Магнезиум оксид (MgO), или магнезија — бел хигроскопски цврст минерал кој природно се појавува како периклас и е извор на магнезиум (види исто така оксид). Има емпириска формула на MgO и се состои од структура од јони Mg 2+ и јони O 2− кои се држат заедно со јонско поврзување. Магнезиум хидроксид се формира во присуство на вода (MgO + H2O → Mg(OH) 2), но може да се смени со загревање за да се отстрани влагата.
Магнезиум оксидот бил историски познат како магнезија алба (буквално, бел минерал од Магнезија), за да се разликува од магнезија негра, црн минерал кој го содржи она што сега е познато како манган.
Поврзани оксиди
Додека „магнезиум оксид“ обично се однесува на MgO, соединението магнезиум пероксид MgO2 е исто така познато. Според предвидувањата на еволутивната кристална структура,[10] MgO2 е термодинамички стабилен при притисок над 116 GPa (гигапаскали), а полупроводен субоксид Mg3O2 е термодинамички стабилен над 500 GPa. Поради својата стабилност, MgO се користи како модел систем за истражување на вибрационите својства на кристалите.[11]
Електрични својства
Чистиот MgO не е спроводлив и има висока отпорност на електрична струја на собна температура. Чистиот прав на MgO има релативна пропустливост помеѓу 3,2 и 9,9 со приближна загуба на диелектрик на tan(δ) > 2,16x10 3 на 1 kHz.[4][5][6]
Производство
Магнезиум оксид се произведува со калцинирање на магнезиум карбонат или магнезиум хидроксид. Вториот се добива со третман на магнезиум хлорид MgCl2 раствори, обично морска вода, со варова вода или млеко од вар.
Mg 2+ + Ca(OH) 2 → Mg(OH) 2 + Ca 2+
Калцинирањето на различни температури произведува магнезиум оксид со различна реактивност. Високи температури 1500 – 2000 °C ја намалуваат достапната површина и произведуваат мртво изгорена (често наречена мртва изгорена) магнезија, нереактивна форма што се користи како огноотпорна материја. Температури на калцинирање 1000 – 1500 °C произведува тешко изгорена магнезија, која има ограничена реактивност и калцинирање на пониска температура, (700-1000 °C) произведува магнезија изгорена со светлина, реактивна форма, позната и како каустична калцинирана магнезија. Иако одредено распаѓање на карбонатот до оксид се случува на температури под 700 степени °C, се смета дека добиените материјали реапсорбираат јаглерод диоксид од воздухот.[12]
Апликации
Грејни елементи
MgO е ценет како огноотпорен материјал, односно цврста материја која е физички и хемиски стабилна на високи температури. Има две корисни својства: висока топлинска спроводливост и ниска електрична спроводливост. Полнењето на спиралните горни грејни елементи од опсегот Калрод на кујнските електрични шпорети е главна употреба. „Далеку најголемиот потрошувач на магнезија во светот е огноотпорната индустрија, која потрошила околу 56% од магнезијата во САД во 2004 година, а останатите 44% се користат во земјоделски, хемиски, градежни, еколошки и други индустриски апликации. MgO се користи како основен огноотпорен материјал за казани“.[13]
Огноотпорно својство
Тоа е главна огноотпорна состојка во градежните материјали. Како градежен материјал, ѕидните плочи со магнезиум оксид имаат неколку атрактивни одлики: отпорност на пожар, отпорност на термит, отпорност на влага, отпорност на мувла и мувла и цврстина.[13][14]
Наметки за гас
Повеќето гасни наметки користат магнезиум оксид. Раните повторувања како што е Кламондовата кошница го користеле само ова. Подоцнежните верзии користат ~ 60% магнезиум оксид, а останатите компоненти како што се лантан оксид или итриум оксид го сочинуваат остатокот. Друг исклучок би биле мантиите со торијан гас.
Употреба
MgO е една од компонентите на Портландски цемент во постројките при сув процес.
Магнезиум оксидот интензивно се користи во ремедијација на почвата и подземните води, третман на отпадни води, третман на вода за пиење, третман на емисиите на воздухот и во индустриите за третман на отпад заради неговиот киселински пуферски капацитет и поврзаната ефикасност во стабилизирање на растворените видови тешки метали.
Многу видови тешки метали, како што се олово и кадмиум, се најрастворливи во вода при кисела pH вредност (под 6), како и висока pH (над 11). Растворливоста на металите влијае на биорасположивоста на видот и на подвижноста на системите на почвата и подземните води. Повеќето метални видови се токсични за луѓето во одредени концентрации, затоа е императив да се минимизира биорасположивоста и мобилноста на металот.
Грануларниот MgO често се меша во почва контаминирана со метали или отпаден материјал, кој исто така е вообичаено со ниска pH (кисел), со цел да се доведе pH во опсегот 8-10 каде што повеќето метали се на најниска растворливост. Метално-хидроксидните комплекси имаат тенденција да се таложат од воден раствор во pH опсег од 8-10. MgO нашироко се смета за најефикасно соединение за стабилизација на метали во споредба со портланд цемент, вар, производи од прашина од печка, отпадни производи за производство на електрична енергија и разни сопственички производи поради супериорниот пуферски капацитет на MgO, економичноста и леснотијата/безбедноста на ракување.
Повеќето, ако не и сите производи кои се продаваат како технологии за стабилизација на метали создаваат услови за многу висока pH вредност во водоносните слоеви, додека MgO создава идеална состојба на аквифер со pH од 8-10. Дополнително, магнезиумот, суштински елемент за повеќето биолошки системи, им се обезбедува на микробните популации на почвата и подземните води за време на санирањето на металите со помош на MgO како дополнителна придобивка.
Медицински својства
Магнезиум оксидот се користи за ублажување на горушица и варење, како антацид, додаток на магнезиум и како краткотраен лаксатив. Се користи и за подобрување на симптомите на варење . Несаканите ефекти на магнезиум оксидот може да вклучуваат гадење и грчеви.[15] Во количини доволни за да се добие лаксативно дејство, несаканите ефекти од долготрајната употреба ретко може да предизвикаат формирање на ентеролити, што резултира со опструкција на дебелото црево.[16]
Останато
Како додаток на храна, се користи како средство против стврднување. Тоа е познато на американската Администрација за храна и лекови за какао производи; конзервиран грашок; и замрзнат десерт.[17] Има број Е од E530.
Историски се користел како референтна бела боја во колориметријата, поради неговите добри дифузни и рефлективни својства.[18]
Широко се користи како електричен изолатор во цевчести грејни елементи. Достапни се неколку големини на мрежи, а најчесто користените се 40 и 80 структура на Американското леарно друштво. Широката употреба се должи на неговата висока диелектрична јачина и просечна топлинска спроводливост. MgO обично се дроби и набива со минимални воздушни празнини или празнини. Електричната грејна индустрија исто така експериментирала со алуминиум оксид, но тој повеќе не се користи.
Како реагенс во инсталацијата на групата карбоксибензил (Cbz) со користење на бензил хлороформат во EtOAc за N-заштита на амини и амиди.[19]
Се користи и како изолатор во електричен кабел отпорен на топлина.
Допингот MgO се покажал дека ефикасно го инхибира растот на зрната во керамиката и ја подобрува нивната цврстина на фрактура преку трансформирање механизмот на раст на пукнатини во наноскала.[20]
Неполиран MgO кристал
Притиснат MgO се користи како оптички материјал. Транспарентен е од 0,3 до 7 μm. Индексот на рефракција е 1,72 на 1 μm, а бројот на Абе е 53,58. Понекогаш е познат по заштитното име на Eastman Kodak Irtran-5, иако оваа ознака е застарена. Кристалниот чист MgO е достапен комерцијално и има мала употреба во инфрацрвената оптика.[21]
MgO е спакуван во вреќи околу трансуранскиот отпад во ќелиите за одлагање (панели) во пилот постројката за изолација на отпад, како примач на CO за да се минимизира сложеноста на ураниумот и другите актиноиди со карбонатните јони и така да се ограничи растворливоста на радионуклидите. Употребата на MgO е претпочитана од овој на CaO како добиен производ за хидратација ( Mg(OH)2) е помалку растворлив и ослободува помалку топлина за хидратација. Друга предност е да се наметне пониска pH вредност од ~ 10,5 во случај на случајно навлегување вода во слоевите на сувата сол, додека порастворливиот Ca(OH)2 би создал повисока pH вредност од 12,5 (силно алкални услови). Mg2+катјонот како втор најзастапен катјон во морската вода и во камената сол, потенцијалното ослободување на јони на магнезиум што се раствораат во саламура што навлегуваат во длабокото геолошко складиште, исто така, се очекува да ги минимизира геохемиските нарушувања.[22]
MgO има важно место како комерцијално растително ѓубриво [23] и како добиточна храна.[24]
Аеросолизиран раствор на MgO се користи во библиотечната наука и управувањето со збирки за декиселување на ризични хартиени артикли. Во овој процес, алкалноста на MgO (и слични соединенија) ја неутрализира релативно високата киселост одлика на неквалитетната хартија, со што се забавува стапката на влошување.[25]
MgO исто така се користи како заштитна обвивка во плазма дисплеите.
Магнезиум оксидот се користи како оксидна бариера во уредите за спин-тунелирање. Поради кристалната структура на неговите тенки слоеви, кои можат да се наталожат со магнетронско прскање, на пример, тој покажува одлики супериорни во однос на оние на најчесто користениот аморфен Al2O3. Особено, спин поларизацијата од околу 85% е постигната со MgO [26] наспроти 40-60 % со алуминиум оксид.[27] Вредноста на магнетоотпорноста на тунелот е исто така значително повисока за MgO (600% на собна температура и 1.100 % на 4,2 K [28] ) од Al2O3 (околу 70 % на собна температура [29] ).
Мерки на претпазливост
Вдишување на испарувања од магнезиум оксид може да предизвика треска од метални испарувања.[30]
↑Mei, AB; O. Hellman; C. M. Schlepütz; A. Rockett; T.-C. Chiang; L. Hultman; I. Petrov; J. E. Greene (2015). „Reflection Thermal Diffuse X-Ray Scattering for Quantitative Determination of Phonon Dispersion Relations“. Physical Review B. 92 (17): 174301. Bibcode:2015PhRvB..92q4301M. doi:10.1103/physrevb.92.174301.
↑Ropp, R C (2013-03-06). Encyclopedia of the alkaline earth compounds. Elsevier. стр. 109. ISBN9780444595508.
↑Tatekawa Y; Nakatani K; Ishii H; и др. (1996). „Small bowel obstruction caused by a medication bezoar: report of a case“. Surgery Today. 26 (1): 68–70. doi:10.1007/BF00311997. PMID8680127.
↑Tellex, Peter A.; Waldron, Jack R. (1955). „Reflectance of Magnesium Oxide“. JOSA. 45 (1): 19. doi:10.1364/JOSA.45.000019.
↑Dymicky, M. (1989-02-01). „Preparation of Carbobenzoxy-L-Tyrosine Methyl and Ethyl Esters and of the Corresponding Carbobenzoxy Hydrazides“. Organic Preparations and Procedures International. 21 (1): 83–90. doi:10.1080/00304948909356350. ISSN0030-4948.
↑Parkin, S. S. P.; Kaiser, C.; Panchula, A.; Rice, P. M.; Hughes, B.; Samant, M.; Yang, S. H. (2004). „Giant tunnelling magnetoresistance at room temperature with MgO (100) tunnel barriers“. Nature Materials. 3 (12): 862–867. Bibcode:2004NatMa...3..862P. doi:10.1038/nmat1256. PMID15516928.
↑Monsma, D. J.; Parkin, S. S. P. (2000). „Spin polarization of tunneling current from ferromagnet/Al2O3 interfaces using copper-doped aluminum superconducting films“. Applied Physics Letters. 77 (5): 720. Bibcode:2000ApPhL..77..720M. doi:10.1063/1.127097.
↑Ikeda, S.; Hayakawa, J.; Ashizawa, Y.; Lee, Y. M.; Miura, K.; Hasegawa, H.; Tsunoda, M.; Matsukura, F.; Ohno, H. (2008). „Tunnel magnetoresistance of 604% at 300 K by suppression of Ta diffusion in CoFeB/MgO/CoFeB pseudo-spin-valves annealed at high temperature“. Applied Physics Letters. 93 (8): 082508. Bibcode:2008ApPhL..93h2508I. doi:10.1063/1.2976435.
↑Wang, D.; Nordman, C.; Daughton, J. M.; Qian, Z.; Fink, J.; Wang, D.; Nordman, C.; Daughton, J. M.; Qian, Z. (2004). „70% TMR at Room Temperature for SDT Sandwich Junctions with CoFeB as Free and Reference Layers“. IEEE Transactions on Magnetics. 40 (4): 2269. Bibcode:2004ITM....40.2269W. CiteSeerX10.1.1.476.8544. doi:10.1109/TMAG.2004.830219.
