Magnesiumhydroksydstruktur, egenskaper, nomenklatur, bruk

Han Magnesiumhydroksyd Det er en uorganisk forbindelse hvis kjemiske formel er MG (OH)₂. I sin rene form er det et hvitt fast stoff uten lysstyrke og amorft utseende; Imidlertid, med et lite og nøyaktig innhold av urenhet.

Det er en svak elektrolytt eller base, så dissosiasjonen er lite i vann. Denne eiendommen gjør MG (OH)₂ en god surhetsnøytralisator for konsum; populært kjent middel som suspensjon av melk fra magnesia. Det er også en brannhemmende ved å frigjøre vann under den termiske nedbrytningen.

Solid magnesiumhydroksydprøve. Kilde: ChemicalInterest [Public Domain]

I det øvre bildet vises noen faste stoffer av magnesiumhydroksid, der dens ugjennomsiktige hvite farge kan sees. Jo mer krystallinsk de er, de utvikler glassaktig og perleoverflater.

Den krystallinske strukturen er særegen siden den etablerer sekskantede krystaller med dobbeltlag, som er lovende design for utforming av nye materialer. I disse lagene spiller deres positive belastninger en viktig rolle på grunn av erstatning av MG²⁺ av trivalente kationer, og til arten innesperret mellom veggene sammensatt av OH -anioner^-.

På den annen side stammer andre applikasjoner avhengig av morfologien til forberedte partikler eller nanopartikler; som katalysatorer eller adsorbenter. I dem alle er 1: 2 -forholdet for Mg -ioner konstant²⁺: Åh^-, reflektert i samme MG -formel (OH)₂.

[TOC]

Struktur

Formel og octaedro

Ioner som utgjør magnesiumhydroksyd. Kilde: Claudio Pistilli [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/4.0)]

Det overordnede bildet viser ionene som utgjør MG (OH)₂. Som det kan sees, er det to anioner oh^- For hver kation mg²⁺, som samhandler elektrostatisk for å definere en sekskantet struktur krystall. Den samme formelen indikerer at MG -forholdet: OH er 1: 2.

Imidlertid er den sanne krystallinske strukturen litt mer intrikat enn å anta enkle MG -ioner²⁺ Og åh^-. Egentlig er magnesium preget av å ha et koordinasjonsnummer på 6, slik at det kan samhandle med opptil seks OH^-.

Dermed dannes oktaedronen MG (OH)₆, Hvor oksygenatomer åpenbart kommer fra OH^-; Og den krystallinske strukturen hviler nå på hensynet til slik oktaedra og hvordan de samhandler med hverandre.

Faktisk MG (OH) enheter₆ De ender opp med å definere dobbeltlagsstrukturer som på sin side er bestilt i verdensrommet for å forårsake det sekskantede glasset.

Kan tjene deg: atomvekt

Dobbelt lag

Dobbeltlag med magnesiumhydroksyd. Kilde: Smokefoot [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/4.0)]

Det øvre bildet viser det doble laget av magnesiumhydroksid (LDH) Lagdelte doble hydroksider). Grønne kuler representerer Mg -ioner²⁺, som kan erstattes av andre med større belastning for å generere en positiv belastning i laget.

Merk at rundt hver mg²⁺ Det er seks røde kuler koblet til deres respektive hvite kuler; Det vil si at oktaedrale enheter MG (OH)₆. ÅH^- Det fungerer som en bro for å bli med i to mg²⁺ av forskjellige plan, noe som gjør at lagene er begrenset.

På samme måte observeres det at hydrogenatomer peker opp og ned, og er de første ansvarlige for intermolekylære krefter for å holde de to lagene med Mg (OH) enheter sammen₆.

Blant disse lagene, nøytrale molekyler (som alkoholer, ammoniakk og nitrogen) eller til og med anioner, avhengig av hvor positive de er (hvis det er ioner er³⁺ eller tro³⁺ erstatte MG²⁺). "Fyllingen" av disse artene er innesperret av overflatene sammensatt av OH -anioner^-.

Morfologier

Det sekskantede og dobbeltlagsglasset vokser sakte eller raskt. Det hele avhenger av syntesen eller forberedelsesparametrene: temperatur, molar forhold, omrøring, løsningsmidler, reagenser som en kilde til magnesium, baser eller utfellingsmidler osv. Når glasset vokser, definerer du mikrostrukturen eller morfologien til dens nanopartikler eller aggregater.

Dermed kan disse nanopartiklene ha retter, blodplater eller blomkål. På samme måte kan fordelingen av størrelsene endres, så vel som graden av porøsitet til de resulterende faste stoffer.

Egenskaper

Fysisk utseende

Det er et hvitt, granulert eller pulverisert fast stoff og toalett.

Molmasse

58.3197 g/mol.

Tetthet

3,47 g/ml.

Smeltepunkt

350 ºC. Ved denne temperaturen brytes den ned i oksidet ved å frigjøre vannmolekylene som er inneholdt i krystallene sine:

MG (OH)₂(S) => Mgo (S) +H₂O (g)

Vannløselighet

0,004 g/100 ml ved 100 ° C; Det vil si at det knapt klarer å oppløses i kokende vann, så det er en uoppløselig forbindelse i vann. Ved å redusere pH (eller økende surhet) økes imidlertid løseligheten ved dannelse av den komplekse acuo, MG (OH₂)₆.

På den annen side, hvis MG (OH)₂ har absorbert co₂, vil frigjøre gassen som ble beholdt som brus når den oppløses i et surt medium.

Kan tjene deg: helium: historie, egenskaper, struktur, risiko, bruk

Brytningsindeks

1.559

Ph

En vandig suspensjon av den har en pH som varierer mellom 9,5 og 10,5. Selv om disse verdiene er normale, gjenspeiler det dens lille grunnleggende mot andre metallhydroksider (for eksempel NaOH).

Varmekapasitet

77.03 J/mol · K

Hvor befinner det seg?

Blå Brucita Blue Blut. Kilde: Rob Lavinsky, Irocks.COM-CC-BY-SA-3.0 [CC By-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)]

Magnesiumhydroksyd kan finnes i naturen som Brucita -mineralet, som er preget av dens gjennomsiktige hvite farge, med grønne eller blålige toner avhengig av dens urenheter. På samme måte er Brucita en del av noen leire, for eksempel kloritt, når den er ispedd mellom lagene med silikater, forbundet med metallioner.

I La Brucita er det andre ioner i tillegg til MG²⁺, som al³⁺, Tro³⁺, Zn²⁺ og Mn²⁺. Menasene deres kan finnes i forskjellige regioner eller innsjøer i Skottland, Canada, Italia og USA.

Fysisk ser krystaller deres.

Dette mineralet er et av ondskapene som påvirker sement og betong, siden det har en tendens til å utvide og forårsake brudd i dem. Imidlertid absorberer det ikke CO₂, Så kalsinasjonen bidrar ikke til drivhuset, og derfor er det en passende mineralogisk kilde (og den rikeste) å oppnå magnesium, i tillegg til sjøvann.

Nomenklatur

MG (OH)₂ Det har opptil tre navn akseptert av IUPAC (ut av mineralogi eller medisin). Disse ligner veldig på hverandre, siden akkurat som de slutter.

For eksempel tilsvarer 'magnesiumhydroksyd' navnet i henhold til aksje -nomenklaturen, og utelater (ii) til slutt fordi +2 nesten er som standard den eneste oksidasjonstilstanden til magnesium.

'Magnesium dihydroxide', og peker med den greske teller -prefikset antall OH -ioner^- angitt i formelen i henhold til den systematiske nomenklaturen. Og 'magnetisk hydroksyd', som slutter med suffikset -ico for å være den maksimale og "unike" oksidasjonstilstanden av magnesium, i henhold til den tradisjonelle nomenklaturen.

De andre navnene, for eksempel Brucita eller Magnesia -melk, selv om de er direkte relatert til denne forbindelsen, er det ikke praktisk å referere til den når det gjelder det reneste faste stoffet, eller som en uorganisk forbindelse (reagens, råstoff, etc.).

applikasjoner

Nøytralisator

MG (OH)₂ På grunn av sin lave løselighet i vann det faktum at det er en utmerket surhetsnøytralisator; Ellers ville mediet base når det bidrar med store konsentrasjoner av OH -ioner^-, Som andre baser (sterke elektrolytter) gjør.

Kan tjene deg: kjemisk hybridisering

Dermed MG (OH)₂ Knapt slipp åh^-, Samtidig reagerer det med H -ioner₃ENTEN⁺ For å danne magnesiumkomplekset, også nevnt ovenfor. Å være i stand til å nøytralisere surheten i vandige medier, det er bestemt for behandling av avløpsvann.

Det er også et tilsetningsstoff av mat, gjødsel og visse personlige hygieneprodukter, for eksempel tannkrem, siden surheten avtar.

Antacida

Å være lite vannløselig, kan det tas uten å risikere effekten av dens OH -ioner^- (veldig lite dissosiater som svak elektrolytt).

Denne karakteristikken, knyttet til underdelen ovenfra, gjør det til en antacida å behandle mage -surhet, gastrointestinale sykdommer, fordøyelsesbesvær og forstoppelse, solgt under formelen av magnesi -melk.

På den annen side hjelper melken til magnesia også til å bekjempe de irriterende ansiktene (de hvite og rødede sårene som vises i munnen).

Brannhemmende

I seksjonen for egenskaper ble det nevnt at MG (OH)₂ Det bryter ned slipper vann. Nettopp slikt vann hjelper til.

Brucita -mineralet brukes vanligvis industrielt til dette formålet, ment som å fylle ut visse materialer, for eksempel plast av forskjellige polymerer (PVC, harpikser, gummi), kabler eller tak.

Katalysator

MG (OH)₂ Syntetisert som nanoplaquetas har vist seg å være effektiv for å katalysere kjemiske reduksjoner; For eksempel 4-nitrofenol (ph-nei₂) En 4-aminophenol (PH-NH₂). De har også antibakteriell aktivitet, så den kan brukes som et terapeutisk middel.

Adsorbent

Noen MG (OH) faste stoffer₂ De kan være ganske porøse, avhengig av metoden for forberedelsene. Derfor finner de anvendelse som adsorbenter.

I vandige oppløsninger kan de adsorbere (på overflatene) fargemolekylene, og klargjøre vannet. For eksempel er de i stand til å adsorbere indigo karminfargestoff til stede i vannstrømmer.

Referanser

1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Hydroksyd magnesium. Hentet fra: i.Wikipedia.org
3. Nasjonalt senter for bioteknologiinformasjon. (2019). Hydroksyd magnesium. PubChem -database. CID = 14791. Gjenopprettet fra: Pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov
4. Ametyst Galleries. (2014). Mineral Brucite. Gjenopprettet fra: Gallerier.com
5. Henrist et al. (2003). Morfologisk studie av magnesiumhydroksyd nanopartikler
6. utfelt i fortynnet vandig løsning. Journal of Crystal Growth 249, 321-330.
7. Saba J., Shanza R. K.,  Muhammad r. S. (2018). Syntese og strukturell analyse av mesoporøs magnesiumhydroksyd nanopartikler som effektiv katalysator.
8. Thimmasandra Narayan Ramesh og Vani Pavada Sreenivasa. (2015). Fjerning av indigo karminfargestoff fra vandig løsning ved bruk av magnesiumhydroksyd som adsorbent. Journal of Materials, Vol. 2015, artikkel ID 753057, 10 sider. gjør jeg.org/10.1155/2015/753057