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No confundir con manganeso (Mn) .
"mg" vuelve a dirigir aquí. Para el miligramo (mg) o megagramo (Mg), consulte kilogramo § múltiplos SI . Para otros usos, vea MG .
Este artículo trata sobre el elemento químico. Para el uso de magnesio como medicamento, consulte Magnesio (uso médico) . Para el uso de magnesio en biología, consulte Magnesio en biología .

Magnesio,  12 mg
CSIRO ScienceImage 2893 Magnesio cristalizado.jpg
Magnesio
Pronunciación/ M æ ɡ n i z i ə m / ( MAG NEE -zee-əm )
Aparienciasólido gris brillante
Peso atómico estándar A r, estándar (Mg) [24.304 , 24.307 ] convencional: 24.305
Magnesio en la tabla periódica
HidrógenoHelio
LitioBerilioBoroCarbónNitrógenoOxígenoFlúorNeón
SodioMagnesioAluminioSilicioFósforoAzufreCloroArgón
PotasioCalcioEscandioTitanioVanadioCromoManganesoHierroCobaltoNíquelCobreZincGalioGermanioArsénicoSelenioBromoCriptón
RubidioEstroncioItrioCirconioNiobioMolibdenoTecnecioRutenioRodioPaladioPlataCadmioIndioEstañoAntimonioTelurioYodoXenón
CesioBarioLantanoCerioPraseodimioNeodimioPrometeoSamarioEuropioGadolinioTerbioDisprosioHolmioErbioTulioIterbioLutecioHafnioTantalioTungstenoRenioOsmioIridioPlatinoOroMercurio (elemento)TalioDirigirBismutoPolonioAstatineRadón
FrancioRadioActinioTorioProtactinioUranioNeptunioPlutonioAmericioCurioBerkelioCalifornioEinstenioFermioMendelevioNobelioLawrenciumRutherfordioDubniumSeaborgioBohriumHassiumMeitnerioDarmstadtiumRoentgenioCopérnicoNihoniumFlerovioMoscoviumLivermoriumTennessineOganesson
Sea
↑
Mg
↓
Ca
sodio ← magnesio → aluminio
Número atómico ( Z )12
Grupogrupo 2 (metales alcalinotérreos)
Períodoperíodo 3
Cuadra  bloque s
Configuración electronica[ Ne ] 3 s 2
Electrones por capa2, 8, 2
Propiedades físicas
Fase en  STPsólido
Punto de fusion923  K (650 ° C, 1202 ° F)
Punto de ebullición1363 K (1091 ° C, 1994 ° F)
Densidad (cerca de  rt )1,738 g / cm 3
cuando es líquido (a  mp )1,584 g / cm 3
Calor de fusión8,48  kJ / mol
Calor de vaporización128 kJ / mol
Capacidad calorífica molar24,869 [1]  J / (mol · K)
Presión de vapor
P  (Pa)1101001 k10 k100 k
en  T  (K)70177386197111321361
Propiedades atómicas
Estados de oxidación+1, [2] +2 (un óxido fuertemente básico )
ElectronegatividadEscala de Pauling: 1,31
Energías de ionización
  • 1 °: 737,7 kJ / mol
  • 2do: 1450,7 kJ / mol
  • Tercero: 7732,7 kJ / mol
  • ( más )
Radio atómicoempírico: 160  pm
Radio covalente141 ± 7 pm
Radio de Van der Waals173 pm
Líneas espectrales de magnesio
Otras propiedades
Ocurrencia naturalprimordial
Estructura cristalinahexagonal compacta (hcp)
Velocidad de sonido varilla fina4940 m / s (a  rt ) (recocido)
Expansión térmica24,8 [3]  µm / (m · K) (a 25 ° C)
Conductividad térmica156 [4]  W / (m · K)
Resistividad electrica43,9 [5]  nΩ · m (a 20 ° C)
Orden magnéticoparamagnético
Susceptibilidad magnética+ 13,1 · 10 −6  cm 3 / mol (298 K) [6]
El módulo de Young45 GPa
Módulo de corte17 GPa
Módulo de volumen35,4 [7]  GPa
Relación de Poisson0,290
Dureza de Mohs1–2,5
Dureza Brinell44–260 MPa
Número CAS7439-95-4
Historia
Nombrardespués de Magnesia , Grecia [8]
DescubrimientoJoseph Black (1755 [8] )
Primer aislamientoHumphry Davy (1808 [8] )
Principales isótopos de magnesio
IsótopoAbundanciaVida media ( t 1/2 )Modo de decaimientoProducto
24 mg79,0%estable
25 mg10,0%estable
26 mg11,0%estable
Categoría Categoría: magnesio
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El magnesio es un elemento químico con el símbolo  Mg y número atómico  12. Es un sólido gris brillante que tiene una gran semejanza física con los otros cinco elementos de la segunda columna (grupo 2, o metales alcalinotérreos ) de la tabla periódica : todos Los elementos del grupo 2 tienen la misma configuración electrónica en la capa externa de electrones y una estructura cristalina similar.

El magnesio es el noveno elemento más abundante del universo. [9] [10] Se produce en estrellas grandes y envejecidas a partir de la adición secuencial de tres núcleos de helio a un núcleo de carbono . Cuando estas estrellas explotan como supernovas , gran parte del magnesio se expulsa al medio interestelar, donde puede reciclarse en nuevos sistemas estelares. El magnesio es el octavo elemento más abundante en la corteza terrestre [11] y el cuarto elemento más común en la Tierra (después del hierro , el oxígeno y el silicio ), constituyendo el 13% de la masa del planeta y una gran fracción de la del planeta.manto . Es el tercer elemento más abundante disuelto en agua de mar, después del sodio y el cloro . [12]

El magnesio se encuentra naturalmente solo en combinación con otros elementos, donde invariablemente tiene un estado de oxidación +2 . El elemento libre (metal) se puede producir artificialmente y es muy reactivo (aunque en la atmósfera pronto se recubre con una fina capa de óxido que inhibe parcialmente la reactividad - ver pasivación ). El metal libre arde con una característica luz blanca brillante. El metal se obtiene ahora principalmente por electrólisis de magnesio sales obtenidas a partir de salmuera , y se utiliza principalmente como un componente en aluminio aleaciones -magnesio, a veces llamado magnalium o magnelium . El magnesio es menos denso que el aluminio, y la aleación es apreciada por su combinación de ligereza y resistencia.

El magnesio es el undécimo elemento más abundante en masa en el cuerpo humano y es esencial para todas las células y unas 300 enzimas . [13] Los iones de magnesio interactúan con compuestos polifosfato como ATP , ADN y ARN . Cientos de enzimas requieren iones de magnesio para funcionar. Los compuestos de magnesio se usan con fines medicinales como laxantes comunes , antiácidos (p. Ej., Leche de magnesia ) y para estabilizar la excitación nerviosa anormal o el espasmo de los vasos sanguíneos en afecciones como la eclampsia . [13]

Caracteristicas

Propiedades físicas

El magnesio elemental es un metal liviano gris-blanco, dos tercios de la densidad del aluminio. El magnesio tiene el punto de fusión más bajo (923 K (1.202 ° F)) y el punto de ebullición más bajo 1.363 K (1.994 ° F) de todos los metales alcalinotérreos.

El magnesio policristalino puro es frágil y se fractura fácilmente a lo largo de las bandas de corte . Se vuelve mucho más dúctil cuando se alea con una pequeña cantidad de otros metales, como el 1% de aluminio. [14] La ductilidad del magnesio policristalino también se puede mejorar significativamente reduciendo su tamaño de grano a aprox. 1 micrón o menos. [15]

Propiedades químicas

Química General

Se empaña levemente cuando se expone al aire, aunque, a diferencia de los metales alcalinotérreos más pesados , un ambiente libre de oxígeno es innecesario para el almacenamiento porque el magnesio está protegido por una fina capa de óxido que es bastante impermeable y difícil de eliminar.

El magnesio reacciona con el agua a temperatura ambiente, aunque reacciona mucho más lentamente que el calcio, un metal similar del grupo 2. Cuando se sumerge en agua, las burbujas de hidrógeno se forman lentamente en la superficie del metal, aunque, si se pulveriza, reacciona mucho más rápidamente. La reacción ocurre más rápidamente con temperaturas más altas (consulte las precauciones de seguridad ). La reacción reversible del magnesio con el agua se puede aprovechar para almacenar energía y hacer funcionar un motor a base de magnesio . El magnesio también reacciona exotérmicamente con la mayoría de los ácidos, como el ácido clorhídrico (HCl), produciendo cloruro metálico e hidrógeno gaseoso, similar a la reacción del HCl con aluminio, zinc y muchos otros metales.

Inflamabilidad

El magnesio es altamente inflamable , especialmente cuando se pulveriza o se rasura en tiras delgadas, aunque es difícil de encender en masa o en grandes cantidades. Las temperaturas de la llama de magnesio y aleaciones de magnesio pueden alcanzar los 3100 ° C (5610 ° F), [16] aunque la altura de la llama sobre el metal en llamas suele ser inferior a 300 mm (12 pulgadas). [17] Una vez encendidos, estos incendios son difíciles de extinguir, porque la combustión continúa en nitrógeno (formando nitruro de magnesio ), dióxido de carbono (formando óxido de magnesio y carbono) y agua (formando óxido de magnesio e hidrógeno, que también se quema debido al calor en presencia de oxígeno adicional). Esta propiedad se utilizó en armas incendiarias durante el bombardeo de ciudades en la Segunda Guerra Mundial , donde la única defensa civil práctica fue sofocar una bengala ardiente bajo arena seca para excluir la atmósfera de la combustión.

El magnesio también se puede usar como encendedor de termita , una mezcla de polvo de óxido de hierro y aluminio que se enciende solo a una temperatura muy alta.

Química Orgánica

Artículo principal: reactivo de Grignard

Los compuestos de organomagnesio están muy extendidos en la química orgánica . Se encuentran comúnmente como reactivos de Grignard . El magnesio puede reaccionar con haloalcanos para dar reactivos de Grignard . Ejemplos de reactivos de Grignard son bromuro de fenilmagnesio y bromuro de etilmagnesio . Los reactivos de Grignard funcionan como un nucleófilo común , atacando al grupo electrófilo como el átomo de carbono que está presente dentro del enlace polar de un grupo carbonilo .

Un reactivo de organomagnesio prominente más allá de los reactivos de Grignard es el magnesio antraceno con magnesio formando un puente 1,4 sobre el anillo central. Se utiliza como fuente de magnesio altamente activo. El aducto de butadieno- magnesio relacionado sirve como fuente para el dianión de butadieno.

Fuente de luz

Cuando se quema en el aire, el magnesio produce una luz blanca brillante que incluye fuertes longitudes de onda ultravioleta. Se utilizó polvo de magnesio (polvo de flash ) para la iluminación de sujetos en los primeros días de la fotografía . [18] [19] Más tarde, el filamento de magnesio se utilizó en flashes fotográficos de un solo uso encendidos eléctricamente . El polvo de magnesio se utiliza en fuegos artificiales y bengalas marinas donde se requiere una luz blanca brillante. También se utilizó para varios efectos teatrales, [20] como relámpagos, [21] disparos de pistola, [22] y apariciones sobrenaturales. [23]

Ocurrencia

Ver también: Categoría: Minerales de magnesio
Ver también: Boninite

El magnesio es el octavo elemento más abundante en la corteza terrestre por masa y está ligado en el séptimo lugar con el hierro en molaridad . [11] Se encuentra en grandes depósitos de magnesita , dolomita y otros minerales , y en aguas minerales, donde el ion magnesio es soluble.

Aunque el magnesio se encuentra en más de 60 minerales , solo la dolomita , magnesita , brucita , carnalita , talco y olivino son de importancia comercial.

El Mg2+
 El catión es el segundo catión más abundante en el agua de mar (aproximadamente ⅛ de la masa de iones de sodio en una muestra determinada), lo que hace que el agua de mar y la sal marina sean fuentes comerciales atractivas de Mg. Para extraer el magnesio, se agrega hidróxido de calcio al agua de mar para formar un precipitado de hidróxido de magnesio .

MgCl
2+ Ca (OH)
2→ Mg (OH)
2+ CaCl
2

El hidróxido de magnesio ( brucita ) es insoluble en agua y puede filtrarse y reaccionar con ácido clorhídrico para producir cloruro de magnesio concentrado .

Mg (OH)
2+ 2 HCl → MgCl
2+ 2 H
2O

A partir del cloruro de magnesio, la electrólisis produce magnesio.

Formularios

Aleaciones

El magnesio es frágil y se fractura a lo largo de las bandas de cizallamiento cuando su espesor se reduce solo en un 10% por laminación en frío (arriba). Sin embargo, después de alear Mg con 1% de Al y 0,1% de Ca, su espesor podría reducirse en un 54% utilizando el mismo proceso (parte inferior).

A partir de 2013, el consumo de aleaciones de magnesio fue inferior a un millón de toneladas por año, en comparación con 50 millones de toneladas de aleaciones de aluminio . Su uso ha estado históricamente limitado por la tendencia de las aleaciones de Mg a corroerse, deslizarse a altas temperaturas y quemarse. [24]

Corrosión

La presencia de hierro , níquel , cobre y cobalto activa fuertemente la corrosión . En más de trazas, estos metales se precipitan como compuestos intermetálicos , y los lugares del precipitado funcionan como sitios catódicos activos que reducen el agua, provocando la pérdida de magnesio. [24] El control de la cantidad de estos metales mejora la resistencia a la corrosión. El manganeso suficiente supera los efectos corrosivos del hierro. Esto requiere un control preciso sobre la composición, aumentando los costos. [24]La adición de un veneno catódico captura hidrógeno atómico dentro de la estructura de un metal. Esto evita la formación de gas hidrógeno libre, un factor esencial de los procesos químicos corrosivos. La adición de aproximadamente una de cada trescientas partes de arsénico reduce su velocidad de corrosión en una solución salina en un factor de casi diez. [24] [25]

Inflamabilidad y fluencia a alta temperatura

La investigación mostró que la tendencia del magnesio a deslizarse a altas temperaturas se elimina mediante la adición de escandio y gadolinio . La inflamabilidad se reduce en gran medida por una pequeña cantidad de calcio en la aleación. [24] Investigaciones recientes han indicado que mediante el uso de elementos de tierras raras , puede ser posible fabricar aleaciones de magnesio con una temperatura de ignición superior a la del liquidus del magnesio y, en algunos casos, acercarlo potencialmente al punto de ebullición del magnesio. [26]

Compuestos

El magnesio forma una variedad de compuestos importantes para la industria y la biología, incluyendo carbonato de magnesio , cloruro de magnesio , citrato de magnesio , hidróxido de magnesio (leche de magnesia), óxido de magnesio , sulfato de magnesio , y sulfato de magnesio heptahidratado ( Epsom sales ).

Isótopos

Artículo principal: Isótopos de magnesio

El magnesio tiene tres isótopos estables :24
Mg ,25
Mg y26
Mg . Todos están presentes en cantidades significativas (ver tabla de isótopos arriba). Aproximadamente el 79% del Mg es24
Mg . El isótopo28
El Mg es radiactivo y en las décadas de 1950 a 1970 fue producido por varias plantas de energía nuclear para su uso en experimentos científicos. Este isótopo tiene una vida media relativamente corta (21 horas) y su uso estuvo limitado por los tiempos de envío.

El nucleido 26
El Mg ha encontrado una aplicación en geología isotópica , similar a la del aluminio.26
Mg es un producto hijo radiogénico de26Al , que tiene una vida media de 717.000 años. Cantidades excesivas de estable26
Se ha observado Mg en las inclusiones ricas en Ca-Al de algunos meteoritos de condrita carbonosa . Esta abundancia anómala se atribuye a la descomposición de su padre26
Al en las inclusiones, y los investigadores concluyen que tales meteoritos se formaron en la nebulosa solar antes de la26
Al se había descompuesto. Estos se encuentran entre los objetos más antiguos del sistema solar y contienen información preservada sobre su historia temprana.

Es convencional trazar 26
Mg /24
Mg frente a una relación Al / Mg. En una gráfica de datación isócrona , la relación Al / Mg graficada es27
Al /24
Mg . La pendiente de la isócrona no tiene significación de edad, pero indica la26
Al /27
Relación de Al en la muestra en el momento en que los sistemas se separaron de un depósito común.

Producción

Ver también: Lista de países por producción de magnesio
Láminas y lingotes de magnesio

La producción mundial fue de aproximadamente 1.100 kt en 2017, y la mayor parte se produjo en China (930 kt) y Rusia (60 kt). [27] China depende casi completamente del proceso silicotérmico Pidgeon (la reducción del óxido a altas temperaturas con silicio, a menudo proporcionado por una aleación de ferrosilicio en la que el hierro es un espectador en las reacciones) para obtener el metal. [28] El proceso también se puede realizar con carbón a aproximadamente 2300 ° C:

2MgO
(s)+ Si
(s)+ 2CaO
(s)→ 2Mg
(gramo)+ Ca
2SiO
4 (s)
MgO
(s)+ C
(s)→ Mg
(gramo)+ CO
(gramo)

En los Estados Unidos, el magnesio se obtiene principalmente con el proceso Dow , por electrólisis de cloruro de magnesio fundido de salmuera y agua de mar . Una solución salina que contiene Mg2+
Los iones se tratan primero con cal (óxido de calcio) y se recoge el hidróxido de magnesio precipitado :

Mg2+
(aq)+ CaO
(s)+ H
2O → Ca2+
(aq)+ Mg (OH)
2 (s)

El hidróxido se convierte luego en un hidrato parcial de cloruro de magnesio tratando el hidróxido con ácido clorhídrico y calentando el producto:

Mg (OH)
2 (s)+ 2 HCl → MgCl
2 (aq)+ 2 H
2O
(l)

A continuación, la sal se electroliza en estado fundido. En el cátodo , el Mg2+
El ion se reduce en dos electrones a magnesio metálico:

Mg2+
 + 2
mi-
 → Mg

En el ánodo , cada par de Cl-
Los iones se oxidan a cloro gaseoso, liberando dos electrones para completar el circuito:

2 cl-
→ Cl
2 (g) + 2
mi-

Un nuevo proceso, la tecnología de membrana de óxido sólido, implica la reducción electrolítica de MgO. En el cátodo, Mg2+
El ion se reduce en dos electrones a magnesio metálico. El electrolito es zirconia estabilizada con itria (YSZ). El ánodo es un metal líquido. En el ánodo YSZ / metal líquido O2−
se oxida. Una capa de grafito bordea el ánodo de metal líquido, y en esta interfaz, el carbono y el oxígeno reaccionan para formar monóxido de carbono. Cuando se usa plata como ánodo de metal líquido, no se necesita carbono reductor o hidrógeno, y solo se desprende gas oxígeno en el ánodo. [29] Se ha informado que este método proporciona una reducción del 40% en el costo por libra sobre el método de reducción electrolítica. [30] Este método es más ecológico que otros porque se emite mucho menos dióxido de carbono.

Estados Unidos ha sido tradicionalmente el principal proveedor mundial de este metal, suministrando el 45% de la producción mundial incluso en 1995. Hoy, la participación de mercado de Estados Unidos es del 7%, con un solo productor nacional restante, US Magnesium, un grupo Renco empresa en Utah nacida de Magcorp, ahora desaparecida. [31]

Historia

El nombre magnesio se origina de la palabra griega para lugares relacionados con la tribu de los Magnetes , ya sea un distrito en Tesalia llamado Magnesia [32] o Magnesia ad Sipylum , ahora en Turquía. [33] Está relacionado con la magnetita y el manganeso , que también se originaron en esta área y requirieron diferenciación como sustancias separadas. Ver manganeso para esta historia.

En 1618, un granjero de Epsom, Inglaterra, intentó dar agua a sus vacas de un pozo. Las vacas se negaron a beber debido al sabor amargo del agua, pero el granjero notó que el agua parecía curar rasguños y erupciones. La sustancia se conoció como sales de Epsom y su fama se extendió. [34] Finalmente fue reconocido como sulfato de magnesio hidratado, MgSO
4· 7  H
2O .

El metal en sí fue aislado por primera vez por Sir Humphry Davy en Inglaterra en 1808. Usó electrólisis en una mezcla de magnesia y óxido de mercurio . [35] Antoine Bussy lo preparó en forma coherente en 1831. La primera sugerencia de Davy para un nombre fue magnium, [35] pero ahora se usa el nombre magnesio.

Usos como metal

Una aplicación inusual de magnesio como fuente de iluminación mientras se despierta en 1931

El magnesio es el tercer metal estructural más utilizado, después del hierro y el aluminio. [36] Las principales aplicaciones del magnesio son, en orden: aleaciones de aluminio, fundición a presión (aleada con zinc ), [37] eliminación de azufre en la producción de hierro y acero, y producción de titanio en el proceso Kroll . [38] El magnesio se utiliza en materiales y aleaciones ultrarresistentes y ligeros. Por ejemplo, cuando se infunde con nanopartículas de carburo de silicio, tiene una resistencia específica extremadamente alta. [39]

Históricamente, el magnesio fue uno de los principales metales de construcción aeroespacial y se usó para aviones militares alemanes desde la Primera Guerra Mundial y ampliamente para aviones alemanes en la Segunda Guerra Mundial. Los alemanes acuñaron el nombre " Elektron " para la aleación de magnesio, un término que todavía se usa en la actualidad. En la industria aeroespacial comercial, el magnesio estaba generalmente restringido a los componentes relacionados con el motor, debido a los riesgos de incendio y corrosión. Actualmente, el uso de aleaciones de magnesio en la industria aeroespacial está aumentando, impulsado por la importancia del ahorro de combustible. [40] Continúan el desarrollo y las pruebas de nuevas aleaciones de magnesio, en particular Elektron 21, que (en las pruebas) ha demostrado ser adecuado para motores aeroespaciales, componentes internos y de fuselaje. [41]La Comunidad Europea ejecuta tres proyectos de I + D sobre magnesio en la prioridad aeroespacial del Seis Programa Marco. Los desarrollos recientes en metalurgia y fabricación han permitido que las aleaciones de magnesio actúen como sustitutos del aluminio y las aleaciones de acero en determinadas aplicaciones. [42] [43]

En forma de cintas delgadas, el magnesio se utiliza para purificar disolventes ; por ejemplo, preparar etanol súper seco.

Aeronave

  • Wright Aeronautical usó un cárter de magnesio en el motor de aviación Wright R-3350 Duplex Cyclone de la Segunda Guerra Mundial . Esto presentó un problema serio para los primeros modelos del bombardero pesado Boeing B-29 Superfortress cuando un incendio en el motor en vuelo encendió el cárter del motor. La combustión resultante fue tan caliente como 5,600 ° F (3,100 ° C) y podría separar el larguero del ala del fuselaje . [44] [45] [46]

Automotor

Bloques de motor de motocicleta de aleación de magnesio
  • Mercedes-Benz utilizó la aleación Elektron en la carrocería de uno de los primeros modelos de Mercedes-Benz 300 SLR ; Estos autos compitieron en el Campeonato Mundial de Automóviles Deportivos de 1955 que incluyó una victoria en la Mille Miglia y en Le Mans, donde uno estuvo involucrado en el desastre de Le Mans de 1955 cuando los espectadores recibieron una lluvia de fragmentos ardientes de elektron.
  • Porsche usó cuadros de aleación de magnesio en el 917/053 que ganó Le Mans en 1971 y continúa usando aleaciones de magnesio para sus bloques de motor debido a la ventaja de peso.
  • Volkswagen Group ha utilizado magnesio en los componentes de su motor durante muchos años. [ cita requerida ]
  • Mitsubishi Motors utiliza magnesio para sus levas de cambio .
  • BMW usó bloques de aleación de magnesio en su motor N52 , incluido un inserto de aleación de aluminio para las paredes de los cilindros y las camisas de enfriamiento rodeadas por una aleación de magnesio de alta temperatura AJ62A. El motor se utilizó en todo el mundo entre 2005 y 2011 en varios modelos de las series 1, 3, 5, 6 y 7; así como el Z4, X1, X3 y X5.
  • Chevrolet usó la aleación de magnesio AE44 en el Corvette Z06 2006 .

Tanto AJ62A como AE44 son desarrollos recientes en aleaciones de magnesio de alta temperatura y baja fluencia . La estrategia general para tales aleaciones es formar precipitados intermetálicos en los límites de los granos , por ejemplo, agregando mischmetal o calcio . [47] El desarrollo de nuevas aleaciones y la reducción de costes que hacen que el magnesio sea competitivo con el aluminio aumentarán el número de aplicaciones en la automoción.

Electrónica

Debido a su baja densidad y sus buenas propiedades mecánicas y eléctricas, el magnesio se usa ampliamente para la fabricación de teléfonos móviles, computadoras portátiles y tabletas , cámaras y otros componentes electrónicos.

Productos de magnesio: encendedor y virutas, sacapuntas, cinta de magnesio

Otro

El magnesio, que está disponible fácilmente y es relativamente no tóxico, tiene una variedad de usos:

  • El magnesio es inflamable, se quema a una temperatura de aproximadamente 3100 ° C (3370 K; 5610 ° F), [16] y la temperatura de autoignición de la cinta de magnesio es de aproximadamente 473 ° C (746 K; 883 ° F). [48] Produce una luz blanca intensa, brillante cuando arde. La alta temperatura de combustión del magnesio lo convierte en una herramienta útil para iniciar incendios de emergencia. Otros usos incluyen fotografía con flash , bengalas, pirotecnia , bengalas de fuegos artificiales y velas de cumpleaños. El magnesio también se usa a menudo para encender la termita u otros materiales que requieren una temperatura de ignición alta.
    Iniciador de fuego de magnesio (en la mano izquierda), usado con una navaja y pedernal para crear chispas que encienden las virutas
  • En forma de virutas o cintas, para preparar reactivos de Grignard , que son útiles en síntesis orgánica .
  • Como agente aditivo en propulsores convencionales y producción de grafito nodular en fundición .
  • Como agente reductor para separar el uranio y otros metales de sus sales .
  • Como ánodo de sacrificio (galvánico) para proteger barcos, tanques subterráneos, tuberías, estructuras enterradas y calentadores de agua.
  • Aleado con zinc para producir la hoja de zinc utilizada en planchas de fotograbado en la industria de la impresión, paredes de baterías de celda seca y techos . [37]
  • Como metal, el uso principal de este elemento es como un aditivo de aleación para el aluminio y estas aleaciones de aluminio y magnesio se utilizan principalmente para latas de bebidas , equipos deportivos como palos de golf, carretes de pesca y arcos y flechas de tiro con arco.
  • Las ruedas especiales de aleación de magnesio para automóviles de alta calidad se denominan " ruedas magnéticas ", aunque el término a menudo se aplica incorrectamente a las ruedas de aluminio. Muchos fabricantes de automóviles y aviones han fabricado motores y partes de la carrocería a partir de magnesio.
  • Las baterías de magnesio se han comercializado como baterías primarias y son un tema activo de investigación sobre baterías recargables .

Precauciones de seguridad

Reproducir medios
Bloque de magnesio calentado con soplete para autocombustión, emitiendo una luz blanca intensa
Magnesio
Peligros
Pictogramas GHS
Palabra de señal GHSPeligro
Declaraciones de peligro GHS
H228 , H251 , H261
Consejos de prudencia del SGA
P210 , P231 , P235 , P410 , P422 [49]
NFPA 704 (diamante de fuego)
https://cameochemicals.noaa.gov/chemical/6949
0
1
1

El magnesio metálico y sus aleaciones pueden ser explosivos; son altamente inflamables en su forma pura cuando están fundidos o en forma de polvo o cinta. El magnesio fundido o quemado reacciona violentamente con el agua. Cuando se trabaja con magnesio en polvo, se utilizan anteojos de seguridad con protección para los ojos y filtros UV (como los que usan los soldadores) porque la quema de magnesio produce luz ultravioleta que puede dañar permanentemente la retina del ojo humano. [50]

El magnesio es capaz de reducir el agua y liberar hidrógeno gaseoso altamente inflamable : [51]

Mg (s) + 2 H
2O (l) → Mg (OH)2(s) + H
2 (gramo)

Por lo tanto, el agua no puede extinguir los incendios de magnesio. El gas hidrógeno producido intensifica el fuego. La arena seca es un agente sofocante eficaz, pero solo en superficies relativamente niveladas y planas.

El magnesio reacciona con el dióxido de carbono de forma exotérmica para formar óxido de magnesio y carbono : [52]

2 Mg + CO
2 → 2 MgO + C (s)

Por lo tanto, el dióxido de carbono alimenta los incendios de magnesio en lugar de extinguirlos.

La quema de magnesio se puede apagar usando un extintor de incendios químico seco de Clase D , o cubriendo el fuego con arena o fundente de fundición de magnesio para eliminar su fuente de aire. [53]

Compuestos útiles

Los compuestos de magnesio, principalmente óxido de magnesio (MgO), se utilizan como material refractario en revestimientos de hornos para producir hierro , acero , metales no ferrosos , vidrio y cemento . El óxido de magnesio y otros compuestos de magnesio también se utilizan en las industrias agrícola, química y de la construcción. El óxido de magnesio de la calcinación se utiliza como aislante eléctrico en cables resistentes al fuego . [54]

Se está investigando el hidruro de magnesio como una forma de almacenar hidrógeno.

El magnesio reaccionado con un haluro de alquilo da un reactivo de Grignard , que es una herramienta muy útil para preparar alcoholes .

Las sales de magnesio se incluyen en varios alimentos , fertilizantes (el magnesio es un componente de la clorofila ) y medios de cultivo de microbios .

El sulfito de magnesio se utiliza en la fabricación de papel ( proceso de sulfito ).

El fosfato de magnesio se utiliza para la madera ignífuga utilizada en la construcción.

El hexafluorosilicato de magnesio se utiliza para textiles a prueba de polillas .

Roles biológicos

Artículos principales: Magnesio en biología y Magnesio (uso médico)

Mecanismo de acción

La importante interacción entre los iones fosfato y magnesio hace que el magnesio sea esencial para la química básica del ácido nucleico de todas las células de todos los organismos vivos conocidos. Más de 300 enzimas requieren iones magnesio para su acción catalítica, incluidas todas las enzimas que usan o sintetizan ATP y aquellas que usan otros nucleótidos para sintetizar ADN y ARN . La molécula de ATP se encuentra normalmente en un quelato con un ion magnesio. [55]

Nutrición

Dieta

Ejemplos de fuentes alimenticias de magnesio (en sentido horario desde la parte superior izquierda): salvado molletes , semillas de calabaza , de cebada , harina de trigo sarraceno , vainilla bajo en grasa de yogur , trail mix , halibut filetes, garbanzos , habas , soja , y espinacas

Las especias, nueces, cereales , cacao y verduras son fuentes ricas en magnesio. [13] Las verduras de hoja verde como la espinaca también son ricas en magnesio. [56]

Las bebidas ricas en magnesio son el café , el té y el cacao. [57]

Recomendaciones dietéticas

En el Reino Unido , los valores diarios recomendados de magnesio son 300 mg para hombres y 270 mg para mujeres. [58] En los EE. UU., La cantidad diaria recomendada (RDA) es de 400 mg para hombres de 19 a 30 años y de 420 mg para los mayores; para mujeres 310 mg para edades de 19 a 30 y 320 mg para mayores. [59]

Suplementación

Se encuentran disponibles numerosas preparaciones farmacéuticas de magnesio y suplementos dietéticos . En dos ensayos en humanos, el óxido de magnesio, una de las formas más comunes en los suplementos dietéticos de magnesio debido a su alto contenido de magnesio por peso, fue menos biodisponible que el citrato , cloruro, lactato o aspartato de magnesio . [60] [61]

Metabolismo

El cuerpo de un adulto tiene 22 a 26 gramos de magnesio, [13] [62] con 60% en el esqueleto , 39% intracelular (20% en el músculo esquelético) y 1% extracelular. [13] Los niveles séricos suelen ser de 0,7 a 1,0 mmol / L o de 1,8 a 2,4 mEq / L. Los niveles de magnesio sérico pueden ser normales incluso cuando el magnesio intracelular es deficiente. Los mecanismos para mantener el nivel de magnesio en el suero varían según la absorción gastrointestinal y la excreción renal . El magnesio intracelular se correlaciona con el potasio intracelular . El aumento de magnesio reduce el calcio [63] y puede prevenir la hipercalcemia o causar hipocalcemia, según el nivel inicial. [63]Tanto las condiciones de ingesta baja como alta de proteínas inhiben la absorción de magnesio, al igual que la cantidad de fosfato , fitato y grasa en el intestino. El magnesio dietético no absorbido se excreta en las heces; El magnesio absorbido se excreta por la orina y el sudor. [64]

Detección en suero y plasma

El estado del magnesio puede evaluarse midiendo las concentraciones de magnesio en suero y eritrocitos junto con el contenido de magnesio en orina y heces , pero las pruebas de carga de magnesio intravenosas son más precisas y prácticas. [65] Una retención del 20% o más de la cantidad inyectada indica deficiencia. [66] No se ha establecido ningún biomarcador para el magnesio. [67]

Las concentraciones de magnesio en plasma o suero pueden controlarse para determinar la eficacia y seguridad en quienes reciben el fármaco de forma terapéutica , para confirmar el diagnóstico en posibles víctimas de envenenamiento o para ayudar en la investigación forense en caso de sobredosis mortal. Los niños recién nacidos de madres que recibieron sulfato de magnesio parenteral durante el trabajo de parto pueden presentar toxicidad con niveles normales de magnesio en suero. [68]

Deficiencia

El magnesio plasmático bajo ( hipomagnesemia ) es común: se encuentra en 2.5 a 15% de la población general. [69] De 2005 a 2006, el 48 por ciento de la población de Estados Unidos consumió menos magnesio de lo recomendado en la Ingesta Dietética de Referencia . [70] Otras causas son aumento de la pérdida renal o gastrointestinal, aumento del desplazamiento intracelular y tratamiento antiácido con inhibidor de la bomba de protones. La mayoría son asintomáticos, pero pueden aparecer síntomas atribuibles a disfunción neuromuscular , cardiovascular y metabólica. [69] El alcoholismo se asocia a menudo con la deficiencia de magnesio. Los niveles de magnesio sérico crónicamente bajos están asociados consíndrome metabólico , diabetes mellitus tipo 2 , fasciculación e hipertensión. [71]

Terapia

  • El magnesio intravenoso está recomendado por las Guías para el manejo de pacientes con arritmias ventriculares y la prevención de muerte súbita cardíaca de ACC / AHA / ESC 2006 para pacientes con arritmia ventricular asociada con torsades de pointes que presentan síndrome de QT largo ; y para el tratamiento de pacientes con arritmias inducidas por digoxina. [72]
  • El sulfato de magnesio, por vía intravenosa, se utiliza para el tratamiento de la preeclampsia y la eclampsia . [73] [74]
  • La hipomagnesemia, incluida la causada por el alcoholismo, es reversible mediante la administración de magnesio por vía oral o parenteral, según el grado de deficiencia. [75]
  • Existe evidencia limitada de que la suplementación con magnesio puede desempeñar un papel en la prevención y el tratamiento de la migraña . [76]

Clasificadas por tipo de sal de magnesio, otras aplicaciones terapéuticas incluyen:

  • El sulfato de magnesio , como el heptahidrato llamado sales de Epsom, se usa como sales de baño , como laxante y como fertilizante altamente soluble . [77]
  • El hidróxido de magnesio , suspendido en agua, se utiliza en la leche de magnesia antiácidos y laxantes .
  • El cloruro , óxido , gluconato , malato , orotato , glicinato, ascorbato y citrato de magnesio se utilizan como suplementos orales de magnesio.
  • El borato de magnesio , el salicilato de magnesio y el sulfato de magnesio se utilizan como antisépticos .
  • El bromuro de magnesio se usa como un sedante suave (esta acción se debe al bromuro , no al magnesio).
  • El estearato de magnesio es un polvo blanco ligeramente inflamable con propiedades lubricantes . En tecnología farmacéutica , se utiliza en la fabricación farmacológica para evitar que las tabletas se adhieran al equipo mientras se comprimen los ingredientes en forma de tableta.
  • El polvo de carbonato de magnesio es utilizado por atletas como gimnastas , levantadores de pesas y escaladores para eliminar el sudor de la palma, evitar que se pegue y mejorar el agarre en aparatos de gimnasia, barras de levantamiento y rocas para escalar.

Sobredosis

Es poco probable que se produzca una sobredosis únicamente de fuentes dietéticas porque los riñones filtran rápidamente el exceso de magnesio en la sangre , [69] y es más probable que se produzca una sobredosis en presencia de insuficiencia renal. A pesar de esto, la megadosis ha causado la muerte en un niño pequeño [78] e hipermagnesemia severa en una mujer [79] y una niña [80] que tenían riñones sanos. Los síntomas más comunes de una sobredosis son náuseas , vómitos y diarrea ; otros síntomas incluyen hipotensión , confusión, lentitud cardíaca y respiratoriatasas, deficiencias de otros minerales, coma , arritmia cardíaca y muerte por paro cardíaco . [63]

Función en plantas

Las plantas necesitan magnesio para sintetizar la clorofila , esencial para la fotosíntesis . El magnesio en el centro del anillo de porfirina en la clorofila funciona de manera similar al hierro en el centro del anillo de porfirina en el hemo . La deficiencia de magnesio en las plantas causa un amarilleo tardío entre las nervaduras de las hojas, especialmente en las hojas más viejas, y puede corregirse aplicando sales de Epsom (que se lixivian rápidamente ) o caliza dolomítica triturada al suelo.

Ver también

  • Lista de países por producción de magnesio
  • Aceite de magnesio

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