Магній - біологія

Магнієва стрічка та дріт використовуються у (фото) спалахних лампах або раніше як порошок спалаху, порошок магнію у запальних пристроях, бомбах та легких боєприпасах, але також як добавка у кремінні камені для запальничок. Магнійєві стержні часто використовують як жертовні аноди, які захищають деталі від благородних металів від корозії.

Магній використовується в металургії різними способами,

z. Б. як відновник у процесі Кролла для вилучення титану,
як відновник для вилучення урану, міді, нікелю, хрому та цирконію,
як компонент сплавів груп AlSiMg та AlMg,
як гранулят магнію для десульфурації заліза та сталі,
як добавка для сфероїдного графітового чавуну,
як основу групи стандартизованих легких сплавів для конструкції літаків та автотранспорту. (Ці розплави потребують покривного шару розплавленого хлориду магнію для захисту від попадання повітря та окислення (див. Обробку розплаву),
як паливо для факелів, які горять під водою.

В органічній хімії його використовують для отримання сполук Гриньяра.

Оскільки магній запалюється дуже легко, його також використовують як дуже міцну запальничку. Це як Пожежні стартерні набори Витіснені магнієві блоки мають на одній стороні палицю, стирання якої самозаймається у повітрі, подібно до кременю запальнички. Процедура дуже схожа на метод кам’яного віку розпалювання вогню з кременю та труту, причому магній виконує роль трута. Спочатку стружку зішкрібають ножем з магнієвого блоку і кладуть на або під власне паливо. Потім, зіскрібаючи тильну сторону «кременю» (наприклад, тильною стороною ножа), іскри утворюються якомога ближче до магнієвих стружок, щоб їх запалити.

Сплави магнію

Інші можливі способи використання відливок магнію пропонувались в ході технічних розробок, частково завдяки війні, частково конструктивно передбачуваним і одночасно оптимізуючи сплави. Сплави Mg-Al, Mg-Mn, Mg-Si, Mg-Zn і, нарешті, сплави Mg-Al-Zn були розроблені як матеріали на основі магнію.

Корпус трансмісії VW Beetle відлитий мільйонами зі сплаву Mg-Si. Сьогодні сплави магнію не тільки використовуються для економії ваги, але також характеризуються високим демпфіруванням. При дії вібрацій це призводить до зменшення вібрації та викидів шуму. З цієї причини також магнієві сплави стали цікавими матеріалами в конструкції двигунів та в автомобільному будівництві загалом. Не тільки деталі двигуна виготовлені з магнієвого сплаву, але гібридний процес/гібридне лиття також все частіше використовується для лиття блоків двигуна (див. Також BMW N52).

У процесі лиття під тиском/лиття під тиском (див. Також лиття під тиском) багато, навіть великі, тонкостінні деталі можуть бути виготовлені майже до своїх кінцевих розмірів і без дорогої подальшої обробки, наприклад Б. диски, профілі, корпуси, двері, капоти, кришки багажника, важелі ручного гальма та інші. Деталі, виготовлені із сплавів Mg-Al-Zn, використовуються не тільки в автомобільному машинобудуванні, але і в машинобудуванні.

Зусилля, спрямовані на полегшення конструкції, вже наприкінці 20 століття призвели до отримання ще легших сплавів з магнію з додаванням літію.

Магній в медицині

Останні дослідження обіцяють високий потенціал розвитку матеріалів з магнію як поглинаючого імплантаційного матеріалу (наприклад, як стент) для людського тіла. Магнієві матеріали під час використання повинні бути захищені від контактної корозії. Проте корозійна стійкість до нормальних атмосферних впливів є хорошою. Поведінка контактної корозії була б вирішальною перевагою, якщо б він використовувався як імплантаційний матеріал, який буде використовуватися протягом обмеженого часу, оскільки він безпечно розчиняється через певний час. Це виключає ризики та витрати на операцію з видалення імплантатів.

добриво

Для вапнування орних та лугових площ магній використовується у вигляді оксиду магнію або карбонату магнію, щоб відновити виведення рослинами магнію в ґрунт. Крім того, підвищується значення рН ґрунту та покращується доступність інших поживних речовин. З'єднання магнію зазвичай використовують разом з вапном як комплексне добриво, що містить магній і кальцій. [12] Фосфат магнію Mg3 (PO4) 2, який у природі зустрічається як бобієрит (Тримагнію фосфат) [13] та нітрат магнію [14] використовуються як складні добрива.

фізіологія

Оскільки магній незамінний для всіх організмів, це одна з найважливіших речовин. Тому магній повинен надходити в організм щодня в достатній кількості, щоб запобігти дефіциту магнію. Магній міститься в різних кількостях у всіх продуктах, а також у питній воді. Резорбція магнію відбувається у верхніх відділах тонкої кишки.

Зелене листя рослин, хлорофіл, містить близько 2% магнію. Там він утворює центральний атом хлорофілу. Рослини етіольовані, як і при нестачі світла, при нестачі магнію.

В організмі дорослої людини міститься близько 20 г магнію (для порівняння: 1000 г кальцію). У плазмі крові 40% магнію зв’язується з білками; нормальний рівень сироватки крові становить 0,8–1,1 ммоль/л. Магній бере участь у приблизно 300 ферментних реакціях як ферментний компонент або кофермент, а вільні іони Mg також впливають на потенціал клітинних мембран. Іони Mg виступають як другий вісник імунної системи. Вони стабілізують потенціал спокою збудливих м’язових і нервових клітин та клітин вегетативної нервової системи. Дефіцит магнію викликає неспокій, нервозність, дратівливість, головні болі, відсутність концентрації уваги, втома, загальна слабкість, серцеві аритмії та судоми в м’язах. В області психіки та обміну речовин передбачається, що депресія та шизофренічні психози посилюються через дефіцит магнію. Дефіцит також може призвести до інфаркту. [15] Надлишок магнію в крові може статися через надмірне споживання та порушення функції нирок і призводить до порушень у роботі нервової системи та серця.

Необхідна добова доза близько 300 мг зазвичай досягається збалансованим харчуванням із зазначеними нижче продуктами. Посилену потребу можна задовольнити дієтичними добавками або ліками. Легкий дефіцит магнію може виникнути під час серйозних захворювань, вагітності або в спортивних змаганнях. Серйозні недоліки виникають внаслідок порушення функції нирок, тривалої діареї, хронічного запалення кишечника, погано контрольованого цукрового діабету, кортикоїдів та деяких діуретиків або недоїдання при алкоголізмі. [16]

Солі магнію, такі як цитрат, глюконат, аспартат та аспартат гідрохлорид, дозволені в Німеччині як лікарські засоби у добових дозах 100–400 мг проти дефіцитів та нервово-м’язових розладів, таких як м’язові спазми, мігрень або ускладнення вагітності. Магній всмоктується в кишечнику і виводиться через нирки. Побічними ефектами є скарги на шлунково-кишковий тракт та діарея, у разі передозування також втома та уповільнення пульсу. Протипоказаннями є порушення функції нирок та певні порушення серцевого ритму.

Солі магнію використовуються в альтернативній медицині, див. Також: Ортомолекулярна медицина; Солі Шуслера. Сульфат магнію ("Епсомова сіль") раніше використовували як проносне.

Якщо добавки магнію приймають всередину (таблетки, жувальні або пастилки, гранули, що розчиняються в рідині), важлива доза. Різні дослідження [17] приходять до висновку, що при прийомі 120 мг всмоктується близько 35%, але лише близько 18% при повній добовій дозі 360 мг. Форма сполук, яка сьогодні широко використовується в лікарських препаратах, не має значення для всмоктування в організмі, оскільки вони є фармакологічно, біологічно та клінічно еквівалентними. Органічні солі, такі як аспартат магнію або цитрат магнію, як правило, засвоюються організмом швидше, ніж неорганічні сполуки. [18]

Їжа

Основні автори не були проінформовані. Будь ласка, повідомте їх!

Магній міститься як сполука у багатьох продуктах харчування, особливо в

Цільнозернові продукти (наприклад, цільнозерновий хліб, рис, кукурудзяні пластівці, макарони з цільної пшениці)
Мінеральна вода, особливо лікувальна
Вода з-під крана достатньої жорсткості
печінка
птиця
риба
Насіння гарбуза, насіння соняшнику
шоколад
Горіхи
- Горіхи кеш'ю
Арахіс
Картопля
овочі
- Листя шпинату
- Кольрабі
Фрукти
- М'які фрукти
- Апельсини
- Банани
кунжут
Молоко та молочні продукти
вівсянка
Буряковий сироп

Небезпеки та захисні заходи

Небезпека елементарного магнію сильно залежить від температури та розміру частинок: компактний магній нешкідливий при температурах нижче температури плавлення, тоді як магнієві тріски та порошок легкозаймисті. Завдяки великій площі поверхні, останні можуть легко реагувати з киснем у повітрі. З дуже дрібним порошком магнію існує ризик самозаймання; Порошкоподібні суміші навіть вибухонебезпечні. Флегматизація - це лікування, що зменшує ризик при обробці порошків магнію та металів. Розплавлений магній також самозаймається на повітрі. Дрібнозернистий або нагрітий магній також реагує з багатьма іншими речовинами, наприклад водою та іншими кисневмісними сполуками. Тому розплави магнію вимагають постійного захисту від попадання атмосферного кисню. На практиці це робиться шляхом покриття розплаву агентами, багатими хлоридом магнію. Гексафторид сірки також підходить як захист від окислення. Покриття елементарною сіркою, що було звичним у минулому, більше не практикується через серйозні неприємності, викликані діоксидом сірки, що утворюється.

При магнієвих пожежах спостерігається температура близько 3000 ° C. За жодних обставин не можна використовувати загальні засоби пожежогасіння, такі як вода, вуглекислий газ, піна або азот, оскільки магній бурхливо реагує з ними. Якщо вода контактує з вогнем магнію, існує гострий ризик реакції оксигену.

Для вогню (металевого вогню) розплаву принципом гасіння є його задуха, тобто швидке витіснення кисню. У найпростішому випадку - покриттям сухим піском, інакше - нанесенням покривної солі для розплавів магнію. Також підходять вогнегасні порошки класу вогню D, порошок оксиду магнію (магнезійна уста/спалена магнезія) і, при необхідності, сухі сірі чавунні стружки без іржі,

При використанні магнію слід точно дотримуватися всіх наведених вказівок з техніки безпеки. Ні в якому разі не може виникати вибухонебезпечна атмосфера (пил магнію, водень, аерозолі та пари легкозаймистих охолоджувальних мастил). Необхідно також дотримуватися звичайних заходів безпеки праці, таких як уникання джерел займання.

доказ

Найкращий спосіб виявити магній - за допомогою Magneson II, титанового жовтого або хіналізарину.

Для виявлення за допомогою Магнесона II (4- (4-нітрофенілазо) -1-нафтолу) вихідну речовину розчиняють у воді та лужують. Потім додають кілька крапель розчину азобарвника Magneson II. Якщо присутні іони магнію, створюється темно-синій кольоровий лак. Інші лужноземельні метали слід спочатку видалити у вигляді карбонатів шляхом осадження.

Для виявлення титановим жовтим (тіазол жовтий G) вихідну речовину розчиняють у воді та підкислюють. Потім його змішують з краплею розчину титанового жовтого і лужують розведеним розчином гідроксиду натрію. Якщо присутній магній, утворюється світло-червоний осад. Іони нікелю, цинку, марганцю та кобальту заважають цьому виявленню, і їх слід попередньо осадити у вигляді сульфідів.

Для виявлення за допомогою хіналізарину розчин кислого зразка змішують з двома краплями розчину барвника. Потім додають розбавлений розчин гідроксиду натрію, поки реакція не стане основною. Синій колір або опади вказують на магній.

Утворення осадів з розчинами фосфатних солей також може бути використано як реакція виявлення солей магнію. Розчин зразка без важких металів, який забуференний до рН 8 - 9 аміаком та хлоридом амонію, змішується з розчином динатрію гідрофосфату. Біла кислоторозчинна хмарність, спричинена фосфатом амонію магнію MgNH4PO4, вказує на іони магнію:

$ \ mathrm + NH_4 ^ + + PO_4 ^ \ \ rightarrow \ MgNH_4PO_4 \ downarrow> $

З аміачного розчину Mg 2+ також можна виявити за допомогою оксину як погано розчинної жовто-зеленуватої сполуки. Цей доказ підходить для процесу поділу катіонів.