210. Магний (Magnesium).
Магний весьма распространен в природе. В больших количествах он встречается в виде карбоната магния, образуя минералы магнезит
и доломит
. Сульфат и хлорид магния входят в состав калийных минералов — каинита
и карналлита
содержится в морской воде, сообщая ей горький вкус. Общее количество магния в земной коре составляет около
.
Магний получают главным образом электролитическим методом. Электролизу подвергают расплавы хлорида магния или обезвоженного карналлита.
Магний — серебристо-белый, очень легкий металл. На воздухе он мало изменяется, так как быстро покрывается тонким слосм оксида, защищающим его от дальнейшего окисления.
Хотя магний стоит в ряду напряжений далеко впереди водорода, но, как мы уже говорили, воду он разлагает очень медленно вследствие образования малорастворимого гидроксида магния. В кислотах магний легко растворяется с выделением водорода. Щелочи на магний не действуют. При нагревании на воздухе магний сгорает, образуя оксид магния
и небольшое количество нитрида магния
.
Главная область применения металлического магния — это получение на его основе различных легких сплавов. Прибавка к магнию небольших количеств других металлов резко изменяет его механические свойства, сообщая сплаву значительную твердость, прочность и сопротивляемость коррозии. Особенно ценными свойствами обладают сплавы, называемые электронами. Они относятся к трем системам:
и Mg—Zn—Zr. Наиболее широкое применение имеют сплавы системы
, содержащие от 3 до
и от 0,2 до
. Достоинством магниевых сплавов является их малая плотность (около 1,8
). Они используются прежде всего в ракетной технике и в авиастроении, а также в авто-, мото-, приборостроении.
Недостаток сплавов магния — их низкая стойкость против коррозии во влажной атмосфере и в воде, особенно морской.
Чистый магний находит применение в металлургии. Магнийтермическим методом получают некоторые металлы, в частности титан. При производстве некоторых сталей и сплавов цветных металлов магний используется для удаления из них кислорода и серы. Весьма широко применяется магний в промышленности органического синтеза. С его помощью получают многочисленные вещества, принадлежащие к различным классам органических соединений, а также элементорганнческие соединения. Смеси порошка магния с окислителями употребляются при изготовлении осветительных и зажигательных ракет.
Оксид магния
обычно получают путем прокаливания природного магнезита
. Он представляет собой белый рыхлый порошок, известный под названием жженой магнезии. Благодаря высокой температуре плавления (около
) оксид магния применяется для приготовления огнеупорных тиглей, труб, кирпичей.
Гидроксид магния
получается в виде малорастворимого белого осадка при действии щелочей на растворимые соли магния. В отличие от гидроксида бериллия гидроксид магния обладает только основными свойствами, представляя собой основание средней силы.
Сульфат магния
, или горькая соль, содержится в морской воде. В отличие от сульфатов щелочноземельных металлов, хорошо растворим в воде.
Хлорид магния
. Образует бесцветные, хорошо растворимые, расплывающиеся на воздухе кристаллы. Гигроскопичность неочищенной поваренной соли обусловливается примесыо к ней незначительных количеств хлорида магния.
Карбонат магния
Встречается в природе в виде минерала магнезита.
При действии соды на растворимые соли магния получается не средняя соль, а смесь основных карбонатов. Эта смесь применяется в медицине под названием белой магнезии.
Важное промышленное значение имеет хлорид гидроксомагния
. Технический продукт получается путем замешивания оксида магния с концентрированным водным раствором хлорида магния и носит название магнезиального цемента. Такая смесь через некоторое время затвердевает, превращаясь в плотную белую, легко полирующуюся массу. Затвердевание можно объяснить тем, что основная соль, первоначально образующаяся согласно уравнению
затем полимеризуется в цепи типа
, на концах которых находятся атомы хлора или гидроксильные группы.
Магнезиальный цемент в качестве вяжущего материала применяется при изготовлении мельничных жерновов, точильных камней, различных плит. Смесь его с древесными опилками под названием ксилолита используют для покрытия полов.
Большое применение находят природные силикаты магния: тальк
и особенно асбест
. Последний, благодаря своей огнестойкости, малой теплопроводности и волокнистой структуре, является прекрасным теплоизоляционным материалом.
Соли магния содержатся в небольшом количестве во всякой почве и необходимы для питания растений, так как магний входит в состав хлорофилла.