Magnesium
Koostis / struktuur
Keemiline element magneesium (Mn), heksagonaalne tihkpakendatud kristallvõre.
Omadused
Hõbedane kerge (tihedus 1 738 kg/m3) tugev metall. Magneesium sulab temperatuuril 923 K (650 °C). Keemiliselt suhteliselt aktiivne, aga sarnaselt alumiiniumile kattub õhu käes kaitsva oksiidikihiga. Peendispergeeritud magneesium süttib õhu käes hõlpsasti ja põleb heleda leegiga temperatuuril umbes 2500 K (2200 °C). Magneesiumituld ei saa kustutada ei vee ega süsihappegaasiga, kuna ta põleb (oksüdeerub) nendes keskkondades edasi, taandades vastavalt vesiniku ja süsiniku. Magneesiumil on suurim (negatiivne) standardpotentsiaal (-2,38 V) [07.01.07] nende metallide hulgas, mis kokkupuutes õhuhapniku ja veega püsivad keemiliselt stabiilsena.
Saamine
Magneesium on maakoores suhteliselt levinud element (2,1 kaalu%, 8. kohal kaaliumi järel), vabal kujul teda looduses aga ei leidu. Magneesium esineb üle 60 mineraali koostises, sh Eestis olulise levikuga dolomiidis (kaltsium-magneesium segukarbonaat, CaMg(CO3)2). Tal on oluline osa ka maise biosfääri funktsioneerimisel – magneesium kuulub fotosünteesiva pigmendi klorofülli molekuli koostisesse. Magneesiumi kui keemilise elemendi identifitseeris esimesena Šoti füüsik-keemik Joseph Black (1755) ja isoleeris puhta metallina elektrolüütiliselt Sir Humphry Davy (1808). Metallilist magneesiumi toodetakse sulatatud magneesiumkloriidi hüdrolüüsil, viimase allikaks on soola looduslikud vesilahused, sh merevesi. Alternatiivne tootmisviis on magneesiumoksiidi (saadakse dolomiidid termilisel kaltsineerimisel) taandamine räniga (Pidgeoni protsess [07.01.07]).
Rakendused
Metalliline magneesium leiab põhilist rakendust mitmesuguste kergsulamite (eriti alumiiniumiga) koostises auto- ja lennukitööstuse tarbeks. Raua ja alumiiniumi järel on magneesium elementaarmetallide kasutusmahtudelt kolmandal kohal. Teda kasutatakse ka pürotehnilistes segudes, sh varem ka tugeva valgusallikana fotograafia tarbeks. Magneesiumi ühend magneesiumdiboriid (MgB2) [07.01.07] pälvis hiljuti tähelepanu kui kõige kõrgema kriitilise temperatuuriga (39 K) harilik (“mitte-kõrgtemperatuurne”) ülijuht, rakenduste jaoks on oluline ka selle ühendi komponentide odavus.
Näidised
E93.1. Magneesiumanood kuumaveeboilerile (pikkus 248 mm, läbimõõt 21 mm). Taoline magneesiumvarras vähendab oluliselt kuumaveesüsteemi korrosiooni. Teiste metallide korrosiooni inhibeerimist magneesiumi poolt võib piltlikult käsitleda magneesiumi “eneseohverdusena” – ta korrodeerub ise, säästes sellega teisi metalle (vask, teras). Ca2+ ja Mg2+ ioonide tasakaalu muutuse tõttu väheneb oluliselt ka katlakivi sadestumine – tõenäoliselt seetõttu, et tekkiv sade ei ole tiheda struktuuriga ega kinnitu tugevasti boileri seinetele ning uhutakse veega minema.
Demod, katsed
D93.1. Magneesiumi põlemine. Selleks, et põlema hakkaks selline varras nagu E93.1., tuleb teda kümmekond minutit gaasipõletiga kuumutada.
Ettevaatust! Magneesiumituli on väga kõrge temperatuuriga, ta võib põhjustada raskeid põletusi ja/või tulekahju! Eredasse magneesiumileeki vaatamine võib kahustada silmi! Magneesiumituld ei saa kustutada veega ega süsihappegaasiga, levinud vahenditest sobib selleks vaid liiv..
Viited:
1. Magnesium. Wikipedia [07.01.07]
2. Magnesium Products Magnesium Alloys Magnesium Elektron [07.01.07]
Koostas: JK
