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Magnesio

Magnesio elemento

Il magnesio fu ottenuto per la prima volta allo stato elementare nel 1808 da Bussy.

È un elemento molto abbondante in natura dove non si rinviene mai libero ma in composti corrispondenti al suo stato di ossidazione +2.

Costituisce circa il 2,3% della crosta terrestre.

È presente in quasi tutte le rocce sotto forma di carbonati, ossidi, silicati, solfati e cloruri; i suoi minerali più importanti sono: la dolomite MgCO3·CaCO3, i cui giacimenti costituiscono intere catene di montagne; la magnesite MgCO3; la carnallite KCl·MgCl2·6H2O e altri.

Il magnesio è inoltre contenuto nei terreni e nelle acque; in particolare quelle marine costituiscono una delle fonti principali per la sua estrazione, poiché ne contengono in media lo 0,13% in peso (come ione Mg2+), tenore inferiore solo a quello del cloro e del sodio.

Allo stato elementare è un solido bianco-argenteo nelle superfici tagliate di fresco, leggero, abbastanza malleabile; in rapporto al peso presenta ottimi valori di molte proprietà meccaniche.

Appartiene alla famiglia dei metalli alcalino-terrosi ed è pertanto un elemento fortemente elettropositivo, reattivo, che si comporta generalmente da energico riducente, tendendo allo stato di ossidazione +2.

Tuttavia il metallo si ossida solo molto lentamente all'aria (anche se umida), in seguito alla formazione di un film superficiale protettivo di ossido (o di idrossido se è presente umidità); solo a temperature vicine a 600 °C brucia all'aria, con una notevole liberazione di energia sotto forma di calore e luce.

Mentre si discioglie molto rapidamente a freddo negli acidi anche diluiti sviluppando idrogeno, questo metallo, nonostante la sua posizione nella serie dei potenziali standard di riduzione, reagisce solo molto lentamente con acqua distillata e priva di CO2 (a causa della formazione di un film protettivo di idrossido); inoltre non viene attaccato dalle soluzioni alcaline diluite.

A temperature intorno a quella di fusione reagisce con molti non-metalli (compreso l'azoto con il quale forma il nitruro Mg3N2), e può ridurre a metallo ossidi, solfuri e alogenuri di altri metalli meno elettropositivi.

La configurazione elettronica del magnesio è la seguente 1s2 2s2 2p6 3s2.

magnesio

Magnesio.

Composti del magnesio

Il Mg forma composti stabili (con formazione di legame ionico) solo nello stato di ossidazione +2. In soluzioni di solventi polari lo ione Mg2+, dato l'elevato rapporto carica/raggio, è di norma fortemente solvatato; in acqua l'idratazione porta alla formazione di ioni complessi del tipo [Mg(H2O)6]2+.

L'ossido di magnesio MgO, noto con il nome di magnesia, polvere bianca usata nella fabbricazione di refrattari e in terapia come antiacido.

L'idrossido di magnesio Mg(OH)2, poco solubile e di bassa alcalinità, usato come antiacido, lassativo e nella produzione industriale dell'ossido di magnesio e del magnesio metallico.

Il cloruro di magnesio MgCl2, composto fortemente igroscopico e molto solubile in acqua e alcoli, che si prepara industrialmente per reazione dell'ossido di magnesio con cloro e carbone ed è impiegato,oltre che come intermedio nella preparazione del magnesio metallico, anche nella fabbricazione di cementi refrattari.

Il solfato di magnesio MgSO4, usato come purgante (sale inglese) oltre che nelle industrie tessili e in quelle della carta (come mordente).

Il carbonato di magnesio MgCO3 (magnesite), usato per materiali refrattari.

Il perclorato Mg(ClO4)2, che anidro è una sostanza estremamente igroscopica ed è un disidratante efficace per i gas.

Tra i diversi tipi di composti metallorganici del Mg, hanno particolare importanza gli alogenuri di alchil- o arilmagnesio, quali per esempio il bromuro di etil-Mg (C2H5MgBr), impiegati per la preparazione di numerosi composti organici (reattivi di Grignard).

Utilizzi

In passato questo metallo veniva utilizzato nella  fotografia come flash fotografico (lampo al magnesio), mentre attualmente viene impiegato nella fabbicazione di miscele pirotecniche, bombe incendiarie e leghe superleggere a base di alluminio.

Queste leghe grazie alle loro ottime caratteristiche meccaniche e di resistenza alla corrosione, trovano impiego nel campo aeronautico, automobilistico e ferroviario.

Infine il Mg è usato anche nella produzione di prodotti farmaceutici e di cementi.

Metodo di produzione

I processi maggiormente impiegati per la produzione di Mg metallico si basano sulla riduzione elettrolitica del cloruro allo stato fuso, che a sua volta si ricava dall'acqua di mare trattata con idrossido di calcio; si può anche operare la riduzione termica dell'ossido.

Con qualunque processo venga ottenuto, il Mg è notevolmente impuro, e deve essere purificato tramite rifusione in presenza di cloruri e fluoruri di metalli alcalini e alcalino-terrosi che agiscono da solubilizzanti delle impurezze; in tal modo queste si raccolgono sul fondo del crogiuolo e possono essere eliminate.

Il metallo così ottenuto ha un titolo intorno a 99,9%; per taluni impieghi può risultare necessaria una ulteriore purificazione mediante sublimazione sotto vuoto, che permette di raggiungere un titolo di 99,98% circa.

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