Характеристики
Магний серебристо-белый, светлый металл. Долгое время считался самым легким конструкционным металлом.
Многие минералы содержат магний, например, доломит (карбонат кальция и магния CaMg(CO3)2) и магнезит (карбонат магния MgCO3). Он также был обнаружен в морской воде, подземных соляных отложениях и соляных пластах. Это третий по распространенности металл в земной коре, уступает только алюминию и железу.
Применение
В химической промышленности магний добавляют в пластмассы и другие материалы в качестве антипирена или наполнителя. Используется как компонент удобрений и добавка в корм для животных. Сульфат магния используется на пивоваренных заводах, а гидроксид магния в качестве флокулянта при очистке сточных вод.
В медицине магний используют как легкое слабительное. В качестве сплава с другими металлами он может применяться для кузовов автомобилей и самолетов.
Во время Второй мировой войны магний использовался для зажигательных бомб.
Влияние магния на здоровье
Магний содержится в организме человека в количестве около 25 г, 60% находится в скелете и 40% в мышцах и других тканях.
Это важное для человека вещество, которое отвечает за функции мембран, передачу нервных импульсов, мышечные сокращения, структуру белков и репликацию ДНК. Магний и кальций часто выполняют одинаковые функции в организме человека, но часто действуют как антагонисты.
Случаев отравления магнием не зафиксировано. В случае приема внутрь большого клоличества возникают рвота и диарея. Однако передозировка магния в виде лекарств и пищевых добавок может вызвать мышечную слабость, вялость и спутанность сознания. Людям требуется около 200-300 мг магния в день, чего легко достичь с помощью обычной диеты, поскольку этот элемент содержится во многих продуктах питания.
Недостаток магния может вызвать вялость, мышечную слабость, повышенную нервно-мышечную возбудимость, а также депрессию или синдром хронической усталости.
Попадание в глаза может вызвать боль и покраснение. Проглатывание вызывает боль в животе и диарею. Воздействие дыма оксида магния от горящего магния, сварочных работ или плавления может вызвать лихорадку со следующими симптомами: повышение температуры, тошнота, рвота и мышечные боли. Обычно это происходит через четыре-двенадцать часов после воздействия и продолжается до 48 часов.
Физическая опасность: возможен взрыв, если магний находится в виде порошка или гранулята, смешанного с воздухом.
Химическая опасность: вещество самовоспламеняется при контакте с воздухом, выделяя раздражающий и токсичный дым. Реагирует бурно с сильными окислителями, а также с некоторыми веществами, которые могут вызвать возгорание. Реагирует с кислотами и водой с образованием токсичных газов.
Первая помощь: приток свежего воздуха. При попадании в глаза — тщательно промыть водой и обратиться к врачу. При контакте с кожей — тщательно промыть проточной водой с мылом.
Магний и вода
Магний содержится в морской воде в количестве около 1300 частей на миллион. Помимо натрия, это самый распространенный катион в морях. Содержание магния в речной воде составляет 4 промилле, в морских водорослях 6000-20 000 промилле, а в морской рыбе и устрицах — 1200 промилле.
Вместе с другими ионами щелочноземельных металлов магний отвечает за жесткость воды. Вода с высоким содержанием щелочноземельных ионов называется жесткой, а вода с низким содержанием щелочноземельных ионов — мягкой.
Как и в каких соединениях магний реагирует с водой?
Магний является относительно инертным элементом, на воздухе тускнеет. Он также реагирует с водяным паром с образованием оксида магния или гидроксида магния и газообразного водорода:
Mg + 2H2O → Mg(OH)2 (водн.) + H2
Горящий магний нельзя тушить с помощью воды. Магний горит даже при отсутствии кислорода. Он соединяется с азотом из воздуха с образованием нитрида магния (Mg3N2). При попытке потушить огонь водой он агрессивно реагирует с выделением газообразного водорода. Магниевые костры нужно засыпать песком.
Примером соединения магния является фосфид магния (Mg3P2) — серое твердое вещество с неприятным запахом. При контакте с водой он разлагается и образуется токсичный фосфин, который самовоспламеняется на воздухе из-за образовавшегося дифосфина.
Растворимость магния и / или его соединений в воде
Магний в основном присутствует в водном растворе в виде Mg2+ (водн.), но также в форме MgOH+ (водн.) или Mg (OH)2 (водн.). Он также встречается в морской воде в виде MgSO4.
Растворимость гидроксида магния в воде составляет 12 мг / л. Другие соединения магния гораздо более растворимы, например карбонат магния с концентрацией 600 мг / л. Сульфат магния, который придает горький вкус воде, имеет растворимость в воде даже 309 г / л при 10 C.
Какие экологические проблемы может вызвать загрязнение воды магнием?
Магний необходим почти для всех живых существ, кроме насекомых. Он играет важную роль в качестве центрального атома в молекуле хлорофилла и поэтому необходим для фотосинтеза растений.
Поскольку магний содержится не только в морской воде, но также в реках и дождевой воде, он естественным образом попадает в окружающую среду.
Есть три встречающихся в природе изотопа магния, все из которых стабильны и, следовательно, нерадиоактивны. Также существует восемь нестабильных изотопов. Рекомендации по содержанию магния в питьевой воде неизвестны, поэтому не следует опасаться негативных последствий для человека и животных.
Экологические проблемы, которые могут возникать косвенно из-за магния, являются следствием использования умягчителей воды. Как описано выше, магний частично отвечает за жесткость воды. Ионы кальция и магния (но в основном ионы кальция) отрицательно сказываются на моющем действии моющих средств, так как образуют с мылом практически нерастворимые в воде соли. Именно поэтому в моющие средства добавляют до 40% смягчителей воды.
В прошлом часто использовали фосфаты, что приводило к эвтрофикации водоемов. Были найдены заменители, которые представляют собой другие комплексообразующие агенты (например, цитрат натрия, EDTA и NTA) или ионообменники (например, цеолит A). Они не вызывают эвтрофикации и считаются нетоксичными.
Однако нитрилотриацетат (NTA) может быть мутагенным и, как и другие заменители, его трудно удалить на очистных сооружениях. Цеолит А увеличивает количество образующегося осадка сточных вод. Поскольку EDTA невозможно полностью удалить на очистных сооружениях, подвижные ионы тяжелых металлов могут в конечном итоге оказаться в воде.
