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金屬鎂
發(fā)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(zhì)堿土金屬,化學(xué)性質(zhì)活潑,能與酸反應(yīng)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(fā)現(xiàn)簡史

  第一個確認(rèn)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(xué)家Antoine-Alexandre-Brutus Bussy使用氯化鎂和鉀反應(yīng)制取了相當(dāng)大量的金屬鎂于1831年,之后他開始研究它的特性。

  許多世紀(jì)以前,古羅馬人認(rèn)為“magnesia”(希臘Magnesia地區(qū)出產(chǎn)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(xué)家戴維采用電解苦土(含鎂)的方法分離出元素鎂。20世紀(jì)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(tǒng)地觀察了鎂缺乏的反應(yīng)。1934年首次發(fā)表了少數(shù)人在不同疾病的基礎(chǔ)上發(fā)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(zhì)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(zhì)狀態(tài),所以遲遲未被發(fā)現(xiàn)。

  長時期里,化學(xué)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(dāng)作是不可再分割的物質(zhì)。在1789年拉瓦錫發(fā)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(chǎn)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(zhì)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(zhì)

  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(xué)性質(zhì)

  具有比較強(qiáng)的還原性,能與沸水反應(yīng)放出氫氣,燃燒時能產(chǎn)生眩目的白光,鎂與氟化物、氫氟酸和鉻酸不發(fā)生作用,也不受苛性堿侵蝕,但極易溶解于有機(jī)和無機(jī)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(shù)油類在內(nèi)的有機(jī)化學(xué)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(yīng)卻較為劇烈(生成格氏試劑)鎂能和二氧化碳發(fā)生燃燒反應(yīng),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(yīng),所以鎂在空氣中燃燒時,劇烈燃燒發(fā)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(fā)出耀眼的白光的性質(zhì)。鎂元素在化學(xué)反應(yīng)中的化合價通常為+2價。

  1.與非金屬單質(zhì)的反應(yīng):

  2Mg+O?==點燃==2MgO

  3Mg+N?==點燃==Mg?N?

  Mg+Cl?==點燃==MgCl?

  2.與水的反應(yīng):

  Mg+2H2O(熱水)== Mg(OH)?+H?↑

  3.與酸的反應(yīng):[3]

  Mg+2HCl=MgCl?+H?↑

  Mg+H?SO?=MgSO?+H?↑

  4.與氧化物的反應(yīng):[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)

 ?。愃朴阡X熱反應(yīng),用活潑金屬還原氧化物)

  5.鎂與氯化銨反應(yīng):

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

  總反應(yīng)方程式:Mg + 2NH?Cl ===MgCl?+ 2NH?↑ + H?↑

  上式實際可拆分為下列反應(yīng)方程式:

  6.鎂和碳酸氫鹽反應(yīng)

  7.鎂和堿金屬氫氧化物反應(yīng)

  通常認(rèn)為,鎂不會和堿金屬的氫氧化物(如KOH)反應(yīng),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(yīng),如和NaOH反應(yīng),產(chǎn)生MgO、Na和H?。

  同位素

  已發(fā)現(xiàn)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(wěn)定的,其他鎂的同位素都帶有放射性。

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