Elmagnesi és l'element químic de símbolMg inombre atòmic 12. És unmetall del grup delsalcalinoterris, blanc brillant, d'aspecte semblant a l'argent. És el setè element més abundant a la natura. Fou identificat com a element el 1755 pel químicJoseph Black i aïllat pur perHumphry Davy el 1808. A l'aire sec es manté inalterable, però en presència d'humitat es cobreix d'una capa d'òxid que evita l'oxidació posterior. Amb el foc s'encén amb una flama blanca molt viva. És dúctil imal·leable, i resulta imprescindible per a la fabricació d'aliatges lleugers, molt útils enaviació.
L'estiu de 1618Anglaterra sofria una sequera, però quan Henry Wicker, un pastor local, pasturava el seu ramat a lacomuna d'Epsom,Surrey, es topà amb una bassa d'aigua de la qual el seu bestiar assedegat es negà a beure. L'aigua tenia un gust amarg i en evaporar-se donava una sal (sulfat de magnesi—aigua(1/7)) que tenia un efecte notable: era unlaxant. Aquesta sal fou coneguda com a sal d'Epsom i s'estengué a tot Europa el seu ús perquè se suposa que curava tota mena de molèsties, però sobretot elrestrenyiment. La majoria no s'obtingueren d'Epsom sinó d'altres salmorres riques en magnesi i fins i tot d'aigua de mar.[2]
Joseph Black.
El 1755 aEdimburg,Escòcia el químicJoseph Black (1728–1799) reconegué que el magnesi era un nou element. Demostrà que la magnèsia (òxid de magnesi,) no era el mateix que la calç (òxid de calci,), encara que tots dos es produïen escalfant els seus minerals carbonatats.[2]
Una forma impura de magnesi metàl·lic fou produïda per primera vegada el 1792 pel químic hongarèsAnton von Ruprecht (1748–1814) escalfant la magnèsia amb carbó vegetal i l'anomenà «austrium», d'Austria. Una petita mostra del metall fou aïllada per primera vegada pel químic anglèsHumphry Davy (1778–1829) el 1808, mitjançant l'electròlisi d'òxid de magnesi. Proposà el nom de «magnium», derivat del mineralmagnesita (carbonat de magnesi,), que provenia deMagnèsia,Tessàlia,Grècia, perquè la paraula «magnesi» s'assemblava massa a «manganès» i portaria a confusió. El seu suggeriment no tengué èxit, i l'element rebé el nom de magnesi.[2]
El 1906, el químic alemanyRichard Willstätter (1872–1942) demostrà que el magnesi era essencial per a lesplantes verdes quan cremà una mica declorofil·la purificada i obtingué al voltant de l'1,7 % d'un residu de cendra que demostrà que era principalmentòxid de magnesi. Descobrí que el resultat era el mateix, sense importar d'on hagués vingut la clorofil·la.[2]
Tot i que al segle xviii se sabia que l'aigua del mar tenia un gust lleugerament amarg a causa del magnesi que contenia, no fou fins al 1941 que laDow Chemical Company deTexas ideà per primera vegada una manera d'extreure magnesi d'aquesta font i produí un lingot de magnesi.[2]
El magnesi és el vuitè element més abundant a l'escorça terrestre, amb una concentració del 2,3 %. En elsols la concentració oscil·la entre l'1 i el 2 %, i a l'aigua de la mar és de 1.200ppm. En el mantell de la Terra és el tercer element més abundant i hi és present en forma de silicats (olivina ipiroxè).[2]
El magnesi és un metall de densitat és 1,738 g/cm³, la més baixa dels metalls, exceptuant la delliti i la delberil·li. Té un punt de fusió de 650 °C i un d'ebullició de 1.090 °C. És dúctil imal·leable.
En els composts, el magnesi pràcticament sempre presenta unestat d'oxidació +2 a causa de la pèrdua o compartició dels seus dos electrons 3s. Tanmateix, hi ha un nombre reduït decomplexos de coordinació coneguts amb enllaços magnesi-magnesi, LMg-MgL, en els quals els centres de magnesi tenen un estat d'oxidació formal +1.[4]
Cinta de magnesi cremant-se amb l'aire amb la característica flama blanca.
La superfície del metall de magnesi està coberta amb una fina capa d'òxid que ajuda a protegir el metall dels atacs de l'aire. Elpotencial de reducció per a la reacció val –2,372 V, un valor prou baix.[5] Un cop encès, el magnesi crema a l'aire amb una flama blanca brillant i encegadora característica per donar una barreja d'òxid de magnesi () initrur de magnesi ().[6]
L'òxid de magnesi s'obté habitualment escalfantcarbonat de magnesi () i es desprèn diòxid de carboni:[6]
Hidròxid de magnesi.
El magnesi no reacciona amb l'aigua. Això contrasta amb elcalci, immediatament per sota del magnesi a lataula periòdica, que reacciona lentament amb l'aigua freda. Tanmateix, el magnesi reacciona amb el vapor d'aigua per donar òxid de magnesi, ohidròxid de magnesi,, si hi ha un excés de vapor, i hidrogen.[6]
El magnesi no reacciona amb àlcalis aquosos diluïts, però es dissol fàcilment enàcid sulfúric diluït per formar solucions que contenen l'ió Mg2+ juntament amb el gas hidrogen. Les reaccions corresponents amb altres àcids com l'àcid clorhídric també donen l'ió Mg2+ i hidrogen:[6]
El magnesi es troba a la natura com una barreja de tres isòtops: magnesi 24 (79,0 %), magnesi 26 (11,0 %) i magnesi 25 (10,0 %). S'han preparat dinou isòtops radioactius; el magnesi 28 té lavida mitjana més llarga, amb 20,9 hores, i és un emissor β. Tot i que el magnesi 26 no és radioactiu, és el núclid fill de l'alumini 26, que té una vida mitjana de 7,2 × 10⁵ anys. S'han trobat nivells elevats de magnesi 26 en alguns meteorits, i la proporció de magnesi 26 a magnesi 24 s'ha utilitzat per determinar la seva edat.[4] En lesinclusions riques en calci i alumini d'algunsmeteorits, els objectes més antics delsistema solar, s'han trobat quantitats de Mg-26 més grans que les esperades, que s'atribuïxen a la desintegració de l'Al-26. Aquests objectes, quan s'han desprès en les etapes primerenques de la formació dels planetes i asteroides, no han patit els processos geològics que fan desaparèixer les estructures condrítiques (formades a partir de lesinclusions) i, per tant, guarden informació sobre l'edat del sistema solar.
La principal aplicació del magnesi és la fabricació d'aliatges amb l'alumini. Lesllandes d'aliatge dels automòbils estan fabricades amb magnesi o amb una combinació de magnesi i alumini; el magnesi proporciona més resistència i ajuda a dissipar la calor produïda pel sistema de frenada dels vehicles. També s'utilitza en la fabricació dellaunes de begudes, maquinetes de fer punta, etc. El magnesi forma part dels aliatges que s'empren en la fabricació debicicletes molt lleugeres,ultralleugers, arcs, fletxes i pals de golf.[7]
Mercedes-Benz 300SLR, amb el cos d'Elektron. Participà amb èxit a Le Mans, la Mille Miglia, i altres proves. Fou retirat per ser inflamable. Porsche, construí els marcs amb magnesi del famós 917/053, que guanyà Le Mans i avui en dia té el rècord de distància absoluta. Altres marques, com BMW, Volkswagen, Mitsubishi Motors... l'utilitzaren als motors.
L'aliatge elektron ZRE1 combina el magnesi amb elzirconi, elzinc i lesterres rares, i el resultat és un producte resistent amb el qual es pot treballar a més de 150 °C per a fabricar peces d'helicòpters tipusEurocopter i de tota laindústria aeroespacial.[7] L'aplicació de magnesi en la indústria aeroespacial comercial es restringeix generalment als components relacionats amb el motor, ja sigui a causa dels riscos percebuts amb peces de magnesi en cas d'incendi o de corrosió. Actualment, el seu ús està en augment, impulsada principalment per la creixent importància de l'economia de combustible i la necessitat de reduir el pes. El desenvolupament i prova de nous aliatges de magnesi continua, especialment Elektron 21, que ha superat amb èxit els assajos aeroespacials per a la seva utilització en motors i en components interns i bucs.[8][9]
El magnesi s'utilitza en la fabricació de xassís per a telèfons mòbils, ordinadors, càmeres fotogràfiques, etc., gràcies a la seva lleugeresa i a les bones propietats mecàniques que posseeix.[7]
Les preparacions farmacèutiques de magnesi s'utilitzen per a tractar la deficiència de magnesi ihipomagnesèmia, així com l'eclàmpsia. En general, en dosis més baixes, el magnesi s'inclou comunament en preparacions de minerals dietètics, incloent-hi moltes preparacions de multivitamines.
Elsulfat de magnesi s'usa en forma de sals de bany, com alaxant, i com unfertilitzant altament soluble. L'hidròxid de magnesi suspès en aigua es fa servir en la llet de magnèsiaantiàcida i laxants. Elclorur de magnesi i altres sals de magnesi s'empren com a suplements orals del magnesi. El borat de magnesi, salicilat de magnesi i sulfat de magnesi s'utilitzen com aantisèptics. L'estearat de magnesi té propietatslubricants i s'empra en la fabricació de nombrosos tipus de comprimits, per evitar que els comprimits s'enganxin a l'equip durant el procés de compressió de la tauleta.[10]
El magnesi, si es fa reaccionar amb unhidrocarbur halogenat, dona unreactiu de Grignard, que és una eina molt útil per a la preparació d'alcohols.[5] En la forma d'encenalls o cintes, el Mg és útil en la purificació de dissolvents, per exemple la preparació d'etanol de supersec.
El magnesi s'empra per a protegir metalls, a causa del seu baixpotencial de reducció, que estiguin en contacte amb l'aigua i puguin ser oxidats (ànode de sacrifici), ja que s'oxida primer que ells i és bo de substituir. Serveix per a protegir els tancs subterranis,canonades, estructures enterrades,vaixells iescalfadors d'aigua. A l'ànode de magnesi es produeix l'oxidació, i alcàtode de ferro, o altre metall, la reducció[11]
Altres usos són: additiu depropel·lents convencionals; obtenció defosa nodular (Fe-Si-Mg), additiu en la producció degrafit nodular de ferro fos, agent reductor per a la producció d'urani i altres metalls a partir de les seves sals;[5] aliat ambzinc es produeixen plaques defotogravat en la indústria de la impressió i les parets de bateries de pila seca i sostres.
Estructura de laclorofil·la a amb el catió magnesi(2+) al centre de l'anell deporfirina.
El magnesi és essencial per a totes les cèl·lules vives, ja que el catió està implicat en els compostos biològics de polifosfat d'importància críticaADN,ARN itrifosfat d'adenosina (ATP). Molts enzims depenen del magnesi per al seu funcionament. Aproximadament una sisena part de l'abundància del potassi a les cèl·lules del cos humà, el magnesi cal com acatalitzador de les reaccions enzimàtiques en elmetabolisme delsglúcids.[4]
El magnesi també és un constituent essencial del pigment verdclorofil·la, que es troba pràcticament en totes lesplantes,algues icianobacteris. Lafunció fotosintètica de les plantes depèn de l'acció dels pigments de la clorofil·la, que contenen magnesi al centre d'un complex sistema d'anells que conté nitrogen (porfirina). Aquests compostos de magnesi permeten que l'energia lumínica impulsi la conversió deldiòxid de carboni i l'aigua en glúcids i oxigen i, per tant, directament o indirectament proporcionen la clau de gairebé tots els processos vius.[4]
En funció del pes i l'alçada, laquantitat diària recomanada és de 300-350mg, quantitat que es pot obtenir fàcilment perquè es troba en la majoria dels aliments. Les fulles verdes de leshortalisses són especialment riques en magnesi.
El magnesi és extremadament inflamable, especialment si està polvoritzat.Reacciona exotèrmicament i ràpidament en contacte amb aire o aigua; per tant, cal manipular-lo amb precaució. El foc no s'haurà d'intentar apagar amb aigua sinó amb un extintor per a focs de classe D (sodi, alumini, reactius...) o amb extintors de pols específic o CO₂.
↑Bronfin, B; et al.. «Elektron 21 specification». A: Kainer, Karl.Magnesium: Proceedings of the 7th International Conference on Magnesium Alloys and Their Applications. Weinheim (Alemanya): Wiley, 2007, p. 23.ISBN 978-3-527-31764-6.
↑Linsley, Trevor. «Properties of conductors and insulators». A:Basic Electrical Installation Work, p. 362.ISBN 978-0-08-096628-1.
