طلاب 11 تقرير رائع عن عنصر الماغنسيوم.. للكيمياء

طلاب 11 تقرير رائع عن عنصر الماغنسيوم.. للكيمياء

ان شاء الله تستفيدو منه...

*******

المغنسيوم
Mg

العدد الذري : 12
الكتلة الذرية : 24.305
درجة الإنصهار : 650 درجة مئوية
درجة الغليان : 1107 درجة مئوية
الكثافة : 1.738 جم/سم3
عدد الأكسدة : +2
النظائر : ( Mg28 , Mg27 )
التوزيع الألكتروني : Ne ] 3S2 ]


تاريخ ووجود المغنسيوم في الطبيعة

اشتق اسم المغنسيوم من ( مغنيسيا ) وهي منطقة في آسيا الصغرى حيث عثر فيها على مركبات المغنسيوم وفي عام 1765 م استطاع ( نيهيميا جرو Nehemiah ) فصل كبريتات المغنسيوم من معادن مائية في منطقة السوم بانجلترا , وفي عام 1808 م استطاع ( دافي Davy ) عزل المغنسيوم واستخلاصه عن طريق التحليل الكهربائي . ويعد المغنسيوم من الفلزات التي تأخر كثيراً الحصول عليها . ويرجع ذلك لقابلية المغنسيوم العالية للاتحاد بالعناصر الأخرى , وصعوبة استخلاصه من خاماته , وإضافة الى ذلك فإن الألفة الكيميائة بين المغنسيوم والعناصر الأخرى تجعل من الصعوبة بمكان الحصول عليه بصورة نقية , كمانه لايوجد في القشرة الأرضية بصورة منفردة , وقد تم انتاج المغنسيوم بصورة تجارية في عام 1852 م بالتحليل الكهربائي لمصهور كلوريد المغنسيوم في بوتقة من الخزف الصيني . ومازالت الطرق الحديثة لاستخلاص المغنسيوم والمستخدمة في الوقت الراهن تعمل على المبدأ نفسه .

لم يجد المغنسيوم الاهتمام الكبير لاستخلاصه واستخدامه حتى عهد قريب وربما يرجع ذلك الى عدة اسباب من بينها :

1- تكلفة الانتاج العالية نسبياً . ولكن امكن التغلب على هذه المشكلة بزيادة الإنتاج واستمرار البحث في تخفيض التكلفة بتحسين طرق الإستخلاص وتطويرها .

2- تفاعلية المغنسيوم الكيميائية العالية ونشاطه الكيميائي الكبير قد جعلا من الصعب الاحتفاظ به في صورة منفردة بعد استخلاصه , كما يصعب استخلاصه في صورته المنفردة , ولكن تطوير السبائك المختلفة في الوقت الراهن قد قضى على هذه المشكلة حيث لا يحتفظ بالمغنسيوم في صورة منفردة إنما يصنع في صور سبائكية .

3- عدم تطوير طرق تصنيع وتشكيل مناسبة لهذا الفلز , نظراً لنشاطه الكيميائي السريع حتى عند درجات الحرارة المتوسطة والمعتدلة إضافة الى إنخفاض مطيليته مقارنة بالفلزات الأخرى .

4- يشكل المغنسيوم مصدر خطورة عند وجوده او خزنه في اماكن التخزين العادية نظراً لتفاعله واكسدته السريعة واشتعاله لمجرد الأحتكاك البسيط او تعرضه لأي لهب , وهذا يمنع استخدامه في صورة منفردة , ولكن بعد تطوير سبائك المغنسيوم المختلفة اختفت تلك المشكلة .

ولقد بدأ الاهتمام الشديد والاقبال المتزايد على هذا الفلز اثناء الحرب العالمية الثانية , وشجع على ذلك الحاجة الملحة الى المغنسيوم للاستخدام في الصناعات الحربية المختلفة .
تتوفر كميات ضخمة من خامات المغنسيوم في القشرة الأرضية – والمغنسيوم هو ثاني فلز انتشاراً في القشرة الأرضية بعد الألومنيوم - اضافة الى مصدر آخر لا ينضب وهو ماء البحر .

اهم مصادر المواد الخام لعنصر المغنسيوم

ماء البحر

ويكون المغنسيوم إما في صورة كلوريد المغنسيوم ( MgCl2 ) يحتوي على 21% مغنسيوم . او في مركب كارناليت ( KMgCl3-6H2O ) يحتوي على 9% مغنسيوم .

القشرة الأرضية

وتشمل خامات المغنسيوم المتوافرة في هذه الحالة

بروسيت ( MgO.H2O ) تصل نسبة المغنسيوم فيه حوالي 42 %

مجنزيت (MgCO3 ) تصل نسبة المغنسيوم فيه الى 29 %

الدولوميت ( Ca,Mg( CO3)2 ) تصل نسبة المغنسيوم فيه الى 14 %

--------------------------------------------------------------------------------

استخلاص المغنسيوم

يستخلص المغنسيوم بإحدى طريقتين إما بالتحليل الكهروكيميائي لمصهور املاح العنصر , اوبالاختزال الكيميائي لتلك الاملاح .
ينتج معظم المغنسيوم في العالم بطريقة التحليل الكهروكيميائي , حيث تبلغ نسبة المغنسيوم المنتج عالمياً بهذه الطريقة حوالي 85 % , اما نسبة 15 % الباقية فتنتج بالاختزال الكيميائي .

التحليل الكهروكيميائي

يطلق على هذه الطريقة احياناً اسم عملية ( دو ) ( Dew process ) وكانت هذه اول طريقة استخدمت لانتاج المغنسيوم بكميات تجارية , واساس هذه العملية هو نفسه اساس طريقة استخلاص الالومنيوم , أي بالتحليل الكهروكيميائي لمصهور املاح المغنسيوم , ويستخدم في هذه الطريقة ماء البحر الذي يُطرد منه الماء قبل الاستخلاص ويؤدي ذلك الى بلورة ملح المغنسيوم , ثم تسخن البلورات لتعطي كلوريد المغنسيوم المميأ , ويخلط كلوريد المغنسيوم المميأ الناتج من ماء البحر مع كلوريدي الصوديوم والالومنيوم , ويساعد هذان الملحان على ازالة ماء التميؤ واستمرار عملية البلورة , ويصهر خليط الكلوريدات ( كلوريد المغنسيوم والكلوريدات القاعدية ) في خلية كهربائية , حيث يتم عندئذ تحليلها الكتروليتياً , وفيها يتجه الكلور الى القطب الموجب ويتجمع المغنسيوم بنقاوة ( 99.9% ) في قاع الخلية , ولقد قل كثيراً استخدام هذه الطريقة واستعيض عنها بالتحليل الكهربائي لكلوريد المغنسيوم المائي .

تستخدم الطريقة الحديثة – التحليل الكهربائي لكلوريد المغنسيوم المائي - مرة اخرى ماء البحر كمادة خام ومصدر للمغنسيوم ( يحتوي ماء البحر على 0.13 % مغنسيوم ) ويتم في البداية ترسيب المغنسيوم من ماء البحر في صورة هيدروكسيد المغنسيوم بإضافة هيدروكسيد الكالسيوم .

MgCl2 + Ca ( OH )2 ------> Mg ( OH )2 + CaCl2

MgSO4 + Ca ( OH )2 -------> Mg ( OH )2 + CaSO4

ثم يرشح المحلول الذي يحتوي في هذه الحالة على حوالي ( 17% ) هيدروكسيد المغنسيوم , لتتم معادلتة بإضافة ( 10% ) حمض الهيدروكلوريك , ونحصل عندئذ على محلول كلوريد المغنسيوم

Mg(OH)2 + 2HCl + 4H2O -------> MgCl2.6H2O

وتصل نسبة تركيز كلوريد المغنسيوم الى ( 36 % ) في المحلول الناتج , وبعد تجفيف ناتج التفاعل ترتفع نسبة تركيز كلوريد المغنسيوم لتبلغ ( 76 % ) وتصل نسبة الماء في الناتج حوالي ( 20 % ) , وينقل الناتج عندئذ الى خلية التحليل الكهربائي التي تعمل بطريقة مستمرة .
وبمرور التيار الكهربائي المباشر في الخلية يتحلل كلوريد المغنسيوم الى ايونات كل من الكلور والمغنسيوم , ونظراً لأن كثافة المغنسيوم اقل من كثافة الإلكتروليت فإن المغنسيوم يطفو على السطح في منطقة الكاثود , ليتم عندئذ جمعه , وتبلغ درجة نقاوة الفلز الناتج من هذه الطريقة حوالي ( 99.8 % ) , اما الكلور المتصاعد عند الأنود فيتم جمعه , حيث يعاد استخدامه مرة ثانية لتحويل اكسيد المغنسيوم الى كلوريد المغنسيوم او يستخدم في انتاج حامض الهيدروكلوريك .

طريقة ( إلكترون )

بُنيت طريقة إلكترون لاستخلاص المغنسيوم على اساس استخدام الخامات المتوافرة في القشرة الأرضية .
ولإنتاج المغنسيوم بهذه الطريقة , يكسر الخام ويطحن ثم يتم تكليسه للحصول على اكسيد المغنسيوم MgO , ويخلط الناتج ( المغنيسيا ) مع الفحم النباتي في وجود الكلور , ثم يكبس المخلوط في صورة قوالب , ويكون الناتج هو كلوريد المغنسيوم غير المائي مخلوطاً بالفحم , ثم يجفف الناتج لطرد الماء , ويتم عندئذ معالجة كلوريد المغنسيوم غير المائي الناتج كما في الطريقة السابقة , ليتم الحصول على المغنسيوم والكلور .

خواص المغنسيوم

المغنسيوم عنصر فلزي ذو لون أبيض فضي


يفقد بريقه ولمعانه بعد فترة قليلة , وتزداد تبعاً لذلك خشونة سطحه
يعتبر المغنسيوم من أخف الفلزات , وهو أخف الفلزات المستعملة تجارياً على الإطلاق .
قابل للطرق والسحب عند درجات حرارة مرتفعة تصل الى ( 340 درجة مئوية )
ليست له أية خواص مغناطيسية .
لايذوب المغنسيوم في الماء البارد او الساخن , ولكنه يذوب في كل الحموض مطلقا الهيدروجين

Mg + 2HCl ------> MgCl2 + H2

للمغنسيوم مقاومة جيدة ضد الهواء والماء , أي ان مقاومته للتآكل جيدة في الاوساط الجافة , ولكنها تقل جداً في وجود الرطوبة او أية املاح – وذلك لسرعة تكوين طبقة من الكربونات القاعدية على سطحه .
للمغنسيوم مقدرة جيدة على الاختزال .
يتميز المغنسيوم بالقصافة مما يجعل تشكيله عند درجة الحرارة العادية امراً صعباً بل مستحيلاً , حيث ان تشكيله على البارد يزيد من تصلده .

يتفاعل المغنسيوم مع كلاً من

النيتروجين

x3Mg + N2 -------> Mg3N2

الكبريت

Mg + 1/8S8 -------> MgS

النشادر

Mg + 2NH3 ------> Mg(NH2)2 + H2

الهالوجينات

Mg + Cl2 --------> MgCl2

الأكسجين

x2Mg + O2 -------> 2MgO

بخار الماء

Mg + 2H2O (g) -------> Mg(OH)2 + H2

استخدامات المغنسيوم

منذ الحرب العالمية الثانية وحتى الوقت الحاضر شهد العالم توسعاً كبيراً وزيادة مستمرة ومطردة في إستخدام المغنسيوم , ولكن استعماله كان دائماً في صورة سبائكية وليس بصورة فلزية منفردة . ويرجع عدم استخدام المغنسيوم بصورة منفردة ( الا في حالات محدودة ) لضعف خواصه الميكانيكية .
تعتمد أهم الاستخدامات لفلز المغنسيوم على أساس انطلاق ضوء أبيض لامع من المغنسيوم المشتعل , ولهذا يستخدم في صناعة مساحيق الضوء الومضي وفي الألعاب النارية والقنابل .
يستخدم المغنسيوم بصورته السبائكية في العديد من التطبيقات , وخاصة صناعة الطائرات والسيارات وقوارب السباق وهياكل الدراجات


والأسلحة النارية وأجهزة تضخيم الصوت , كما يستخدم المغنسيوم وسبائكه لوقاية المنشآت الفلزية من التآكل عندما يتم توصيل المغنسيوم او إحدى سبائكه كأنود في الدائرة الكهربائية المغلقة وتعرف باسم أنود تضحية ) Sacrificial anode ) حيث تستهلك او تتآكل هذه المواد . ومن امثلة استخدام المغنسيوم او سبائكه كمادة واقية في صورة أنود تضحية في جسم السفن وخطوط أنابيب نقل النفط وخطوط أنابيب نقل الماء وكذلك لوقاية الدعامات الفولاذية في الإنشاءات المختلفة . ولكن يجب تذكر عدم استخدام هذه الطريقة لوقاية أجهزة الحفر في آبار البترول لاحتمال حدوث شرارات كهربائية مع وجود فلز المغنسيوم سهل الاشتعال , مما يؤدي الى حدوث الحرائق .

---

'ghf 11 jrvdv vhzu uk ukwv hglhyksd,l>> gg;dldhx gg;dldhx hglhyksd,l jrvdv vhzu uk ukwv

الموضوع الأصلي: طلاب 11 تقرير رائع عن عنصر الماغنسيوم.. للكيمياء || الكاتب: عابر الفيافي || المصدر: منتديات نور الاستقامة

سبحان الله وبحمد...سبحان الله العظيم

وهنا معلومات مختلفه عن الماغنيسيوم
************
أشهر طريقة هي طريقة داو حيث يؤتى بالجير المستخرج من صخور الدولميت وتمزج مع ماء البحر المحتوى على كلوريد المغنيسيوم يفعل الأخير عن المزيج ويصفى ثم يفاعل مع حمض الهيدروكلوريك فيتكون كلوريد المغنيسيوم وماء يبخر الماء فيتبقى كلوريد النغنيسيوم الذي يتم صهره عند درجة حرارة 710 سيلزية ثم تتم عملية التحليل الكهربائي للصهور فنحصل على مغنيسيوم وغاز الكلور ..

***********************************
مياه البحار والمحيطات مستودع مهم للمركبات الكيميائية فيوجد الماغنيسيوم على شكل أملاح ( Mg2+) ويتم استخلاصه كما يلي:
1- ترسب أيونات الماغنيسيوم على شكل هيدروكسيد الماغنيسيوم، وذلك بإضافة هيدروكسيد الكالسيوم أو أكسيد الكالسيوم.
2- يفصل الراسب عن بقية المواد التي تبقى في الماء بواسطة عملية الترشيح.
3- يضاف حمض الهيدروكلوريك فينتج كلوريد الماغنيسيوم الذي يحضر من مصهوره عنصر الماغنيسيوم.
Mg(aq)2+ + CaO(S) → Mg(OH)2 + Ca2+(aq)
Mg(OH)2(s) + HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2O(l)


MgCl2(aq) → Mg(s) + Cl2(g)

*********************************




__________________

بارك الله فيك