magnesium

Bånd av magnesium
av . Gjengitt med tillatelse

Magnesium er et metall som er sølvhvitt og glinsende med liten tetthet, bare 25 prosent av stål. Det er godt egnet til bruksgjenstander da i form av legeringer som har større mekanisk styrke enn rent metall. Magnesium er et sterkt reduksjonsmiddel, men er stabilt da gjenstander av magnesium er beskyttet av en tynn oksidfilm som aluminium.

Faktaboks

Uttale
magnˈesium
Etymologi
av Magnesia, landskap i Hellas

Magnesium er det andre grunnstoffet i gruppe 2 (jordalkalimetallene) i periodesystemet. I salter er magnesium i form av Mg2+-ioner.

Det er tre stabile isotoper av magnesium i jordskorpen: 24Mg (79 %), 25Mg (10 prosent), 26Mg (11 prosent).

Forekomst

Magnesium utgjør 2,4 vektprosent av jordskorpen. Grunnstoffet forekommer bare som Mg2+-ioner i naturen.

Av mineralene er særlig dolomitt, utbredt, og er enkelte steder det dominerende mineral i store fjellmassiver. Magnesitt har også stor utbredelse, mens kalisaltleier fra inndampende sjøer inneholder salter som kainitt og kieseritt. Sjøvann, som inneholder ca. 0,13 vektprosent Mg2+, ble tidligere brukt av Norsk Hydro på Herøya til utvinning av magnesium. Magnesium inngår også i silikater som for eksempel olivin, enstatitt og talk.

Kjemiske egenskaper

I luft og ved vanlige temperaturer dannes en tynn oksidfilm på overflaten av magnesiummetall som virker beskyttende mot videre reaksjon. Syrer, baser og enkelte andre forbindelser vil løse opp oksidfilmen, og gjøre at metallet reagerer med vann eller luft. Ved høye temperaturer antennes pulver, spon og bånd av magnesium og brenner med et blendende hvitt lys til magnesiumoksid, MgO. I form av større, kompakte metallstykker er imidlertid magnesium lite brannfarlig. Magnesium er så sterkt reduserende at det reagerer heftig med tørris (fast karbondioksid):

Mg(s) + CO2(s) → MgO2(s) + C(s)

Det reduserer også svoveldioksid til fritt svovel i en tilsvarende reaksjon.

Ved vanlig temperatur er metallet korrosjonsbestandig i vann, men ved oppvarming dannes magnesiumhydroksid og hydrogengass:

Mg(s) + 2H2O(l) → Mg2+(aq) + 2OH(aq) + H2(g)

Magnesium løses i syre under dannelse av hydrogen og Mg2+-ioner, men reagerer lite med flussyre og basiske løsninger pga. dannelsen av beskyttende belegg av reaksjonsprodukter på overflaten. Mange saltløsninger angriper også metallet. For korrosjonsbeskyttelse blir magnesium og dets legeringer lakkert, galvanisert, oksidert med kromat og lignende.

Magnesium reagerer også med mange andre grunnstoffer, for eksempel nitrogen, ved oppvarming til Mg3N2.

Tre magnesiumforbindelser som har trivialnavn er Epsom salt (epsomitt, bittersalt (SML-artikkel)), merskum og talkum.

Fremstilling

Magnesium. Skjematisk diagram over fremstillingsprosessen Norsk Hydro benyttet til fremstilling av magnesium.

Magnesium av /Store norske leksikon ※. Gjengitt med tillatelse

Magnesium fremstilles kommersielt ved to metoder: 1) elektrolyse av smeltet vannfritt magnesiumklorid og 2) silikotermisk reduksjon av magnesiumoksid. Den første metoden er den langt viktigste. Den ble tidligere brukt av Hydro på Herøya og i Canada, men er nå nedlagt på Herøya i 2002 og i Canada i 2006 på grunn av konkurranse fra bedrifter i Kina. Hydro vurderer nå (2009) å starte produksjon av magnesium og silika fra olivin i Porsgrunn.

Fysiologisk betydning

Magnesium forekommer i alle levende organismer og er nødvendig for livsprosessene. Det inngår i plantenes klorofyll, tjener som regulator for fosfatomsetningen hos planter og dyr og er av betydning for biosyntese av fettsyrer og for andre enzymatiske prosesser. Menneskekroppen inneholder i gjennomsnitt ca. 20 gram magnesium, hovedsakelig i knoklene og tennene. Et voksent menneske trenger daglig 250–380 milligram magnesium.

Legemiddelbruk

Forbindelser med magnesiumkarbonat (MgCO3) brukes i syrenøytraliserende midler (antacida), for eksempel ved for stor produksjon av magesyre. Forbindelsen blir nesten ikke tatt opp, verken gjennom mageveggen eller gjennom tarmveggen, og utskilles derved med avføringen. Den kan derfor gis i forholdsvis store mengder (i form av tabletter).

Vannholdig magnesiumsulfat, kalt bittersalt (MgSO4 · 7H2O), brukes som avføringsmiddel. Magnesiumoksid har i motsetning til andre avføringsmidler ingen ubehagelig smak og egner seg derfor til barn. Dette ble første gang ble fremstilt av mineralvann fra kildene i Epsom, og er derfor også kalt epsomsalt eller epsomitt.

Magnesiumoksid (MgO) har både syrebindende og avførende virkning. I magen finner følgende reaksjon sted:

MgO + 2HCl→MgCl2 + H2O

Og deretter i tynntarmen:

MgCl2 + 2NaHCO3→MgCO3 + 2NaCl + CO2 + H2O

Bruk

Magnesiummetall, magnesiumlegeringer og forbindelser har mange anvendelser. Som ulegert metall blir magnesium bl.a. brukt i fyrverkeriindustri, i blitzlamper for fotografering, i lysbomber, lyssignaler, ved synteser i organisk kjemi (Grignards reaksjon) og annet. Metallet brukes også som reduksjonsmiddel ved fremstilling av metaller som titan, zirkonium, hafnium, beryllium, thorium og uran. En annen viktig anvendelse er for katodisk beskyttelse av stålkonstruksjoner som skip, boreplattformer, olje- og gassledninger og annet. Metallet brukes videre i elektriske batterier og for avsvovling og deoksidasjon av stål og andre metaller og for fremstilling av duktilt støpejern (seigjern).

Den langt største anvendelsen er i form av magnesiumlegeringer. Magnesium blir legert med aluminium, sink, mangan, actinider og annet. Generelt bidrar tilsetning av aluminium til å øke magnesiums strekkfasthet, sinktilsetning gjør legeringene lettere å bearbeide og maskinere, mens mangan øker korrosjonsbestandigheten. Se magnesiumlegeringer.

Magnesiumforbindelser brukes kommersielt i mange industrielle prosesser og produkter: fremstilling av stål, sement, gjødningsstoffer, ildfaste materialer og andre keramer, glass, farmasøytiske produkter og maling.

Historie

Magnesiumforbindelser var kjent lenge før Joseph Black undersøkte magnesia og hevdet at det var oksidet av et nytt grunnstoff. Oksidet hadde fått navn fra Magnesia i Hellas der magnesiummineraler ble funnett. Metallet ble først fremstilt ved elektrolyse av en blanding av kvikksølvoksid og magnesiumoksid av Humphry, Sir Davy i 1808.

Magnesium

Kjemisk symbol Mg
Atomnummer 12
Relativ atommasse 24,305
Smeltepunkt 649 °C
Kokepunkt 1090 °C
Densitet 1,738 g/cm3
Oksidasjonstall II
Elektronkonfigurasjon [Ne]3s2

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg