Гидроксид магния
| |
| |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК
Гидроксид магния
| |
Другие имена
| |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| КЭБ | |
| ХЭМБЛ | |
| ХимическийПаук | |
| Лекарственный Банк | |
| Информационная карта ECHA | 100.013.792 |
| Номер ЕС |
|
| номер Е | Е528 (регуляторы кислотности,...) |
| 485572 | |
| КЕГГ | |
ПабХим CID
|
|
| номер РТЭКС |
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| Мг(ОН) 2 | |
| Молярная масса | 58.3197 g/mol |
| Появление | Белый твердый |
| Запах | Без запаха |
| Плотность | 2,3446 г/см 3 |
| Температура плавления | 350 ° C (662 ° F; 623 К) разлагается. |
| |
Произведение растворимости ( K sp )
|
5.61 × 10 −12 |
| −22.1 × 10 −6 см 3 /моль | |
Показатель преломления ( n D )
|
1.559 [ 1 ] |
| Структура | |
| Шестигранный, hP3 [ 2 ] | |
| П 3 м1 №164 | |
а = 0,312 нм, с = 0,473 нм
| |
| Термохимия | |
Теплоемкость ( С )
|
77,03 Дж/моль·К |
Стандартный моляр
энтропия ( S ⦵ 298 ) |
64 Дж·моль −1 ·К −1 [ 3 ] |
Стандартная энтальпия
образование (Δ f H ⦵ 298 ) |
−924,7 кДж·моль −1 [ 3 ] |
Свободная энергия Гиббса (Δ f G ⦵ )
|
−833,7 кДж/моль |
| Фармакология | |
| A02AA04 ( ВОЗ ) G04BX01 ( ВОЗ ) | |
| Опасности | |
| СГС Маркировка : | |
 [ 4 ]
| |
| Предупреждение [ 4 ] | |
| Х315 , Х319 , Х335 [ 4 ] | |
| П261 , П280 , П304+П340 , П305+П351+П338 , П405 , П501 [ 4 ] | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
| точка возгорания | Невоспламеняющийся |
| Летальная доза или концентрация (LD, LC): | |
ЛД 50 ( средняя доза )
|
8500 мг/кг (крыса, перорально) |
| Паспорт безопасности (SDS) | Внешний паспорт безопасности материалов |
| Родственные соединения | |
Другие анионы
|
Оксид магния |
Другие катионы
|
|
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
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 уд = 5,61 × 10 −12 ). [ 5 ] Гидроксид магния является распространенным компонентом антацидов , таких как магнезиевое молоко .
Подготовка
[ редактировать ]Обработка раствора различных растворимых солей магния щелочной водой вызывает осаждение твердого гидроксида Mg(OH) 2 :
- мг 2+ + 2 ОН − → Мг(ОН) 2
Как Мг 2+
является вторым по распространенности катионом, присутствующим 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 1 тонны (2200 фунтов) 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 увеличивает значение pH морской воды с 8,2 до 12,5. Менее растворимый Mg(OH)
2 выпадает в осадок из-за эффекта общего иона из-за OH −
добавляется при растворении Ca(OH)
2 : [ 7 ]
- мг 2+ + Ca(OH) 2 → Mg(OH) 2 + Ca 2+
Для рассолов морской воды осадители, кроме Ca(OH) 2 можно использовать, каждый со своими нюансами:
- Использование Ca(OH) 2 может давать CaSO 4 или CaCO 3 , что снижает конечную чистоту Мг(ОН) 2 .
- NH 4 OH может образовывать взрывоопасный трихлорид азота, когда рассол используется для производства хлора.
- NaOH как осаждающий агент имеет более длительное время осаждения и его трудно фильтровать.
Доказано, что гидроксид натрия, NaOH является лучшим осаждающим агентом по сравнению с Са(ОН) 2 и NH 4 OH благодаря более высоким показателям извлечения и чистоты, а время отстаивания и фильтрации может быть улучшено при низких температурах и более высокой концентрации осадков. Методы, включающие использование осаждающих агентов, обычно представляют собой периодические процессы. [ 8 ]
Также возможно получить Mg(OH) 2 из морской воды с использованием электролизных камер, разделенных катионообменной мембраной. Этот процесс является непрерывным, более дешевым и производит газообразный кислород, газообразный водород, серную кислоту (если Na 2 SO 4 ; используют NaCl для получения Альтернативно можно использовать HCl ) и Mg(OH) 2 чистотой 98% или выше. Крайне важно деаэрировать морскую воду, чтобы уменьшить совместное осаждение осадков кальция. [ 9 ]
Использование
[ редактировать ]Прекурсор MgO
[ редактировать ]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
[ редактировать ]Только 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. [ 10 ]
Приложения
[ редактировать ]Антацид
[ редактировать ]В качестве антацида гидроксид магния дозируется взрослым примерно в 0,5–1,5 г и действует путем простой нейтрализации , при которой гидроксида ионы Mg(OH) 2 соединяются с кислым H. + ионы (или ионы гидроксония в виде соляной кислоты вырабатываемые париетальными клетками желудка ) , для производства воды.
Слабительное
[ редактировать ]В качестве слабительного гидроксид магния дозируется по 5–10 граммов (0,18–0,35 унции) и действует по-разному. Во-первых, мг 2+ плохо всасывается из кишечного тракта, поэтому 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, мг 2+ ионы 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 Mg 2+ растворы, такие как MgSO 4 , являются одинаково сильными слабительными, моль за моль. [ 11 ]
История магнезиального молока
[ редактировать ]4 мая 1818 года американский изобретатель Коэн Берроуз получил патент (№ X2952) на гидроксид магния. [ 12 ] В 1829 году сэр Джеймс Мюррей использовал препарат «сгущенного раствора жидкой магнезии» собственной разработки. [ 13 ] лечить лорда-лейтенанта Ирландии , маркиза Англси , от болей в животе. Это было настолько успешным (рекламировано в Австралии и одобрено Королевским колледжем хирургов в 1838 году). [ 14 ] что он был назначен постоянным врачом Англси и двумя последующими лордами-лейтенантами и посвящен в рыцари. Его продукт из жидкой магнезии был запатентован через два года после его смерти, в 1873 году. [ 15 ]
Термин «магниевое молоко» впервые был использован Чарльзом Генри Филлипсом в 1872 году для обозначения суспензии гидроксида магния, приготовленной с концентрацией около 8 % по массе . [ 16 ] Оно продавалось под торговой маркой Phillips' Milk of Magnesia для использования в медицинских целях.
Регистрация USPTO показывает, что термин «Магниевое молоко» [ 17 ] и «Магниевое молоко Филлипса». [ 18 ] оба были переданы компании Bayer с 1995 года. В Великобритании неторговое (генерическое) название «Молоко магнезии» и «Молоко магнезии Филлипса» - «Крем магнезии» (смесь гидроксида магния, BP ).
В качестве пищевой добавки
[ редактировать ]Он добавляется непосредственно в пищу человека и безопасным FDA признан . [ 19 ] 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 . слабительным средством Осмотическая сила магнезии является и вытягивает жидкости из организма. Высокие дозы могут привести к диарее в организме и истощению запасов калия , что иногда приводит к мышечным судорогам . [ 20 ]
Некоторые продукты гидроксида магния, продаваемые для антацидного применения (например, Маалокс ), имеют формулу, минимизирующую нежелательные слабительные эффекты за счет включения гидроксида алюминия , который ингибирует сокращения гладкомышечных клеток желудочно-кишечного тракта. [ 21 ] тем самым уравновешивая сокращения, вызванные осмотическим действием гидроксида магния.
Другое нишевое использование
[ редактировать ]Гидроксид магния также входит в состав антиперспирантов . [ 22 ]
Очистка сточных вод
[ редактировать ]Порошок гидроксида магния используется в промышленности для нейтрализации кислых сточных вод. [ 23 ] Он также является компонентом Biorock метода строительства искусственных рифов . Основное преимущество Mg(OH)
2 над Ca(OH)
2 , заключается в установлении более низкого значения pH, более совместимого с уровнем pH морской воды и морской жизни: pH 10,5 для Mg(OH).
2 вместо pH 12,5 с Ca(OH)
2 .
Огнезащитный
[ редактировать ]Природный гидроксид магния ( брусит ) используется в коммерческих целях в качестве антипирена. Большую часть гидроксида магния, используемого в промышленности, получают синтетическим путем. [ 24 ] 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, кровельным покрытиям и различным огнезащитным покрытиям. [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]
Минералогия
[ редактировать ]
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 межслоевое положение, обычно заполненное одновалентными и двухвалентными катионами, такими как Na. + , К + , мг 2+ и Ка 2+ . В результате прослои хлорита сцементированы бруситом и не могут ни разбухать, ни сжиматься.
Брусит, в котором часть Mg 2+ катионы были заменены Al 3+ катионы, 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, мг 2+ Катион является вторым по распространенности катионом в морской воде, сразу после Na. + и до Ка 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 .
См. также
[ редактировать ]- Портландит – гидроксид кальция: Ca(OH)
2
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Патнаик, Прадьот (2003). Справочник неорганических химикатов . Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. ISBN 0-07-049439-8 . OCLC 50252041 .
- ^ Тосиаки 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 .
- ^ Jump up to: а б Зумдал, Стивен С. (2009). Химические принципы (6-е изд.). Компания Хоутон Миффлин. п. А22. ISBN 978-0-618-94690-7 .
- ^ Jump up to: а б с д «Магния гидроксид» . Американские элементы . Проверено 9 мая 2019 г.
- ^ Справочник по химии и физике (76-е изд.). ЦРК Пресс. 12 марта 1996 г. ISBN. 0849305969 .
- ^ Рамбл, Джон (18 июня 2018 г.). Справочник CRC по химии и физике (99-е изд.). ЦРК Пресс. стр. 5–188. ISBN 978-1138561632 .
- ^ Jump up to: а б Сигер, Маргарет; Отто, Уолтер; Флик, Вильгельм; Бикельхаупт, Фридрих; Аккерман, Отто С. «Соединения магния». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a15_595.pub2 . ISBN 978-3527306732 .
- ^ Фонтана, Данило; Форте, Федерика; Пьетрантонио, Массимилиана; Пуччиармати, Стефано; Маркоальди, Катерина (01 декабря 2023 г.). «Извлечение магния из рассолов опреснения морской воды: технический обзор» . Окружающая среда, развитие и устойчивое развитие . 25 (12): 13733–13754. Бибкод : 2023EDSus..2513733F . дои : 10.1007/s10668-022-02663-2 .
- ^ Сано, Ёсихико; Хао, И Цзя; Кувахара, Фудзио (01 ноября 2018 г.). «Разработка системы на основе электролиза для непрерывного извлечения магния из морской воды» . Гелион . 4 (11): e00923. Бибкод : 2018Heliy...400923S . doi : 10.1016/j.heliyon.2018.e00923 . ПМК 6249789 . ПМИД 30839823 .
- ^ «гидроксид магния» . Глобальная библиотека женской медицины . Архивировано из оригинала 14 января 2018 года . Проверено 14 марта 2023 г.
- ^ Тедеско, Фрэнсис Дж.; ДиПиро, Джозеф Т. (1985). «Использование слабительного при запоре». Американский журнал гастроэнтерологии . 80 (4): 303–309. ПМИД 2984923 .
- ^ Патент USX2952 — Магнезия лечебная, жидкая — Google Patents.
- ^ Майкл Хордерн . Мир в другом месте (1993), с. 2.
- ^ «Конденсированный раствор жидкой магнезии сэра Джеймса Мюррея» . Сидней Морнинг Геральд . Том. 21, нет. 2928. 7 октября 1846. с. 1, столбец 4.
- ^ 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.
- ^ 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.
- ^ результаты с веб-сервера TARR: Молоко Магнезии.
- ^ результаты с веб-сервера TARR: Магнезиальное молоко Филлипса.
- ^ «Краткая информация о соединениях для CID 14791 — гидроксид магния» . ПабХим.
- ^ Гидроксид магния - Revolution Health
- ^ Вашингтон, Нина (2 августа 1991 г.). Антациды и антирефлюксные средства . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. 10. ISBN 0-8493-5444-7 .
- ^ Молоко магнезии — хороший антиперспирант.
- ^ Эйлин Гибсон и Майкл Маниоча. Информационный документ: Использование суспензии гидроксида магния для биологической очистки городских и промышленных сточных вод , 12 августа 2004 г.
- ^ Ротон, Р.Н. (2003). Полимерные композиты, наполненные частицами . Шрусбери, Великобритания: Rapra Technology. стр. 53–100.
- ^ Холлингбери, Луизиана; Халл, TR (2010). «Термическое разложение хунтита и гидромагнезита - обзор» . Термохимика Акта . 509 (1–2): 1–11. дои : 10.1016/j.tca.2010.06.012 .
- ^ Холлингбери, Луизиана; Халл, TR (2010). «Огнезащитные свойства хунтита и гидромагнезита - обзор» . Деградация и стабильность полимеров . 95 (12): 2213–2225. doi : 10.1016/j.polymdegradstab.2010.08.019 .
- ^ Холлингбери, Луизиана; Халл, TR (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 .
- ^ Холлингбери, Луизиана; Халл, TR (2012). «Термическое разложение природных смесей хунтита и гидромагнезита» . Термохимика Акта . 528 : 45–52. Бибкод : 2012TcAc..528...45H . дои : 10.1016/j.tca.2011.11.002 .
- ^ Халл, ТР; Витковский, А; Холлингбери, Луизиана (2011). «Огнезащитное действие минеральных наполнителей» . Деградация и стабильность полимеров . 96 (8): 1462–1469. doi : 10.1016/j.polymdegradstab.2011.05.006 . S2CID 96208830 .