Populyarnaya biblioteka himicheskih elementov<< Natrii | Oglavlenie | Alyuminii >>
Magnii
Izdatel'stvo "Nauka", 1977
Elektronnaya versiya: "Nauka i Tehnika", 2002
Odnoi iz osnovnyh "problem", kotorye pytalis' razreshit' srednevekovye alhimiki, bylo poluchenie "filosofskogo kamnya". Predpolagalos', chto on neobhodim dlya massovogo proizvodstva zolota iz "neblagorodnyh" metallov.
Poiski velis' v raznyh napravleniyah, no ni "kamnya filosofov", ni "eliksira molodosti" alhimiki ne nashli. Oni delali mnogo oshibok; nekotoryh iz nih sovremenniki ulichali v plutnyah, no dlya budushei himicheskoi nauki, osobenno dlya tehniki laboratornogo eksperimenta, alhimiki sdelali nemalo.
V XVII v. nachalsya novyi period v istorii himicheskoi nauki. Imenno v etot period proizoshlo otkrytie, v znachitel'noi stepeni predvoshitivshee otkrytie elementa magniya. V 1695 g. N. Gro, vyparivaya mineral'nuyu vodu Epsomskogo istochnika (Angliya), poluchil sol', obladavshuyu gor'kim vkusom i slabitel'nym deistviem. Spustya neskol'ko let vyyasnilos', chto pri vzaimodeistvii s "postoyannoi sheloch'yu" (tak v te vremena nazyvali sodu i potash) eta sol' obrazuet belyi ryhlyi poroshok. Tochno takoi zhe poroshok poluchalsya pri prokalivanii minerala, naidennogo v okrestnostyah grecheskogo goroda Magnezii. Za eto shodstvo epsomskaya sol' poluchila nazvanie beloi magnezii.
V 1808 g. Hemfri Devi pri elektrolize slegka uvlazhnennoi beloi magnezii s okis'yu rtuti poluchil amal'gamu novogo metalla, kotoryi vskore byl iz nee vydelen i nazvan magniem. Pravda, magnii, poluchennyi Devi, byl zagryaznen primesyami; pervyi deistvitel'no chistyi magnii poluchen A. Byussi v 1829 g.
Magnii - serebristo-belyi ochen' legkii metall, pochti v 5 raz legche medi, v 4,5 raza legche zheleza; dazhe alyuminii v 1,5 raza tyazhelee magniya. Plavitsya magnii pri 651oC, no v obychnyh usloviyah rasplavit' ego dovol'no trudno: nagretyi na vozduhe do 550oC, on vspyhivaet i mgnovenno sgoraet oslepitel'no yarkim plamenem. Polosku magnievoi fol'gi legko podzhech' obyknovennoi spichkoi, a v atmosfere hlora magnii samovozgoraetsya dazhe pri komnatnoi temperature.
Pri gorenii magniya (vnimanie, lyubiteli zagara!) vydelyaetsya bol'shoe kolichestvo ul'trafioletovyh luchei i tepla - chtoby nagret' stakan ledyanoi vody do kipeniya, nuzhno szhech' vsego 4 g magniya.
Na vozduhe magnii bystro tuskneet, tak kak pokryvaetsya okisnoi plenkoi. Eta plenka sluzhit nadezhnym pancirem, predohranyayushim metall ot dal'neishego okisleniya.
Himicheskie svoistva magniya dovol'no svoeobrazny. On legko otnimaet kislorod i hlor u bol'shinstva elementov, ne boitsya edkih shelochei, sody, kerosina, benzina i mineral'nyh masel. V to zhe vremya on sovershenno ne vynosit deistviya morskoi i mineral'noi vody i dovol'no bystro rastvoryaetsya v nih. Pochti ne reagiruya s holodnoi presnoi vodoi, on energichno vytesnyaet vodorod iz goryachei.
Dvesti mineralov i tri istochnika
Zemnaya kora bogata magniem - v nei soderzhitsya bolee 2,1% etogo elementa. Lish' shest' elementov periodicheskoi sistemy vstrechayutsya na Zemle chashe magniya. On vhodit v sostav pochti dvuhsot mineralov. No poluchayut ego v osnovnom iz treh - magnezita, dolomita i karnallita.
V nashei strane bogatye mestorozhdeniya magnezita raspolozheny na Srednem Urale (Satkinskoe) i v Orenburgskoi oblasti (Halilovskoe). A v raione goroda Solikamska razrabatyvaetsya krupneishee v mire mestorozhdenie karnallita. Dolomit - samyi rasprostranennyi iz magniisoderzhashih mineralov - vstrechaetsya v Donbasse, Moskovskoi i Leningradskoi oblastyah i mnogih drugih mestah.
Poluchayut metallicheskii magnii dvumya sposobami - elektrotermicheskim (ili metallotermicheskim) i elektroliticheskim. Kak yavstvuet iz nazvanii, v oboih processah uchastvuet elektrichestvo. No v pervom sluchae ego rol' svoditsya k obogrevu reakcionnyh apparatov, a vosstanavlivayut okis' magniya, poluchennuyu iz mineralov, kakim-libo vosstanovitelem, naprimer uglem, kremniem, alyuminiem. Etot sposob dovol'no perspektiven, v poslednee vremya on nahodit vse bol'shee primenenie. Odnako osnovnoi promyshlennyi sposob polucheniya magniya - vtoroi, elektroliticheskii.
Elektrolitom sluzhit rasplav bezvodnyh hloridov magniya, kaliya i natriya; metallicheskii magnii vydelyaetsya na zheleznom katode, a na grafitovom anode razryazhayutsya iony hlora. Process idet v special'nyh vannah-elektrolizerah. Rasplavlennyi magnii vsplyvaet na poverhnost' vanny, otkuda ego vremya ot vremeni vybirayut vakuum-kovshom i zatem razlivayut po formam.
No na etom process ne zakanchivaetsya: v takom magnii eshe slishkom mnogo primesei.
Poetomu neizbezhen vtoroi etap - ochistka magniya. Rafinirovat' magnii mozhno dvumya putyami - pereplavkoi i flyusami ili vozgonkoi v vakuume. Smysl pervogo metoda obsheizvesten: special'nye dobavki - flyusy - vzaimodeistvuyut s primesyami i prevrashayut ih v soedineniya, kotorye legko otdelit' ot metalla mehanicheskim putem. Vtoroi metod - vakuumnaya vozgonka - trebuet bolee slozhnoi apparatury, no s ego pomosh'yu poluchayut bolee chistyi magnii. Vozgonku vedut v special'nyh vakuum-apparatah - stal'nyh cilindricheskih retortah. "Chernovoi" metall pomeshayut na dno retorty, zakryvayut ee i vykachivayut vozduh. Zatem nizhnyuyu chast' retorty nagrevayut, a verhnyaya vse vremya ohlazhdaetsya naruzhnym vozduhom. Pod deistviem vysokoi temperatury magnii vozgonyaetsya - perehodit v gazoobraznoe sostoyanie, minuya zhidkoe. Pary ego podnimayutsya i kondensiruyutsya na holodnyh stenkah verhnei chasti retorty.
Takim putem mozhno poluchat' ochen' chistyi metall, soderzhashii svyshe 99,99% magniya.
Iz carstva Neptuna
No ne tol'ko zemnaya kora bogata magniem - prakticheski neischerpaemye i postoyanno popolnyayushiesya zapasy ego hranyat golubye kladovye okeanov i morei. V kazhdom kubometre morskoi vody soderzhitsya okolo 4 kg magniya. Vsego zhe v vodah mirovogo okeana rastvoreno bolee 6 . 1016 t etogo elementa.
Kak dobyvayut magnii iz morya? Morskuyu vodu smeshivayut v ogromnyh bakah s izvestkovym molokom, prigotovlennym iz peremolotyh morskih rakovin. Pri etom obrazuetsya tak nazyvaemoe magnezial'noe moloko, kotoroe vysushivaetsya i prevrashaetsya v hlorid magniya. Nu, a dal'she v hod idut elektroliticheskie processy.
Istochnikom magniya mozhet byt' ne tol'ko morskaya voda, no i voda solenyh ozer, soderzhashaya hloristyi magnii. U nas v strane takie ozera est': v Krymu - Sakskoe i Sasyk-Sivashskoe, v Povolzh'e - ozero El'ton i mnogie drugie.
Magnievaya raketa ne vzletit, no...
Dlya kakih celei ispol'zuyut element N 12 i ego soedineniya?
Magnii chrezvychaino legok, i eto svoistvo moglo by sdelat' ego prekrasnym konstrukcionnym materialom, no, uvy - chistyi magnii myagok i neprochen. Poetomu konstruktory ispol'zuyut magnii v vide splavov ego s drugimi metallami. Osobenno shiroko primenyayutsya splavy magniya s alyuminiem, cinkom i margancem. Kazhdyi iz komponentov vnosit svoi "pai" v obshie svoistva: alyuminii i cink uvelichivayut prochnost' splava, marganec povyshaet ego antikorrozionnuyu stoikost'. Nu, a magnii? Magnii pridaet splavu legkost' - detali iz magnievogo splava na 20...30% legche alyuminievyh i na 50...75% - chugunnyh i stal'nyh. Est' nemalo elementov, kotorye uluchshayut magnievye splavy, povyshayut ih zharostoikost' i plastichnost', delayut ustoichivee k okisleniyu. Eto litii, berillii, kal'cii, cerii, kadmii, titan i drugie.
No est', k sozhaleniyu, i "vragi" - zhelezo, kremnii, nikel'; oni uhudshayut mehanicheskie svoistva splavov, umen'shayut ih soprotivlyaemost' korrozii.
Magnievye splavy nahodyat shirokoe primenenie. Aviaciya i reaktivnaya tehnika, yadernye reaktory, detali motorov, baki dlya benzina i masla, pribory, korpusa vagonov, avtobusov, legkovyh avtomobilei, kolesa, maslyanye nasosy, otboinye molotki, pnevmobury, foto i kinoapparaty, binokli - vot daleko ne polnyi perechen' oblastei primeneniya magnievyh splavov.
Nemaluyu rol' igraet magnii v metallurgii. On primenyaetsya kak vosstanovitel' v proizvodstve nekotoryh cennyh metallov - vanadiya, hroma, titana, cirkoniya. Magnii, vvedennyi v rasplavlennyi chugun, modificiruet ego, t.e. uluchshaet ego strukturu i povyshaet mehanicheskie svoistva. Otlivki iz modificirovannogo chuguna s uspehom zamenyayut stal'nye pokovki. Krome togo, metallurgi ispol'zuyut magnii dlya raskisleniya stali i splavov.
Svoistvo magniya (v vide poroshka, provoloki ili lenty) - goret' belym oslepitel'nym plamenem - shiroko ispol'zuetsya v voennoi tehnike dlya izgotovleniya osvetitel'nyh i signal'nyh raket, trassiruyushih pul' i snaryadov, zazhigatel'nyh bomb. Horosho znakomy s magniem fotografy: "Spokoino! Snimayu!" - i yarkaya vspyshka magniya na mgnovenie osleplyaet vas. Vprochem, v etoi roli magnii vystupaet vse rezhe - elektricheskaya lampa "blic" vytesnila ego prakticheski povsemestno.
Mesto pod solncem
I eshe v odnoi grandioznoi rabote - akkumulyacii solnechnoi energii - uchastvuet magnii. On vhodit v sostav hlorofilla, kotoryi pogloshaet solnechnuyu energiyu i s ee pomosh'yu prevrashaet uglekislyi gaz i vodu v slozhnye organicheskie veshestva (sahar, krahmal i dr.), neobhodimye dlya pitaniya cheloveka i zhivotnyh. Bez hlorofilla ne bylo by zhizni, a bez magniya ne bylo by hlorofilla - v nem soderzhitsya 2% etogo elementa. Mnogo li eto? Sudite sami: obshee kolichestvo magniya v hlorofille vseh rastenii Zemli sostavlyaet okolo 100 mlrd t! Element N 12 vhodit i v sostav prakticheski vseh zhivyh organizmov. Esli vy vesite 60 kg, to priblizitel'no 25 g iz nih prihoditsya na magnii.
Uslugami magniya shiroko pol'zuetsya medicina: vsem horosho znakoma "angliiskaya sol'" MgSO4 . 7H2O. Pri prieme vnutr' ona sluzhit nadezhnym i bystrodeistvuyushim slabitel'nym, a pri vnutrimyshechnyh ili vnutrivennyh vlivaniyah snimaet sudorozhnoe sostoyanie, umen'shaet spazmy sosudov. Chistaya okis' magniya (zhzhenaya magneziya) primenyaetsya pri povyshennoi kislotnosti zheludochnogo soka, izzhoge, otravlenii kislotami. Perekis' magniya sluzhit dezinficiruyushim sredstvom pri zheludochnyh rasstroistvah.
No medicinoi ne ogranichivayutsya oblasti primeneniya soedinenii magniya. Tak, okis' magniya ispol'zuyut v proizvodstve cementov, ogneupornogo kirpicha, v rezinovoi promyshlennosti. Perekis' magniya ("novozon") primenyayut dlya otbelki tkanei. Sernokislyi magnii ispol'zuyut v tekstil'noi i bumazhnoi promyshlennosti kak protravu pri krashenii, vodnyi rastvor hlorida magniya - dlya prigotovleniya magnezial'nogo cementa, ksilolita i drugih sinteticheskih materialov. Karbonat magniya MgCO3 nahodit primenenie v proizvodstve teploizolyacionnyh materialov.
I, nakonec, eshe odno obshirnoe pole deyatel'nosti magniya - organicheskaya himiya. Magnievyi poroshok ispol'zuyut dlya obezvozhivaniya takih vazhnyh organicheskih veshestv, kak spirt i anilin. Magniiorganicheskie soedineniya shiroko primenyayut pri sinteze mnogih organicheskih veshestv.
Itak, deyatel'nost' magniya v prirode i narodnom hozyaistve ves'ma mnogogranna.
No vryad li pravy te, kto dumaet: "vse, chto mog, on uzhe sovershil". Est' vse osnovaniya schitat', chto luchshaya rol' magniya - vperedi.
Syr'e na mostovoi
Pri zhelanii magnii mozhno dobyvat' dazhe iz... prostogo bulyzhnika: ved' v kazhdom kilogramme kamnya, ispol'zuemogo dlya mosheniya dorog, soderzhitsya primerno 20 g magniya. V takom processe, pravda, poka net neobhodimosti - magnii iz dorozhnogo kamnya byl by slishkom dorogim udovol'stviem.
Magnii, sekunda i era
Skol'ko soderzhitsya magniya v okeane? Predstavim sebe, chto s pervyh dnei nashei ery lyudi nachali ravnomerno i intensivno dobyvat' magnii iz morskoi vody i, k segodnyashnemu, dnyu ischerpali vse vodnye zapasy etogo elementa. Kak vy dumaete, kakova dolzhna byt' "intensivnost'" dobychi? Okazyvaetsya, kazhduyu sekundu v techenie pochti 2000 let nado bylo by dobyvat' po... millionu tonn! A ved' dazhe vo vremya vtoroi mirovoi voiny, kogda proizvodstvo etogo metalla bylo maksimal'nym, iz morskoi vody poluchali ezhegodno (!) vsego lish' po 80 tys. t. magniya.
Vkusnye lekarstva
Statistika utverzhdaet, chto u zhitelei raionov s bolee teplym klimatom spazmy krovenosnyh sosudov sluchayutsya rezhe, chem u severyan. Medicina ob'yasnyaet eto osobennostyami pitaniya teh i drugih. Ved' izvestno, chto vnutrivennye i vnutrimyshechnye vlivaniya rastvorov nekotoryh solei magniya snimayut spazmy i sudorogi. Nakopit' v organizme neobhodimyi zapas etih solei pomogayut frukty i ovoshi. Osobenno bogaty magniem abrikosy, persiki i cvetnaya kapusta. Est' on i v obychnoi kapuste, kartofele, pomidorah.
Ostorozhnost' ne povredit
Rabota so splavami magniya inogda prichinyaet nemalo hlopot - magnii legko okislyaetsya. Plavku i lit'e etih splavov prihoditsya vesti pod sloem shlaka - inache rasplavlennyi metall mozhet zagoret'sya ot soprikosnoveniya s vozduhom.
Pri shlifovke ili polirovke magnievyh izdelii nad stankom obyazatel'no ustanavlivaetsya rastrub pyleotsasyvayushego ustroistva, potomu chto raspylennye v vozduhe mel'chaishie chasticy magniya sozdayut vzryvoopasnuyu smes'.
Odnako eto ne znachit, chto vsyakaya rabota s magniem chrevata opasnost'yu pozhara ili vzryva. Podzhech' magnii mozhno, tol'ko rasplaviv ego, a sdelat' eto v obychnyh usloviyah ne tak-to prosto - bol'shaya teploprovodnost' splava ne pozvolit spichke ili dazhe fakelu prevratit' litye izdeliya v belyi poroshok okisi. A vot so struzhkoi ili tonkoi lentoi iz magniya nuzhno deistvitel'no obrashat'sya ochen' ostorozhno.
Zhdat' ne pridetsya
Obychnye radiolampy nachinayut normal'no rabotat' lish' posle togo, kak ih setki nagreyutsya do 800oC. Kazhdyi raz, kogda vy vklyuchaete radiopriemnik ili televizor, prihoditsya nekotoroe vremya zhdat', prezhde chem pol'yutsya zvuki muzyki ili zamercaet goluboi ekran. Chtoby ustranit' etot nedostatok radiolamp, pol'skie uchenye s kafedry elektrotehniki Vroclavskogo politehnicheskogo instituta predlozhili pokryvat' katody lamp okis'yu magniya: takie lampy nachinayut rabotat' totchas zhe posle vklyucheniya.
Problema yaichnoi skorlupy
Neskol'ko let nazad uchenye Minnesotskogo universiteta v SShA izbrali ob'ektom nauchnogo issledovaniya yaichnuyu skorlupu. Im udalos' ustanovit', chto skorlupa tem prochnee, chem bol'she ona soderzhit magniya. Znachit, izmenyaya sostav korma dlya nesushek, mozhno povysit' prochnost' skorlupy. O tom, skol' vazhen etot vyvod dlya sel'skogo hozyaistva, mozhno sudit' hotya by po takim cifram: tol'ko v shtate Minnesota ezhegodnye poteri iz-za boya yaic prevyshayut million dollarov. Uzh tut nikto ne skazhet, chto eta rabota uchenyh "yaica vyedennogo ne stoit".
Magnii i... infarkt
Opyty, provedennye vengerskimi uchenymi na zhivotnyh, pokazali, chto nedostatok magniya v organizme povyshaet predraspolozhennost' k infarktam. Odnim sobakam davali pishu, bogatuyu solyami etogo elementa, drugim - bednuyu. K koncu eksperimenta te sobaki, v racione kotoryh bylo malo magniya, "zarabotali" infarkt miokarda.
Beregite magnii!
Francuzskie biologi schitayut, chto magnii pomozhet medikam v bor'be s takim ser'eznym nedugom XX v., kak pereutomlenie. Issledovaniya pokazyvayut, chto v krovi ustavshih lyudei soderzhitsya men'she magniya, chem u zdorovyh, a dazhe samye nichtozhnye otkloneniya "magnievoi krovi" ot normy ne prohodyat bessledno.
Vazhno pomnit', chto v teh sluchayah, kogda chelovek chasto i po lyubomu povodu razdrazhaetsya, magnii, soderzhashiisya v organizme, "sgoraet". Vot pochemu u nervnyh, legko vozbudimyh lyudei narusheniya raboty serdechnyh myshc nablyudayutsya znachitel'no chashe.
Uglekislyi magnii i zhidkii kislorod
Bol'shie emkosti dlya hraneniya zhidkogo kisloroda, kak pravilo, izgotovlyayutsya v forme cilindra ili shara - chtoby men'she byli poteri tepla. No udachno vybrannaya forma hranilisha - eto eshe ne vse. Nuzhna nadezhnaya teploizolyaciya. Mozhno v etih celyah vospol'zovat'sya glubokim vakuumom (kak v sosude Dyuara), mozhno mineral'noi vatoi, no chasto mezhdu vnutrennei i vneshnei stenkoi hranilisha zasypayut ryhlyi poroshok uglekislogo magniya. Eta teploizolyaciya i desheva, i nadezhna.
<< Natrii | Oglavlenie | Alyuminii >>
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
himicheskie elementy - atomy - periodicheskaya tablica Mendeleeva
Publikacii so slovami: himicheskie elementy - atomy - periodicheskaya tablica Mendeleeva | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
