Magnesium

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
NatriumMagnesiumAlumiini
Be

Mg

Ca  
 
 
Mg-TableImage.png
Yleistä
Nimi Magnesium
Tunnus Mg
Järjestysluku 12
Luokka metalli
Lohko s
Ryhmä 2, maa-alkalimetalli
Jakso 3
Tiheys 1,738×103 kg/m3
Kovuus 2,0[1] (Mohsin asteikko)
Väri hopeisen valkoinen
Löytövuosi, löytäjä 1755, Sir Humphrey Davy
Atomiominaisuudet
Atomipaino 24,3050[2] amu
Atomisäde, mitattu (laskennallinen) 150 (145) pm
Kovalenttisäde 130 pm
Van der Waalsin säde 173 pm
Orbitaalirakenne [Ne] 3s2
Elektroneja elektronikuorilla 2, 8, 2
Hapetusluvut +II
Kiderakenne heksagonaalinen
Fysikaaliset ominaisuudet
Olomuoto kiinteä
Sulamispiste 923 K (650 °C)
Kiehumispiste 1363 K (1090 °C)
Moolitilavuus 14,00×10−6 m3/mol
Höyrystymislämpö 128 kJ/mol
Sulamislämpö 8,48 kJ/mol
Höyrynpaine 100 Pa 861 K:ssa
Äänen nopeus 4940 m/s karkaistuna 293,15 K:ssa
Muuta
Elektronegatiivisuus 1,31 (Paulingin asteikko)
Ominaislämpökapasiteetti 1,023 kJ/kg K
Sähkönjohtavuus (20 °C) 22,8 · 106 S/m
Lämmönjohtavuus (300 K) 156 W/(m×K)
CAS-numero 7439-95-4
Tiedot normaalilämpötilassa ja -paineessa

Magnesium (lat. magnesium) on alkuaine, jonka järjestysluku on 12, kemiallinen merkki Mg ja CAS-numero 7439-95-4. Se on kevyt, kirkkaan hopeanvalkoinen maa-alkalimetalli, jota käytetään esimerkiksi alumiini-magnesium-seosmetallien valmistukseen.

Esiintyminen[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kiteistä magnesiumia

Magnesium on kahdeksanneksi yleisin alkuaine maankuoressa. Sitä ei esiinny luonnossa vapaana alkuaineena vaan ainoastaan yhdisteinä, jotka yleensä ovat ioniyhdisteitä. Ioneina magnesiumia on paljon myös meriveteen liuenneena, etupäässä sulfaattina ja kloridina. Magnesiumia on myös useissa mineraaleissa, erityisesti dolomiitissa (sekakarbonaatti CaCO3·MgCO3) ja magnesiitissa (MgCO3).[3] Asbesti sekä talkki ovat myös magnesiumin yhdisteitä.

Maankuoressa magnesiumia on 23,3 kg/t ja merivedessä 1,35 kg/m3.lähde? Magnesiumin merkittävimmät esiintymisalueet ovat Ukraina, Kiina, Pohjois-Korea, Venäjä ja Australia.

Ominaisuudet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Magnesium on pehmeä ja yleisessä käytössä olevista metalleista kevyin. Magnesium painaa 30 prosenttia vähemmän kuin alumiini ja vain neljänneksen teräksestä.[4] Magnesium on kemiallisesti aktiivinen – se reagoi helposti heikkojenkin happojen, jopa veden, muttei fluorivetyhappojen eikä emästen kanssa. Reaktio viileän veden kanssa on erittäin hidas, mutta kiehuvassa vedessä se tapahtuu nopeasti. Ilmassa magnesium peittyy oksidikerroksella. Sen elektronegatiivisuus on 1,31 ja ensimmäinen ionisoitumisenergia 736 kJ/mol.

Yhdisteinä magnesiumia on yhteyttämisen kannalta tärkeässä klorofyllissä, ja se on tärkeä myös ihmisen elintoiminnoille. Magnesium toimii eräiden entsyymien aktivaattorina fotosynteesissä, soluhengityksessä ja nukleiinihappojen valmistuksessa. Magnesiumia tarvitaan erityisesti sydän- ja verenkiertoelimistössä ja se edistää A- ja E-vitamiinien sekä muiden mineraalien ja hivenaineiden hyväksikäyttöä.

Valmistus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Magnesiumia valmistetaan teollisesti merivedestä.[3] Kalsiumkarbonaatti (CaCO3, kalkki) kuumennetaan kalsiumoksidiksi (CaO, poltettu kalkki), joka edelleen veden kanssa reagoi kalsiumhydroksidiksi (Ca(OH)2, sammutettu kalkki). Kalsiumhydroksidia tarvitaan luovuttamaan hydroksidi-ioni OH- meriveteen liuenneille Mg2+-ioneille, jolloin muodostuu magnesiumhydroksidisakka Mg(OH)2. Magnesiumhydroksidi reagoi vetykloridihapon HCl kanssa magnesiumkloridiksi MgCl2 ja vedeksi. Vesi haihdutetaan ja kidevedellinen MgCl2 kuumennetaan n. 720 °C, jolloin kidevesi poistuu ja saadaan sulaa MgCl2. Edelleen elektrolyysi:

Käyttö[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Metallina[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Yöllistä wakeskatingia magnesiumsoihtujen valossa. Magnesium palaa erittäin kirkkaasti.

Magnesiumia käytetään pelkistimenä valmistettaessa muita metalleja (titaani, zirkonium, hafnium, beryllium). Lisäksi se on ainesosana monissa metalliseoksissa kuten duralumiinissa, magnaliumissa ja elektronissa. Magnesium kestää korroosiota hyvin bensiinissä ja monissa öljyissä, mutta ei kloridipitoisissa liuoksissa eikä mineraalihapoissa. Myös magnesium­seosten korroosionkesto on heikko, joten ne on suojattava pinnoitteella. Muiden metallien rinnalla magnesiummetallit toimivat anodeina.

Seostamalla magnesiumin sekaan muita metalleja saadaan parannettua sen lujuusominaisuuksia. Hyvin magnesiumpitoisissa metalliseoksissa yhdistyvät lujuus ja keveys, ja siksi ne ovat tärkeitä esimerkiksi lentokoneteollisuudessa sekä monissa instrumenteissa. Magnesiumia on käytetty keveyttä ja lujuutta vaativissa rakenteissa, kuten etenkin 1950-luvun jälkeen nopeissa sotilaslentokoneissa ja ohjuksissa.

Valokuvauksen alkuaikoina magnesiumia käytettiin salamavalona, sillä nopeasti palaessaan se tuottaa hetkellisesti suuren valotehon. Samasta syystä sitä käytetään myös ilotulitusvälineissä.

Yhdisteinä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Magnesiumin yhdisteistä tärkeimpiä ovat sulfaatit, oksidit ja karbonaatit. Kidevedellisistä magnesium- ja kalsiumkarbonaateista muodostuvaa dolomiittia käytetään jossain määrin ainakin maataloudessa maanparannusaineena. Kidevedellistä magnesiumsulfaattia, magnesiumoksidin vesilietettä ja magnesiumhydroksidia käytetään lääkeaineina.

Monet lannoitteet sisältävät magnesiumia, sillä se on tärkeä kasviravinne. Magnesiumin puute näkyy värin vähenemisenä kasvin lehtisuonten väleissä.

Eläinlääkinnässä magnesiumilla on suuri merkitys. Sen puute aiheuttaa karjalle ja hevosille laidunhalvausta.

Lisäravinteena magnesiumia käytetään esimerkiksi pureskeltavina tai imeskeltävinä tabletteina

Magnesium ihmisen ravitsemuksessa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Magnesium on ihmisille ja eläimille välttämätön kivennäisaine:

  • Hyväksi sydämen toiminnalle. Erityisesti diureetteja käyttävien sydänpotilaiden pitäisi syödä hivenaineita, joissa on muun muassa magnesiumia.
  • Saattaa alentaa kolesteroliarvoja.
  • Rappeutumissairauksissa kuten kuulonalenemassa ja tinnituksessa voi magnesiumlisästä olla hyötyä. Puute saattaa edistää muun muassa joitakin syöpälajeja, lisätä PMS-oireita ja masennusta.
  • Magnesiumista saattaa olla hyötyä neurologisissa häiriöissä. Sitä on kokeiltu autismissa, ylivilkkausoireyhtymässä, Touretten oireyhtymässä.
  • Levottomat jalat ja suonenveto saattavat korjaantua magnesium- ja kalkkilisällä. Pitkäaikaista käyttöä ei kuitenkaan suositella.
  • Magnesium on hampaiden ja luuston rakenneosa. 60 prosenttia elimistön magnesiumista on luustossa. Magnesium aktivoi entsyymejä. Se osallistuu hermoimpulssien johtumiseen ja on tärkeä lihasten supistumiselle.

Runsaasti magnesiumia saavilla on todettu vähemmän diabetesta, ilmenee 2011 julkistetusta meta-analyysitutkimuksesta. Rytmihäiriöiden ja astmakohtausten on tutkimusten mukaan todettu helpottuvan magnesiumruiskeilla.[5]

Tutkittaessa magnesiumin puutetta elimistössä se on mitattava punasoluista.lähde?

Valtion ravitsemusneuvottelukunnan suositus naisilla on keskimäärin noin 280 mg/vrk, miehillä 350 mg/vrk. Lapsilla tarve on pienempi ja riippuu iästä.[6] Työikäiset suomalaiset saavat magnesiumia keskimäärin noin 340 mg/vrk (naiset) ja 428 mg/vrk (miehet), nuoret enemmän kuin vanhat.[7]. Hyviä magnesiumin lähteitä ovat täysjyvävilja, kasvikset, kala ja liha.

Runsas kalkin, fosforin, sinkin ja valkuaisaineiden (proteiinin) ja kasvisten fytaattien, eläinrasvan ja kuitujen saanti vähentää magnesiumin imeytymistä ja hyväksikäyttöä. Kalkkia ja magnesiumia ei suositella siksi otettavaksi yhtä aikaa. Toisaalta runsas ylimääräisen magnesiumin saanti häiritsee muiden hivenaineiden imeytymistä. Siksi ravinnelisien runsasta ja pitkäaikaista käyttöä ei suositella.

Magnesiumin yhdisteitä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Antti Kivinen, Osmo Mäkitie: Kemia, s. 325. Otava, 1988. 951-1-10136-6.
  2. Michael T. Wieser & Tyler B. Coplen: Atomic Weights of the Elements 2009 (IUPAC technical report). Pure and Applied Chemistry, 2011, 83. vsk, nro 2. IUPAC. Artikkelin verkkoversio Viitattu 16.4.2011. (englanniksi)
  3. a b Catherine E. Housecroft et al.Chemistry, 3rd edition, s. 660. Pearson Education Limited, 2006. ISBN 0 131 27567 4. (englanniksi)
  4. http://www.research-in-germany.de/93922/2012-02-28-ultralight-vehicles-new-cooperative-venture-strengthens-magnesium-research-in-geesthacht.html
  5. Magnesiumin uskotaan ehkäisevän diabetesta Yle.fi. Viitattu 2.9.2011.
  6. Valtion ravitsemusneuvottelukunta: Terveytta ruoasta! Suomalaiset ravitsemussuositukset 2014 2014. Valtion ravitsemusneuvottelukunta. Viitattu 16.5.2014.
  7. Paturi, M Tapanainen H, Reinivuo H, Pietinen P (toim.): Finravinto 2007 -tutkimus 2008. Kansanterveyslaitos. Viitattu 6.10.2008.

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Magnesium.