金屬鎂
發布時間:2016-11-30 來源:未知     分享到:
  英國戴維于1808年用鉀還原氧化鎂制得金屬鎂。它是一種銀白色的輕質堿土金屬,化學性質活潑,能與酸反應生成氫氣,具有一定的延展性和熱消散性。鎂元素在自然界廣泛分布,是人體的必需元素之一。

  發現簡史

  第一個確認鎂是一種元素的是Joseph Black,在愛丁堡(英國)于1755年。他辨別了石灰(氧化鈣,CaO)中的苦土(氧化鎂,MgO),兩者各自都是由加熱類似于碳酸鹽巖,菱鎂礦和石灰石來制取。另一種鎂礦石叫做海泡石(硅酸鎂),于1799年由Thomas Henry報告,他說這種礦石在土耳其更多的用于制作煙斗。

  不純凈的鎂金屬在1792年由Anton Rupprecht首次制取,他加熱苦土和木炭的混合物。純凈但非常小量的金屬鎂在1808年由Humphry Davy電解氧化鎂制取。然而,是法國科學家Antoine-Alexandre-Brutus Bussy使用氯化鎂和鉀反應制取了相當大量的金屬鎂于1831年,之后他開始研究它的特性。

  許多世紀以前,古羅馬人認為“magnesia”(希臘Magnesia地區出產的一種白色鎂鹽,鎂元素即因此得名)能治療多種疾病。直到1808年,英國化學家戴維采用電解苦土(含鎂)的方法分離出元素鎂。20世紀30年代初 E·V·McCollum 及其同事首次用鼠和狗作為實驗動物,系統地觀察了鎂缺乏的反應。1934年首次發表了少數人在不同疾病的基礎上發生鎂缺乏的臨床報道。證實鎂是人體的必需元素。

  鎂是在自然界中分布最廣的十個元素之一(鎂是在地球的地殼中第八豐富的元素,約占2%的質量,亦是宇宙中第

  九多元素),但由于它不易從化合物中還原成單質狀態,所以遲遲未被發現。

  長時期里,化學家們將從含碳酸鎂的菱鎂礦焙燒獲得的鎂的氧化物苦土當作是不可再分割的物質。在1789年拉瓦錫發表的元素表中就列有它。1808年,戴維在成功制得鈣以后,使用同樣的辦法又成功的制得了金屬鎂。從此鎂被確定為元素,并被命名為magnesium,元素符號是Mg。Magnesium來自希臘城市美格里亞Magnesia,因為在這個城市附近出產氧化鎂,被稱為magnesia alba,即白色氧化鎂,元素符號Mg。鎂的原子序為12,原子量為24.3,是典型的二價金屬,具有金屬的共有特性。由于鎂的氧化物性質與鈣一樣介于“堿性”和“土性”之間,故稱為堿土金屬元素。

  礦藏分布

  地殼中存在形式:菱鎂礦(碳酸鎂)MgCO?,白云石(碳酸鎂鈣)CaMg(CO?)?,光鹵石(水合氯化鎂鉀)KCl·MgCl?·H?O中。[1]

  物理性質

  外觀與性狀:銀白色有金屬光澤的粉末。

  溶解性:不溶于水、堿液,溶于酸。

  化學性質

  具有比較強的還原性,能與沸水反應放出氫氣,燃燒時能產生眩目的白光,鎂與氟化物、氫氟酸和鉻酸不發生作用,也不受苛性堿侵蝕,但極易溶解于有機和無機酸中,鎂能直接與氮、硫和鹵素等化合,包括烴、醛、醇、酚、胺、脂和大多數油類在內的有機化學藥品與鎂僅僅輕微地或者根本不起作用。但和鹵代烴在無水的條件下反應卻較為劇烈(生成格氏試劑)鎂能和二氧化碳發生燃燒反應,因此鎂燃燒不能用二氧化碳滅火器滅火。鎂由于能和N?和O?反應,所以鎂在空氣中燃燒時,劇烈燃燒發出耀眼白光,放熱,生成白色固體。在食醋中的變化為快速冒出氣泡,浮在醋液面上,逐漸消失。一些煙花和照明彈里都含有鎂粉,就是利用了鎂在空氣中燃燒能發出耀眼的白光的性質。鎂元素在化學反應中的化合價通常為+2價。

  1.與非金屬單質的反應:

  2Mg+O?==點燃==2MgO

  3Mg+N?==點燃==Mg?N?

  Mg+Cl?==點燃==MgCl?

  2.與水的反應:

  Mg+2H2O(熱水)== Mg(OH)?+H?↑

  3.與酸的反應:[3]

  Mg+2HCl=MgCl?+H?↑

  Mg+H?SO?=MgSO?+H?↑

  4.與氧化物的反應:[3]

  2Mg+CO?=點燃=2MgO+C

  元素在太陽中的含量      700(ppm)

  元素在海水中的含量      1200(ppm)

  (類似于鋁熱反應,用活潑金屬還原氧化物)

  5.鎂與氯化銨反應:

  鎂與氯化銨的反應,究其本質,還是鎂與酸的反應。氯化銨溶液中銨根離子水解,溶液顯酸性。當加入鎂粉之后,鎂與溶液中的氫離子反應,放出氫氣,同時放出大量的熱。銨根離子的水解產物——氨水,受熱之后,則發生分解。故此反應可以得到兩種氣體。

  總反應方程式:Mg + 2NH?Cl ===MgCl?+ 2NH?↑ + H?↑

  上式實際可拆分為下列反應方程式:

  6.鎂和碳酸氫鹽反應

  7.鎂和堿金屬氫氧化物反應

  通常認為,鎂不會和堿金屬的氫氧化物(如KOH)反應,因為鎂是堿性金屬,而不是兩性金屬。但是,在高溫下,鎂可以參與氧化還原反應,如和NaOH反應,產生MgO、Na和H?。

  同位素

  已發現鎂的同位素共有22種,包括鎂19至鎂40,其中只有鎂24、鎂25、鎂26是天然存在并且穩定的,其他鎂的同位素都帶有放射性。

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