Большая Советская Энциклопедия (МА) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" (бесплатные версии книг txt) 📗
М. вытесняет большинство металлов из водных растворов их солей; стандартный электродный потенциал Mg при 25 °С — 2,38 в. С разбавленными минеральными кислотами М. взаимодействует на холоду, но в плавиковой кислоте не растворяется вследствие образования защитной плёнки из нерастворимого фторида MgF2 . В концентрированной H2 SO4 и смеси её с HNO3 М. практически нерастворим. С водными растворами щелочей на холоду М. не взаимодействует, но растворяется в растворах гидрокарбонатов щелочных металлов и солей аммония. Едкие щёлочи осаждают из растворов солей М. гидроокись Mg(OH)2 , растворимость которой в воде ничтожна. Большинство солей М. хорошо растворимо в воде, например магния сульфат ; мало растворимы MgF2 , MgCO3 (см. Магния карбонат ), Mg3 (PO4 )2 и некоторые двойные соли.
При нагревании М. реагирует с галогенами, давая галогениды; с влажным хлором уже на холоду образуется MgCl2 . При нагревании М. до 500—600 °С с серой или с SO2 и H2 S может быть получен сульфид MgS, с углеводородами — карбиды MgC2 и Mg2 C3 . Известны также силициды Mg2 Si, Mg3 Si2 , фосфид Mg3P2 и другие бинарные соединения. М. — сильный восстановитель; при нагревании вытесняет другие металлы (Be, Al, щелочные) и неметаллы (В, Si, С) из их окислов и галогенидов. М. образует многочисленные металлоорганические соединения, определяющие его большую роль в органическом синтезе (см. Магнийорганические соединения ). М. сплавляется с большинством металлов и является основой многих технически важных лёгких сплавов.
Получение и применение. В промышленности наибольшее количество М. получают электролизом безводного хлорида MgCl2 или обезвоженного карналлита KCl×MgCl2 ×6H2 O (см. Магния хлорид ). В состав электролита входят также хлориды Na, К, Са и небольшое количество NaF или CaF2 . Содержание MgCl2 в расплаве — не менее 5—7%; по мере хода электролиза, протекающего при 720—750 °С, проводят корректировку состава ванны, удаляя часть электролита и добавляя MgCl2 или карналлит. Катоды изготовляют из стали, аноды — из графита. Расплавленный М., всплывающий на поверхность электролита, периодически извлекается из катодного пространства, отделённого от анодного перегородкой, не доходящей до дна ванны. В состав чернового М. входят до 2% примесей; его рафинируют в тигельных электрических печах под слоем флюсов и разливают в изложницы. Лучшие сорта первичного М. содержат 99,8% Mg. Последующая очистка М. проводится сублимацией в вакууме: 2—3 сублимации повышают чистоту М. до 99,999%. Анодный хлор после очистки используется для получения безводного MgCl2 из магнезита , тетрахлорида титана TiCl4 из двухокиси TiO2 и других соединений.
Другие способы получения М. — металлотермический и углетермический. По первому брикеты из прокалённого до полного разложения доломита и восстановителя (ферросилиция или силикоалюминия) нагревают при 1280—1300 °С в вакууме (остаточное давление 130—260 н/м2 , то есть 1—2 мм рт. ст. ). Пары М. конденсируют при 400—500 °С. Для очистки его переплавляют под флюсом или в вакууме, после чего разливают в изложницы. По углетермическому способу брикеты из смеси угля с окисью М. нагревают в электропечах выше 2100 °С; пары М. отгоняют и конденсируют.
Важнейшая область применения металлического М. — производство сплавов на его основе (см. Магниевые сплавы ). Широко применяют М. в металлотермических процессах получения трудновосстанавливаемых и редких металлов (Ti, Zr, Hf, U и других), используют М. для раскисления и десульфурации металлов и сплавов. Смеси порошка М. с окислителями служат как осветительные и зажигательные составы. Широкое применение находят соединения М.
Лит.: Стрелец Х. Л., Тайц А. Ю., Гуляницкий Б. С., Металлургия магния, 2 изд., М., 1960; Ulbmann Encykiopädie der technischen Chemie, 3 Aufl., Bd 12, Münch. — В., 1960.
В. Е. Плющев.
Магний в организме. М. — постоянная часть растительных и животных организмов (в тысячных — сотых долях процента). Концентраторами М. являются некоторые водоросли, накапливающие до 3% М. (в золе), некоторые фораминиферы — до 3,5%, известковые губки — до 4%. М. входит в состав зелёного пигмента растений — хлорофилла (в общей массе хлорофилла растений Земли содержится около 100 млрд. т М.), а также обнаружен во всех клеточных органеллах растений и рибосомах всех живых организмов. М. активирует многие ферменты, вместе с кальцием и марганцем обеспечивает стабильность структуры хромосом и коллоидных систем в растениях, участвует в поддержании тургорного давления в клетках. М. стимулирует поступление фосфора из почвы и его усвоение растениями, в виде соли фосфорной кислоты входит в состав фитина . Недостаток М. в почвах вызывает у растений мраморность листа, хлороз растений (в подобных случаях используют магниевые удобрения ). Животные и человек получают М. с пищей. Суточная потребность человека в М. — 0,3—0,5 г ; в детском возрасте, а также при беременности и лактации эта потребность выше. Нормальное содержание М. в крови — примерно 4,3 мг% ; при повышенном содержании наблюдаются сонливость, потеря чувствительности, иногда паралич скелетных мышц. В организме М. накапливается в печени, затем значительная его часть переходит в кости и мышцы. В мышцах М. участвует в активировании процессов анаэробного обмена углеводов. Антагонистом М. в организме является кальций. Нарушение магниево-кальциевого равновесия наблюдается при рахите, когда М. из крови переходит в кости, вытесняя из них кальций. Недостаток в пище солей М. нарушает нормальную возбудимость нервной системы, сокращение мышц. Крупный рогатый скот при недостатке М. в кормах заболевает так называемой травяной тетанией (мышечные подёргивания, остановка роста конечностей). Обмен М. у животных регулируется гормоном паращитовидных желёз, понижающим содержание М. в крови, и проланом, повышающим содержание М. Из препаратов М. в медицинской практике применяют: сульфат М. (как успокаивающее, противосудорожное, спазмолитическое, слабительное и желчегонное средство), магнезию жжёную (магния окись ) и карбонат М. (как щёлочи, лёгкое слабительное).
Г. Я. Жизневская.
Магнийорганические соединения
Магнийоргани'ческие соедине'ния, соединения, содержащие связь углерод — магний. Известны два типа М. с.: полные — магнийдиалкилы или магнийдиарилы R2 Mg и смешанные — алкил- или арилмагнийгалогениды RMgX (X = Cl, Br, I). Полные М. с. — кристаллические вещества, весьма чувствительные к воздействию кислорода, влаги и углекислого газа (самовоспламеняются). Они были получены в середине 19 века при взаимодействии ртутьорганических соединений R2 Hg с магнием; применения в органическом синтезе не нашли.
В 1900 французский химик Гриньяр разработал простой метод получения смешанных М. с. и показал широкие возможности использования этих соединений в органическом синтезе. Он установил, что металлический магний в абсолютном (безводном) эфире реагирует с алкил- или арилгалогенидами RX с образованием соединений, переходящих в эфирный раствор. Эти соединения, называемые реактивами Гриньяра, в свободном виде крайне нестойки. Поэтому их не выделяют, а используют в виде растворов, которые устойчивы в отсутствие влаги и кислорода воздуха.
Впоследствии были разработаны методы получения реактивов Гриньяра в углеводородных средах (например, в бензоле, ксилоле, толуоле) и в отсутствие растворителя, благодаря чему появилась возможность использования М. с. в производств. условиях. Однако наибольшее распространение получил способ синтеза RMgX с применением растворителей эфирного характера. С возрастанием сольватирующих свойств растворителя образование реактивов Гриньяра облегчается. Так, винилгалогениды CH2 =CHX не реагируют с магнием в эфире, однако образуют М. с. в тетрагидрофуране (А. Норман). Ацетиленилмагнийгалогениды могут быть получены взаимодействием алкилмагнийгалогенидов с производными ацетилена (Ж. И. Иоцич ):
