دانشچی پورتال جامع تحقیق و مقاله، مطالب علمی و هنری ، وبگردی و…
همه چیز درباره منیزیم (Mg)
منیزیم، (به انگلیسی : Magnesium)با علامت اختصاری Mg و عدد اتمی ۱۲، عنصری از جدول تناوبی در دسته فلزهای قلیایی خاکی است که در ادامه بیشتر با آن آشنا می شوید. با دانشچی همراه باشید.
منیزیم فلزی است به رنگ سفید یا نقره‌ای با وزن اتمی ۲۴٫۳۰۵۰ و ساختار بلور آن شش گوش یا هگزاگونال متراکم است. نام منیزیم از واژه ی یونانی Magnesia حوضه‌ای در Thessaly یا از نام شهر قدیمی Magnesia در آسیای صغیر گرفته شده‌است. منیزیم هشتمین عنصر فراوان در پوسته زمین و سومین عنصر فراوان و محلول در آب دریاست. منیزیم در گروه دو (IIA) جدول تناوبی به عنوان فلز قلیایی خاکی قرار دارد.
شناسنامه منیزیم
عدد اتمی: ۱۲
۲۴.۳۰۵ :عدد جرمی
۶۵۰.۰ °C (923.15 K, 1202.0 °F) : نقطه ذوب
۱۱۰۷.۰ °C (1380.15 K, 2024.6 °F) : نقطه جوش
۱.۷۳۸ g/cm3 :293 K چگالی در دمای
رنگ: سفید نقره ای
ویژگی های منیزیم
منیزیم ، فلزی سبک ، سفید رنگ و نسبتا” محکم است ( یک‌سوم از آلومینیوم سبکتر ) که در معرض هوا به‌آرامی کدر می‌گردد. پودر این فلز ، هنگامی که در معرض هوا قرار گیرد، گرم شده ، با شعله‌های سفید رنگی می‌سوزد. اگرچه به شکل نوارهای باریک به‌آسانی محترق می‌شود، سوختن مقادیر زیاد آن دشوار است.
منیزیم به عنوان سبک‌ترین فلز صنعتی با ویژگی‌های منحصر به فرد متالورژیکی، کاربردهای وسیعی در صنایع مختلف یافته‌است. علی‌رغم وجود محدودیت‌های ذاتی در تولید و استفاده از منیزیم به دلیل این ویژگی‌ها روز به روز به کاربرد این فلز در صنایع مختلف افزوده می‌شود. می‌توان از ویژگی‌های منحصر به فرد منیزیم موارد زیر را برشمرد:
۱- منیزیم با چگالی ۱٫۷ گرم بر سانتی‌متر مکعب، سبک‌ترین فلز با قابلیت تولید قطعات صنعتی می‌باشد. چگالی منیزیم ۳۰ درصد از آلومینیوم کمتر (چگالی آلومینیوم ۲٫۷ گرم بر سانتی‌متر مکعب) و تنها ۲۰ درصد چگالی آهن است (چگالی آهن ۷٫۸ گرم بر سانتی‌متر مکعب). این ویژگی منحصر به فرد جذابیت فراوانی برای استفاده از این فلز در تولید قطعات متحرک و صنعت حمل و نقل ایجاد کرده‌است.
۲- همراه با چگالی پایین، آلیاژهای منیزیم استحکام قابل توجهی از خود نشان می‌دهند. این ویژگی سبب افزایش نسبت استحکام به وزن این فلز شده‌است. به عنوان مثال جهت تغییر جنس تیری ۱۰ کیلویی از فولاد، می‌توان بدون تغییر چقرمگی از تیری منیزیمی با وزن ۳٫۸ کیلوگرم استفاده کرد. نسبت بالای استحکام به وزن سبب شده در بسیاری از قطعات مختلف صنایع هوایی و خودرو سازی از منیزیم استفاده شود. نمونه چنین قطعاتی پوسته جعبه دنده هلیکوپتر می‌باشد.
۳- از ویژگی‌های دیگر آلیاژهای منیزیم می‌توان به قابلیت جذب ارتعاشات توسط این فلز اشاره کرد. این ویژگی سبب شده استفاده از آلیاژهای منیزیم برای مدیریت ارتعاشات مخصوصاً در صنعت خودرو بسیار مورد توجه قرار گیرد. در مقایسه با آلیاژ آلومینیوم A356 با ضریب میرایی ۱٪ در تنش ۱ مگا پاسکال، برای آلیاژ AZ91 منیزیم این ضریب ۲۵٪ می‌باشد. در تنش ۱۰۰ مگا پاسکال این ضریب برای آلومینیوم A356 %4 و برای منیزیم AZ91 %54 می‌باشد.
۴- علاوه بر قابلیت میرایی ارتعاشات، منیزیم سپری قوی در برابر امواج الکترو مغناطیس نیز می‌باشد. دیواره‌ای ۱ میلی‌متری از منیزیم به راحتی می‌تواند امواجی با شدت‌های بالاتر از ۸۵ دسی بل را سد کند. از این ویژگی منیزیم برای تولید بدنه تلفن‌های همراه، تجهیزات الکترونیکی، نظامی و تولید سیم‌های انتقال اطلاعات پرتوان استفاده می‌شود.
۵- یکی دیگر از خصوصیات آلیاژهای منیزیم در مقایسه با آلومینیوم پایداری ابعادی در برابر تغییرات حرارتی می‌باشد. در منیزیم، پارامترهای مختلف خواص حرارتی مانند رسانایی پایین‌تر و گرمای ویژه بالاتر از آلومینیوم می‌باشد. از جمله فرایندهای تحت تأثیر خواص حرارتی ماشین کاری دقیق می‌باشد. آلیاژهای منیزیم حین گرم و سرد شدن سریع در فرایند ماشین کاری، تغییرات ابعادی کمی دارند. این ویژگی ماشین کاری دقیق این آلیاژها را ساده‌تر می‌سازد.
۶- منیزیم در مقایسه با آلومینیوم، سیالیت بالا در ریخته‌گری، نیاز به فشار کمتر در دایکست و عدم واکنش با فولاد در بوته و قالب می‌باشد. با در نظر گرفتن این مزایا می‌توان برای دایکست قطعه‌ای منیزیمی از دستگاه‌های دایکست با ظرفیت کمتر استفاده نموده و تعداد به مراتب بیشتری قطعه در قالب‌های مشابه فولادی تولید کرد.
محلولیت منیزیم
منیزیم اغلب به صورت یون در محلول های آبی دیده می شود ولی گاهی به فرم های هیدروكسیدی هم یافت می شود. در آب دریا همین طور فرم فسفات را هم می توان یافت. محلولیت آبی منیزیم هیدروكسید ۱۲میلی گرم بر لیتر است. سایر تركیبات منیزیم محلولیت بیشتری دارند مثلاً منیزیم كربنات ۶۰۰ میلی گرم بر لیتر و منیزیم سولفات كه به آب مزه ی تلخی می دهد و محلولیتی معادل ۳۰۹گرم بر لیتر دارد(در دمای ۱۰درجه)
کلریدریک اسید، سولفوریک اسید رقیق و نیتریک اسید به شدت با آن ترکیب می شوند. یون منیزیوم بی رنگ است و جهت تشکیل یون کمپلکس تمایل چندانی ندارد.
واكنش منیزیم با آب
فلز منیزیم در دمای اتاق تحت تأثیر آب قرار نمی گیرد منیزیم عموماً یك فلز با واكنش آهسته است .فعالیت آن با افزایش سطح اكسیژن افزایش می یابد.منیزیم با بخار آب واكنش داده تولید منیزیم هیدروكسید می كند ودر عین حال گاز هیدروژن متصاعد می شود.
Mg (s) + 2H2O(g) -> Mg(OH)2(aq) + H2(g)
شعله ی منیزیم را نمی توان با آب خاموش كرد و اگر برای خاموش كردن آن با آب كوشش كنید با گاز هیدروژن واكنش شدیدی خواهد داد. برای خاموش كردن بهترین راه ریختن خاک بر روی آن است.
مثالی از تركیبات منیزیم، منیزیم فسفیداست كه یك جامد خاكستری رنگ متعفن است وقتی این تركیب در مجاورت آب یا هوای مرطوب قرار گیرد تجزیه شده فسفین تشكیل می دهد كه یک تركیب سمی و قابل اشتعال در هواست .
کاربردهای عمده منیزیم
کاربردهای منیزیم در صنایع مختلف به شرح زیر است:
- دیرگداز
- آلیاژ
- تولید فلز منیزیم
- داروسازی
- سولفور زدایی و نودولی شدن در صنعت آهن و فولاد
- کاربردهای شیمیایی
- اکسید منیزیم
- کربنات منیزیم
- بی سولفید منیزیم
- سولفات منیزیم
- کلرید منیزیم
- هیدروکسید منیزیم
- منیزیای پخته‌شده
- مکمل غذای حیوانات
عنصر منیزیم _ دانشچی
