Magneziu - biologie

Banda de magneziu și sârmă sunt utilizate în lămpi (foto) cu bliț sau mai devreme ca praf de lumină pentru bliț, pulbere de magneziu în dispozitive incendiare, bombe și muniție ușoară, dar și ca aditiv în pietrele de silex pentru brichete. Lansetele de magneziu sunt adesea folosite ca anodi de sacrificiu, care protejează părțile din metale nobile de coroziune.

Magneziul este utilizat în multe moduri diferite în metalurgie,

• z. B. ca agent reducător în procesul Kroll pentru extracția titanului,
• ca agent de reducere pentru extracția de uraniu, cupru, nichel, crom și zirconiu,
• ca o componentă a aliajelor grupurilor AlSiMg și AlMg,
• ca granulat de magneziu pentru desulfurarea fierului și a oțelului,
• ca aditiv pentru fonta de grafit sferoidal,
• ca bază a unui grup de aliaje ușoare standardizate pentru construcția de aeronave și autovehicule. (Aceste topituri necesită un strat de acoperire de clorură de magneziu topită pentru a proteja împotriva pătrunderii aerului și oxidării (a se vedea tratamentul topirii),
• ca combustibil pentru torțele care ard sub apă.

În chimia organică, este folosit pentru a produce compuși Grignard.

Deoarece magneziul se aprinde foarte ușor, este folosit și ca brichetă foarte robustă. Aceasta ca. Kituri de pornire pentru foc Blocurile de magneziu care au fost deplasate au un băț pe o parte, a cărui abraziune se aprinde spontan în aer, ca silexul unei brichete. Procedura este foarte asemănătoare cu metoda epocii de piatră de a face focul cu silex și tind, magneziul preluând rolul de tind. În primul rând, așchii sunt răzuite de pe blocul de magneziu cu un cuțit și așezate pe sau sub combustibilul real. Apoi, prin răzuirea spatelui „silexului” (de ex. Cu spatele cuțitului), scânteile sunt generate cât mai aproape posibil de așchiile de magneziu pentru a le aprinde.

Aliaje de magneziu

Alte utilizări posibile pentru piesele turnate cu magneziu s-au oferit pe parcursul dezvoltărilor tehnice, parțial din cauza războiului, parțial previziv constructiv și în același timp optimizarea aliajelor. Aliajele Mg-Al, Mg-Mn, Mg-Si, Mg-Zn și în final aliajele Mg-Al-Zn au fost dezvoltate ca materiale pe bază de magneziu.

Carcasa de transmisie a VW Beetle a fost turnată în milioane dintr-un aliaj Mg-Si. Astăzi aliajele de magneziu nu sunt folosite doar pentru a economisi greutate, dar sunt caracterizate și prin amortizare ridicată. Atunci când este expus la vibrații, acest lucru duce la o reducere a emisiilor de vibrații și zgomot. Din acest motiv, aliajele de magneziu au devenit materiale interesante în construcția de motoare și în construcția de automobile în general. Nu numai că piesele motorului sunt fabricate din aliaj de magneziu, dar procesul hibrid/turnare hibridă este de asemenea utilizat din ce în ce mai mult pentru turnarea blocurilor de motor (vezi și BMW N52).

În procesul de turnare sub presiune/turnare sub presiune (a se vedea și sub turnare sub presiune), multe componente, chiar mari, cu pereți subțiri, pot fi produse aproape de dimensiunile lor finale și fără o post-procesare costisitoare. B. jante, profile, carcase, uși, hote, capace portbagaj, pârghii frână de mână și altele. Piesele fabricate din aliaje Mg-Al-Zn nu sunt utilizate doar în ingineria auto, ci și în ingineria mecanică.

Eforturile de construcție ușoară au condus la aliaje chiar mai ușoare din magneziu, cu adăugarea de litiu la sfârșitul secolului al XX-lea.

Materiale de magneziu în medicină

Cele mai recente cercetări promit un potențial ridicat de dezvoltare a materialelor de magneziu ca material absorbant pentru implant (de exemplu, ca stent) pentru corpul uman. Materialele cu magneziu trebuie protejate de coroziunea de contact în timpul utilizării. Cu toate acestea, rezistența la coroziune la influențele atmosferice normale este bună. Comportamentul de coroziune prin contact ar fi un avantaj decisiv dacă este utilizat ca material de implant pentru a fi utilizat pentru o perioadă limitată de timp, deoarece s-ar dizolva în siguranță după un anumit timp. Aceasta elimină riscurile și costurile unei operațiuni de îndepărtare a implanturilor.

îngrăşământ

La calcarea zonelor arabile și pășunilor, magneziul este utilizat sub formă de oxid de magneziu sau carbonat de magneziu pentru a reintroduce îndepărtarea magneziului de către plante în sol. În plus, valoarea pH-ului solului este crescută și disponibilitatea altor nutrienți este îmbunătățită. Compusul de magneziu este de obicei utilizat împreună cu varul ca îngrășământ complex care conține magneziu și calciu. [12] Fosfatul de magneziu Mg3 (PO4) 2, care apare în mod natural sub formă de bobierrită (Fosfat de trimagnesiu) [13] și azotatul de magneziu [14] sunt folosite ca îngrășăminte compuse.

fiziologie

Deoarece magneziul este indispensabil pentru toate organismele, acesta este una dintre substanțele esențiale. Prin urmare, magneziul trebuie să fie furnizat organismului în cantități suficiente în fiecare zi pentru a preveni deficiența de magneziu. Magneziul este conținut în cantități diferite în toate alimentele și, de asemenea, în apă potabilă. Resorbția de magneziu are loc în intestinul subțire superior.

Frunzele verzi ale plantelor, clorofila, conțin aproximativ 2% magneziu. Acolo formează atomul central al clorofilei. Plantele etiolate, precum și cu o lipsă de lumină, cu o lipsă de magneziu.

Corpul unui adult conține aproximativ 20 g de magneziu (pentru comparație: 1000 g de calciu). În plasma sanguină, 40% din magneziu este legat de proteine; nivelul seric normal este de 0,8-1,1 mmol/l. Magneziul este implicat în aproximativ 300 de reacții enzimatice ca component enzimatic sau coenzimă, iar ionii Mg liberi influențează, de asemenea, potențialul asupra membranelor celulare. Ionii Mg acționează ca un al doilea mesager în sistemul imunitar. Acestea stabilizează potențialul de odihnă al mușchilor excitabili și celulelor nervoase și celulelor sistemului nervos autonom. Deficitul de magneziu declanșează neliniște, nervozitate, iritabilitate, dureri de cap, lipsă de concentrare, oboseală, slăbiciune generală, aritmii cardiace și crampe musculare. În zona psihicului și a metabolismului, se presupune că depresia și psihozele schizofrenice sunt agravate de un deficit de magneziu. Deficitul poate duce, de asemenea, la un atac de cord. [15] Un exces de magneziu din sânge poate rezulta din aportul excesiv și disfuncția renală și duce la tulburări ale sistemului nervos și ale inimii.

Doza zilnică necesară de aproximativ 300 mg se obține de obicei printr-o dietă echilibrată cu alimentele enumerate mai jos. O nevoie crescută poate fi satisfăcută cu suplimente alimentare sau medicamente. O ușoară deficiență de magneziu poate apărea în timpul bolilor grave, sarcinii sau în sporturile de competiție. Deficiențe grave rezultă din disfuncție renală, diaree pe termen lung, inflamație intestinală cronică, diabet zaharat slab controlat, corticoizi și anumite diuretice sau din malnutriție în alcoolism. [16]

Sărurile de magneziu precum citratul, gluconatul, aspartatul și clorhidratul de aspartat sunt aprobate ca produse medicamentoase în Germania, în doze zilnice de 100-400 mg împotriva deficiențelor și tulburărilor neuromusculare precum crampe musculare, migrene sau complicații ale sarcinii. Magneziul este absorbit în intestin și excretat prin rinichi. Efectele secundare sunt plângeri gastro-intestinale și diaree, în caz de supradozaj, de asemenea, oboseală și puls lent. Contraindicațiile sunt disfuncția renală și anumite aritmii cardiace.

Sărurile de magneziu sunt utilizate în medicina alternativă, vezi și: Medicina ortomoleculară; Săruri Schuessler. Sulfatul de magneziu („sarea Epsom”) a fost folosit anterior ca laxativ.

Dacă suplimentele de magneziu sunt administrate pe cale orală (comprimate, masticabile sau pastile, granule care trebuie dizolvate în lichid), doza este importantă. Diverse studii [17] ajung la concluzia că, atunci când se iau 120 mg, aproximativ 35% este absorbit, dar numai în jur de 18% atunci când se ia o doză zilnică completă de 360 ​​mg. Forma compușilor folosiți în mod obișnuit în medicamente astăzi este irelevantă pentru absorbția în organism, deoarece aceștia sunt echivalenți din punct de vedere farmacologic, biologic și clinic. Sărurile organice precum aspartatul de magneziu sau citratul de magneziu sunt în general absorbite de organism mai repede decât compușii anorganici. [18]

Alimente

Autorii principali nu au fost informați. Vă rugăm să îi anunțați!

Magneziul se găsește ca un compus în multe alimente, în special în

• Produse din cereale integrale (de exemplu, pâine integrală, orez, fulgi de porumb, paste integrale din grâu)
• Apă minerală, în special apă medicinală
• Apă de la robinet cu o duritate suficientă a apei
• ficat
• păsări de curte
• peşte
• Semințe de dovleac, semințe de floarea soarelui
• ciocolată
• Nuci
  • Nuci caju
• Arahide
• Cartofi
• legume
  • Frunze de spanac
  • Gulie
• Fructe
  • Fruct moale
  • Portocale
  • Banane
• susan
• Lapte și produse lactate
• ovaz
• Sirop de sfeclă

Pericole și măsuri de protecție

Pericolul magneziului elementar depinde în mare măsură de temperatură și de mărimea particulelor: magneziul compact este inofensiv la temperaturi sub punctul de topire, în timp ce așchiile de magneziu și pulberea sunt extrem de inflamabile. Datorită suprafeței mari, acesta din urmă poate reacționa cu ușurință cu oxigenul din aer. Cu pulberea de magneziu foarte fină există riscul autoaprinderii; Amestecurile de aer-pulbere sunt chiar explozive. Flegmatizarea este un tratament de reducere a riscurilor la prelucrarea pulberilor de magneziu și metal. Magneziul topit se autoaprinde în aer. Magneziul cu granulație fină sau încălzit reacționează, de asemenea, cu multe alte substanțe, de exemplu apă și alți compuși care conțin oxigen. Prin urmare, topiturile de magneziu necesită o protecție permanentă împotriva pătrunderii oxigenului atmosferic. În practică, acest lucru se face prin acoperirea topiturii cu agenți bogați în clorură de magneziu. Hexafluorura de sulf este, de asemenea, adecvată ca protecție la oxidare. Acoperirea cu sulf elementar, care era obișnuit în trecut, nu mai este practicată din cauza neplăcerilor severe cauzate de dioxidul de sulf produs.

Temperaturile de până la aproximativ 3000 ° C apar în incendiile cu magneziu. În niciun caz nu trebuie folosiți agenți de stingere obișnuiți, cum ar fi apa, dioxidul de carbon, spuma sau azotul, deoarece magneziul reacționează violent cu aceștia. Dacă apa intră în contact cu un incendiu de magneziu, există un risc acut de reacție oxihidrogenă.

Pentru un incendiu (foc de metal) într-un topit, principiul de stingere este asfixierea acestuia, adică deplasarea rapidă a oxigenului. În cel mai simplu caz prin acoperirea cu nisip uscat, altfel prin aplicarea unei sări de acoperire pentru topitele de magneziu. Pudrele de stingere din clasa D de incendiu, pulberea de oxid de magneziu (Magnesia usta/magnezia arsă) și, dacă este necesar, așchii de fontă uscată, fără rugină, sunt de asemenea potrivite,

Atunci când utilizați magneziu, toate instrucțiunile de siguranță date trebuie respectate cu strictețe. În niciun caz nu poate apărea o atmosferă explozivă (praf de magneziu, hidrogen, aerosoli și vapori de lubrifianți de răcire inflamabili). De asemenea, trebuie respectate măsurile normale de securitate a muncii, cum ar fi evitarea surselor de aprindere.

dovada

Cel mai bun mod de a detecta magneziul este prin Magneson II, galben de titan sau quinalizarină.

Pentru detectarea cu Magneson II (4- (4-nitrofenilazo) -1-naftol), substanța originală este dizolvată în apă și alcalinizată. Apoi se adaugă câteva picături dintr-o soluție de colorant azoic Magneson II. Dacă sunt prezenți ioni de magneziu, se creează un lac de culoare albastru închis. Alte metale alcalino-pământoase ar trebui mai întâi îndepărtate ca carbonați prin precipitații.

Pentru detectarea cu galben de titan (galben tiazol G), substanța originală este dizolvată în apă și acidulată. Apoi se amestecă cu o picătură de soluție galbenă de titan și se alcalinizează cu soluție diluată de hidroxid de sodiu. Dacă este prezent magneziu, se formează un precipitat roșu deschis. Ionii de nichel, zinc, mangan și cobalt interferează cu această detectare și ar trebui precipitați în prealabil ca sulfuri.

Pentru detectarea cu quinalizarină, soluția de probă acidă este amestecată cu două picături de soluție de colorant. Apoi se adaugă soluție diluată de hidroxid de sodiu până când reacția este bazică. O culoare albastră sau precipitații indică magneziu.

Formarea precipitatelor cu soluții de sare fosfat poate fi, de asemenea, utilizată ca reacție de detectare a sărurilor de magneziu. Soluția de probă, care nu conține metale grele și este tamponată la pH 8-9 cu amoniac și clorură de amoniu, este amestecată cu soluție de hidrogen fosfat disodic. O tulburare albă, solubilă în acid cauzată de fosfatul de magneziu amoniu MgNH4PO4 indică ioni de magneziu:

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

Din soluția amoniacală, Mg 2+ poate fi detectat și cu oxină ca un compus galben-verzui slab solubil. Această dovadă este potrivită pentru procesul de separare a cationilor.

---