MAGNIO HIDROKSIDAS: STRUKTŪRA, SAVYBĖS, NOMENKLATŪRA, PANAUDOJIMAS - CHEMIJA - 2025

Magnio hidroksidas yra neorganinis junginys, turintis į Cheminė formulė Mg (OH) ₂ . Savo gryna forma jis yra neryškios baltos spalvos kietos medžiagos, amorfiškos išvaizdos; Tačiau su nedideliu ir tiksliu priemaišų kiekiu jis virsta kristaliniu kietu brucitu - mineralu, randamu tam tikruose gamtos telkiniuose, ir yra turtingas magnio šaltinis.

Tai silpnas elektrolitas arba bazė, todėl jo disociacija mažai vyksta vandenyje. Ši savybė daro Mg (OH) ₂ gerą rūgštingumo neutralizatorių žmonėms vartoti; priemonė, liaudiškai žinoma kaip magnezijos suspensijos pienas. Tai taip pat yra antipirenas, išskirdamas vandenį šiluminio skilimo metu.

Kietas magnio hidroksido pavyzdys. Šaltinis: „Chemicalinterest“

Viršutiniame paveikslėlyje parodyti kai kurie kietieji magnio hidroksido tirpalai, kurių balta spalva gali būti nepermatoma. Kuo kristališkesni, jie plėtoja stiklinius ir perlamutrinius paviršius.

Jo kristalinė struktūra yra ypatinga, nes ji sukuria dvisluoksnius šešiakampius kristalus, kurie yra perspektyvūs naujų medžiagų projektavimo pavyzdžiai. Jų teigiami krūviai vaidina svarbų vaidmenį šiuose sluoksniuose dėl to, kad Mg ²⁺ pakeičiami trivalenčiais katijonais, ir dėl rūšių, esančių tarp sienų, sudarytų iš OH ^- anijonų .

Kita vertus, kitos panaudojimo galimybės priklauso nuo paruoštų dalelių ar nanodalelių morfologijos; kaip katalizatoriai arba adsorbentai. Visose jose Mg ²⁺ : OH ^- jonų santykis 1: 2 yra pastovus , atspindimas toje pačioje formulėje Mg (OH) ₂ .

Struktūra

Formulė ir oktaedras

Jonai, iš kurių susidaro magnio hidroksidas. Šaltinis: Claudio Pistilli

Viršutiniame paveikslėlyje pavaizduoti jonai, kurie sudaro Mg (OH) ₂ . Kaip matyti, kiekvienam Mg ²⁺ katijonui yra du OH ^- anijonai , kurie sąveikauja elektrostatiškai ir apibūdina šešiakampės struktūros kristalą. Ta pati formulė rodo, kad Mg: OH santykis yra 1: 2.

Tačiau, tikroji kristalinės struktūros yra šiek tiek daugiau nei sudėtingas darant prielaidą, paprastą Mg ²⁺ ir OH ^- jonai . Iš tikrųjų magniui būdingas 6 koordinačių skaičius, todėl jis gali sąveikauti su iki šešių OH ^- .

Taigi _susidaro oktaedras Mg (OH) ₆ , kur deguonies atomai akivaizdžiai ateina iš OH ^- ; o kristalų struktūra dabar priklauso nuo tokios oktaedros ir jų sąveikos tarpusavyje.

Tiesą sakant, Mg (OH) ₆ vienetai galiausiai apibrėžia dvigubo sluoksnio struktūras, kurios, savo ruožtu, yra išdėstytos erdvėje, kad susidarytų šešiakampis kristalas.

Dvigubas sluoksnis

Magnio hidroksido dvigubo sluoksnio struktūra. Šaltinis: „Smokefoot“

Viršutiniame paveikslėlyje pavaizduota dvigubo magnio hidroksido sluoksnio struktūra (LDH, jo inicialai anglų kalba: Sluoksniuoti dvigubi hidroksidai). Žalia sfera žymi Mg ²⁺ jonus , kuriuos gali pakeisti kiti didesniu krūviu, kad sluoksnyje susidarytų teigiamas krūvis.

Atkreipkite dėmesį, kad aplink kiekvieną Mg ²⁺ yra šešios raudonos rutuliai, sujungti su atitinkamomis baltomis rutuliais; tai yra aštuonkampiai vienetai Mg (OH) ₆ . OH ^- veikia kaip tiltas sujungti du skirtingų plokštumų Mg ²⁺ , todėl sluoksniai susikerta.

Taip pat pastebima, kad vandenilio atomai nukreipti aukštyn ir žemyn ir pirmiausia atsakingi už tarpmolekulines jėgas, laikančias du Mg (OH) ₆ vienetų sluoksnius .

Tarp šių sluoksnių gali būti išdėstytos neutralios molekulės (tokios kaip alkoholiai, amoniakas ir azotas) ar net anijonai, atsižvelgiant į tai, kokie jie yra teigiami (jei yra Al ³⁺ arba Fe ³⁺ jonai, pakeičiantys Mg ²⁺ ). Šių rūšių „užpildą“ riboja paviršiai, sudaryti iš OH ^- anijonų .

Morfologijos

Dvisluoksnis šešiakampis stiklas auga lėtai arba greitai. Viskas priklauso nuo sintezės ar paruošimo parametrų: temperatūros, molinio santykio, maišymo, tirpiklių, reagentų kaip magnio šaltinio, bazių ar nusodinančių medžiagų ir kt. Augant kristalui, jis apibūdina jo nanodalelių ar agregatų mikrostruktūrą ar morfologiją.

Taigi, šios nanodalelės gali turėti žiedinių kopūstų plokštelių, trombocitų ar rutulinių morfologiją. Taip pat gali pasikeisti jų dydžių pasiskirstymas, taip pat ir gaunamų kietųjų dalelių poringumas.

Savybės

Fizinė išvaizda

Tai balta, granuliuota arba miltelių pavidalo kieta medžiaga, bekvapė.

Molinė masė

58,3197 g / mol.

Tankis

3,47 g / ml.

Lydymosi temperatūra

350 ° C. Esant tokiai temperatūrai, jis suskyla į oksidą, išskirdamas vandens molekules, esančias jo kristaluose:

Mg (OH) ₂ (s) => MgO (s) + H ₂ O (g)

Tirpumas vandenyje

0,004 g / 100 ml, esant 100 ° C; tai yra, jis vos netirpsta verdančiame vandenyje, paversdamas vandenyje netirpiu junginiu. Tačiau mažėjant pH (arba didėjant rūgštingumui) jo tirpumas didėja, nes susidaro kompleksinis vandeninis Mg (OH ₂ ) ₆ .

Kita vertus, jei Mg (OH) ₂ absorbavo CO ₂ , ištirpusios rūgščioje terpėje jos išsisklaidys kaip putojančios.

Lūžio rodiklis

1,559

pH

Vandeninės jo suspensijos pH svyruoja tarp 9,5 ir 10,5. Nors šios vertės yra normalios, jos atspindi mažą baziškumą, palyginti su kitais metalo hidroksidais (tokiais kaip NaOH).

Šilumos talpa

77,03 J / mol K

Kur tai yra?

Pastelinis mėlynas stiklinis mineralinio brucito kristalas. Šaltinis: Robas Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

Magnio hidroksidas gamtoje gali būti randamas kaip mineralinis brucitas, kuriam būdinga skaidri balta spalva, turintis žalius ar melsvus tonus, atsižvelgiant į jo priemaišas. Taip pat brucitas yra kai kurių molių, tokių kaip chloritas, dalis, nes jis yra tarp silikato sluoksnių, sujungtų metalo jonais.

Brucite, be Mg ²⁺ , yra ir kitų jonų , tokių kaip Al ³⁺ , Fe ³⁺ , Zn ²⁺ ir Mn ²⁺ . Jo rūdas galima rasti įvairiuose Škotijos, Kanados, Italijos ir JAV regionuose ar ežeruose.

Fiziškai jo kristalai atrodo kaip išlydytas stiklas (vaizdas iš viršaus), balta, pilkšva, melsva ar žalsva spalva ir skaidrūs retiems pavyzdžiams.

Šis mineralas yra viena iš blogybių, veikiančių cementą ir betoną, nes jis linkęs plėstis ir sukelti jų lūžius. Tačiau jis nesugeria CO ₂ , todėl jo kalcinavimas neprisideda prie šiltnamio efekto, todėl jis yra tinkamas mineraloginis šaltinis (ir turtingiausias), norint gauti magnio, be jūros vandens.

Nomenklatūra

Mg (OH) ₂ turi iki trijų IUPAC priimtų pavadinimų (ne mineralogijos ar medicinos). Jie labai panašūs vienas į kitą, nes tai, kaip baigiasi, vargu ar skiriasi.

Pvz., „Magnio hidroksidas“ atitinka jo pavadinimą pagal atsargų nomenklatūrą, pabaigoje paliekant (II), nes +2 pagal nutylėjimą yra beveik vienintelė magnio oksidacijos būsena.

"Magnis, dihydroxide", nurodant atitinkamai Graikijos skaitiklį priešdėlis OH jonų skaičių ^- nurodomas turintys formulę I pagal sistemingai nomenklatūros. Ir „magnio hidroksidas“, pasibaigiantis priesaga –ico, nes tai yra didžiausia ir „vienintelė“ magnio oksidacijos būsena pagal tradicinę nomenklatūrą.

Kiti pavadinimai, tokie kaip brucitas ar pieno magnezija, nors jie yra tiesiogiai susiję su šiuo junginiu, neturėtų būti minimi, kai kalbama apie gryniausią kietą medžiagą arba kaip neorganinį junginį (reagentą, žaliavą ir kt.).

Programos

Neutralizatorius

Dėl mažo tirpumo vandenyje Mg (OH) ₂ yra puikus rūgštingumo neutralizatorius; kitaip, jis būtų basify vidutinės teikiant didelių koncentracijų OH ^- jonai , kaip padaryti kitų bazės (stiprių elektrolitų).

Tokiu būdu, Mg (OH) ₂ vos išleidžia OH ^- , tuo pačiu metu jis reaguoja su H ₃ O ⁺ jonai , kad sudarytų sudėtingą vandeninio magnio, taip pat paminėta aukščiau. Galėdamas neutralizuoti vandeninių terpių rūgštingumą, yra skirtas nuotekoms valyti.

Tai taip pat priedas prie maisto, trąšų ir tam tikrų asmens higienos priemonių, pavyzdžiui, dantų pastos, nes mažina jų rūgštingumą.

Antacidas

Yra šiek tiek tirpsta vandenyje, Jis gali būti vartojamas nerizikuojant savo OH poveikį ^- jonų (ji disocijuoja labai mažai, kaip silpna elektrolito).

Ši savybė, susieta su aukščiau esančiu poskirsniu, daro ją kaip antacidinį vaistą, gydantį rėmuo, virškinimo trakto ligas, nevirškinimą ir vidurių užkietėjimą, parduodamą pagal magnezijos pieno receptą.

Kita vertus, magnezijos pienas taip pat padeda kovoti su erzinančiomis skrandžio opos (burnoje atsirandančios baltos ir raudonos opos).

Atsparus ugniai

Savybių skyriuje buvo paminėta, kad Mg (OH) ₂ skyla išleidžiant vandenį. Tiksliau, šis vanduo padeda sustabdyti liepsnos plitimą, nes jos sugeria šilumą, kad išgaruotų, o garai, savo ruožtu, skiedžia degias ar degiąsias dujas.

Šiuo tikslu dažnai naudojamas „Brucite“ mineralas, naudojamas kaip užpildas tam tikrose medžiagose, tokiose kaip įvairių polimerų (PVC, dervos, gumos), kabeliai ar lubos.

Katalizatorius

Įrodyta, kad Mg (OH) _2, sintetinamas kaip nanoplates, yra veiksmingas katalizuojant cheminius redukcijas; pavyzdžiui, 4-nitrofenolio (Ph NE ₂ ) 4-aminophenol (Ph NH ₂ ). Jie taip pat turi antibakterinį poveikį, todėl gali būti naudojami kaip terapinis agentas.

Adsorbentas

Kai kurios Mg (OH) ₂ kietosios medžiagos gali būti gana poringos, atsižvelgiant į jų paruošimo būdą. Todėl jie gali būti naudojami kaip adsorbentai.

Vandeniniuose tirpaluose dažų molekulės gali adsorbuoti (ant jų paviršių) ir skaidrinti vandenį. Pavyzdžiui, jie geba adsorbuoti indigo karmino dažus, esančius vandens srautuose.

Nuorodos

1. Šiveris ir Atkinsas. (2008). Neorganinė chemija. (Ketvirtasis leidimas). Mc Graw Hill.
2. Vikipedija. (2019 m.). Magnio hidroksidas. Atkurta iš: en.wikipedia.org
3. Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. (2019 m.). Magnio hidroksidas. „PubChem“ duomenų bazė. CID = 14791. Atkurta iš: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Ametistų galerijos. (2014). Mineralinis brucitas. Atkurta iš: galleries.com
5. Henrist ir kt. (2003). Magnio hidroksido nanodalelių morfologinis tyrimas
6. nusodinamas praskiestame vandeniniame tirpale. Žurnalas „Crystal Growth“ 249, 321–330.
7. Saba J., Shanza RK, Muhammad RS (2018). Mezoporinių magnio hidroksido nanodalelių, kaip efektyvaus katalizatoriaus, sintezė ir struktūrinė analizė.
8. „Thimmasandra Narayan Ramesh“ ir Vani Pavagada Sreenivasa. (2015). Indigo karmino dažų pašalinimas iš vandeninio tirpalo, naudojant magnio hidroksidą kaip adsorbentą. Žurnalas apie medžiagą, t. 2015 m., Straipsnio ID 753057, 10 puslapių. doi.org/10.1155/2015/753057