stringtranslate.com

Карбонат магния

Карбонат магния , Mg CO3 (архаичное название magnesia alba ), представляет собой неорганическую соль, которая представляет 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 ( MgCO3 ), и ди-, три- и пентагидраты, известные как баррингтонит ( MgCO3 · 2H2O ) , несквегонит ( MgCO3 ·3H2O ) и лансфордит ( MgCO3 · 5H2O ) соответственно . [ 6] Некоторые основные формы, такие как артинит ( Mg2CO3 ( OH ) 2 · 3H2O ) , гидромагнезит ( Mg5 (CO3 ) 4 ( OH) 2 ·4H2O ) и дипингит ( Mg5 ( CO3 ) 4 ( OH ) 2 · 5H2O ) также встречаются в виде минералов . Все эти минералы бесцветные или белые .

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 , где Mg2 + окружен шестью атомами кислорода . [3]

Дигидрат имеет триклинную структуру, а тригидрат — моноклинную .

Ссылки на «легкие» и «тяжелые» карбонаты магния на самом деле относятся к гидроксикарбонатам магния гидромагнезиту и дипингиту соответственно. [7] «Легкая» форма осаждается из растворов магния с использованием щелочного карбоната при «нормальных температурах», тогда как «тяжелая» может быть получена из кипящих концентрированных растворов с последующим осаждением досуха, промывкой осадка и сушкой при 100 C. [8]

Подготовка

Карбонат магния обычно получают путем добычи минерала магнезита . Семьдесят процентов мировых поставок добывается и готовится в Китае. [9]

Карбонат магния можно получить в лаборатории путем реакции между любой растворимой солью магния и гидрокарбонатом натрия :

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

Если хлорид (или сульфат) магния обработать водным раствором карбоната натрия, то образуется не сам карбонат магния, а осадок основного карбоната магния — гидратированного 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 пути высокой чистоты включают путь через бикарбонат магния , который может быть образован путем объединения суспензии гидроксида магния и диоксида углерода при высоком давлении и умеренной температуре. [6] Затем бикарбонат подвергается вакуумной сушке, в результате чего он теряет диоксид углерода и молекулу воды:

Mg( OH ) 2 + 2CO2 → Mg( HCO3 ) 2
Mg(HCO 3 ) 2 → MgCO 3 + CO 2 + H 2 O

Химические свойства

С кислотами

Как и многие распространенные карбонаты металлов группы 2, карбонат магния реагирует с водными растворами кислот с выделением диоксида углерода и воды :

MgCO 3 + 2 HCl → MgCl 2 + CO 2 + H 2 O
MgCO3 + H2SO4 → MgSO4 + CO2 + H2O​​​​

Разложение

При высоких температурах MgCO 3 разлагается на оксид магния и диоксид углерода . Этот процесс важен при производстве оксида магния. [6] Этот процесс называется прокаливанием :

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

Температура разложения составляет 350 °C (662 °F). [10] [11] Однако прокаливание до оксида обычно не считается полным при температуре ниже 900 °C из-за мешающей реадсорбции выделяющегося диоксида углерода.

Гидраты солей теряют воду при разных температурах во время разложения. [12] 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: [12]

Mg(HCO3 ) (OH)·2(H2O ) → Mg(HCO3 ) (OH)·(H2O ) + H2O при 157 °C
Mg(HCO3 ) (OH)·(H2O ) → Mg(HCO3 ) (OH) + H2O при 179 ° C

Использует

Основное применение карбоната магния — производство оксида магния путем прокаливания . Минералы магнезита и доломита используются для производства огнеупорных кирпичей . [6] MgCO3 также используется в напольных покрытиях , огнезащитных составах , составах для тушения пожаров , косметике , присыпке и зубной пасте . Другие применения — в качестве наполнителя , дымоподавителя в пластмассах, армирующего агента в неопреновой резине, осушителя и сохранения цвета в пищевых продуктах.

Из-за своей низкой растворимости в воде и гигроскопических свойств MgCO 3 был впервые добавлен в поваренную соль ( NaCl ) в 1911 году, чтобы сделать ее более текучей. Компания Morton Salt приняла слоган «Когда идет дождь, он льется», подчеркивая, что ее соль, содержащая MgCO 3 , не будет слипаться во влажную погоду. [13]

Альпинист Ян Хойер сдувает излишки магнезии с руки. Кубок мира по боулдерингу 2015 г.

Порошкообразный карбонат магния, известный как альпинистский мел или гимнастический мел, также используется в качестве осушающего средства для рук спортсменов в скалолазании , гимнастике , пауэрлифтинге, тяжелой атлетике и других видах спорта, в которых необходим крепкий захват. [9] Вариантом является жидкий мел .

Как пищевая добавка , карбонат магния известен как E504. Его единственный известный побочный эффект заключается в том, что он может действовать как слабительное в высоких концентрациях. [14]

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

Карбонат магния используется в качестве матово-белого покрытия для проекционных экранов . [15]

Медицинское применение

Это слабительное средство для послабления кишечника .

Кроме того, карбонат магния высокой чистоты используется как антацид и как добавка в поваренную соль для поддержания ее сыпучести. Карбонат магния может делать это, потому что он не растворяется в воде, только в кислоте, где он будет шипеть (пузыриться). [16]

Безопасность

Карбонат магния нетоксичен и не воспламеняется.

Статус фармакологического исследования

Смотрите также

Примечания и ссылки

  1. ^ abcd "Карбонат магния".
  2. ^ Бенезет, Паскаль; Сальди, Джузеппе Д.; Дандуранд, Жан-Луи; Шотт, Жак (2011). «Экспериментальное определение продукта растворимости магнезита при температуре от 50 до 200 °C». Химическая геология . 286 (1–2): 21–31. Bibcode : 2011ChGeo.286...21B. doi : 10.1016/j.chemgeo.2011.04.016.
  3. ^ ab Ross, Nancy L. (1997). «Уравнение состояния и поведение магнезита при высоком давлении». Am. Mineral. 82 (7–8): 682–688. Bibcode :1997AmMin..82..682R. doi :10.2138/am-1997-7-805. S2CID  43668770.
  4. ^ ab Zumdahl, Steven S. (2009). Химические принципы 6-е изд . Houghton Mifflin Company. стр. A22. 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. ^ Botha, A.; Strydom, CA (2001). «Получение гидроксикарбоната магния из гидроксида магния». Гидрометаллургия . 62 (3): 175. Bibcode : 2001HydMe..62..175B. doi : 10.1016/S0304-386X(01)00197-9.
  8. ^ JR Partington (1951). Общая и неорганическая химия, 2-е изд .
  9. ^ ab Allf, Bradley (21 мая 2018 г.). «Скрытая экологическая стоимость восхождения на мел». Climbing Magazine . Cruz Bay Publishing . Получено 22 мая 2018 г. Фактически, Китай производит 70 процентов мирового магнезита. Большая часть этого производства — как добыча, так и переработка — сосредоточена в небольшом уголке Ляонина, холмистой промышленной провинции на северо-востоке Китая между Пекином и Северной Кореей.
  10. ^ "IAState MSDS".
  11. ^ Уист, Роберт К. и др. (1978). CRC Handbook of Chemistry and Physics (59-е изд.). West Palm Beach, FL: CRC Press. стр. B-133. ISBN 0-8493-0549-8 . 
  12. ^ ab "Традиционный и контролируемый термический анализ несквегонита Mg(HCO3)(OH)·2(H2O)" (PDF) .
  13. ^ "Её дебют - Мортон Солт" . Получено 27 декабря 2017 г.
  14. ^ "Food-Info.net : E-номера : E504: Карбонаты магния".080419 food-info.net
  15. ^ Noronha, Shonan (2015). Сертифицированный специалист по технологиям-установке . McGraw Hill Education. стр. 256. ISBN 978-0071835657.
  16. ^ "Что такое карбонат магния?". Наука . Получено 15 апреля 2018 г.
  17. ^ Секретариат Британской фармакопеи (2009). "Index, BP 2009" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 11 апреля 2009 года . Получено 31 января 2010 года .
  18. ^ "Японская фармакопея, пятнадцатое издание" (PDF) . 2006. Архивировано из оригинала (PDF) 22 июля 2011 г. Получено 31 января 2010 г.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Карбонат магния» .