酸化マグネシウム：構造、特性、命名法、用途 - 化学 - 2025

酸化マグネシウムはまた、公知の固体の無機結晶、白色であるとしてマグネシア。その化学式はMgOであり、それは酸素によるマグネシウム金属の酸化によって形成されます。

ペリクレースと呼ばれる天然ミネラルとしてよく見られます。ただし、ペリクレースはMgOの主要な供給源ではありません。自然界では、大理石の結晶のグループとしてよく見られます。

酸化マグネシウム粉末。AdamRędzikowski出典：Wikipedia CommonsItは、鉱物マグネサイト（主に炭酸マグネシウムと一部の炭酸鉄）にも含まれています。石灰岩とドロマイト（マグネシウムとカルシウムの炭酸塩によって形成されるミネラル）; 火山噴出物と蛇行岩で。

大気中の水蒸気と接触して水酸化マグネシウム（Mg（OH）₂）に変化するため、岩や結晶の堆積物を形成しません。

工業レベルでは、炭酸マグネシウム（マグネサイト）の焼成、ドロマイト石灰石からの水酸化マグネシウムの焼成、海水を使用した塩化マグネシウムの熱分解など、さまざまな方法で入手できます。

マグネサイトからのマグネシアの製造は、オーストリアでちょうど100年以上前に始まりました。それ以来、マグネシアは、その高い融点、耐薬品性、高い熱伝導率、低い電気伝導率、およびその生物活性により、いくつかの技術的用途を持っています。

構造

MgOの結晶構造は、塩化ナトリウム（NaCl）の結晶格子と同様に、面心立方です。

マグネシアは、六面体の立方晶を形成します。無色、緑色、または茶色です。

鉱物ペリクレースは小さな八面体であり、あまり一般的ではないが、立方八面体または十二面体です。

プロパティ

他の名前

-マグネシア。

-ペリクレース。

-オキソマグネシウム。

体調

それは固体、結晶性、そして白色です。鉄の不純物の存在はそれを鉄の酸化の程度に応じて緑がかったまたは茶色の色を与えますが。

モース硬度

5.5-6。

分子量

40.304 g / mol。

融点

2827°C

密度

3.581 g / cm ³

溶解度

水に実質的に不溶：

20ºCで100 mLあたり0.00062 g。

30ºCで100 mLあたり0.0086 g。

エタノールに不溶。

pH

飽和水溶液：10.3。

光学特性

トランスペアレント。色：無色、灰色がかった白、茶色がかった黄色、透過光では無色。

屈折率

589 nmで1.7355。

750 nmで1.7283。

その他の特性

・熱伝導率が高く、電気抵抗率が高い。

・吸湿性があり、大気中の水分を吸収しやすい。水性媒体中では水と結合して水酸化マグネシウムを形成します。

・酸化雰囲気で2300℃まで、還元雰囲気で1700℃まで安定です。

-特に強酸と強酸化剤を除いて、ほとんどの化学化合物と互換性があります。

-高温での発火後、酸化マグネシウムは比較的不活性です。

-毒性はありません。ただし、粒子径が小さい粉末状で取り扱う場合には注意が必要です。

-その結晶は、可視スペクトルと近紫外の両方で高い反射力を持っています。

命名法

市販されているMgOにはいくつかのグレードがあります。

苛性マグネシア

これは、粗マグネサイト（のMgCO焼成または燃焼によって生成される酸化マグネシウムの高度に反応性形態である₃）または水酸化マグネシウム（のMg（OH）₂）比較的低温で、これらの材料の分解温度以上、700の間及び1000°C

他の名前の中でも、か焼苛性マグネシア、か焼酸化マグネシウム、反応性酸化マグネシウム、軽く燃焼したマグネシアとも呼ばれます。

苛性マグネシアはより高い温度で燃焼され、焼結マグネシアを生成します。

激しく燃えたマグネシア

マグネサイトが1000〜1500℃の温度でか焼されると発生します。その反応性は、苛性マグネシアと比較して減少しています。

マグネシアr

マグネサイトが1500〜2000ºCの温度でか焼されると、マグネシアは「燃え尽きるまで」得られます。

溶融マグネシアは、苛性マグネシアを電気アークで溶解することによっても得られます。これらの処理により、その反応性はほぼ完全に排除されました。

このタイプのマグネシアは一般に、溶融温度に達することなく、圧力と温度によって成形されます。これにより、焼結マグネシアと呼ばれる非常に硬い部品を製造することができます。湿度や大気中の二酸化炭素に対して基本的に安定しています。

用途

MgOは金属マグネシウムの製造に使用されます。

苛性マグネシアの使用

その高い反応性により、その産業用途は非常に多様です。

セメントの原料として、また建設業などでバインダーとして使用されています。この場合、それはマグネシウム塩の濃縮溶液と少量のリン酸ナトリウムと混合されます。

このようにして、非常に硬い材料が得られる。真のセメントではありませんが、水中で安定していないため、マスチックまたは保護コーティングとして使用できます。

苛性マグネシアは、断熱および防音のための軽量建築板にも使用されています。バインダーとして硫酸マグネシウムとミネラルウールを加えたものです。その結果、非常に不燃性のシートになります。

建設用MgOシート。Excentrik13出典：Wikipedia Commons苛性マグネシアのその他の用途には、廃水からの重金属とケイ酸塩の除去が含まれます。アンモニアまたはリン酸塩も除去できます。

それは弱塩基であるため、酸中和剤として機能し、煙道ガスのスクラビングで、潤滑剤および燃料の添加剤として使用されます。

これらの材料の粘度と剛性を調整できるため、プラスチックおよびゴム産業のフィラーとして機能します。

亜硫酸水素塩分解に関与するため、製紙およびセルロース業界で使用されています。図書館の湿気吸収剤として、または化粧品の調製のためにも。さらに、製薬業界では、制酸剤、消化不良緩和剤、穏やかな下剤として高く評価されています。

MgOタブレット。出典：Pixabay

激しく燃えたマグネシアの使用

反応性の範囲が狭いため、遅い分解が必要なアプリケーションで使用されます。たとえば、動物飼料サプリメント。これは、ある状況下では、飼料のみを給与した場合、牛はマグネシウム欠乏症に苦しむ可能性があるためです。

一方、マグネシウム（Mg）は葉緑素の構成元素であることが知られています。このため、植物の必須栄養素とされ、肥料として利用されています。マグネシウムを植物に加える方法はマグネシアと同じです。

このタイプのMgOは、セラミック、廃水処理（金属除去におけるカチオン吸着剤として）、革なめし、溶融マグネシアの原料など、さまざまな用途で使用できます。

焼結マグネシアと溶融マグネシアの使用

MgOは、手頃な価格の酸化物の中で最も高い融点を持っているため、耐火レンガやその他の耐火セラミックの原料です。酸化ジルコニウム（ZrO ₂）に次いで、2000℃以上の長時間の加熱に耐えられる唯一の材料です。

この耐火グレードのMgOは、鉄鋼業界で、非常に高出力の炉などの溶鋼を取り扱う機器の保護ケーシングと交換可能なライニングを製造するために使用されます。

鉄鋼業界の高出力炉。Jean-Pol GRANDMONT出典：ウィキペディアコモンズ反応性がほとんどないため、焼結マグネシアをベースにした耐火建材は、スラグや塩基性ガスまたは中性ガスにも耐性があります。

焼結マグネシアブロックは、高い蓄熱能力と高い熱伝導率を備えています（熱を非常によく伝導します）。

発熱体で発生した熱がマグネシアブロックに伝わり、その温度が上昇します。このため、それらはホットストレージデバイスで使用されます。

家電関連の電熱業界で絶縁材として使用されています。たとえば、キッチンオーブン、洗濯機、コーヒーマシン、電気アイロン、ラジエーターなどの管状発熱体。

MgOの他の用途

可視および近紫外スペクトルにおけるMgO結晶の高い反射力は、光学機器の反射板として、および光学窓やレンズの単結晶としての使用につながっています。白色も標準で使用しています。

参考文献

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