Магній вуглекислий

ОПИС [RU]

Магний углекислый или магний карбонат — это магниевая соль угольной кислоты. Магний карбонат представляет собой бесцветные или белые кристаллы, с плотностью 3,037 г/см³. При 500 °C заметно, а при 650 °C полностью разлагается на MgO и CO2. Растворимость Магния карбоната в воде незначительна (22 мг/л при 25 °С) и уменьшается с повышением температуры. При насыщении CO2 водной суспензии MgCO3 последний растворяется вследствие образования гидрокарбоната Мg(HCO3)2. Из водных растворов в отсутствие избытка CO2 выделяются основные карбонаты магния. С карбонатами ряда металлов карбонат магния образует двойные соли, к которым относится и природный минерал доломит MgCO3·CaCO3.

Магний углекислый (магний карбонат) широко распространён в природе в виде минерала Магнезита. Кроме того, присутствует в стереоме иглокожих.

Наиболее распространенными формами карбоната магния являются безводная соль, называемая магнезитом (MgCO3), и ди-, три- и пентагидраты, известные как баррингтонит (MgCO3 · 2H2O), нескуэхонит (MgCO3· 3H2O) и лансфордит (MgCO3· 5H2O) соответственно. Некоторые основные формы, такие как артинит (Mg2CO3(OH) 2· 3H2O), гидромагнезит (Mg5(CO3)4(OH) 2·4H2O) и дипингит (Mg5(CO3)4(OH) 2· 5H2O) также встречаются в виде минералов. Все эти минералы бесцветные или белые.

Магнезит состоит из бесцветных или белых тригональных кристаллов. Безводная соль практически нерастворима в воде, ацетоне и аммиаке. Все формы карбоната магния вступают в реакцию с кислотами. Магнезит кристаллизуется в кальцитовой структуре, в которой Mg2+ окружен шестью атомами кислорода.

Дигидрат имеет триклинную структуру, в то время как тригидрат имеет моноклинную структуру.

Упоминания о “легких” и “тяжелых” карбонатах магния на самом деле относятся к гидроксикарбонатам магния гидромагнезиту и дипингиту, соответственно.

Карбонат магния обычно получают путем добычи в шахтах минерала магнезита. 70% мировых запасов добывается и перерабатывается в Китае. Карбонат магния можно получить в лаборатории путем реакции между любой растворимой солью магния и бикарбонатом натрия:

MgCl2(aq) + 2 NaHCO3(aq) → MgCO3 (s) + 2 NaCl (aq) + H 2O (l) + CO 2(g)

Если хлорид (или сульфат) магния обработать водным раствором карбоната натрия, образуется осадок основного карбоната магния – гидратированный комплекс карбоната магния и гидроксида магния, а не сам карбонат магния:

5 МгCl2(aq) + 5 Na2CO3(aq) + 5 H 2O (l) → Mg4(CO3)3(OH)2 · 3H2O (s) + Mg (HCO3)2 (aq) + 10 NaCl (aq)

Промышленные способы получения высокой степени очистки включают в себя использование бикарбоната магния, который может быть получен путем соединения суспензии гидроксида магния и углекислого газа при высоком давлении и умеренной температуре. Затем бикарбонат подвергается вакуумной сушке, в результате чего он теряет углекислый газ и молекулу воды:

Mg(OH)2 + 2 CO2 → Mg(HCO3)2Mg(HCO3)2 → MgCO3 + CO2 + H2O

Как и многие распространенные карбонаты металлов второй группы, карбонат магния вступает в реакцию с водными растворами кислот с выделением углекислого газа и воды:

MgCO3 + 2HCl → MgCl2 + CO2 + H2O + вода
MgCO3 + H2SO4 → MgSO4 + CO2 + H2O + вода

При высоких температурах MgCO3 разлагается на оксид магния и углекислый газ. Этот процесс важен при производстве оксида магния. Этот процесс называется обжигом:

MgCO3 → MgO + CO2 (ΔH = +118 кДж/моль)

Температура разложения составляет 350 °C (662 °F). Однако прокаливание до образования оксида обычно не считается завершенным при температуре ниже 900 °C из-за повторного поглощения выделившегося углекислого газа.

Гидраты солей при разложении теряют воду при разных температурах. Например, в тригидрате MgCO3·3H2O, молекулярная формула которого может быть записана как Mg(HCO3)(OH)·2H2O, стадии дегидратации происходят при температуре 157 °C и 179 °C следующим образом:

Mg(HCO3) (OH) · 2 (H2O) → Mg (HCO3) (OH) · (H2O) + H 2O при 157 ° C
Mg(HCO3) (OH) · (H2O) → Mg (HCO3) (OH) + H 2O при 179 ° C

Основной Магний карбонат с формулой 3MgCO3.Mg (OH)2.3H2O (так называемая белая магнезия) применяют как наполнитель в резиновых смесях, для изготовления теплоизоляционных материалов, в медицине (принимается внутрь при повышении кислотности, входит в состав зубного порошка).

В спорте – магнезия 4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O используется для подсушивания рук и, как следствие, увеличения надёжности хвата.

Карбонат магния необходим в производстве стекла, цемента, кирпича.

Основной карбонат магния с формулой 4MgCO3·Mg(OH)2·nH2O используется в медицине и фармацевтике, в пищевой промышленности, для использования при производстве сухих молока и сливок, сахара — песка, декстрозы, какао — продуктов, в том числе шоколадных продуктов, фруктовых консервантов и др. Магний углекислый пищевой зарегистрирован в качестве пищевой добавки E504.

Основное применение карбоната магния заключается в производстве оксида магния путем прокаливания. Минералы магнезита и доломита используются для производства огнеупорных кирпичей. MgCO3 также используется в напольных покрытиях, огнезащитных покрытиях, составах для тушения пожаров, косметических средствах, пылесборниках и зубной пасте. Другими областями применения являются наполнители, подавители дыма в пластмассах, армирующие вещества в неопреновой резине, осушители и сохранение цвета пищевых продуктов.

Альпинист Ян Хойер стряхивает излишки мела с руки. Чемпионат мира по скалолазанию 2015 г.
Из-за его низкой растворимости в воде и гигроскопичных свойств, MgCO3 впервые был добавлен в соль в 1911 году, чтобы сделать ее более текучей. Компания Morton Salt приняла лозунг “Когда идет дождь, льет как из ведра”, что означает, что ее соль, содержащая MgCO3, не будет слипаться во влажную погоду. Карбонат магния, чаще всего называемый “мелом”, также используется в качестве подсушивающего средства для рук спортсменов в скалолазании, гимнастике, тяжелой атлетике и других видах спорта, в которых необходим крепкий захват.

В качестве пищевой добавки карбонат магния известен как Е504. Его единственным известным побочным эффектом является то, что в высоких концентрациях он может действовать как слабительное.

Карбонат магния используется в таксидермии для отбеливания черепов. Его можно смешать с перекисью водорода, чтобы получилась паста, которой покрывают череп для придания ему белого цвета.

Карбонат магния используется в качестве матово-белого покрытия для проекционных экранов.

Также он является слабительным для разрыхления кишечника при применении в медицине.

Кроме того, карбонат магния высокой степени очистки используется в качестве антацидного средства и в качестве добавки в поваренную соль для придания ей рассыпчатости. Карбонат магния может выполнять эту функцию, поскольку он не растворяется в воде, а только в кислоте, где он будет выделять газ (пузыриться).

Карбонат магния нетоксичен и негорюч.