Magnijs (Mg) — ķīmiskais elements
Magnijs — viens no vieglākajiem konstrukciju metāliem
Magnijs (Mg) ir ķīmiskais elements ar atomskaitli 12, kas atrodas periodiskās tabulas 2. grupā. Tas ir sudrabaini balts metāls, kam raksturīgs mazs blīvums, augsta ķīmiskā aktivitāte un spēja degt ar spilgti baltu liesmu. Magnijs pieder pie sārmzemju metāliem un ir plaši sastopams dabā minerālu un izšķīdušu sāļu sastāvā.
Pateicoties nelielajai masai un īpašajām ķīmiskajām īpašībām, magnijam ir nozīmīga vieta mūsdienu rūpniecībā. To izmanto metalurģiskajos procesos, ķīmiskajā ražošanā, pirotehnikā un citās tehnoloģiskajās jomās. Magnijs ir arī svarīgs biogēnais elements, kas nepieciešams augu, dzīvnieku un cilvēku normālai dzīvības procesu norisei.
Magnija galvenie raksturlielumi
Fizikālās īpašības
Magnijs ir viegls, sudrabaini balts metāls ar metālisku spīdumu. Tā blīvums ir aptuveni 1,74 g/cm³, kas ir ievērojami mazāks nekā alumīnijam, dzelzij un varam. Istabas temperatūrā magnija plastiskums ir ierobežots, taču paaugstinātā temperatūrā tas ir vieglāk mehāniski apstrādājams un formējams.
Magnija kušanas temperatūra ir aptuveni 650 °C, bet viršanas temperatūra — ap 1091 °C. Metāls vada siltumu un elektrisko strāvu. Gaisā tā virsmu pārklāj plāna oksīda kārtiņa, kas parastos apstākļos palēnina kompaktā metāla turpmāku oksidēšanos.
Ķīmiskās īpašības un magnija degšana
Magnijs ir ķīmiski aktīvs metāls. Karsējot tas viegli reaģē ar skābekli un var degt ar ārkārtīgi spilgtu baltu liesmu, veidojot magnija oksīdu (MgO). Degšanas laikā izdalās ievērojams siltuma daudzums, un intensīvais starojums ietver arī ultravioleto starojumu.
Magnijs reaģē ar atšķaidītām skābēm, izdalot ūdeņradi. Ar aukstu ūdeni kompakts metāls reaģē salīdzinoši lēni, bet karsējot reakcija paātrinās. Smalkas magnija daļiņas, skaidas un pulveris rada paaugstinātu ugunsbīstamību. Degošu magniju nedrīkst dzēst ar ūdeni vai parastajiem oglekļa dioksīda ugunsdzēšamajiem aparātiem; šādiem ugunsgrēkiem izmanto speciālus D klases ugunsdzēšanas līdzekļus.
Kur izmanto magniju
Metalurģijas rūpniecība
Magniju izmanto kā reducētāju atsevišķos metalurģiskajos procesos, tostarp titāna ražošanā. To izmanto arī sēra atdalīšanai no šķidra čuguna un citos metālu apstrādes procesos.
Pirotehnika un gaismas efekti
Pateicoties spējai degt ar intensīvu baltu liesmu, magniju izmanto īpašos pirotehniskajos sastāvos, apgaismošanas līdzekļos un signalizācijas ierīcēs.
Ķīmiskā rūpniecība
Magnijs kalpo kā izejviela dažādu ķīmisko savienojumu iegūšanai. Organiskajā sintēzē to izmanto magnijorganisko reaģentu pagatavošanai, kas nepieciešami sarežģītu ķīmisko vielu ražošanā.
Elektroķīmiskā aizsardzība
Pateicoties augstajai elektroķīmiskajai aktivitātei, magniju izmanto upuranodos, lai aizsargātu tērauda cauruļvadus, tvertnes, ūdens sildītājus un citas metāla konstrukcijas pret koroziju.
Magnija iegūšana
Augstās ķīmiskās aktivitātes dēļ magnijs dabā nav sastopams brīvā metāliskā veidā. To iegūst no dabīgiem savienojumiem, kas atrodami magnezītā, dolomītā, jūras ūdenī un sāļu šķīdumos. Galvenās rūpnieciskās iegūšanas metodes ir izkausētu magnija sāļu elektrolīze un magnija savienojumu termiskā reducēšana.
Elektrolītiskajā ražošanā izmanto sagatavotu bezūdens magnija hlorīdu. Termiskajos procesos magnija savienojumus reducē augstā temperatūrā, pēc tam iegūto metālu attīra un ielej veidnēs. Tehnoloģijas izvēle ir atkarīga no izejvielām, enerģijas patēriņa un ražošanas apstākļiem.
Magnijs dabā un pārstrādē
Magnijs ir viens no plaši izplatītajiem Zemes garozas elementiem. Tas ietilpst daudzu minerālu sastāvā un ir sastopams jūras ūdenī izšķīdušu sāļu veidā. Dzīvajos organismos magnija joni piedalās daudzos bioķīmiskajos procesos, savukārt augos magnijs ir hlorofila molekulas centrālais atoms.
Metāliskais magnijs ir piemērots otrreizējai pārstrādei. To iespējams atgriezt rūpnieciskajā apritē no ražošanas atlikumiem un nolietotiem metāla izstrādājumiem. Savācot, uzglabājot un pārstrādājot magnija atkritumus, jāņem vērā to augstā ķīmiskā aktivitāte un ugunsbīstamība, īpaši smalku skaidu un pulvera gadījumā.
