МАГНИЙ

МАГНИЙ
Магний Магний (хим.), Magnesium, Mg=24 (Собственно Mg = 24, 015 из опытовШеерера с Маршаном, по введении поправок. Более новые опыты Мариньяка(1884), путем изучения весовых отношений при превращении окиси М. всернокислый М. и обратно, дали Mg = 24, 376 при 0 =16.). В конце XVII в.стала известна горькая соль; она была открыта в минеральном источникеЭпсома (Англия); употребление ее, под именем английской или эпсомскойсоли, скоро распространилось. В начале XVIII в. сделалось известнымдругое соединение М. - белая магнезия (magnesia alba), лекарственное жесредство, названное почему-то, в противоположность черной магнезии (m.nigra); под именем последней разумели в то время пиролузит, так назыв.перекись марганца (Braunstein). Блэк показал (1775), что белая магнезияесть соединение "постоянного газа" (угольного ангидрида) с особой"землей" (окисью металла), которую он и назвал магнезией; ее назвалитакже горькоземом (Bittererde) и нашли в асбесте и тальке (Talkerde). М.образует с кислородом единственное соединение MgO и, будучи оченьраспространен (О распространении М. сравнительно с кальцием в природесм. статью Н. Н. Любавина. в "Журн. Русского Физ.- Химич. Общ.", 1892) вприроде, является в виде солей, отвечающих этой окиси; вот главные,богатые им, минералы: магнезит MgCO3 ; доломит, изоморфное смешениеуглекислых М. и кальция в разнообразных пропорциях (MgCa)CO3; кизеритMgSO4.H2O; каинит MgSO4 KCl6H20; карналит MgCl2 KCl 6H2O; силикаты -аcбест (MgCa)SiO3, тальк H2Mg3(SiO3)4, а также авгит, оливин, роговаяобманка, турмалин, серпентин и др. ; горькая соль MgSO4 7H20 и хлористыйМ. MgCI2 содержатся в морской воде и в воде многих соляных источников;кизерит, каинит, карналит находятся в некоторых соляных залежах(Стассфурт), остатках когда-то бывших морей. Первые опыты полученияметаллического М. принадлежат Г. Дэви (1808), который действовал наокись М. парами калия, но не получил М. в чистом виде. В новейшее времяпоказано, что здесь легко идет обратная реакция. Более успешныерезультаты были получены при действии калия (или натрия) на безводныйхлористый М., а также при электролизе последнего; эти два пути и служаттеперь для фабричного получения; современная дешевизна М. зависит отвведения электролитического способа. По способу Девилля, расплавляютбезводный хлористый М., к которому для легкоплавкости прибавляютповаренной соли и плавикового шпата, в закрытом тигле, затем бросаютпотребное количество мелконарезанного натрия; М. выделяется в видепорошка и всегда содержит азотистый М.; продукт плавят и перегоняют прибелом калении в закрытом тигле, через дно которого проходит пароотводнаятрубка (как при перегонке цинка). По этому способу работают заводы вБостоне, в Манчестере. Электролиз производится в заводских размерах вГемелингене. Материалом служит обезвоженный карналит; он расплавляется втигле из литой стали с крышкой, через которую пропущен анод - уголь вбездонном шамотовом цилиндре, - а самый тигель играет роль катода; хлоротводится по трубке, соединенной с верхней частью шамотового цилиндра.Для разложения требуется 6 - 8 вольт; на лошаде-час добывают 40 - 45граммов металла. Добытый электролизом М. начинает вытеснять английскийпродукт, добываемый химическим путем. Металлический М. - серебристо-белый металл; в сухом воздухе неизменяется, во влажном - покрывается тонким слоем гидрата окиси; онковок, но маловязок; проволока из него готовится выдавливаниемподогретого металла через соответственное отвepстиe из стальногоцилиндра с поршнем; прокаткой такой проволоки получают ленту М.;удельный вес = 1,75 (Девилль и Карон), температура плавится немного ниже800° (В. и А. Мейер), точка кипения около 1100°(Дитт); теплоемкость =0,2456 - 0,2509 при 0°- 75° (Лоренц). Исследовать спектр М. нельзя таклегко, как для щелочных и прочих щелочно-земельных металлов; платиноваяпроволока, смоченная раствором хлористого М. в пламени Бунзеновойгорелки, покрывается слоем нелетучей окиси, и окраски пламени невозникает; необходимо или пользоваться пламенем гремучего газа, котороеделается цветным, если ввести в него чистый хлористый М. (даже окись),или получать искры от вторичной спирали близ поверхности водногораствора той же соли; спектр М. характеризуется двумя зелеными линиями;более яркая из них Mg(отвечает линии b солнечного спектра; Mg(-совпадает с группой между b и F, ближе к синей части спектра; спектр отиндукционных искр, действующих на MgCl2, линию Mg(имеет очень яркую икроме того еще линию Mg(между D и Е солнечного спектра, близко к желтойчасти; Mg(в этом спектре оказывается слабой. Практические применения М.ограничиваются почти исключительно употреблением его как осветительногоматериала в различных специальных случаях; в форме ли порошка,брошенного на воздух, или ленты, зажженный, даже просто спичкой, онгорит ослепительным светом; яркость находится, конечно, в связи сбольшой теплотой горения, которая для молекулярного веса в граммах (Mg,0) = 144 больш. калорий (Томсен), и с трудноплавкостью образующейся ввиде мелкого порошка окиси; энергия горения настолько велика, чтозажженная в воздухе лента продолжает гореть в углекислом газе, причемвыделяется уголь (подобно ZnO в CdO окись М. претерпевает диссоциацию(Н. М. Morse и J. White jun., 1890) при накаливании с металлическим М.;присутствие свободного металла необходико, смесь MgO и Mg помещена былав трудноплавкой трубке на железном листе; кислород, выкачанный насосомШпренгеля, содержал небольшое количество СО2, образовавшейся, очевидно,из угля железной пластинки. При накаливании смеси МgO и Mg в атмосфереводорода до 6,42% М. превращается в MgH (Cl. Wincler), что может бытьобъяснено нахождением металла в состоянии выделения, потому что ни МgО,ни Mg при накаливании в водороде водородистого М. не дают). Магниевыйсвет чаще всего применяется в фотографии, для чего употребляются особыелампы, в которых сжигается равномерно разматывающаяся лента металла;сжигают и просто более или менее длинные куски ее без вся кой лампы,зажимая их в расщепленную лучинку; для моментальных снимков употребляютпорошкообразный М., вдувая его по трубке в спиртовое бесцветное пламя;лучшие результаты получают, если порошок М. предварительно смешан сбогатыми кислородом веществами (бертолетова соль, селитра, хромпик,марганцевокислый калий) и сверх того с горючими материалами (сернистаясурьма, сернистое олово); подобные смеси горят очень ярко и быстро.Магниевый свет предложен и для сигнальных огней (Применялись англичанамиво время войны с абиссанским негусом Феодором); его можно видеть в морена раcстоянии 45 км.; для этой цели существуют также специальные лампы.Фотометрические измерения показали (Бунзен), что проволока диаметром в0,297 мм. светит, как 74 четвериковые стеариновые свечи. Изучениесветовой способности пламени М. (F. Rоgere, 1892) показало, что 13,5 %всей лучистой энергии его представляет собою световую энергию, тогда какдля свечи, аргантовой горелки эта величина равна почти 1,5 %; так какоколо 75 % тепла, освобождающегося при горении М., превращается влучистую энергию, то почти 10 % всей энергии горения идет на свет; присветильном газе на световую энергию идет только 0,25 %). Свет М. богатхимически действующими лучами; он вызывает напр. взрыв смеси водорода ихлора; это же обусловливает его применимость к фотографии. Влабораторной практике металлический М. нашел важное применение каксильный восстановитель. Борный ангидрид и кремнезем легковосстановляются М. (Филсон и Гейтер). Даже как лекционный опытрекомендуется (Н. Н. Бекетов и А. Д. Чириков) реакция, при которой смесьпорошков кремнезема и М., сравнительно слабонагретая, превращается вкремнистый М., смешанный с металлическим и кремнекислым М.; продуктреакции с разведенной соляной кислотой выделяет водородистый кремний иводород. При нагревании смеси BaCO3 + C + ЗMg происходит вспышка(Макен), причем образуется углеродистый барий ВаС2, выделяющий с водой,содержащей НСl, ацетилен. Широкое применение имел М. в опытах К.Винклера с получением водородистых металлов из окисей при накаливаниипоследних в атмосфере водорода с порошком М. За трудностью иметь цинк,несодержащий мышьяка, М. с удобством можно применять для добываниячистого водорода, а также в приборе Марша при судебно-медицинскихиспытаниях и пр. М. легко дает различные сплавы со свинцом, цинком; приподогревании со ртутью легко превращается в амальгаму, в виде которойразлагает воду при обыкновенной температуре подобно амальгаме натрия; вмомент выделения, при высокой температуре, соединяется с водородом в MgH(К. Винклер). М. принадлежит числу немногих элементов, прямосоединяющихся (при нагревании) с азотом. Азотистый М. - Mg3N2,зеленовато-желтый порошок, всегда присутствует вметаллическом Mg, неочищенном перегонкой. Лорд Рэлей и проф. Рамзайпользовались М. для отделения аргона от азота воздуха. Азотистый М.легко разлагается водой по уравнению: Mg3N2 + 3Н20 = 3MgO + 2H2N. О способности соединяться с кислородомсказано выше. В хлоре и парах брома М. загорается только при нагревании;что касается иода и серы, то их можно даже перегонять над М.; сера приболее сильном нагревании дает MgS, растворимый в воде с желтым цветом иразлагаемый ею на Mg0 и H2S, если последний может удаляться из раствора.На воду М. почти не действует, даже при кипячении. С разведеннымикислотами, даже с водн. раствором углекислоты, реагирует весьма быстропри выделении водорода, превращаясь в соответственные соли; из крепкойазотной кислоты выделяет окись азота, а на смесь ее с крепкой сернойкислотой не действует вовсе, также и на одну последнюю. Из растворовсолей тяжелых металлов М. осаждает то эти металлы, то гидраты окисей ивыделяет водород. Обычные соединения (соли М.) М. бесцветны. Окись MgO образуется приболее или менее сильном нагревании магниевых солей тех кислот, ангидридыкоторых летучи; в больших количествах готовят ее под именем жженоймагнезии (m. usta) из углекислого М. (m. alba); она почти нерастворима вводе (1 в. ч. в 55000), безвкусна, но влажная синит лакмус; припродолжительном накаливании делается тяжелее и тверже, удельный весменяется от 3,1932 до 3,6699, смотря по температуре, при которой велосьнакаливание (350° и белое каление - Дитт); в пламени гремучего газаспекается и приобретает твердость (чертит стекло); в электрической печилегко плавится (Муасан) и при застывании кристаллизуется (уд. вес3,654); кристаллизуется также при сильном накаливании в токе хлористоговодорода - в виде кубов или октаэдров; если подвергать такой операциисмесь MgO и Fe2O3, то вместе с черными октаэдрами магноферрита MgFe2O4.Соответственный состав имеет шпинель МgАl2О4, кристаллиpующаяся также воктаэдрах, красные шпинели содержат окись хрома, синие - закиськобальта, то и другое в малых количествах. Сплавляя окиси М. и аллюминия(с прибавкою окислов Со, Сr) с борной кислотой и удаляя часть последнейсильным прокаливанием, получают искусственно шпинель (Эбельмен)образуются слабо окрашенные октаэдры периклаза, состав которого -изоморфная смесь (Mg, Fе)O. Гидрат Mg(OH)2 получается при действии едкихщелочей на растворы солей М. и встречается в природе в виде бруцита; прислабом калении теряет всю воду. Окись М. употребляется для приготовленияогнеупорвых тиглей, при так назыв. бессемеровании на основном поде ;идет на приготовление "штифтов" для Друммондова света, а также вмедицине. Хлористый М., MgCI2, получается в больших количествах из залежейСтассфурта; эта соль очень растворима в воде и из горячего насыщенногораствора кристаллизуется в виде игол и столбов - MgCI2 6H2O; при сушенииона вместе с водой теряет и НСl MgCl26H2O = MgO + 5H2O + 2HCI; Безводную соль можно получить, пользуясь способностью MgC2 образоватьдвойные соли: прибавляют к раствору его нашатыря, по выпариваниивыделяется MgCl2 NH4Cl 6H20; эта двойная соль, как и другие двойные солиМ., напр. карналит MgCl2 KCl 6H2 легко теряет воду при нагревании, азатем при накаливании улетает и нашатырь, a MgCl2 остается врасплавленном виде (темп. пл. около 700°) и по охлаждении распадается налисточки с перламутровым блеском. Хлористый М. употребляется приобработке хлопчатобумажных тканей, а также для получения искусственныхкамней - с кварцем и растворимым стеклом; водный раствор - хорошееогнегасительное средство, а также употребляется для поливки улиц, чтобысохранить дольше влагу. Так как окись М. основание слабое, то существуютдля этого металла основные соли. Если смешать магнезию с крепкимраствором MgCl2 то тестообразная смесь через несколько часов застывает втвердую массу хлорокиси, способную к полировке; обожженный магнезит, сприбавкой Mg(OH)2 и MgCI2 - материал для магнезиальных кирпичей(Magnesiaziegel), обладающих весьма высокой огнеупорностью и основнымисвойствами. Если 1 вес. часть свежепрокаленной MgO смешать с 50 вес.част. насыщенного раствора MgCl2 и долго нагревать в закрытом сосуде, товыделяются иглы состава Mg(OH)CI + 4Mg(OH)2 + 5Н2O. MgBr2 и MgJ2 -подобны MgCI2 ; MgF2 - селлаит, беcцветные квадратные кристаллы -нерастворим в воде. Серномагнезиальная соль известна в виде кизерита MgSO4 горькой солиMgSO47H2O; последняя очень растворима в воде, а кизерит трудно. Кизеритпредставляет кристаллы ромбической системы; горькая соль при охлаждениикрепкого горячего раствора выделяется в виде четырехгранных столбовромбической же системы; изоморфна с (Zn, NH)SO47H2O; она легко теряет6Н2O, ниже 150°, седьмой пай Н2О теряет выше 200°; горькая соль образуеткроме того изоморфные смешения с железным купоросом FeSO47H2O, а потомуона диморфна; известны также кристаллы состава MgSO4 6H2O - MgSO4образует также двойные соли типа M2SO4 MgSO4 6H2O, одноклиномернойсистемы. Безводный MgSO4 растворяется в горячей крепкой серной кислоте;по охлаждении осаждаются блестящие пластинки состава MgSO4H2SO4 илиMg(HSO4)2. Горькая соль употребляется при выделке хлопчатобумажныхтканей, как и MgCl2; кизерит употребляют для производства глауберовой исернокалиевой солей; он идет также на удобрение полей под клевер (вместогипса). Азотномагнезиальная соль Mg(NO3)2 6H2O встречается растворенною вгрунтовых водах городов и в маточных растворах при добыче силитры. Фосфорномагнезиальная соль Mg3(PO4)2 нерастворима в воде; встречаетсяв малых количествах в меле, в костях. Характерна двойная соль(NH4)MgPO46H2O, которая осаждается в виде мелких кристаллов, если ксодержащему аммиак раствору какойлибо соли М. в смеси с NH4CI прибавитьраствора ортофосфорной кислоты или ее соли; она применяется в анализепри количественном определении М.: после прокаливания она превращается впиросоль Mg2P2O7 которая и взвешивается. Нерастворимость этой двойнойсоли тем более характерна, что магнезиальные соли других обычных кислот,в отличие от солей прочих щелочно-земельных металлов - бария, стронция,кальция - дают с аммонийными солями растворимые двойные соли. Этиотношения в аналитической химии дают возможность выделить М. в особуюподгруппу второй группы металлов. Углемагнезиальная соль. В магнезите имеем нормальный состав MgCO3.Магнезит растворяется в воде, содержащей углекислоту, и в тем большейстепени, чем выше давление, под которым углекислый газ растворен:очевидно, растворение совершается вследствие образования растворимойкислой соли MgHCO3, как для кальция. Подобный раствор при стоянии навоздухе при обыкн. темп., причем часть углекислоты улетает, выделяеткристаллическую среднюю соль MgCO33H2O. Но и здесь склонность образоватьосновные соли ясна: если прибавить к раствору горькой соли растворNa2CO3 и нагревать, пока осадок будет кристаллическим, то состав этогоосадка оказывается таким: 2MgCO3 + Mg(OH)2 + 2Н2О; продажная белаямагнезия (m. alba levissima) имеет состав 3MgCO3 + Mg(OH)2 + 2 до 3Н2О;существует еще другой сорт, более плотный (m. a. ponderosa). Пo атомномувесу, М. принадлежит к 2-й группе периодич. системы; малая основностьего окиси определяет его принадлежность к менее основной подгруппе,вместе с цинком. С. С. Колотов. В медицине применяются: окись (жженная магнезия), сернокислая соль(горькая или английская соль), углекислая (magnesia alba) илимоннокислая, луженая магнезия употребляется при изжоге, ненормальномброжении в желудке для связывания кислот, как слабое слабительное, атакже как противоядие при отравлении минеральными кислотами,алкалоидами, и как составная часть официального противоядия мышьяка.Горькая или английская - слабительное, наряду с глауберовой солью,только менее ее раздражает кишечник. Лимоннокислый магний переноситсяотносительно лучше других слабительных солей, кроме того, приятноговкуса. Из него приготовляется слабительный лимонад, а с прибавлениемшипучего порошка и сахара - шипучая лимоннокислая магнезия. Сернокислаясоль в очень большом количестве содержится в минеральных водах Пюльна,Зейдлица, Киссенгена, Мариенбада, Франценсбада, Карлсбад и др. А.