فصل اول :کلیات
-1 آشنایی با عنصر منیزیم
منیزیم عنصری فلزی به رنگ سفید نقره ای است که در گروه 2 جدول تناوبی قرار دارد. این عنصر در سال
1808 توسط Humphrey Davy دانشمند انگلیسی کشف گردید. از الکترولیز نمک کلرید منیزیم و
همچنین از آب دریا بدست می آید.
منیزیم و ترکیبات آن مدت زمان مدیدی است که شناخته شده هستند. منیزیم هشتمین عنصر از نظر فراوانی در
پوسته زمین به حساب می آید. این عنصر در نهشته های عظیم در کانی های مگنزیت، دولومیت و دیگر کانی ها
یافت می شود.
این عنصر از الکترولیز کلرید منیزیم ناشی از آب های نمک دار، چاه ها و آب دریاها حاصل می شود.
منیزیم عنصری سبک به رنگ سفید نقره ای است این عنصر به راحتی در درجه حرارت بالا می سوزد و شعله
سفید رنگ و تابناکی در موقع سوختن نمایان می کند.
موارد استفاده این عنصر شامل مواد محترقه و منفجره شامل بمبهای آتش زا می باشد. حدود یک سوم ترکیبات
آلومینیومی و آلیاژهای ضروری برای هواپیماها و موشک ها از این عنصر استفاده می شود. این عنصر دارای
خاصیت جوش خوردگی بهتر از آلومینیوم می باشد که برای عناصر آلیاژی مورد استفاده قرارمی گیرد. همچنین
برای تولید گرافیت های حلقه ای چدنی کاربرد دارد.
همچنین این عنصر یک عامل کاهنده در تولید اورانیوم خالص و نمک های فلزی است. هیدروکسید، کلرید،
سولفات و سیترات منیزیم در دندانپزشکی استفاده می شود. به علت اشتعال پذیری بالای این عنصر برای سوخت
کوره های کارخانه ها استفاده می شود.
ترکیبات آلی منیزیم نقش حیاتی در زندگی گیاهی و جانوری دارند. کلرفیل گیاهان دارای منیزیم است.
به علت اشتعال پذیری بالای منیزیم موقع استفاده از این عنصر باید دقت لازم به عمل آید. در موقع سوختن
منیزیم نباید از آب استفاده کرد.
-2 اثرات منیزیم بر سلامتی انسان:
پودر منیزیم برای انسان خطرناک نبوده و خواص سمی آن پایین می باشد. با تنفس منیزیم ممکن است ذرات
حاصل از منیزیم باعث آسیب به مخاط دهان و قسمت های فوقانی دستگاه تنفس شود. منیزیم باعث آسیب های
شدید در چشم می شود. شعله حاصل از منیزیم تحت نام Welder's flash نامیده شده که شعله سفید رنگ
شدیدی است، و مشاهده آن بدون استفاده از عینک باعث آسیب شدید به چشم ها می شود. همچنین بلع مقدار
قابل توجهی از پودر منیزیم باعث مسمومیت شدید می گردد.
تاکنون طعم منیزیم امتحان نشده است، اما به نظر میرسد که سرطانزا نباشد و به جنین آسیب نرساند. پرتودهی
بخار اکسید منیزیم باعث سوختگی می شود. جوشکاری و فلزات مذاب سبب بروز تب بخار فلز شده و علائمی
مانند، تب و لرز، استفراغ، تهوع و دردهای عضلانی را به همراه دارد. این علائم بعد از 4 تا 12 ساعت پس از
پرتودهی منیزیم بروز می کند و تا 48 ساعت طول می کشد. بخار اکسید منیزیم از سوختن منیزیم بدست
می آید.
خطرات فیزیکی: اگر منیزیم به شکل پودر یا ذره در محیط وجود داشته باشد، ممکن است با هوا وارد
واکنش شود و انفجار اتفاق افتد. این انفجار تحت نام انفجار غبار یا Dust explosion شناخته شده است. در
شرایط خشک،جابجایی ها، جریان هوا و ریختن منیزیم می تواند خطرناک باشد.
خطر شیمیایی:منیزیم در تماس با هوا یا محیط مرطوب خود بخود آتش می گیرد و بخارهای سمی و
آزاردهنده تولید می کند. در این حالت منیزیم با اکسیدکننده های قوی به شدت واکنش می دهد. همچنین
منیزیم با بسیاری مواد به شدت وارد واکنش شده و خطر انفجار و آتش سوزی را به همراه دارد. منیزیم با انواع
اسیدها و آب واکنش داده و گاز قابل اشتعال هیدروژن را تشکیل می دهد و سبب خطر آتش سوزی و انفجار
می شود.
کمک های اولیه: در صورت تنفس منیزیم، هوای محیط را باید تغییر داده و امکان ورود هوا تازه را باید
فراهم کرد. در صورتی که منیزیم وارد چشم شود، چشمها را باید با آب شستشو داده و سپس به پزشک مراجعه
کرد. در صورتی که پوست با منیزیم تماس پیدا کند ، محل برخورد با منیزیم را باید با آب و صابون شستشو داد
و ذرات منیزیم را از آن خارج کرد.
- 3 اثرات منیزیم بر محیط زیست:
از تاثیر بخار اکسید منیزیم بر محیط زیست اطلاعات اندکی در دست است. اگر سایر پستانداران بخار اکسید
منیزیم را تنفس کنند، علائم مشابه علائم انسان، از خود نشان می دهند.
از لحاظ زیست محیطی، طیف بخار اکسید منیزیم بین 0 تا 3 می باشد اما مقدار پذیرفته شده آن 0,8 است. عدد
3 بیانگر خطرات بسیار بالا برای محیط زیست است و عدد 0 نماینده مقدار ناچیز منیزیم و پایین بودن میزان خطر
است. عواملی که برای این تقسیم بندی در نظر گرفته شده است، شامل سمی بودن ماده و یا نبود مسمومیت،
اندازه گیری توانایی میزان فعالیت ماده در محیط زیست و تجمع منیزیم در ارگانیسم های موجود زنده است.
به نظر می رسد که پودر منیزیم برای محیط زیست خطرناک نباشد، مقدار منیزیمی که محیط های آبی
می توانند تحمل کنند، ppm 1000 می باشد.
. 4 خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر منیزیم:
عدد اتمی: 12
جرم اتمی: 24,3050
نقطه ذوب C°650
نقطه جوشC°1090
شعاع اتمی Å 1.72
رنگ: سفید نقره ای
حالت استاندارد: جامد دیامغناطیس
نام گروه-2 :قلیایی خاکی
انرژی یونیزاسیونKj/mol 737.7
شکل الکترونی: 2s2p6 3s2 s2 11
شعاع یونیÅ: 0. 72
الکترونگاتیوی:1,31
حالت اکسیداسیون:2
دانسیته:
گرمای فروپاشیKj/mo 8.954
گرمای تبخیرKj/mol:127.4l
مقاومت الکتریکی Ohmm4.48
گرمای ویژه J/Ko1.02:
دوره تناوبی: 3
شماره سطح انرژی : 3
اولین انرژی : 2
دومین انرژی : 8
سومین انرژی : 2
شماره ایزوتوپ : 3
ایزوتوپ:
ایزوتوپ نیمه عم
Mg-24 پایدار
Mg-25 پایدار
Mg-26 پایدار
Mg-27 دقیقه
Mg-28 ساعت
اشکال دیگر:
اکسید منیزیم MgO
هیدرید منیزیم MgH2
کلرید منیزیم MgCl2
-5 منابع:
آب دریا و کانی مگنزیت از جمله منابع استخراج منیزیم و استحصال اکسید منیزیم می باشند.
-6 کاربرد عنصر منیزیم در صنعت :
در ساخت آلیاژهای مورد نیاز هواپیما، موشک، دوچرخه های مسابقه و لوازمی که نیاز به فلز سبک دارند، به
کار می رود. همچنین در کوره های آجر پزی، لامپ فلاش دوربین و ... کاربرد دارد.
مواد مرکب منیزیم عمدتاً اکسید منیزیم به صورت مواد دیرگداز در دیواره های کوره ها برای تولید آهن و فلز
و در فلزات غیر آهنی برای تولید شیشه و سیمان استفاده می شود.
بیش از %85 منیزیت دنیا به ، صورت دیرگداز استفاده می شوند (بیش از %90 تولید معادن نسوز از ترکیبات
منیزیتی و آلومینی تشکیل شده است.) مانند آجر در کوره های مبدل استفاده می شود. از پریکلاز به دلیل نقطه
ذوب بالا برای تهیه و ساخت انواع محصولات دیرگداز قلیایی استفاده می شود.