magnesium

Band av magnesium
Metallisk magnesium
images-of-elements.com.
Lisens: CC BY 3.0

Artikkelstart

Magnesium er eit grunnstoff som er eit sølvkvitt, glinsande og mjukt metall. Magnesium har liten tettleik, berre 25 prosent av stål, og er det lettaste metallet som blir brukt i dag. Det er godt eigna til bruksgjenstandar då i form av legeringar som har større mekanisk styrke enn reint metall. Magnesium er eit sterkt reduksjonsmiddel, men er stabilt då gjenstandar av magnesium er verna av ein tynn oksidfilm som aluminium. I konstruksjonar er magnesium det mest brukte metallet etter stål og aluminium.

Faktaboks

Uttale
magnˈesium
Etymologi
av Magnesia, landskap i Hellas

Magnesium er det andre grunnstoffet i gruppe 2 (jordalkalimetalla) i periodesystemet. Magnesium har atomsymbol Mg og atomnummer 12. I periodesystemet er det plassert i periode 3 og gruppe 2. Magnesium har 12 proton og nøytron i kjernen og 12 elektron som svirrar rundt. Magnesium har fordelt elektrona sine på tre elektronskal. Det inste skalet har 2 elektron, skal nummer to har 8 elektron, og det yste skalet har 2 elektron. I salt finnast magnesium i form av Mg2+-ion.

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

Førekomst

Magnesium utgjer 2,4 vektprosent av jordskorpa. I rekkjefølgja av grunnstoffa som finst i jordskorpa, er magnesium nummer seks. Magnesium er det tredje mest vanlege grunnstoffet i sjøvatn. Grunnstoffet finst berre som Mg2+-ion i naturen.

Av minerala er særleg dolomitt utbreidd, og er enkelte stadar det dominerande mineralet i store fjellmassiv. Magnesitt har òg stor utbreiing, medan kalisaltleiar frå inndampande sjøar inneheld salt som kainitt og kieseritt. Sjøvatn, som inneheld ca. 0,13 vektprosent Mg2+, vart tidlegare brukt av Norsk HydroHerøya til utvinning av magnesium. Magnesium inngår òg i silikat som til dømes olivin, enstatitt og talk.

Kjemiske eigenskapar

I luft og ved vanlege temperaturar blir danna ein tynn oksidfilm på overflata av magnesiummetall som verkar vernande mot vidare reaksjon. Syrer, basar og enkelte andre sambindingar vil løyse opp oksidfilmen, og gjere at metallet reagerer med vatn eller luft. Ved høge temperaturar blir sette fyr på pulver, spon og band av magnesium og brenn med eit blendande kvitt lys til magnesiumoksid, MgO. I form av større, kompakte metallstykke er likevel magnesium lite brannfarleg. Magnesium er så sterkt reduserande at det reagerer heftig med tørris (fast karbondioksid):

Mg(s) + CO2(s) → MgO2(s) + C(s)

Det reduserer òg svoveldioksid til fritt svovel i ein tilsvarande reaksjon.

Ved vanleg temperatur er metallet korrosjonsbestandig i vatn, men ved oppvarming blir danna magnesiumhydroksid og hydrogengass:

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

Magnesium blir løyst i syre under danning av hydrogen og Mg2+-ion, men reagerer lite med flussyre og basiske løysingar på grunn av danninga av vernande belegg av reaksjonsprodukt på overflata. Mange saltløysingar angrip òg metallet. For korrosjonsvern blir magnesium og dets legeringar lakkert, galvanisert, oksidert med kromat og liknande.

Magnesium reagerer òg med mange andre grunnstoff, til dømes nitrogen, ved oppvarming til Mg3N2.

Tre magnesiumsambindingar som har trivialnamn er Epsom salt (epsomitt), merskum og talkum.

Framstilling

Magnesium. Skjematisk diagram over framstillingsprosessen Norsk Hydro nytta til framstilling av magnesium.

Av /Store norske leksikon ※.

Magnesium blir framstilt kommersielt ved to metodar:

  • elektrolyse av smelta vassfritt magnesiumklorid
  • silikotermisk reduksjon av magnesiumoksid.

Den første metoden er den langt viktigaste. Den vart tidlegare brukt av Norsk Hydro på Herøya og i Canada, men er no nedlagt på Herøya i 2002 og i Canada i 2006 på grunn av konkurranse frå bedrifter i Kina. Hydro vurderte i 2009 å starte produksjon av magnesium og silika frå olivin i Porsgrunn.

Fysiologisk betydning

Magnesium finst i alle levande organismar og er nødvendig for livsprosessane. For om lag 2 milliardar år sidan blei magnesium ein del av ei organisk sambinding (porfyrin) og danna klorofyll. Det inngår i klorofyllet til plantane, tener som regulator for fosfatomsetjinga hos plantar og dyr og er av betydning for biosyntese av feittsyrar og for andre enzymatiske prosessar. Plantar treng store mengder magnesium, og dette får dei tilført via jorda.

Menneskekroppen inneheld i gjennomsnitt ca. 20 gram magnesium, hovudsakleg i knoklane og tennene. Eit vakse menneske treng dagleg 250–380 milligram magnesium. Magnesium reduserer mellom anna risikoen for høgt blodtrykk. Teikn på at ein manglar magnesium i kroppen, er tap av matlyst, kvalme, brekningar og at ein kjenner seg slapp. Magnesium er med på å byggje opp skjelettet vårt. For at blodet vårt alltid skal ha same mengda med magnesium, blir det lagra i skjelettet. Magnesiumet byggjer opp strukturar i kroppen, til dømes cellemembranar og kromosom, og det spelar ei viktig rolle i danninga av DNA og protein.

Legemiddelbruk

Sambindingar med magnesiumkarbonat (MgCO3) blir brukte i syrenøytraliserande midlar (antacida), til dømes ved for stor produksjon av magesyre. Sambindinga blir nesten ikkje teken opp, verken gjennom mageveggen eller gjennom tarmveggen, og utskiljes med det med avføringa. Den kan derfor givast i forholdsvis store mengder (i form av tablettar).

Vannholdig magnesiumsulfat, kalla epsomitt (MgSO4 · 7H2O), blir brukt som avføringsmiddel. Magnesiumoksid har i motsetning til andre avføringsmiddel ingen ubehageleg smak og eignar seg derfor til barn. Dette vart første gong vart framstilt av mineralvatn frå kjeldene i Epsom, og er derfor også kalla epsomsalt eller epsomitt.

Magnesiumoksid (MgO) har både syrebindande og avførande verknad. I magen finn følgjande reaksjon stad:

MgO + 2HCl→MgCl2 + H2O

Og deretter i tynntarmen:

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

Bruk

Magnesiummetall, magnesiumlegeringar og sambindingar har mange bruksmåtar. Som ulegert metall blir magnesium m.a. brukt i fyrverkeriindustri, i blitzlamper for fotografering, i lysbomber, lyssignal, ved syntesar i organisk kjemi (Grignards reaksjon) og anna. Når magnesium brenn, gir det eit skarpt, kvitt lys. Før i tida utnytta ein dette når ein fotograferte i dårleg lys. Då brukte ein magnesium i pulverform. Fotografen tende på pulveret i ein haldar for å lyse opp motivet han skulle ta bilete av. Seinare blei det laga små blitslampar med ein tynn tråd av magnesium.

Magnesiumsambindingar blir brukte kommersielt i mange industrielle prosessar og produkt: framstilling av stål, sement, gjødselstoff, eldfaste materiale og anna keramikk, glas, farmasøytiske produkt og måling.

Metallet blir òg brukt som reduksjonsmiddel ved framstilling av metall som titan, zirkonium, hafnium, beryllium, thorium og uran. Ein annan viktig bruk er for katodisk vern av stålkonstruksjonar som skip, boreplattformer, olje- og gassleidningar og anna. Metallet blir brukt vidare i elektriske batteri og for avsvovling og deoksidasjon av stål og andre metall og for framstilling av duktilt støypejern (seigjern).

Den langt største bruken er i form av magnesiumlegeringar. Magnesium blir legert med aluminium, sink, mangan, actinider og anna. Generelt bidreg tilsetning av aluminium til å auke magnesiums strekkfastleik, sinktilsetning gjer legeringane lettare å omarbeide og maskinere, medan mangan aukar korrosjonsmotstanden. Sjå magnesiumlegeringar.

Magnesium er blitt nytta i krigføring. Saman med aluminium og jern blir magnesium brukt i brannbomber. Når magnesium brenn, er det nesten umogleg å sløkkje brannen. Den einaste løysninga er å grave det ned i sand. Magnesium kan brenne utan at oksygen er til stades, for då reagerer magnesiumet med nitrogen i staden.

Historie

Magnesiumsambindingar var kjende lenge før Joseph Black undersøkte magnesia og hevda at det var oksidet av eit nytt grunnstoff. Oksidet hadde fått namn frå Magnesia i Hellas der magnesiummineral vart funnete. Metallet vart først framstilt ved elektrolyse av ei blanding av kvikksølvoksid og magnesiumoksid av Humphry, Sir Davy i 1808.

Magnesium

Atomsymbol Mg
Atomnummer 12
Relativ atommasse 24,305
Smeltepunkt 649 °C
Kokepunkt 1090 °C
Massetettleik 1,738 g/cm3
Oksidasjonstal II
Elektronkonfigurasjon [Ne]3s2

Les meir 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