Hořčík

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Tento článek je o chemickém prvku. O rostlině z čeledi hvězdnicovitých pojednává heslo hořčík (rostlina).

Hořčík, chemická značka Mg (lat. Magnesium) je lehký, tvrdý stříbrolesklý kov, druhý nejlehčí z kovů alkalických zemin. Využívá se při výrobě lehkých a pevnvých slitin, jako redukční činidlo v organické syntéze a při pyrotechnických aplikacích.

Obsah 1 Základní fyzikálně - chemické vlastnosti 2 Výskyt v přírodě 3 Výroba a využití 4 Sloučeniny a jejich využití 5 Biologický význam hořčíku

[editovat] Základní fyzikálně - chemické vlastnosti

• Atomové číslo: 12
• Relativní atomová hmotnost: 24,305 amu
• Hustota: 1,738 g/cm³
• Teplota tání: 650 °C, tj. 922 K
• Teplota varu: 1 090°C, tj. 1 363 K
• elektronegativita: 1,31 (Pauling)

Horčík je tvrdý, lehký kov, který rychle reaguje s kyslíkem i vodou; na vzduchu se postupně pokryje vrstvou oxidu, která jej chrání před další oxidací, a lze jej takto uchovávat i poměrně dlouhou dobu.

Díky své poměrně velké reaktivitě se v přírodě hořčík vyskytuje pouze ve sloučeninách. Ve všech má mocenství Mg⁺².

Poprvé ho (elektrolyticky) připravil sir Humphry Davy roku 1808.

[editovat] Výskyt v přírodě

Hořčík je silně zastoupen jak v zemské kůře, tak ve vesmíru. Podle posledních dostupných údajů tvoří hořčík 1,9–2,5 % zemské kůry a je zde 8. nejběžnějším prvkem. V mořské vodě se koncentrace hořčíkových iontů udává jako 1,35 g/l a jsou tak po sodíku druhým nejvíce zastoupeným kationtem. Ve vesmíru připadá jeden atom hořčíku přibližně na 30 000 atomů vodíku.

Obsah hořčíku (obvykle uváděný jako chlorid hořečnatý MgCl₂) v mořské vodě tvoří významný podíl jeho zastoupení na Zemi. Z minerálů je velmi hojný dolomit, směsný uhličitan hořečnato-vápenatý CaMg(CO₃)₂, jehož ložiska se nacházejí v jižní Evropě, Brazílii, jižní Austrálii i Severní Americe. Poněkud vzácněji se vyskytuje čistý uhličitan hořečnatý, MgCO₃ – magnezit, který se těží především v rakouských Alpách, na Slovensku v Koreji a Číně.

[editovat] Výroba a využití

Kovový hořčík se průmyslově vyrábí obvykle elektrolýzou roztaveného chloridu hořečnatého, získaného z mořské vody nebo zkoncentrovaných roztoků mořské soli (solanka).

V běžném životě se nejčastěji setkáme se slitinami hořčíku s hliníkem, mědí a manganem, které jsou známy pod názvem dural. Vyznačují se značnou mechanickou pevností a současně mimořádně nízkou hustotou. Zároveň jsou i značně odolné vůči korozi. Všechny tyto vlastnosti předurčují dural jako ideální materiál pro letecký a automobilový průmysl, ale užívá se i při výrobě výtahů, jízdních kol, lehkých žebříků ap.

Elementární hořčík je velmi silným redukčním činidlem a jemně rozptýlený kov se využívá k redukcím v organické syntéze ale i redukční výrobě jiných kovů (např. uranu) z roztoků jejich solí.

Velká reaktivita kovového hořčíku se uplatňuje v metalurgii, kde jeho přídavky odstraňují malá množství síry z roztavené oceli.

Reakce hořčíku s kyslíkem probíhá za vývoje značného množství tepla (lze tak dosáhnout teplot kolem 2 200 °C) a velmi intenzivního světelného záření. Zapálit hořčík ve formě tenké folie je velmi snadné a může být startérem hoření v různých pyrotechnických aplikacích. V minulosti se směsi práškového hořčíku s okysličovadlem (KClO₃, Ba(NO₃)₂, KClO₄) po zapálení používaly namísto dnešních fotografických blesků. Díky tomu, že je v závislosti na množství možné dosáhnout téměř neomezeného světelného výkonu, se tyto tzv. osvětlovací slože používají ještě dnes při fotografování obrovských podzemních prostor.

Standardní a lehce připravitelné osvětlovací slože:

1. 65 % KNO₃, 26 % Al, 9 % dřevěné uhlí
2. 66 % KClO₄, 34 % Al
3. 50 % KClO₄, 50 % Al (nebo Mg)

Bezpečnostní upozornění: Při hoření hořčíku vzniká i určité množství UV záření. Bez ochranných brýlí není vhodné se dívat přímo do plamene. U směsí velmi jemně práškovaného hořčíku (pudr) s okysličovadly je hoření tak rychlé, že může přejít ve výbuch. Rizikem je i nízká teplota vzplanutí (250 ˚C). To má samozřejmě význam v pyrotechnických aplikacích, ale pro osvětlovací účely je nutné použít hořčíkovou krupici či šupinky.

[editovat] Sloučeniny a jejich využití

Patrně největší praktické průmyslové uplatnění ze sloučenin hořčíku vykazuje oxid hořečnatý – MgO. Tato sloučenina má mimořádně vysokou odolnost vůči vysokým teplotám a současně je relativně levně dostupná ve statunových množstvích. Je proto ideálním materiálem pro vnitřní vyložení vysokých pecí pro výrobu železa a podobné aplikace. Pro tyto účely se ovšem musí speciálně čistit, protože i poměrně malá množství příbuzných prvků (vápník) mohou dramaticky zhoršovat dlouhodobou tepelnou stabilitu magnezitových vysokopecních vyzdívek.

Uhličitan hořečnatý MgCO₃ se přidává do průmyslových hnojiv jako složka dodávající rostlinám potřebný hořčík pro růst a zdárný vývoj. Spíše kuriozitou je sportovní uplatnění – gymnasté, vzpěrači, atleti a horolezci si jemným práškem uhličitanu hořečnatého pokrývají ruce pro lepší uchopení některých nářadí.

Síran hořečnatý Mg(SO)₄.7H₂O je znám pod jménem Epsomova sůl a používá se v medicíně jako laxativum. Podobné vlastnosti vykazuje i suspenze hydroxidu hořečnatého Mg(OH)₂ ve vodě (hořečnaté mléko).

[editovat] Biologický význam hořčíku

Dostatek hořčíku v potravě je důležitý pro správnou činnost svalů a nervů (mírní podrážděnost a nervozitu), ale i pro uvolňování energie z glukózy a pro správnou stavbu kostí. Udržuje v dobrém stavu oběhový systém a je prevencí infarktu. Řadě žen odstraní potíže spojené s premenstruálním syndromem. Mírní deprese a přispívá ke zdravým zubům.

V kombinaci s vápníkem působí hořčík jako přirozený uklidňující prostředek. Jeho nedostatek často pociťují sportovci, diabetici a lidé, kteří pijí příliš alkoholu. Projevuje se podrážděností, nespavostí, náladovostí, špatným trávením, bušením srdce nebo arytmiemi. Může vyvolat také deprese, případně záchvat astmatu.

Přirozenými zdroji hořčíku jsou banány, mandle, ořechy, tmavá listová zelenina, obilí a celozrnné pečivo. Uvádí se, že průměrný příjem hořčíku v potravě by měl činit asi 300 mg denně.

Globální význam hořčíku je však dán jeho výskytem v molekule chlorofylu. Tato organická sloučenina má jedinečnou schopnost přeměňovat prostřednictvím fotosyntézy sluneční energii na energii chemické vazby sacharidů vytvářených z oxidu uhličitého a vody. Tím je zdrojem energie pro všechny další biochemické a biologické reakce na Zemi. Zelené zbarvení rostlin je způsobeno právě přítomností chlorofylu, který nejsilněji absorbuje červené a modré světlo.

Poranění, způsobená kovovým hořčíkem či slitinami, které jej obsahují, se špatně hojí.

---

---

Periodická tabulka chemických prvků

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

H

(přehled)

He

Li

Be

B

C

N

O

F

Ne

Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl

Ar

K

Ca

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Ga

Ge

As

Se

Br

Kr

Rb

Sr

Y

Zr

Nb

Mo

Tc

Ru

Rh

Pd

Ag

Cd

In

Sn

Sb

Te

I

Xe

Cs

Ba

*

Hf

Ta

W

Re

Os

Ir

Pt

Au

Hg

Tl

Pb

Bi

Po

At

Rn

Fr

Ra

**

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg

Uub

Uut

Uuq

Uup

Uuh

Uus

Uuo

*Lanthanoidy

La

Ce

Pr

Nd

Pm

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

**Aktinoidy

Ac

Th

Pa

U

Np

Pu

Am

Cm

Bk

Cf

Es

Fm

Md

No

Lr

Skupiny prvků: Kovy - Nekovy - Polokovy - Blok s - Blok p - Blok d - Blok f