраты, известные как баррингтонит ( MgCO 3 ·2H 2 O ), несквеонит ( MgCO 3 ·3H 2 O ) и лансфордит (MgCO 3 · 3H 2 O). MgCO 3 ·5H 2 O ) соответственно. [6] Некоторые основные формы, такие как артинит ( Mg 2 CO 3 (OH) 2 ·3H 2 O ), гидромагнезит ( Mg 5 (CO 3 ) 4 (OH) 2 ·4H 2 O ) и дипингит ( Mg 5 (CO) 3 ) 4 (OH) 2 ·5H 2 O ) встречаются также в виде минералов . Все эти минералы бесцветны или белого цвета.

Магнезит состоит из бесцветных или белых тригональных кристаллов . Безводная соль практически нерастворима в воде , ацетоне и аммиаке . Все формы карбоната магния реагируют с кислотами . Магнезит кристаллизуется в структуре кальцита , в которой Mg 2+ окружен шестью атомами кислорода . [3]

Дигидрат имеет триклинную структуру, а тригидрат — моноклинную .

Ссылки на «легкие» и «тяжелые» карбонаты магния на самом деле относятся к гидромагнезиту и дипингиту гидроксикарбонатов магния соответственно. [7]

Подготовка

Карбонат магния обычно получают при добыче минерала магнезита . Семьдесят процентов мировых запасов добывается и готовится в Китае. [8]

Карбонат магния можно получить в лаборатории путем реакции любой растворимой соли магния и бикарбоната натрия :

MgCl 2 (водный) + 2 NaHCO 3 (водный) → MgCO 3 (т.в.) + 2 NaCl(водн.) + H 2 O(ж) + CO 2 (г)

Если хлорид магния (или сульфат) обработать водным раствором карбоната натрия, то вместо самого карбоната магния образуется осадок основного карбоната магния – гидратного комплекса карбоната магния и гидроксида магния:

5 MgCl 2 (водн.) + 5 Na 2 CO 3 (водн.) + 5 H 2 O(ж) → Mg 4 (CO 3 ) 3 (OH) 2 ·3H 2 O(тв) + Mg(HCO 3 ) 2 (водн.) + 10 NaCl(водн.)

Промышленные маршруты высокой чистоты включают путь через бикарбонат магния , который можно получить путем объединения суспензии гидроксида магния и диоксида углерода при высоком давлении и умеренной температуре. [6] Затем бикарбонат высушивают в вакууме, в результате чего он теряет углекислый газ и молекулу воды:

Mg(OH) 2 + 2 CO 2 → Mg(HCO 3 ) 2
Mg(HCO 3 ) 2 → MgCO 3 + CO 2 + H 2 O

Химические свойства

С кислотами

Как и многие распространенные карбонаты металлов 2-й группы, карбонат магния реагирует с водными кислотами с выделением углекислого газа и воды :

MgCO 3 + 2 HCl → MgCl 2 + CO 2 + H 2 O
MgCO 3 + H 2 SO 4 → MgSO 4 + CO 2 + H 2 O

Разложение

При высоких температурах MgCO 3 разлагается на оксид магния и углекислый газ . Этот процесс важен при производстве оксида магния. [6] Этот процесс называется обжигом :

MgCO 3 → MgO + CO 2 (ΔH = +118 кДж/моль)

Температура разложения составляет 350 ° C (662 ° F). [9] [10] Однако прокаливание до оксида обычно не считается завершенным при температуре ниже 900 ° C из-за помех ресорбции высвободившегося диоксида углерода.

Гидраты солей при разложении теряют воду при разных температурах. [11] Например, в тригидрате MgCO 3 ·3H 2 O , молекулярная формула которого может быть записана как Mg(HCO 3 )(OH) · 2H 2 O , стадии дегидратации происходят при 157 °C и 179 °C следующим образом. : [11]

Mg(HCO 3 )(OH)·2(H 2 O) → Mg(HCO 3 )(OH)·(H 2 O) + H 2 O при 157 °C
Mg(HCO 3 )(OH)·(H 2 O) → Mg(HCO 3 )(OH) + H 2 O при 179 °C.

Использование

Основное применение карбоната магния — производство оксида магния путем обжига . Магнезитовые и доломитовые минералы используются для производства огнеупорного кирпича . [6] MgCO 3 также используется в напольных покрытиях , противопожарных средствах , огнетушащих составах , косметике , присыпках и зубной пасте . Другие применения: в качестве наполнителя , средства подавления дыма в пластмассах, армирующего агента в неопреновой резине, осушителя и средства для сохранения цвета пищевых продуктов.

Альпинист Ян Хойер сдувает с руки остатки мела . Кубок мира по боулдерингу 2015 г.

Из-за его низкой растворимости в воде и гигроскопических свойств MgCO 3 впервые был добавлен в соль в 1911 году, чтобы сделать ее более свободной. Компания Morton Salt приняла слоган «Когда идет дождь, то льет», что означает, что ее соль, содержащая MgCO 3 , не слипается во влажную погоду. [12] Карбонат магния, чаще всего называемый «мелом», также используется в качестве подсушивающего средства для рук спортсменов в скалолазании , гимнастике , тяжелой атлетике и других видах спорта, в которых необходим крепкий захват. [8]

В качестве пищевой добавки карбонат магния известен как E504. Единственный известный побочный эффект заключается в том, что в высоких концентрациях он может действовать как слабительное. [13]

Карбонат магния используется в таксидермии для отбеливания черепов. Его можно смешать с перекисью водорода , чтобы получилась паста, которую намазывают на череп, чтобы придать ему белый оттенок.

Карбонат магния используется в качестве матового белого покрытия для проекционных экранов . [14]

Медицинское использование

Это слабительное средство , способствующее освобождению кишечника .

Кроме того, карбонат магния высокой чистоты используется в качестве антацида и добавки в поваренную соль , чтобы сохранить ее сыпучесть. Карбонат магния может сделать это, потому что он не растворяется в воде, а только в кислоте, где он бурлит (пузырится). [15]

Безопасность

Карбонат магния нетоксичен и негорюч.

Компендиальный статус

Смотрите также

Примечания и ссылки

  1. ^ abcd «Карбонат магния».
  2. ^ Бенезет, Паскаль; Салди, Джузеппе Д.; Дандюран, Жан-Луи; Шотт, Жак (2011). «Экспериментальное определение произведения растворимости магнезита при температуре от 50 до 200 °С». Химическая геология . 286 (1–2): 21–31. Бибкод :2011ЧГео.286...21Б. doi :10.1016/j.chemgeo.2011.04.016.
  3. ^ аб Росс, Нэнси Л. (1997). «Уравнение состояния и поведение магнезита при высоких давлениях». Являюсь. Минеральная. 82 (7–8): 682–688. Бибкод : 1997AmMin..82..682R. дои : 10.2138/am-1997-7-805. S2CID  43668770.
  4. ^ Аб Зумдал, Стивен С. (2009). Химические принципы 6-е изд . Компания Хоутон Миффлин. п. А22. ISBN 978-0-618-94690-7.
  5. ^ Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0373». Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  6. ^ abcd 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.
  7. ^ Бота, А.; Стридом, Калифорния (2001). «Получение гидроксикарбоната магния из гидроксида магния». Гидрометаллургия . 62 (3): 175. Бибкод : 2001HydMe..62..175B. дои : 10.1016/S0304-386X(01)00197-9.
  8. ^ аб Аллф, Брэдли (21 мая 2018 г.). «Скрытая экологическая цена восхождения на мел». Журнал «Скалолазание» . Издательство Круз Бэй . Проверено 22 мая 2018 г. Фактически, Китай производит 70 процентов мирового магнезита. Большая часть этого производства — как горнодобывающая, так и перерабатывающая — сосредоточена в небольшом уголке Ляонина, холмистой промышленной провинции на северо-востоке Китая между Пекином и Северной Кореей.
  9. ^ "IAState MSDS" .
  10. ^ Уэст, Роберт С.; и другие. (1978). Справочник CRC по химии и физике (59-е изд.). Уэст-Палм-Бич, Флорида: CRC Press. п. Б-133. ISBN 0-8493-0549-8 . 
  11. ^ ab «Термический анализ несквеонита с обычной и контролируемой скоростью» (PDF) .
  12. ^ "Ее дебют - Мортон Солт" . Проверено 27 декабря 2017 г.
  13. ^ "Food-Info.net: E-номера: E504: Карбонат магния" .080419 food-info.net
  14. ^ Норонья, Шонан (2015). Сертифицированный специалист-технолог-монтажник . Образование Макгроу Хилл. п. 256. ИСБН 978-0071835657.
  15. ^ «Что такое карбонат магния?». Наука . Проверено 15 апреля 2018 г.
  16. ^ Секретариат Британской фармакопеи (2009). «Индекс, БП 2009» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 11 апреля 2009 года . Проверено 31 января 2010 г.
  17. ^ «Японская фармакопея, пятнадцатое издание» (PDF) . 2006. Архивировано из оригинала (PDF) 22 июля 2011 года . Проверено 31 января 2010 г.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме карбоната магния .