MAGNESIUMOXID: STRUKTUR, EIGENSCHAFTEN, NOMENKLATUR, VERWENDUNG - CHEMIE - 2025

Das Magnesiumoxid ist ein festes anorganisches kristallines Weiß, das auch als Magnesia bekannt ist. Seine chemische Formel lautet MgO und es entsteht durch Oxidation von Magnesiummetall durch Sauerstoff.

Es wird oft als natürliches Mineral namens Periklas gefunden. Periklas ist jedoch keine Hauptquelle für MgO. In der Natur kommt es häufig als Kristallgruppe in Marmor vor.

Magnesiumoxidpulver. Adam Rędzikowski Quelle: Wikipedia CommonsEs kommt auch im Mineral Magnesit vor (das hauptsächlich aus Magnesiumcarbonat mit einigen Eisencarbonaten besteht); in Kalkstein und Dolomit (Mineral, das aus Carbonaten von Magnesium und Calcium gebildet wird); in vulkanischen Ejekta und Serpentinenfelsen.

Es bildet keine Gesteine ​​oder Kristallablagerungen, da es in Kontakt mit dem Wasserdampf in der Atmosphäre in Magnesiumhydroxid (Mg (OH) ₂ ) umgewandelt wird.

Auf industrieller Ebene kann es auf verschiedene Arten erhalten werden: Kalzinieren von Magnesiumcarbonat (Magnesit), Kalzinieren von Magnesiumhydroxid ausgehend von dolomitischem Kalkstein unter Verwendung von Meerwasser und Pyrolyse von Magnesiumchlorid unter anderem.

Die Herstellung von Magnesia aus Magnesit begann vor etwas mehr als 100 Jahren in Österreich. Seitdem hat Magnesia aufgrund seines hohen Schmelzpunktes, seiner chemischen Beständigkeit, seiner hohen Wärmeleitfähigkeit, seiner geringen elektrischen Leitfähigkeit und seiner biologischen Aktivität mehrere technische Anwendungen.

Struktur

Die Kristallstruktur von MgO ist kubisch, flächenzentriert, ähnlich dem Kristallgitter von Natriumchlorid (NaCl).

Magnesia bildet hexaoktaedrische kubische Kristalle, die farblos, grün oder braun sein können.

Das Mineral Periklas ist ein kleines Oktaeder, seltener ein Würfel-Oktaeder oder Dodekaeder.

Eigenschaften

Andere Namen

- Magnesia.

- Periklas.

- Oxomagnesium.

Körperlicher Status

Es ist fest, kristallin und weiß. Obwohl das Vorhandensein von Eisenverunreinigungen ihm je nach Oxidationsgrad des Eisens eine grünliche oder braune Farbe verleiht.

Mohs Härte

5.5-6.

Molekulargewicht

40,304 g / mol.

Schmelzpunkt

2827 ° C.

Dichte

3,581 g / cm ³

Löslichkeit

In Wasser praktisch unlöslich:

0,00062 g pro 100 ml bei 20 ° C.

0,0086 g pro 100 ml bei 30 ° C.

Unlöslich in Ethanol.

pH

In gesättigter wässriger Lösung: 10.3.

Optische Eigenschaften

Transparent. Farbe: farblos, grauweiß, bräunlichgelb, farblos im Durchlicht.

Brechungsindex

1,7355 bei 589 nm.

1,7283 bei 750 nm.

Andere Eigenschaften

- Es hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit und einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand.

- Es ist hygroskopisch, dh es nimmt leicht Wasser aus der Atmosphäre auf. In wässrigem Medium verbindet es sich mit Wasser zu Magnesiumhydroxid.

- Es ist in einer oxidierenden Atmosphäre bis 2300 ºC und bis zu 1700 ºC in einer reduzierenden Atmosphäre stabil.

- Es ist mit den meisten chemischen Verbindungen kompatibel, außer starken Säuren und starken Oxidationsmitteln.

- Nach der Zündung bei hohen Temperaturen ist Magnesiumoxid relativ inert.

- Es ist nicht giftig. Bei der Handhabung in Pulverform mit geringer Partikelgröße sollten jedoch Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden.

- Seine Kristalle haben sowohl im sichtbaren Spektrum als auch im nahen Ultraviolett eine hohe Reflexionskraft.

Nomenklatur

Es gibt verschiedene MgO-Typen, die im Handel erhältlich sind:

Ätzende Magnesia

Es ist eine hochreaktive Form von Magnesiumoxid, die durch Kalzinieren oder Verbrennen von Rohmagnesit (MgCO ₃ ) oder Magnesiumhydroxid (Mg (OH) ₂ ) bei relativ niedrigen Temperaturen, jedoch oberhalb der Zersetzungstemperatur dieser Materialien zwischen 700 und 700 ° C hergestellt wird 1000 ° C.

Es wird unter anderem auch als ätzend kalzinierte Magnesia, kalziniertes Magnesiumoxid, reaktives Magnesiumoxid und leicht verbranntes Magnesia bezeichnet.

Ätzende Magnesia kann bei einer höheren Temperatur verbrannt werden, um gesinterte Magnesia zu ergeben.

Stark verbrannte Magnesia

Es tritt auf, wenn Magnesit bei Temperaturen von 1000 bis 1500 ºC kalziniert wird. Seine Reaktivität ist im Vergleich zu ätzender Magnesia verringert.

Magnesia r

Wenn Magnesit bei Temperaturen zwischen 1500 und 2000 ºC kalziniert wird, wird Magnesia "verbrannt" (Übersetzung aus dem Englischen totgebrannt) erhalten, auch feuerfeste Magnesia oder verschmolzene Magnesia genannt.

Geschmolzene Magnesia wird auch durch Schmelzen von ätzender Magnesia in einem Lichtbogen erhalten. Aufgrund dieser Behandlungen wurde seine Reaktivität fast vollständig beseitigt.

Diese Art von Magnesia wird im Allgemeinen durch Druck und Temperatur geformt, ohne die Schmelztemperatur zu erreichen. Damit ist es möglich, Stücke von großer Härte herzustellen, die gesinterte Magnesia bezeichnen. Es ist im Wesentlichen stabil gegen Feuchtigkeit und atmosphärisches Kohlendioxid.

Anwendungen

MgO wird zur Herstellung von metallischem Magnesium verwendet.

Verwendung von ätzender Magnesia

Aufgrund seiner hohen Reaktivität sind seine industriellen Anwendungen sehr vielfältig.

Es wird als Rohstoff zur Herstellung von Zement verwendet und in der Bauindustrie beispielsweise als Bindemittel verwendet. In diesem Fall wird es mit konzentrierten Lösungen von Magnesiumsalzen und einer kleinen Menge Natriumphosphat gemischt.

Auf diese Weise wird ein extrem hartes Material erhalten. Obwohl es kein echter Zement ist, da es in Wasser nicht stabil ist, kann es als Mastix oder Schutzbeschichtung verwendet werden.

Ätzende Magnesia wird auch in Leichtbauplatten zur Wärme- und Schalldämmung verwendet. Sie werden durch Zugabe von Magnesiumsulfat als Bindemittel und Mineralwolle hergestellt. Sie führen zu leicht entzündlichen Platten.

MgO-Platten für den Bau. Excentrik13 Quelle: Wikipedia Commons Andere Anwendungen für ätzende Magnesia umfassen die Entfernung von Schwermetallen und Silikaten aus dem Abwasser. Ammoniak oder Phosphate können ebenfalls entfernt werden.

Es ist eine schwache Base, dient also als Säureneutralisator und wird bei der Rauchgaswäsche, als Additiv für Schmiermittel und für Kraftstoffe verwendet.

Es dient als Füllstoff in der Kunststoff- und Gummiindustrie, da es die Einstellung der Viskosität und Steifheit dieser Materialien ermöglicht.

Es wird in der Papier- und Celluloseindustrie eingesetzt, da es am Aufschluss von Bisulfit beteiligt ist. Auch als Feuchtigkeitsabsorber in Bibliotheken oder zur Herstellung von Kosmetika. Darüber hinaus wird es in der pharmazeutischen Industrie als Antazida, Mittel gegen Verdauungsstörungen und mildes Abführmittel hoch geschätzt.

MgO-Tabletten. Quelle: Pixabay

Verwendung von stark verbrannter Magnesia

Aufgrund seines engen Reaktivitätsbereichs wird es in Anwendungen eingesetzt, in denen ein langsamer Abbau erforderlich ist. Zum Beispiel in Tierfutterzusätzen. Dies liegt daran, dass Rinder unter bestimmten Umständen unter Magnesiummangel leiden können, wenn sie nur mit Futter gefüttert werden.

Andererseits ist bekannt, dass Magnesium (Mg) ein Bestandteil von Chlorophyll ist. Aus diesem Grund wird es als essentieller Nährstoff von Pflanzen angesehen und als Dünger verwendet. Die Art und Weise, Pflanzen Magnesium zuzusetzen, ist Magnesia.

Diese Art von MgO kann in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden: Keramik, Abwasserbehandlung (als Kationenadsorbens bei der Metallentfernung), Ledergerbung und Rohmaterial für geschmolzenes Magnesia.

Verwendung von gesinterter Magnesia und verschmolzener Magnesia

MgO hat den höchsten Schmelzpunkt unter den Oxiden mit moderaten Kosten und ist daher ein Rohstoff für feuerfeste Ziegel und andere feuerfeste Keramiken. Es ist nach Zirkonoxid (ZrO ₂ ) das einzige Material, das einer längeren Erwärmung über 2000 ºC standhält.

Diese feuerfeste MgO-Qualität wird in der Stahlindustrie zur Herstellung von Schutzhüllen und austauschbaren Auskleidungen für Geräte verwendet, die geschmolzenen Stahl handhaben, wie z. B. Hochleistungsöfen.

Hochleistungsöfen in der Stahlindustrie. Jean-Pol GRANDMONT Quelle: Wikipedia Commons Feuerfeste Baustoffe auf Basis von gesinterter Magnesia sind aufgrund ihrer Reaktivität nahezu Null auch gegen Schlacken und basische oder neutrale Gase beständig.

Gesinterte Magnesia-Blöcke haben eine hohe Wärmespeicherkapazität und eine hohe Wärmeleitfähigkeit (sie leiten Wärme sehr gut).

Die von einem Heizelement erzeugte Wärme wird auf den Magnesia-Block übertragen und seine Temperatur steigt an. Aus diesem Grund werden sie in Hot-Storage-Geräten verwendet.

Es wird als Isoliermaterial in der Elektroheizungsindustrie für Haushaltsgeräte verwendet. Zum Beispiel für röhrenförmige Heizelemente für Küchenöfen, Waschmaschinen, Kaffeemaschinen, elektrische Bügeleisen oder Heizkörper.

Andere Verwendungen von MgO

Das hohe Reflexionsvermögen von MgO-Kristallen im sichtbaren und nahen UV-Spektrum hat zu ihrer Verwendung als Reflektor in optischen Instrumenten und als Einkristalle in optischen Fenstern und Linsen geführt. Weiß wird auch als Standard verwendet.

Verweise

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