Соединения магния
Соединения магния – это соединения, образованные элементом магнием (Mg). Эти соединения важны для промышленности и биологии, включая карбонат магния , хлорид магния , цитрат магния , гидроксид магния (магниевое молоко), оксид магния , сульфат магния и гептагидрат сульфата магния ( соли Эпсома ).
Неорганические соединения
[ редактировать ]Гидриды, галогениды и оксогалогениды
[ редактировать ]Гидрид магния был впервые получен в 1951 году путем реакции между водородом и магнием при высокой температуре и давлении с использованием йодида магния в качестве катализатора. [ 1 ] Он реагирует с водой с выделением газообразного водорода; разлагается при 287 °C, 1 бар: [ 2 ]
- MgH 2 → Mg + H 2
Магний может образовывать с галогенами соединения химической формулы MgX 2 (X=F, Cl, Br, I). За исключением фторида магния , галогениды легко растворимы в воде, но растворимость фторида магния выше, чем у других фторидов щелочноземельных металлов. Фторид магния высокой чистоты получают в промышленности реакцией сульфата магния и фторида натрия , который сублимируется при 1320 °С. Хлорид магния обычно получают хлорированием оксида магния или реакцией гексагидрата хлорида магния с хлоридом аммония в среде сухого хлористого водорода , а затем термическим разложением полученной двойной соли магния-аммония. [ 3 ] Его гидрат гидролизуется, делая раствор кислым; прямой нагрев гидрата даст гидролизованный продукт: [ 3 ]
- [Мг(Н 2 О) 6 ] 2+ → [Mg(H 2 O) 5 (OH)] + + Н 3 О + (разлагается в воде)
- MgCl 2 ·nH 2 O → Mg(OH)Cl + HCl + (n-1)H 2 O (разлагается при нагревании)
Хлорид магния представляет собой ионное соединение, которое в расплавленном состоянии может подвергаться электролизу с образованием газообразного магния и хлора . Свойства бромида магния и йодида магния схожи. [ нужна ссылка ] HMgX (X=Cl,Br,I) можно получить путем взаимодействия соответствующего галогенида магния с гидридом магния. [ 3 ]
Гипохлорит магния и хлорит магния — нестойкие соединения, легко гидролизуются, первый образует основную соль Mg(OCl) 2 ·2Mg(OH) 2 , а второй — гидроксид Mg(OH) 2 ; Хлорат магния можно получить взаимодействием карбоната магния с хлорной кислотой и кристаллизацией гексагидрата из раствора, который также можно получить взаимодействием гидроксида магния с газообразным хлором и экстрагированием ацетоном : [ нужна ссылка ]
- 6 Mg(OH) 2 + 6 Cl 2 → 5 MgCl 2 + Mg(ClO 3 ) 2 + 6 H 2 O
Перхлорат магния представляет собой белый порошок, легко растворимый в воде, который можно получить реакцией оксида магния и хлорной кислоты . Гексагидрат кристаллизуется из раствора, затем его сушат пятиокисью фосфора в вакууме при температуре 200–250 °С до получения безводной формы. Это широко используемый осушитель , а также его можно использовать в качестве кислоты Льюиса или электрофильного активатора . [ 4 ] Пербромат магния также может кристаллизоваться из раствора с образованием гексагидрата, который можно нагреть до получения безводного вещества, а безводное вещество дополнительно нагревают и разлагают на оксид магния, бром и кислород . [ 5 ]
Оксиды и халькогениды
[ редактировать ]Оксид магния является конечным продуктом термического разложения некоторых соединений магния и обычно получается путем воспламенения карбонатов или гидроксидов. Гидроксид магния — сильный электролит , который можно получить реакцией растворимой соли магния и гидроксида натрия . Как и оксид магния, при попадании на воздух он образует основной карбонат. [ 3 ] Сульфид магния можно получить реакцией магния и сероводорода или реакцией сульфата магния и сероуглерода при высокой температуре: [ 6 ]
- Mg + H 2 S → MgS + H 2
- 3 MgSO 4 + 4 CS 2 → 3 MgS + 4 COS + 4 SO 2
Его можно гидролизовать до Mg(HS) 2 и далее гидролизовать до Mg(OH) 2 при более высоких температурах. Раствор гидросульфида магния также можно приготовить путем взаимодействия сероводорода с оксидом магния в суспензии. [ 7 ] магния Полисульфиды исследованы в магниево-серных батареях. [ 8 ] Селенид магния более реакционноспособен, чем селенид цинка , и разлагается во влажном воздухе; [ 9 ] свойства теллурида магния и селенида магния схожи. [ 10 ]
Органические соединения
[ редактировать ]реактив Гриньяра
[ редактировать ]Название реактива Гриньяра происходит от имени французского химика Виктора Гриньяра открывшего его . Этот тип магнийорганических соединений имеет общую формулу R–Mg–X, где R — углеводородная группа, а X — галоген . Обычно они координированы с молекулами растворителя. кусочек. Реагенты Гриньяра можно получить путем взаимодействия магния с галогенированными углеводородами в растворителе. Поскольку на поверхности магния имеется оксидная пленка, для ускорения реакции обычно добавляют йод. [ 3 ] Реактивы Гриньяра обычно используются в органическом синтезе для удлинения углеродных цепей: [ 11 ]
Дигидрокарбилмагний
[ редактировать ]Дигидрокарбилмагний — органическое соединение группы R–Mg–R', которое можно получить реакцией дигидрокарбилртути и магния. [ 12 ] Их реакционная способность аналогична реактивам Гриньяра, и они могут реагировать с кислородом, водой и аммиаком. [ 13 ]
Магний-антрацен — продукт, полученный в результате реакции магния и антрацена в тетрагидрофуране, который можно использовать для получения C 14 H 10 2− карбанионы, которые реагируют с электрофилами с образованием дипроизводных антрацена водорода. [ 14 ]
Приложения
[ редактировать ]Соединения магния, прежде всего оксид магния (MgO), применяют в качестве огнеупорного материала в футеровке печей при производстве железа , стали , цветных металлов , стекла , цемента . Оксид магния и другие соединения магния также используются в сельскохозяйственной, химической и строительной промышленности. Оксид магния, образующийся при прокаливании, используется в качестве электрического изолятора в огнестойких кабелях . [ 15 ] Другие приложения включают в себя:
- Гидрид магния исследуется как способ хранения водорода.
- Реакция магния с алкилгалогенидом дает реактив Гриньяра , который является очень полезным инструментом для получения спиртов .
- Соли магния входят в состав различных пищевых продуктов , удобрений (магний входит в состав хлорофилла ), питательных сред для микробов .
- Сульфит магния используется при производстве бумаги ( сульфитный процесс ).
- Фосфат магния используется для огнезащиты древесины, используемой в строительстве.
- Гексафторосиликат магния используется для защиты тканей от моли .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Эгон Виберг; Хайнц Гельцер; Ричард Бауэр (1951). «Синтез гидрида магния из элементов» (PDF) . Журнал естественных исследований Б. 6b : 394. Архивировано из оригинала (PDF) 20 сентября 2020 г. Проверено 6 декабря 2021 г.
- ^ Маколифф, TR (1980). Водород и энергетика (иллюстрированное изд.). Спрингер. п. 65. ИСБН 978-1-349-02635-7 . Архивировано из оригинала 25 марта 2022 г. Проверено 6 декабря 2021 г. Отрывок из страницы 65. Архивировано 6 декабря 2021 г. в Wayback Machine.
- ^ Jump up to: а б с д и Серия «Неорганическая химия». Том 2. Групповая классификация бериллия, щелочноземельных металлов, бора, алюминия и галлия, стр. 154.
- ^ Чакраборти, Асит К.; Чанкешвара, Сунай В. (15 марта 2009 г.), «Перхлорат магния», Энциклопедия реагентов для органического синтеза , Чичестер, Великобритания: John Wiley & Sons, Ltd, doi : 10.1002/047084289x.rn01002 , ISBN 978-0471936237
- ^ Isupov, V. K.; Gavrilov, V. V.; Kirin, I. S. Thermal decomposition of magnesium, calcium, strontium and barium perbromates (in Russian) . Zhurnal Neorganicheskoi Khimii , 1977. 22 (9): 2592-2594. ISSN 0044-457X .
- ^ Марианна Бодлер (1978). Справочник по препаративной неорганической химии Том 2. / С соавт. М. Бодлера... (3-е, исправленное издание). Штутгарт. ISBN 978-3-432-87813-3 . OCLC 310719490 .
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) - ^ Эдвард Дайверс; Тэцукити Симидзу (1884 г.). «LVII. — Раствор гидросульфида магния и его применение в химико-правовых делах в качестве источника сероводорода» . Журнал Химического общества, Сделки . 45 : 699–702. дои : 10.1039/CT8844500699 . ISSN 0368-1645 . Проверено 10 декабря 2021 г.
- ^ Дивьямахалакшми Мутурадж; Мадху Панди; Мурали Кришна; Арнаб Гош; Раджа Сен; Прия Джохари; Сагар Митра (февраль 2021 г.). «Католит полисульфида магния (MgSx): Синтез, электрохимическое и вычислительное исследование для применения магниево-серных аккумуляторов» . Журнал источников энергии . 486 : 229326. Бибкод : 2021JPS...48629326M . дои : 10.1016/j.jpowsour.2020.229326 . S2CID 233781012 . Проверено 10 декабря 2021 г.
- ^ Мозер, Л.; Доктор Э. Получение селеноводорода из селенидов металлов. Журнал неорганической и общей химии , 1921. 118: 284–292. ISSN 0044-2313 .
- ^ Мозер, Л.; Эртл, К. Получение теллурида водорода из теллуридов металлов. Журнал неорганической и общей химии , 1921. 118: 269–283. ISSN 0044-2313 .
- ^ Генри Гилман и Р. Х. Кирби (1941). «Масляная кислота, α-метил-» . Органические синтезы ; Сборник томов , т. 1, с. 361 .
- ^ Сун Личэн, Ван Байцюань. Принципы и применение металлоорганической химии для высших учебных заведений, 2012.10, стр. 104-118. Органические соединения магния.
- ^ Шленк, Уилх-младший. Диалкилы магния и диарилы магния. Отчеты Немецкого химического общества [отдел] B: Treatises , 1931. 64B: 736-739. ISSN 0365-9488 .
- ^ Борислав Богданович (1 июля 1988 г.). «Магниево-антраценовые системы и их применение в синтезе и катализе» . Отчеты о химических исследованиях . 21 (7): 261–267. дои : 10.1021/ar00151a002 . ISSN 0001-4842 . Архивировано из оригинала 06 декабря 2021 г. Проверено 10 декабря 2021 г.
- ^ Линсли, Тревор (2011). «Свойства проводников и изоляторов». Основные электромонтажные работы . Тейлор и Фрэнсис. п. 362. ИСБН 978-0080966281 .
Внешнее чтение
[ редактировать ]- «Статистика и информация о соединениях магния» . Геологическая служба США. Архивировано из оригинала 06 декабря 2021 г. Проверено 6 декабря 2021 г.