Гидроксид магния: описание вещества, свойства и применение

Гидроксид магния - это неорганическое вещество, оно является малорастворимым соединением, из-за чего при его образовании в водных растворах появляется осадок. Формула гидроксида магния - Mg(OH)₂, то есть это двухкислотное основание. Более растворим в воде, чем типичные нерастворимые основания, но менее растворим, чем гидроксид кальция. По этой причине его относят к малорастворимым соединениям.

Распространение в природе

Гидроксид магния в природе встречается в виде минерала брусита. Крупные месторождения этой породы - большая редкость. В России его добывают на Кульдурском месторождении, где его запасы оценивают в 14 миллионов тонн. Добыча на нем идет со скоростью примерно в 250 тысяч тонн продукта в год, но с этого года объемы добычи увеличились вдвое. Причиной этому стал хороший спрос на этот минерал за границей. Самым крупным импортером является Япония.

Выглядит брусит как белые, серые или зеленовато-белые кристаллы со стеклянным блеском на изломе. Имеет довольно низкую твердость, поэтому легко режется ножом. Может содержать примеси. В зависимости от их количества и типа выделяют несколько подвидов этого минерала. Так, ферронемалит содержит в себе, помимо гидроксида магния, 5 % железа в виде оксида, а ферробрусит - уже целых 36 %. Оксид железа имеет бурый цвет (цвет ржавчины), поэтому эти минералы приобретают тот же оттенок вместо привычного светло-зеленого. Существует еще и мангобрусит. В качестве примеси здесь выступает марганец. Такой минерал имеет уже медово-желтый цвет. Но при контакте с кислородом воздуха минерал быстро теряет свой красивый цвет и быстро чернеет.

Применяют данный минерал в основном как сырье. Из него получают оксид и другие соединения магния, флюсы, различные огнеупорные материалы. Но брусит можно применять и без какой-либо обработки. Так, этот минерал используют для очистки газов от хлора и для сорбционного фильтрования воды.

Получение

Основная реакция получения нерастворимых гидроксидов - это реакция взаимодействия щелочей с солями магния. Например, при взаимодействии сульфата магния с гидроксидом натрия. Это хорошая иллюстрация. А еще пример - при взаимодействии хлорида магния и гидроксида калия.

В ионном виде все подобные реакции записываются как:

Mg²⁺ + OH^- → Mg(OH)₂

При взаимодействии магния или его оксида с водой может также получаться гидроксид. Данная реакция идет очень медленно и только при нагревании.

Существует такой достаточно распространенный минерал - доломит. С химической точки зрения он представляет смесь карбоната кальция и магния. При обработке этого минерала водным раствором хлорида магния при нагревании в осадок выпадает нерастворимый гидроксид:

MgCO₃·CaCO₃ + 2H₂O + MgCl₂ → Mg(OH)₂ + CaCl₂ + 2CO₂

Физические свойства

В сухом виде гидроксид магния представляет собой белое кристаллическое вещество. Не имеет запаха, но ему присущ вкус щелочи. Он малорастворим в воде (всего 0,6 мг на 100 мл воды). Но даже несмотря на это, его водные растворы имеют слабощелочную среду и окрашивают индикаторы в соответствующие цвета. Зато данное соединение растворяется в растворах солей аммония. Оно не плавится, так как при температуре 480 ^oC разлагается на оксид магния и воду, как и любое другое нерастворимое основание. Плотность при нормальных условиях: 2,4 г/см³.

Химические свойства

Гидроксид магния - типичное нерастворимое основание. Это и определяет его химические свойства. Так, например, реагирует гидроксид магния с кислотами, кислотными оксидами и неметаллами:

Из-за последней реакции он имеет склонность поглощать углекислый газ прямо из воздуха с образованием карбоната, поэтому хранить данное вещество длительное время открытым не рекомендуется.

Взаимодействует также и с солями, если в результате реакции получается осадок или газ:

Как уже было указано выше, при нагревании идет разложение гидроксида магния по уравнению:

Mg(OH)₂ → H₂O + MgO

Что касается образования комплексных соединений, где катион магния выступал бы в качестве лиганда, то на этот счет имеются противоречивые сведения. В одних источниках указывается, что магний не склонен к их образованию, и существуют лишь только неустойчивые соединения с галогенидами магния. В других источниках указывается, что гидроксид магния может реагировать с горячими щелочами с образованием гидромагнезатов:

Mg(OH)₂ + 2NaOH → Na₂[Mg(OH)₄]

Применение в медицине

В медицине суспензии на основе гидроксида магния используются как антацидное средство. Этому способствуют основные свойства. Попадая в желудок, гидроксид магния снижает его кислотность, нейтрализуя соляную кислоту. Применяется при гастритах, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. Препараты на его основе не снижают кислотно-щелочное равновесие и не нарушают секрецию соляной кислоты. Но даже несмотря на это, препарат имеет ряд ограничений и противопоказан людям с гиперчувствительностью к гидроксиду магния.

Продуктом взаимодействия гидроксида магния и соляной кислоты желудочного сока является хлорид магния. Он является сильным слабительным (действие наступает через 2-6 часов). Поэтому гидроксид магния является активным компонентом некоторых препаратов этой области. Избыток магния в организме легко выводится почками, но если человек страдает какими-либо болезнями этих органов, то он может получить избыток магния в организме при приеме препаратов (гипермагнемия).

Еще одно свойство данного соединения - расслабление мускулатуры. Иногда препараты, содержащие гидроксид магния, прописывают женщинам с угрозой выкидыша.

Применение в других отраслях

Гидроксид магния применяется и в пищевой промышленности как добавка Е528. В продуктах он регулирует кислотность и стабилизирует цвет. Еще применяют гидроксид магния для связывания диоксида серы, появление которого нежелательно в пищевых продуктах. Применяют его при производстве консервированных овощей, соусов, маринада и сыра. Эта добавка считается безвредной, но она запрещена в Австралии, Великобритании и Новой Зеландии.

Также гидроксид магния применяется как огнезащитная добавка в полимеры (ПВХ, полиолефины), как добавка в моющие средства и зубные пасты, для рафинирования сахара и очистки сточных вод.

Получаемый из гидроксида магния оксид - довольно полезное соединение. Оно способно выдерживать температуру около 3000 градусов, поэтому его используют как огнеупор. Так, его добавляют в кирпичи, из которых потом делают доменные печи. Используют оксид магния и как сорбент для очистки нефтепродуктов. Абразивные способности данного соединения также высоки. С помощью него очищают и полируют поверхности деталей в электронной промышленности.