水酸化マグネシウムを有する無機化合物である化学式のMg(OH)2。純粋な形では、それは無定形の外観を持つ鈍い白い固体です。しかし、不純物の含有量が少なく正確であるため、自然界の特定の堆積物に見られる鉱物である結晶性の固体ブルーサイトに変化し、マグネシウムの豊富な供給源です。
電解質または塩基が弱いため、水中での解離は少ないです。この特性により、Mg(OH)2は人間の消費に適した酸性中和剤になります。マグネシア乳の懸濁液として広く知られている治療法。また、熱分解時に水を放出することで難燃剤にもなります。
水酸化マグネシウムの固体サンプル。出典:Chemicalinterest
上の画像は、一部の水酸化マグネシウム固体を示しており、その不透明な白色が確認できます。それらがより結晶性であるほど、それらはガラス状および真珠様の表面を発達させる。
その結晶構造は、新しい材料の設計のための有望な設計である二重層の六角形の結晶を確立するので、独特です。これらの層ではその正電荷が原因のMg置換に重要な役割を果たし2+三価の陽イオン、およびOHから成る壁の間に閉じ込め種による-アニオン。
一方、他のアプリケーションは、準備された粒子またはナノ粒子の形態に応じて派生します。触媒または吸着剤として。それらの全てにおいて、1:2の比は、Mgのために一定に保たれる2+:OH -イオンを、同じ式のMg(OH)に反映2。
構造
式と八面体
水酸化マグネシウムを構成するイオン。出典:Claudio Pistilli
上の画像は、Mg(OH)2を構成するイオンを示しています。図から分かるように、2つのOHが存在する-アニオンそれぞれMgのための2+カチオン相互作用、静電的に六方晶構造を有する結晶を定義します。同じ式は、Mg:OH比が1:2であることを示しています。
しかし、真の結晶構造は、単純なMgを想定よりも少し複雑であり2+及びOH -イオンを。それは6個までのOHと相互作用することができるので、実際には、マグネシウムは、6の配位数を有することを特徴としています- 。
従って、八面体のMg(OH)6が形成されている酸素原子が明らかOHどこから来、- 。そして今、結晶構造はそのような八面体とそれらがどのように相互作用するかを考えることにかかっています。
実際、Mg(OH)6ユニットは最終的には二重層構造を定義し、それが空間に配置されて六角形の結晶を形成します。
二重層
水酸化マグネシウムの二層構造。ソース:スモークフット
上の画像は、水酸化マグネシウム(LDH、英語での頭字語:層状複水酸化物)の二重層の構造を示しています。緑色の球はMg 2+イオンを表しており、より高い電荷を持つ他のイオンに置き換えると、層内に正の電荷が生成されます。
各Mg 2+の周りに、それぞれの白い球に接続された6つの赤い球があることに注意してください。つまり、八面体単位のMg(OH)6です。OHは、- 2のMg参加するブリッジとして機能2+層が交わるを作る異なる平面のを、。
同様に、水素原子が上下を指し、Mg(OH)6ユニットの2つの層を一緒に保持する分子間力の主な原因であることが観察されています。
中性分子(アルコール、アンモニア、窒素など)または陰イオンでさえ、それらがどの程度ポジティブかによって、これらの層間に留まる可能性があります(Mg 2+の代わりにAl 3+またはFe 3+イオンがある場合)。これらの種の「フィラー」はOHからなる表面によって閉じ込められる-アニオン。
形態学
二層の六角形ガラスは、ゆっくりと、または急速に成長します。それはすべて、合成または調製パラメーターに依存します:温度、モル比、攪拌、溶媒、マグネシウム源としての試薬、塩基または沈殿剤など。結晶が成長するにつれて、ナノ粒子または凝集体の微細構造または形態が定義されます。
したがって、これらのナノ粒子は、カリフラワーのようなプレート、血小板、または小球のような形態を持つことができます。同様に、それらのサイズの分布は変化する可能性があり、結果として得られる固体の多孔度も変化します。
プロパティ
外見
それは白い、粒状または粉末状の固体で、無臭です。
モル質量
58.3197 g / mol。
密度
3.47 g / mL。
融点
350°C この温度で、結晶に含まれる水分子を放出することにより、酸化物に分解します。
Mg(OH)2(s)=> MgO(s)+ H 2 O(g)
水溶性
100°Cで0.004 g / 100 mL; つまり、沸騰水にはほとんど溶解せず、水に不溶性の化合物になります。ただし、pHが低下する(または酸性度が上昇する)と、複雑な水溶性のMg(OH 2)6が形成されるため、溶解度が増加します。
一方、Mg(OH)2がCO 2を吸収した場合、酸性媒体に溶解すると、閉じ込められたガスが発泡として放出されます。
屈折率
1,559
pH
それらの水性懸濁液は、9.5〜10.5の範囲で変化するpHを有する。これらの値は正常ですが、他の金属水酸化物(NaOHなど)と比較して塩基性が低いことを反映しています。
熱容量
77.03 J / mol K
どこにありますか?
ミネラルブルーサイトのパステルブルーのガラス質の結晶。出典:Rob Lavinsky、iRocks.com-CC-BY-SA-3.0
水酸化マグネシウムは、その透明な白色を特徴とし、不純物に応じて緑または青みがかった色調を特徴とする鉱物ブルーサイトとして自然界で見つけることができます。同様に、ブルーサイトは、金属イオンによって結合されたケイ酸塩の層の間に挟まれているため、亜塩素酸塩などの一部の粘土の一部です。
ブルーサイトには、Mg 2+に加えて、Al 3+、Fe 3+、Zn 2+、Mn 2+などの他のイオンがあります。その鉱石はスコットランド、カナダ、イタリア、アメリカのさまざまな地域や湖で見られます。
物理的には、その結晶は溶融ガラス(上の画像)のように見え、白、灰色がかった色、青みがかった色または緑がかった色で、まれな標本では透明です。
このミネラルは、セメントとコンクリートに影響を与える悪の1つです。それは、膨張して破壊する傾向があるためです。ただし、CO 2を吸収しないため、その焼成は温室効果に寄与しないため、海水に加えてマグネシウムを取得するための適切な鉱物源(および最も豊富な資源)です。
命名法
Mg(OH)2には、3つまでのIUPACで承認された名前があります(鉱物学または医学以外)。終了方法がほとんど変わらないため、これらは互いに非常に似ています。
たとえば、「水酸化マグネシウム」は、純正の命名法による名前に対応し、+ 2がほぼデフォルトでマグネシウムの唯一の酸化状態であるため、末尾の(II)を省略しています。
「二水酸化マグネシウム」は、ギリシャ語の分子の接頭辞とともにOHイオンの数を示します-体系的な命名法に従って式で示されます。そして、伝統的な命名法によれば、マグネシウムの最大かつ「唯一の」酸化状態であることを示す接尾辞–icoで終わる「水酸化マグネシウム」。
ブルーサイトやミルクマグネシアなどの他の名前は、この化合物に直接関係していますが、最も純粋な固体になる場合や、無機化合物(試薬、原料など)と呼ばれることはありません。
用途
中和剤
Mg(OH)2は水への溶解度が低いため、酸性度の優れた中和剤です。それ以外の場合は、OHの高濃度を提供することによって、媒体を塩基性になる-イオンなどのない他の塩基(強電解質)。
したがって、のMg(OH)2がかろうじてOHを解放- 、それはHと反応すると同時に3 O +イオンがマグネシウムの水性複合体を形成するために、また上述しました。水性媒体の酸性度を中和できるため、廃水の処理に使用されます。
また、酸性度を下げるため、食品、肥料、練り歯磨きなどの特定の個人用衛生製品への添加物でもあります。
制酸剤
水にわずかに可溶性である、それは、そのOHの効果を危険にさらすことなく摂取することができる-イオン(それは弱い電解質としてほとんど解離します)。
上記のサブセクションにリンクされているこの特性により、マグネシアのミルクの処方で販売されている胸やけ、胃腸疾患、消化不良および便秘の治療に制酸剤となります。
一方で、マグネシアのミルクは、迷惑な口内炎(口の中に現れる白と赤の口内炎)との闘いにも役立ちます。
難燃剤
プロパティのセクションでは、Mg(OH)2が分解して水を放出すると述べました。正確には、この水は熱を吸収して気化し、次に蒸気が可燃性ガスまたは可燃性ガスを希釈するため、炎の進行を停止するのに役立ちます。
ブルーサイト鉱物は、この目的のために工業的に使用されることが多く、さまざまなポリマーのプラスチック(PVC、樹脂、ゴム)、ケーブル、屋根などの特定の材料のフィラーとして使用されます。
触媒
ナノプレートとして合成されたMg(OH)2は、化学的還元を触媒するのに効率的であることが示されています。例えば、4-ニトロフェノール(Ph-NO 2)から4-アミノフェノール(Ph-NH 2)へ。同様に、これらには抗菌活性があるため、治療薬として使用できます。
吸着剤
一部のMg(OH)2固体は、その調製方法によっては非常に多孔質になる場合があります。したがって、彼らは吸着剤としての用途を見出した。
水溶液では、染料分子が(表面に)吸着し、水を浄化します。例えば、それらは水の流れに存在するインジゴカルミン染料を吸着することができます。
参考文献
- 震えとアトキンス。(2008)。無機化学。(第4版)。Mc Graw Hill。
- ウィキペディア。(2019)。水酸化マグネシウム。から回復:en.wikipedia.org
- 国立バイオテクノロジー情報センター。(2019)。水酸化マグネシウム。PubChemデータベース。CID = 14791。リカバリー元:pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- アメジストギャラリー。(2014)。ミネラルブルーサイト。から回復:galleries.com
- ヘンリスト等。(2003)。水酸化マグネシウムナノ粒子の形態学的研究
- 希薄水溶液中で沈殿した。Journal of Crystal Growth 249、321–330。
- サバJ.、シャンザRK、ムハンマドRS(2018)。効率的な触媒としてのメソポーラス水酸化マグネシウムナノ粒子の合成と構造分析
- Thimmasandra Narayan RameshとVani Pavagada Sreenivasa。(2015)。吸着剤として水酸化マグネシウムを用いた水溶液からのインジゴカルミン染料の除去 Journal of Materials、vol。2015、記事ID 753057、10ページ。doi.org/10.1155/2015/753057