Магнезиум оксид

Од Википедија — слободната енциклопедија
Магнезиум оксид
Назнаки
1309-48-4 Ок
ChEMBL ChEMBL1200572 Ок
ChemSpider 14108
EC-број 215-171-9
3Д-модел (Jmol) Слика
KEGG D01167
PubChem 14792
RTECS-бр. OM3850000
UNII 3A3U0GI71G Ок
Својства
Хемиска формула
Моларна маса 0 g mol−1
Изглед Бел прав
Мирис Без мирис
Густина 3.6 g/cm3
Точка на топење
Точка на вриење
Растворливост Растворлив во киселина, амонијак
нерастворлив во алкохол
Electrical resistivity Диелектрик[б 1]
Забранет појас 7.8 eV[1]
−10.2·10−6 cm3/mol[2]
Топлинска спроводливост 45–60 W·m−1·K−1[3]
Показател на прекршување (nD) 1.7355
Диполен момент 6.2 ± 0.6 D
Структура
Кристална структура Халит (кубен), cF8
Fm3m, No. 225
Октаедрала (Mg2+); Октаедрала (O2−)
Термохемија
Ст. енталпија на
формирање
ΔfHo298
−601.6 ± 0.3 kJ·mol−1[7]
Стандардна моларна
ентропија
So298
26.95 ± 0.15 J·mol−1·K−1[7]
Специфичен топлински капацитет, C 37.2 J/mol K[8]
Pharmacology
ATC код A02AA02
A06AD02, A12CC10
Опасност
Безбедност при работа:
Главни опасности
Треска од метални испарувања, Надразнувачки
GHS-ознаки:
Пиктограми
GHS07: Извичник
Сигнални зборови
Опасен
Изјави за опасност
H315, H319, H335
Изјави за претпазливост
P261, P264, P271, P273, P280, P302+P352, P304+P340, P305+P351+P338, P312, P333+P313, P337+P313, P362, P363, P391, P403+P233, P405
NFPA 704
1
0
0
Температура на запалување {{{value}}}
NIOSH (здравствени граници во САД):
PEL (дозволива)
TWA 15 mg/m3 (fume)[9]
REL (препорачана)
Никој назначен[9]
IDLH (непосредна опасност)
750 mg/m3 (fume)[9]
Безбедносен лист ICSC 0504
Слични супстанци
Други анјони Магнезиум сулфид
Други катјони Берилиум оксид
Калциум оксид
Стронциум оксид
Бариум оксид
Дополнителни податоци
 Ок(што е ова?)  (провери)
Освен ако не е поинаку укажано, податоците се однесуваат на материјалите во нивната стандардна состојба (25 °C, 100 kPa)
Наводи

Магнезиум оксид (MgO), или магнезија — бел хигроскопски цврст минерал кој природно се појавува како периклас и е извор на магнезиум (види исто така оксид). Има емпириска формула на MgO и се состои од структура од јони Mg 2+ и јони O 2− кои се држат заедно со јонско поврзување. Магнезиум хидроксид се формира во присуство на вода (MgO + H 2 O → Mg(OH) 2), но може да се смени со загревање за да се отстрани влагата.

Магнезиум оксидот бил историски познат како магнезија алба (буквално, бел минерал од Магнезија), за да се разликува од магнезија негра, црн минерал кој го содржи она што сега е познато како манган.

Поврзани оксиди[уреди | уреди извор]

Додека „магнезиум оксид“ обично се однесува на MgO, соединението магнезиум пероксид MgO2 е исто така познато. Според предвидувањата на еволутивната кристална структура,[10] MgO2 е термодинамички стабилен при притисок над 116 GPa (гигапаскали), а полупроводен субоксид Mg3O2 е термодинамички стабилен над 500 GPa. Поради својата стабилност, MgO се користи како модел систем за истражување на вибрационите својства на кристалите.[11]

Електрични својства[уреди | уреди извор]

Чистиот MgO не е спроводлив и има висока отпорност на електрична струја на собна температура. Чистиот прав на MgO има релативна пропустливост помеѓу 3,2 и 9,9 со приближна загуба на диелектрик на tan(δ) > 2,16x10 3 на 1 kHz.[4][5][6]

Производство[уреди | уреди извор]

Магнезиум оксид се произведува со калцинирање на магнезиум карбонат или магнезиум хидроксид. Вториот се добива со третман на магнезиум хлорид MgCl2 раствори, обично морска вода, со варова вода или млеко од вар.

Mg 2+ + Ca(OH) 2 → Mg(OH) 2 + Ca 2+

Калцинирањето на различни температури произведува магнезиум оксид со различна реактивност. Високи температури 1500 – 2000 °C ја намалуваат достапната површина и произведуваат мртво изгорена (често наречена мртва изгорена) магнезија, нереактивна форма што се користи како огноотпорна материја. Температури на калцинирање 1000 – 1500 °C произведува тешко изгорена магнезија, која има ограничена реактивност и калцинирање на пониска температура, (700-1000 °C) произведува магнезија изгорена со светлина, реактивна форма, позната и како каустична калцинирана магнезија. Иако одредено распаѓање на карбонатот до оксид се случува на температури под 700 степени °C, се смета дека добиените материјали реапсорбираат јаглерод диоксид од воздухот.[12]

Апликации[уреди | уреди извор]

Грејни елементи[уреди | уреди извор]

MgO е ценет како огноотпорен материјал, односно цврста материја која е физички и хемиски стабилна на високи температури. Има две корисни својства: висока топлинска спроводливост и ниска електрична спроводливост. Полнењето на спиралните горни грејни елементи од опсегот Калрод на кујнските електрични шпорети е главна употреба. „Далеку најголемиот потрошувач на магнезија во светот е огноотпорната индустрија, која потрошила околу 56% од магнезијата во САД во 2004 година, а останатите 44% се користат во земјоделски, хемиски, градежни, еколошки и други индустриски апликации. MgO се користи како основен огноотпорен материјал за казани“.[13]

Огноотпорно својство[уреди | уреди извор]

Тоа е главна огноотпорна состојка во градежните материјали. Како градежен материјал, ѕидните плочи со магнезиум оксид имаат неколку атрактивни одлики: отпорност на пожар, отпорност на термит, отпорност на влага, отпорност на мувла и мувла и цврстина.[13][14]

Наметки за гас[уреди | уреди извор]

Повеќето гасни наметки користат магнезиум оксид. Раните повторувања како што е Кламондовата кошница го користеле само ова. Подоцнежните верзии користат ~ 60% магнезиум оксид, а останатите компоненти како што се лантан оксид или итриум оксид го сочинуваат остатокот. Друг исклучок би биле мантиите со торијан гас.

Употреба[уреди | уреди извор]

MgO е една од компонентите на Портландски цемент во постројките при сув процес.

Магнезиум оксидот интензивно се користи во ремедијација на почвата и подземните води, третман на отпадни води, третман на вода за пиење, третман на емисиите на воздухот и во индустриите за третман на отпад заради неговиот киселински пуферски капацитет и поврзаната ефикасност во стабилизирање на растворените видови тешки метали. 

Многу видови тешки метали, како што се олово и кадмиум, се најрастворливи во вода при кисела pH вредност (под 6), како и висока pH (над 11). Растворливоста на металите влијае на биорасположивоста на видот и на подвижноста на системите на почвата и подземните води. Повеќето метални видови се токсични за луѓето во одредени концентрации, затоа е императив да се минимизира биорасположивоста и мобилноста на металот.

Грануларниот MgO често се меша во почва контаминирана со метали или отпаден материјал, кој исто така е вообичаено со ниска pH (кисел), со цел да се доведе pH во опсегот 8-10 каде што повеќето метали се на најниска растворливост. Метално-хидроксидните комплекси имаат тенденција да се таложат од воден раствор во pH опсег од 8-10. MgO нашироко се смета за најефикасно соединение за стабилизација на метали во споредба со портланд цемент, вар, производи од прашина од печка, отпадни производи за производство на електрична енергија и разни сопственички производи поради супериорниот пуферски капацитет на MgO, економичноста и леснотијата/безбедноста на ракување.

Повеќето, ако не и сите производи кои се продаваат како технологии за стабилизација на метали создаваат услови за многу висока pH вредност во водоносните слоеви, додека MgO создава идеална состојба на аквифер со pH од 8-10. Дополнително, магнезиумот, суштински елемент за повеќето биолошки системи, им се обезбедува на микробните популации на почвата и подземните води за време на санирањето на металите со помош на MgO како дополнителна придобивка.

Медицински својства[уреди | уреди извор]

Магнезиум оксидот се користи за ублажување на горушица и варење, како антацид, додаток на магнезиум и како краткотраен лаксатив. Се користи и за подобрување на симптомите на варење . Несаканите ефекти на магнезиум оксидот може да вклучуваат гадење и грчеви.[15] Во количини доволни за да се добие лаксативно дејство, несаканите ефекти од долготрајната употреба ретко може да предизвикаат формирање на ентеролити, што резултира со опструкција на дебелото црево.[16]

Останато[уреди | уреди извор]

  • Како додаток на храна, се користи како средство против стврднување. Тоа е познато на американската Администрација за храна и лекови за какао производи; конзервиран грашок; и замрзнат десерт.[17] Има број Е од E530.
  • Историски се користел како референтна бела боја во колориметријата, поради неговите добри дифузни и рефлективни својства.[18]
  • Широко се користи како електричен изолатор во цевчести грејни елементи. Достапни се неколку големини на мрежи, а најчесто користените се 40 и 80 структура на Американското леарно друштво. Широката употреба се должи на неговата висока диелектрична јачина и просечна топлинска спроводливост. MgO обично се дроби и набива со минимални воздушни празнини или празнини. Електричната грејна индустрија исто така експериментирала со алуминиум оксид, но тој повеќе не се користи.
  • Како реагенс во инсталацијата на групата карбоксибензил (Cbz) со користење на бензил хлороформат во EtOAc за N-заштита на амини и амиди.[19]
  • Се користи и како изолатор во електричен кабел отпорен на топлина.
  • Допингот MgO се покажал дека ефикасно го инхибира растот на зрната во керамиката и ја подобрува нивната цврстина на фрактура преку трансформирање  механизмот на раст на пукнатини во наноскала.[20]
Неполиран MgO кристал
  • Притиснат MgO се користи како оптички материјал. Транспарентен е од 0,3 до 7 μm. Индексот на рефракција е 1,72 на 1 μm, а бројот на Абе е 53,58. Понекогаш е познат по заштитното име на Eastman Kodak Irtran-5, иако оваа ознака е застарена. Кристалниот чист MgO е достапен комерцијално и има мала употреба во инфрацрвената оптика.[21]
  • MgO е спакуван во вреќи околу трансуранскиот отпад во ќелиите за одлагање (панели) во пилот постројката за изолација на отпад, како примач на CO за да се минимизира сложеноста на ураниумот и другите актиниди со карбонатните јони и така да се ограничи растворливоста на радионуклидите. Употребата на MgO е претпочитана од овој на CaO како добиен производ за хидратација ( Mg(OH)2) е помалку растворлив и ослободува помалку топлина за хидратација. Друга предност е да се наметне пониска pH вредност од ~ 10,5 во случај на случајно навлегување вода во слоевите на сувата сол, додека порастворливиот Ca(OH)2 би создал повисока pH вредност од 12,5 (силно алкални услови). Mg2+ катјонот како втор најзастапен катјон во морската вода и во камената сол, потенцијалното ослободување на јони на магнезиум што се раствораат во саламура што навлегуваат во длабокото геолошко складиште, исто така, се очекува да ги минимизира геохемиските нарушувања.[22]
  • MgO има важно место како комерцијално растително ѓубриво [23] и како добиточна храна.[24]
  • Аеросолизиран раствор на MgO се користи во библиотечната наука и управувањето со збирки за декиселување на ризични хартиени артикли. Во овој процес, алкалноста на MgO (и слични соединенија) ја неутрализира релативно високата киселост одлика на неквалитетната хартија, со што се забавува стапката на влошување.[25]
  • MgO исто така се користи како заштитна обвивка во плазма дисплеите.
  • Магнезиум оксидот се користи како оксидна бариера во уредите за спин-тунелирање. Поради кристалната структура на неговите тенки слоеви, кои можат да се наталожат со магнетронско прскање, на пример, тој покажува одлики супериорни во однос на оние на најчесто користениот аморфен Al2O3. Особено, спин поларизацијата од околу 85% е постигната со MgO [26] наспроти 40-60 % со алуминиум оксид.[27] Вредноста на магнетоотпорноста на тунелот е исто така значително повисока за MgO (600% на собна температура и 1.100 % на 4,2 K [28] ) од Al2O3 (околу 70 % на собна температура [29] ).

Мерки на претпазливост[уреди | уреди извор]

Вдишување на испарувања од магнезиум оксид може да предизвика треска од метални испарувања.[30]

Наводи[уреди | уреди извор]

  1. Taurian, O.E.; Springborg, M.; Christensen, N.E. (1985). „Self-consistent electronic structures of MgO and SrO“ (PDF). Solid State Communications. 55 (4): 351–5. Bibcode:1985SSCom..55..351T. doi:10.1016/0038-1098(85)90622-2. Архивирано од изворникот (PDF) на 2016-03-03. Посетено на 2023-03-03.
  2. Haynes, William M., уред. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (XCII. изд.). Boca Raton, FL: CRC Press. стр. 4.133. ISBN 1439855110.
  3. Application of magnesium compounds to insulating heat-conductive fillers Архивирано на 30 декември 2013 г.. konoshima.co.jp
  4. 4,0 4,1 A P, Johnson (November 1986). „Structural and electrical properties of magnesium oxide powders“. Durham University.
  5. 5,0 5,1 Subramanian, M. A.; Shannon, R. D.; Chai, B. H. T.; Abraham, M. M.; Wintersgill, M. C. (November 1989). „Dielectric constants of BeO, MgO, and CaO using the two-terminal method“. Physics and Chemistry of Minerals (англиски). 16 (8): 741–746. doi:10.1007/BF00209695. ISSN 0342-1791.
  6. 6,0 6,1 Hornak, Jaroslav; Trnka, Pavel; Kadlec, Petr; Michal, Ondřej; Mentlík, Václav; Šutta, Pavol; Csányi, Gergely; Tamus, Zoltán (2018-05-30). „Magnesium Oxide Nanoparticles: Dielectric Properties, Surface Functionalization and Improvement of Epoxy-Based Composites Insulating Properties“. Nanomaterials (англиски). 8 (6): 381. doi:10.3390/nano8060381. ISSN 2079-4991. PMC 6027305. PMID 29848967.
  7. 7,0 7,1 Haynes, William M., уред. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (XCII. изд.). Boca Raton, FL: CRC Press. стр. 5.2. ISBN 1439855110.
  8. Haynes, William M., уред. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (XCII. изд.). Boca Raton, FL: CRC Press. стр. 5.15. ISBN 1439855110.
  9. 9,0 9,1 9,2 „Џебен водич за опасните хемиски материи #0374“. Национален институт за безбедност и здравје при работа (NIOSH). (англиски)
  10. Zhu, Qiang; Oganov A.R.; Lyakhov A.O. (2013). „Novel stable compounds in the Mg-O system under high pressure“ (PDF). Phys. Chem. Chem. Phys. 15 (20): 7696–7700. Bibcode:2013PCCP...15.7696Z. doi:10.1039/c3cp50678a. PMID 23595296. Архивирано од изворникот (PDF) на 2013-12-03. Посетено на 2023-03-03.
  11. Mei, AB; O. Hellman; C. M. Schlepütz; A. Rockett; T.-C. Chiang; L. Hultman; I. Petrov; J. E. Greene (2015). „Reflection Thermal Diffuse X-Ray Scattering for Quantitative Determination of Phonon Dispersion Relations“. Physical Review B. 92 (17): 174301. Bibcode:2015PhRvB..92q4301M. doi:10.1103/physrevb.92.174301.
  12. Ropp, R C (2013-03-06). Encyclopedia of the alkaline earth compounds. Elsevier. стр. 109. ISBN 9780444595508.
  13. 13,0 13,1 Mark A. Shand (2006). The chemistry and technology of magnesia. John Wiley and Sons. ISBN 978-0-471-65603-6. Посетено на 10 September 2011.
  14. Mármol, Gonzalo; Savastano, Holmer (July 2017). „Study of the degradation of non-conventional MgO-SiO 2 cement reinforced with lignocellulosic fibers“. Cement and Concrete Composites. 80: 258–267. doi:10.1016/j.cemconcomp.2017.03.015.
  15. Magnesium Oxide.
  16. Tatekawa Y; Nakatani K; Ishii H; и др. (1996). „Small bowel obstruction caused by a medication bezoar: report of a case“. Surgery Today. 26 (1): 68–70. doi:10.1007/BF00311997. PMID 8680127.
  17. „Compound Summary for CID 14792 – Magnesium Oxide“. PubChem.
  18. Tellex, Peter A.; Waldron, Jack R. (1955). „Reflectance of Magnesium Oxide“. JOSA. 45 (1): 19. doi:10.1364/JOSA.45.000019.
  19. Dymicky, M. (1989-02-01). „Preparation of Carbobenzoxy-L-Tyrosine Methyl and Ethyl Esters and of the Corresponding Carbobenzoxy Hydrazides“. Organic Preparations and Procedures International. 21 (1): 83–90. doi:10.1080/00304948909356350. ISSN 0030-4948.
  20. Tan, C.Y.; Yaghoubi, A.; Ramesh, S.; Adzila, S.; Purbolaksono, J.; Hassan, M.A.; Kutty, M.G. (December 2013). „Sintering and mechanical properties of MgO-doped nanocrystalline hydroxyapatite“ (PDF). Ceramics International. 39 (8): 8979–8983. doi:10.1016/j.ceramint.2013.04.098. Архивирано од изворникот (PDF) на 2017-03-12. Посетено на 2023-03-03.
  21. Stephens, Robert E.; Malitson, Irving H. (1952). „Index of Refraction of Magnesium Oxide“ (PDF). Journal of Research of the National Bureau of Standards. 49 (4): 249–252. doi:10.6028/jres.049.025. Архивирано од изворникот (PDF) на 2011-10-19. Посетено на 2023-03-03.
  22. wipp.energy.gov Step-By-Step Guide for Waste Handling at WIPP Архивирано на 20 октомври 2022 г..
  23. Nutrient Science. fertilizer101.org.
  24. Magnesium oxide for the Animal Feed Industry. lehvoss.de
  25. „Mass Deacidification: Saving the Written Word“. Library of Congress. Посетено на 26 September 2011.
  26. Parkin, S. S. P.; Kaiser, C.; Panchula, A.; Rice, P. M.; Hughes, B.; Samant, M.; Yang, S. H. (2004). „Giant tunnelling magnetoresistance at room temperature with MgO (100) tunnel barriers“. Nature Materials. 3 (12): 862–867. Bibcode:2004NatMa...3..862P. doi:10.1038/nmat1256. PMID 15516928.
  27. Monsma, D. J.; Parkin, S. S. P. (2000). „Spin polarization of tunneling current from ferromagnet/Al2O3 interfaces using copper-doped aluminum superconducting films“. Applied Physics Letters. 77 (5): 720. Bibcode:2000ApPhL..77..720M. doi:10.1063/1.127097.
  28. Ikeda, S.; Hayakawa, J.; Ashizawa, Y.; Lee, Y. M.; Miura, K.; Hasegawa, H.; Tsunoda, M.; Matsukura, F.; Ohno, H. (2008). „Tunnel magnetoresistance of 604% at 300 K by suppression of Ta diffusion in CoFeB/MgO/CoFeB pseudo-spin-valves annealed at high temperature“. Applied Physics Letters. 93 (8): 082508. Bibcode:2008ApPhL..93h2508I. doi:10.1063/1.2976435.
  29. Wang, D.; Nordman, C.; Daughton, J. M.; Qian, Z.; Fink, J.; Wang, D.; Nordman, C.; Daughton, J. M.; Qian, Z. (2004). „70% TMR at Room Temperature for SDT Sandwich Junctions with CoFeB as Free and Reference Layers“. IEEE Transactions on Magnetics. 40 (4): 2269. Bibcode:2004ITM....40.2269W. CiteSeerX 10.1.1.476.8544. doi:10.1109/TMAG.2004.830219.
  30. Magnesium Oxide.
Забелешки
  1. At room temperature.[4][5][6]

Надворешни врски[уреди | уреди извор]