Кіріспе

Табиғатта периклаз түрінде кездесетін химиялық қосылыс.

| СуретФайлы = Magnesium oxide.jpg
| СуретФайлы2 = Magnesium oxide 3D vdW.png
| IUPACАты = Магний оксиді
| БасқаАттары =
| ЖүйеліАты =
| Бөлім1 =
| Бөлім2 =

Магний оксиді (MgO), немесе магния – табиғи түрде периклаз ретінде кездесетін және магнийдің көзі болып табылатын ақ, ылғалдылықты сіңіретін қатты минерал. Оның эмпирикалық формуласы MgO және иондық байланыс арқылы ұсталып тұрған Mg2+ иондары мен O2− иондарының кристалдық торынан тұрады. Магний гидроксиді судың қатысуымен түзіледі (MgO + H2O → Mg(OH)2), бірақ оны қыздыру арқылы ылғалдылықты жойып, кері процеске келтіруге болады. Магний оксиді тарихи тұрғыдан магния альба (әдеби мағынада, Магниядан алынған ақ минерал) деп аталған, оны қазір манган деп белгілі қара минерал – магния ниградан ажырату үшін қолданған.

Қауысқан оксидтер

"Магний оксиді" әдетте MgO-ны білдірсе, магний пероксиді MgO2 қосылысы да белгілі. Эволюциялық кристалл құрылымын болжау бойынша, MgO2 116 ГПа (гигапаскаль) жоғары қысымда термодинамикалық тұрақты, ал жартылай өткізгіш субоксид Mg3O2 500 ГПа жоғары қысымда термодинамикалық тұрақты. Өзінің тұрақтылығының арқасында MgO кристалдардың діріл қасиеттерін зерттеу үшін модельдік жүйе ретінде қолданылады.

Электрлік қасиеттері

Таза MgO бөлме температурасында электр тоғын өткізбейді және электр тоғына жоғары қарсылық көрсетеді. MgO таза ұнтағының диэлектрлік өтімділігі 3,2-ден 9,9-ға дейін, ал 1 кГц жиілігінде диэлектрлік жоғалту шамамен tan(δ) > 2,16x103 құрайды.

Жарық өткізбейтін оқшаулағыш

MgO отқа төзімді материал ретінде бағаланады, яғни жоғары температурада физикалық және химиялық тұрақты болатын қатты зат. Оның пайдалы қасиеттері – жоғары жылу өткізгіштігі және төмен электр өткізгіштігі. 2006 жылғы анықтамалық кітап бойынша: Әлемдегі магнийдің ең ірі тұтынушысы – отқа төзімді өнеркәсіп саласы. 2004 жылы АҚШ-тағы магнийдің шамамен 56%-ы осы салада қолданылса, қалған 44%-ы ауыл шаруашылығы, химия, құрылыс, экология және басқа да өнеркәсіптік мақсаттарда пайдаланылған. MgO тигельдерді жасау үшін отқа төзімді материал ретінде қолданылады. Сонымен қатар, ол жылуға төзімді электр кабельдерінде изолятор ретінде де қолданылады.

Жылу элементтері

Ол электрлік пештер мен плиталардағы жылыту элементтері сияқты құбырлы конструкциядағы жылыту элементтерінде кеңінен электр оқшаулағышы ретінде қолданылады. Америка құю қоғамы стандарты бойынша 40 және 80 торлы өлшемдері ең көп қолданылады. Оның кеңінен қолданылуының себебі – жоғары диэлектрлік түзілуі және орташа жылу өткізгіштігі. MgO әдетте ұсатылып, ең аз ауа қуыстарымен тығыздалады.

Цемент

MgO құрғақ өндіріс процесіндегі Портленд цементінің құрамындағы негізгі компоненттердің бірі болып табылады. Сорель цементінде MgO MgCl2 және сумен қоса негізгі құраушы ретінде қолданылады.

Тыңайтқыш

MgO коммерциялық өсімдік тыңайтқышы және мал азығы ретінде маңызды рөл атқарады.

Өртке қарсы қорғаныс

Ол құрылыс материалдарының негізгі отқа төзімді компоненті болып табылады. Құрылыс материалы ретінде магний оксидінен жасалған қабырға панельдерінің бірнеше артықшылықтары бар: отқа төзімділік, қоңыржайға төзімділік, ылғалға төзімділік, саңырауқұлақ пен плесеньге төзімділік және беріктік. Бірақ, бұл материалдың бір кемшілігі бар – ол ылғалды өте тартып, қоршаған материалдардың ылғалдануына және зақымдануына себеп болуы мүмкін. Ішек тазалағыш ретінде қолданылатын мөлшерде, ұзақ мерзімді қолданудың сирек кездесетін жағымсыз әсері – ішек тастарының пайда болуы, бұл ішек түйілуіне әкелуі мүмкін.

Қалдықтарды өңдеу

Магний оксиді топырақ пен жер асты суларын қалпына келтіру, сарқыңды суларды тазарту, ауыз суды тазарту, ауа шығарылымдарын тазарту және қалдықтарды өңдеу салаларында оның қышқылды буферлеу қабілеті және еріген ауыр металл түрлерін тұрақтандырудағы тиімділігі үшін кеңінен қолданылады. Қорғасын және кадмий сияқты көптеген ауыр металл түрлері судағы ең аз ерігіштігін шамалы сілтілі жағдайда (pH 8–11 диапазонында) көрсетеді. Металдардың ерігіштігі олардың топырақ пен жер асты суларындағы қажетсіз биожетімділігі мен жылжуын арттырады. Дәнді MgO көбінесе pH-ты 8–10 диапазонына жеткізу үшін металдармен ластанған топыраққа немесе қалдық материалға қосылады, олар көбінесе төмен pH-ты (қышқылды) болады. Металл гидроксидтерінің кешендері 8–10 pH диапазонында сулы ерітіндіден тұнбаға түсуге бейім. MgO қалдықтарды оқшаулаудың пилоттық зауытында трансурандық қалдықтардың айналасына қаптарға салынады, бұл уран мен басқа актинидтердің карбонат иондарымен кешендесуін азайту және радионуклидтердің ерігіштігін шектеу үшін қолданылады. MgO, CaO-ға қарағанда артық танылады, себебі нәтижесінде алынған гидратация өнімі (Mg(OH)2) аз ерігіш және аз гидратациялық жылу бөледі. Тағы бір артықшылығы – құрғақ тұз қабаттарына судың кездейсоқ кірген жағдайында, Ca(OH)2-ге қарағанда, төмен pH мәнін (шамамен 10,5) сақтау, ал Ca(OH)2 жоғары pH (12,5) құрады (күшті сілтілі жағдай). Катион теңіз суында және тау тұзында екінші ең көп кездесетін катион болғандықтан, терең геологиялық қоймаға енген тұзды суларда еріген магний иондарының ықтимал босауы геохимиялық бұзылысты азайтуы да күтілуде.

Арнайы мақсаттағы пайдалану

Тамақ қоспасы ретінде ол ұйысуға қарсы агент ретінде қолданылады. АҚШ-тың Азық-түлік және дәрі-дәрмек басқармасы какао өнімдері, консервіленген бездік және мұздатылған десерт үшін белгілі. Оның Е нөмірі – E530. Карбоксибензил (Cbz) тобын орнату үшін, аминдер мен амидтерді N қорғау мақсатында EtOAc-те бензил хлорформатын қолданатын реагент ретінде пайдаланылады. Гидроксиапатитке (биокерамикалық минерал) MgO-ны (салмағы бойынша шамамен 1–5%) қосу, дән шекараларына жылжу арқылы сынудың кедергісін арттырады, бұл дән мөлшерін азайтады және сыну режимін дән аралықтан дән ішіндегіге өзгертеді. Престелген MgO оптикалық материал ретінде қолданылады. Ол 0,3-тен 7 мкм-ге дейін мөлдір болады. 1 мкм-де сыну көрсеткіші 1,72-ге, ал Аббе саны 53,58-ге тең. Кейде ол Eastman Kodak фирмасының Irtran 5 сауда белгісімен белгілі, бірақ бұл атау қолданыстан шыққан. Кристалдық таза MgO коммерциялық түрде қол жетімді және инфрақызыл оптикада шектеулі қолданылады. Кітапхана ғылымы мен коллекцияларды басқаруда қауіпті қағаз бұйымдарын қышқылсыздандыру үшін аэрозольденген MgO ерітіндісі қолданылады. Бұл процесте MgO-ның (және ұқсас қосылыстардың) сілтілігі, төмен сапалы қағазға тән жоғары қышқылдықты бейтараптайды, осылайша нашарлау жылдамдығын баяулатады. Магний оксиді спин туннельдік құрылғыларда оксидтық кедергі ретінде қолданылады. Оның жұқа пленкаларының кристалдық құрылымы, мысалы, магнитронды шашырату арқылы жалануы мүмкін, бұл оны әдетте қолданылатын аморфты Al2O3-тен артық сипаттамаларға ие етеді. Атап айтқанда, MgO үшін шамамен 85% спиндік поляризацияға, ал алюминий оксиді үшін 40–60% спиндік поляризацияға қол жеткізілді. MgO үшін туннельдік магниттік кедергінің мәні Al2O3-ке (бөлме температурасында шамамен 70%) қарағанда айтарлықтай жоғары (бөлме температурасында 600% және 4,2 К-те 1100%).

Тарихи қолданысы

Ол жақсы тарату және шағылыстыру қасиеттеріне байланысты колориметрияда ақ түстің эталоны ретінде тарихи түрде қолданылған. Оны жарық сезімтал сфераны жасау үшін мөлдір емес материалдың бетіне түтінмен жағуға болады. Жарық беруге арналған алғашқы газ шамдарының конструкциялары, мысалы, Клемонд торы, негізінен магний оксидінен тұрған.

Сақтық шаралары

Магний оксидінің түтінін тыныс алу металл түтін қызуын тудыруы мүмкін.