Магний

      Граница между этими группами условна, но, в общем, увеличение атомного номера в периоде сопровождается последовательным переходом от соединений металлического типа к валентным и ионным соединениям.

      Применение  магнидов в технике

      Магниды – фазовые составляющие многих сплавов  на основе Mg, которые благодаря высокой удельной прочности, хорошей обрабатываемости, коррозионной стойкости широко применяются в технике. Магниды входят в состав некоторых промышленных сплавов на основе алюминия. Область применения магниевых сплавов расширяется при введении в их состав небольшого количества магнидов, придающих им определенные физические свойства. Так, сплавы магния с редкоземельными металлами представляют значительный практический интерес, поскольку механические свойства магния и его сплавов при повышении температуры могут быть значительно улучшены путем введения небольших количеств редкоземельных металлов. Практический интерес представляют сплавы Mg–Zr, поскольку сравнительно небольшая добавка циркония существенно уменьшает размер зерна магния и таким образом улучшает механические свойства материала. Такие сплавы применяются, например, в качестве материала для оболочек тепловыделяющих элементов реактора с графитовым замедлителем и теплоносителем CO₂.

      4. История применения магния

      Наиболее  ранней областью применения металлического магния было, по-видимому, использование  его в качестве восстановителя.

      В 1965 г. Н.Н.Бекетов впервые применил магний для вытеснения с его помощью алюминия из расплавленного криолита.

      Несколько позже начали использовать способность  порошка магния и тонкой магниевой ленты гореть ослепительно белым пламенем с выделением большого количества тепла. Это свойство магния получило применение в фотографии для моментальных съемок, а также в пиротехнике и для военных целей (для изготовления осветительных ракет). В обоих случаях магний обычно смешивается с веществами, легко отдающими кислород. Ракетный осветительный  состав, например, может содержать 45% Mg, 48% NaNO₃ и 7% связующего органического вещества.

      Наиболее  важным практическим применением магния было использование его в качестве основы различных легких сплавов. Затем он стал использоваться и в других областях техники, благодаря своим специфическим физико-химическим и механическим свойствам. По мере развития металлургии магния его получали все в более чистом виде, что открывало для этого металла новые области применения.

1) Неконструкционное применение магния.

      Благодаря большому химическому сродству к кислороду магний способен отнимать его у многих оксидов, также как и хлор у хлоридов. На этом свойстве магния основана магниетермия, открытая Бекетовым как способ получения других металлов вытеснением их магнием из соединений. Она приобрела большое значение для современной металлургии. В качестве примера можно указать, что магниетермия стала основным способом в производстве таких металлов, как бериллий и титан. С помощью магниетермии были получены такие трудновосстанавливаемые металлы, как ванадий, хром, цирконий и другие. Магний используется для рафинирования вторичного алюминия от примеси магния путем переплавки металла с жидкими хлоридными флюсами, содержащими криолит. В этом случае магний из металлической фазы переходит в солевую в форме фтористого магния.

      Важное  значение в современной химической технологии получил синтез сложных  веществ с помощью магнийорганических соединений. Таким путем был синтезирован, в частности, витамин А.

      2) Конструкционное применение магния.

      Основное преимущество металлического магния – его легкость (магний – самый легкий из конструкционных металлов). Технически чистый магний обладает невысокой механической прочностью, однако введение в него в небольшом количестве других элементов (алюминия, цинка, марганца) может значительно улучшить его механические свойства почти без увеличения удельного веса. На основе этих свойств магния был создан знаменитый сплав “Электрон”, содержащий, помимо магния, 6% алюминия, 1% цинка и 0,5% марганца. (В настоящее время под техническим названием “электрон” понимаются вообще все сплавы, в которых магний является главной составной частью).

      Кроме того, было создано большое количество разнообразных сплавов, в которых  магний не является главной составной  частью. Важнейшим из таких сплавов является “магналий” – сплав алюминия с 5-30% магния. Магналий тверже и прочнее чистого алюминия, легче последнего обрабатывается и полируется.

      Многие  магниевые детали применяются в  настоящее время в самых разных областях электротехники. Небольшой вес изделий, выполненных из магниевых сплавов, явился также важной причиной применения их для изготовления различных бытовых предметов и аппаратуры. Магниевые детали очень хорошо поглощают вибрацию.

      Магний  и его сплавы обладают очень высокой  хладостойкостью.

      Основной  недостаток магния – пониженная стойкость  против коррозии. Магний сравнительно устойчив в сухом атмосферном  воздухе  в дистиллированной воде, но быстро разрушается в воздухе, насыщенном водными парами и загрязненном примесями, в особенности сернистым газом.

      5. Биологическая роль магния

      В человеческом организме количество магния составляет всего несколько  десятых или сотых долей процента, однако он играет немаловажную роль в  процессах жизнедеятельности. Доказано, что недостаток магния в организме способствует заболеванию инфарктом миокарда. Недостаточное количество магния в крови – признак переутомления или стрессового состояния.

      Основные  продукты, содержащие магний – это  абрикосы, персики, цветная и белокочанная капуста, помидоры, картофель.

      Потребность взрослого организма в магнии составляет 300–500 мг/день. Обычно магний в достаточном количестве поступает с пищей, в случае нехватки его недостаток проще всего восполнить, потребляя минеральную воду. В организме усваивается менее 40% поступающего в него магния, так как его соединения плохо всасываются кишечником. Магний усиливает процессы обмена углеводов в мышцах, укрепляет кости; если в организме нарушено магние-кальциевое равновесие, то почти весь магний включается в состав костных тканей, вытесняя оттуда кальций. Это ведет к заболеванию рахитом.

      В нервной системе также содержатся большие количества магния, особенно в спинном мозге. Большое значения магния для деятельности нервной системы подтверждается тем, что при инъекции магния в кровь человек или животное впадает в состояние, близкое к наркотическому. Это свойство магния используется в медицине.

      Магний  входит в состав хлорофилла и, следовательно, играет незаменимую роль в фотосинтезе  и в газообмене планеты; общее  содержание магния в тканях растений на Земле по некоторым оценкам составляет порядка 10¹¹ тонн.

      Кроме хлорофилла, магний во всех тканях растений участвует также в образовании  жиров, в превращении фосфорных  соединений. Особенно много магния в соке каучуконосных растений. Нехватка магния приводит к уменьшению количества хлорофилла и к побледнению и смене окраски листьев на красную и желтую.

      Магний  как лекарственное  средство

      Английская  соль (MgSO₄×7H₂O) используется как слабительное и желчегонное средство. При инъекциях она вызывает состояние, близкое к наркотическому, и используется для борьбы с судорогами, для лечения гипертонии, психического возбуждения; в сочетании с другими препаратами – для обезболивания при родах.

      Водные  растворы тиосульфата магния используются для лечения ожогов и других заболеваний кожи.

      Белая магнезия (MgCO₃) входит в состав зубных порошков и присыпок; кроме того, она уменьшает кислотность желудочного сока.

      Жженая  магнезия (MgO) тоже нейтрализует желудочный сок. Кроме того, она применяется внутрь при кислотных отравлениях.

Использованная  литература

      1. Беляев А.И. История магния. М.: Наука, 1974.

      2. Некрасов Б.В. Основы общей химии. М.: Химия, 1967.

      3. Николаев Г.И. Магний служит человеку. М.: Металлургия, 1978.

      4. Самсонов Г.В., Перминов В.П. Магниды. Киев: Наукова думка, 1971.

      5. Тихонов В.Н. Аналитическая химия магния. М.: Наука, 1973.