من المعرفة

المقالة الرئيسية: نظائر المغنسيوم
نظ	ت.ط.	عمر النصف
²⁴Mg	78.99%	Mg يكون ثابت وله 12 نيوترون
²⁵Mg	10%	Mg يكون ثابت وله 13 نيوترون
²⁶Mg	11.01%	Mg يكون ثابت وله 14 نيوترون

المراجع

المغنِسيوم هو عنصر كيميائي فلزي في الجدول الدوري ، يرمز له بالحرفين (ما) بالعربية ، Mg باللاتينية وعدده الذري 12 ، ترتيبه بين العناصر من حيث الوفرة في الطبيعة هو الثامن ، ويشكل 2% من القشرة الأرضية.

فهرست

1 استخداماته
- 1.1 المغنسيوم كفلز
- 1.2 في مركبات المغنسيوم
2 تاريخ
3 مصادره
- 3.1 المغنسيوم من ماء البحر
4 البيولوجيا
5 النظائر
6 محاذير
7 انظر أيضاً
8 المصادر
9 وصلات خارجية

استخداماته

المغنسيوم كفلز

منتجات المغنسيوم: مـُشعِل و برو shavings, مبراة, رقاقة مغنسيوم

سيارة تجريبية من فولكس واجن من المغنسيوم عام 2002، يقودها رئيس مجلس الإدارة السابق للشركة فرديناند پيش ، وكان جالساً في المقعد الخلفي خليفته برند بيشيتسريدر.

تستخدم مركبات المغنسيوم , وبالأساس اكسيد المغنسيوم, بصفة عامة لعمل المادة الحرارية في بطانة الأفران و المحولات لإنتاج الحديد والصلب واللافلزات والزجاج والأسمنت.

يستخدم كذلك اكسيد المغنسيوم والمركبات الأخرى في الصناعات الزراعية والكيميائية والإنشائية. وكفلز, فالإستخدام الرئيسي لهذا العنصر هو كإضافة سبـائكية للألومنيوم في سبائك الألومنيوم-منجنيز المستخدمة أساساً في صناعة العبوات الصفيحية للمشروبات.

المغنسيوم, في أنقى صوره, يمكن مقارنته بالألومنيوم, فهو قوي وخفيف, ولذلك يستخدم في العديد من التطبيقات لتصنيع جزء ما بكميات كبيرة, بما فيها أجزاء السيارات والشاحنات. فالعجلات الخاصة فائقة القوة للسيارات المصنوعة من سبيكة مغنسيوم تسمى "عجلات مغنسيوم mag wheels". ففي 1957 كورڤيت Corvette SS, تم تصميمها للسباق, وبـُني جسمها من ألواح مغنسيوم. مسعى پورشه الدءوب لإنقاص وزن سيارات السباق لديها أدى بها لاستعمال هياكل من المغنسيوم في موديلها الشهير 917/053 الذي فاز في سباق لومان Le Mans عام 1971, ومازال يحتفظ بالرقم القياسي المطلق للمسافة. السيارة موديل 917/30 Can-Am تميزت أيضاً بهيكل فراغي من المغنسيوم, ساعدها على استغلال مزايا محركها العبقري الذي بلغت قدرته 1100-1500 حصان. فولكس واجن استعملت المغنسيوم في مكونات محركاتها للعديد من السنوات. وفي أكتوبر 2007 طالعت فولكس واجن العالم بخبر طرح سيارة مصنوعة بالكامل من المغنسيوم وتتميز هذه السيارة بأنها سيارة صديقة للبيئة، يتم فيها مراعاة التقليل من إنبعاثات ثاني أكسيد الكربون وكذلك تكون منخفضة الإستهلاك في الوقود ، وأضف لهذا خفة وزن السيارة وسرعتها الفائقة. ومن الجدير بالذكر أن عند البدء في تنفيذ الفكرة كان العائق الأساسي هو إرتفاع سعر السيارة حيث بلغ تقريبا 35 ألف يورو وذلك بسبب خامات المغنسيوم المستخدمة لصنع المحركات وجسم السيارة بالكامل ويدرس حاليا كيفية تخفيض تلك التكاليف لعمل السيارة على نطاق تجاري. وتم تنفيذ نموذج للسيارة من المغنسيوم فجاءت على شكل مركبة فضائية. وأطلقت السيارة التجريبية الأولى من هذا النوع عام 2002، حيث قادها رئيس مجلس الإدارة السابق للشركة فرديناند پيش ، وكان جالساً في المقعد الخلفي خليفته برند پيشيتسريدر. ^[1]

ولمدة طويلة, استخدمت بورشه سبيكة المغنسيوم لصناعة كتلة المحرك لمزايا الوزن. ولقد تجدد الاهتمام بصنع المحركات من المغنسيوم, سيارات كما نرى في موديلات عام 2006 من BMW 325i و 330i. محرك BMW يستعمل حشو من سبيكة ألومنيوم لحوائط الأسطوانات و أقمصة التبريد محاطة بسبيكة مغنسيوم مقاومة للحرارة هى AJ62A. و قد أعطى استخدام سبيكة المغنسيوم AE44 في مهد محرك موديل عام 2006 من سيارة كورڤيت Z06 دفعة لتكنولوجيا تصميم أجزاء سيارات تتطلب القوة باستخدام المغنسيوم. و كلا السبيكتين اضافة حديثة لعائلة سبائك المغنسيوم المقاومة للحرارة العالية و المنخفضة الزحف . الاستراتيجية العامة لمثل تلك السبائك هو تشكيل الرواسب بين الفلزية عند حدود الحبيبات, على سبيل المثال بإضافة السبيكة النادرة وهى سبيكة سيريوم مع فلزات أرضية نادرة أخرى أو كالسيوم.^[1] استعملت فولكس واگن المغنسيوم في مكونات محركاتها للعديد من السنوات. وفي أكتوبر 2007 فاجئت العالم بنيتها صناعة سيارة بالكامل من المغنسيوم بربع وزن مثيلتها من الصلب ولذلك فهي أسرع ولكن تستهلك وقوداً أقل، أي أنها ستولد ك أ₂ أقل ولذلك فهي حقاً سيارة صديقة للبيئة. ومن الجدير بالذكر أن عند البدء في تنفيذ الفكرة كان العائق الأساسي هو إرتفاع سعر السيارة حيث بلغ تقريبا 35 ألف يورو. وذلك بسبب ارتفاع سعر المغنسيوم المنتج بالتحليل المائي من البحر الميت بإسرائيل الذي كانت فولكس واگن تنوي شراءه، عن ضعف سعر المغنسيوم الصيني المنتج عن طريق عملية پيدجن دون فارق في المواصفات.^[1] التطويرات الحديثة لسبائك المغنسيوم وانخفاض تكلفتها, التي جعلتها منافسة لسبائك الألومنيوم, ستزيد من استخداماتها في صناعة السيارات.

مجال الاستخدامات الثاني للمغنسيوم هو الأجهزة الإلكترونية. فبفضل وزنه الخفيف, وخصائصه الميكانيكية والكهربائية الجيدة, يـُستخدم المغنسيوم على نطاق واسع في تصنيع الهواتف المحمولة والحاسبات المحمولة والكاميرات والأجزاء الإلكترونية الأخرى. بل ويستخدم المغنسيوم لصناعة النسخ الفاخرة من لعبة اليو-يو, مثل Duncan Freehand Mg.

تاريخياً,كان المغنسيوم أحد الفلزات الرئيسية المستخدمة في انشاءات صناعة الفضاء وقد استخدمته الطائرات الحربية الألمانية منذ الحرب العالمية الأولى وزاد هذا الاستخدام بشكل مضطرد في الحرب العالمية الثانية. وقد صاغ الألمان الاسم 'إلكترون Elektron' لسبيكة المغنسيوم التي مازالت تستعمل حتى اليوم. وبسبب المخاطر الإنطباعية عن الأجزاء المصنوعة من المغنسيوم في حالة الحريق, فإن استخدام المغنسيوم في صناعة الطيران والفضاء التجارية تم قصرها بصفة عامة على المكونات المرتبطة بالمحرك. وحالياً يتزايد استخدام سبائك المغنسيوم في صناعة الفضاء, والسبب الرئيسي وراء ذلك هو الأهمية المتزايدة لاقتصاديات الوقود والحاجة لتخفيض الوزن. تطوير واختبار سبائك مغنسيوم جديدة وأشهرهم إلكترون 21 الذي اجتاز اختبارات شاملة مطولة في صناعة الفضاء والطيران لمناسبته في كل من مكونات المحرك, والهيكل الجوي. الاتحاد الاوروبي لديه ثلاثة مشاريع لأبحاث وتطوير متعلقة بالمغنسيوم في صناعة الطيران والفضاء في برنامج الهياكل الستة.

مشعل نار من المغنسيوم (في اليد اليسرى), يستعمل مع مطواة وحجر صوان flint لعمل الشرارة التي ستشعل البرو.

الاستخدامات الإشتعالية: المغنسيوم قابل للإشتعال, ويحترق عند درجة حرارة حوالي 2500 K (2200 °م, 4000 °ف), و درجة الإشتعال الذاتي للمغنسيوم هي حوالي 744 ك (473 °م, 883 °ف) في الهواء. درجة الحرارة فائقة الإرتفاع التي يشتعل عندها المغنسيوم تجعله أداة طيعة لبدء حرائق الطوارئ أثناء الرحلات الترفيهية خارج المنازل. الاستخدامات الأخرى الشبيهة تتضمن التصوير باستخدام ضوء الفلاش, الشعلات, علم الاشتعال pyrotechnics, الألعاب النارية الشرارية, والقنابل الحارقة.

استخداماته الأخرى تتضمن:

إزالة الكبريت من الحديد والصلب.
انتاج التيتانيوم
ألواح Photoengraved في صناعة الطباعة.
مخلوطاً في سبائك, هذا الفلز هام جداً لصناعة الطائرات و الصواريخ.
عند استعماله كعنصر سبائكى يحسن الخصائص الميكانيكية و, التصنيعية و اللحامية للألومنيوم.
عامل مضاف في الدوافع propellants التقليدية ويستخدم في انتاج گرافيت عـُقـَدي في الحديد الزهر.
عامل مختزل لإنتاج يورانيوم نقي ولإنتاج فلزات أخرى من أملاحها.
Magnesium turnings or ribbon تـُستعمل لإعداد Grignard reagents, المفيدين في التخليق العضوي
لتفاعله بسهولة مع الماء, فيمكن أن يقوم بدور مجفف desiccant

في مركبات المغنسيوم

أيون المغنسيوم ضروري للحياة (انظر المغنسيوم في الأجهزة الحيوية), ولذلك فأملاح المغنسيوم تضاف للأغذية والأسمدة ("ما" هو أحد مكونات الكلوروفيل), و culture media.
هيدروكسيد المغنسيوم يـُستعمل في لبن المغنسيا, و كلوريده و اكسيده, گلوكوناته و ستراته يستعملوا كإضافات غذائية فموية, و تستعمل كبريتاته (أملاح إپسوم) لأغراض مختلفة في الطب, وغيره (انظر المقالة للمزيد). اضافات المغنسيوم الفموية قيل أن له مفعول علاحي لبعض individuals who suffer from Restless Leg Syndrome (RLS). ^{[بحاجة لمصدر]}
بورات المغنسيوم, ساليسيلات المغنسيوم وكبريتات المغنسيوم يـُستخدموا كمطهرات antiseptic.
بروميد المغنسيوم يستخدم كمهدئ لطيف (وهذا المفعول يعود إلى البروميد, وليس المغنسيوم).

يستعمل المغنسيت المُكَلَّس لأغراض حرارية مثل الطوب وبطانة الأفران والمحولات.
مسحوق كربونات المغنسيوم (MgCO₃) يستعمله أيضاً الرياضيون, مثل لاعبي الجمباز و رافعي الأثقال, ليحسنوا من امساكهم بالأغراض – حصان الجمباز أو lifting bar.
ستيارات المغنسيوم قابل للاشتعال بدرجة صغيرة مسحوق أبيض مع صفات مزلـِّقة. يـُستخدم في التكنولوجيا الدوائية في صناعة الأقراص, لمنع الأقراص من الالتصاق بالمعدات أثناء عملية ضغط الأقراص (أي, عندما يتم تـُضغط مادة القرص لتصبح في شكل قرص).
كبريتيت المغنسيوم يستخدم في انتاج الورق (عملية الكبريتيت).
فوسفات المغنسيوم تستخدم لحماية الخشب من الحريق للإنشاءات.
سادس فلوروسيليكات المغنسيوم تستخدم في حماية الأنسجة من العتة.

تاريخ

الاسم ينبع من الكلمة اليونانية لمقاطعة في ثساليا اسمها مغنسيا. وهي ذات علاقة بكلمتي مغنتيت magnetite و منجنيز manganese, اللتان ينبعان أيضاً من تلك المنطقة, واحتاجتا اسمان مختلفان لتمييز المواد المختلفة. انظر manganese لهذا التاريخ.

المغنسيوم هو سابع أكثر العناصر تواجداً في القشرة الأرضية، بالكتلة، والثامن حسب molarity.^[1] وتتواجد في الطبيعة في رواسب كبيرة من مغنسيت, دولوميت, وأملاح أخرى, وفي المياه المعدنية, حيث يكون أيون المغنسيوم قابل للذوبان. وفي 1618 حاول مزارع في إبسوم بإنجلترة أن يسقى بقره من بئر. البقر رفض أن يشرب من البئر للطعم المر لماء البئر. المزارع لاحظ بالرغم من ذلك أن مياه ذلك البئر يبدو أنها تشفي الجروح والبثور. شهرة أملاح إبسوم انتشرت. ولاحقاً عـُرف أن مياه البئر تحتوي على كبريتات المغنسيوم المائية, MgSO₄.

في انجلترا, عزل السير همفري ديفي بالتحليل المائي فلز المغنسيوم النقي عام 1808 من خليط المغنسيا و Hg O, و حضـّره "أ. بوسى" A. A. B. Bussy في صيغة متسقة عام 1831. أول اسم اقترحه ديفي للفلز كان مغنيوم, إلا أن الاسم استقر على مغنسيوم.

مصادره

بالرغم من تواجد المغنسيوم في أكثر من 60 معدن, فقط الدولوميت, المغنسيت, البروسيت, الكرناليت, التلك, و اولڤين لهم أهمية تجارية.

في الولايات المتحدة يُستخرج هذا الفلز أساساً بواسطة التحليل المائي كلوريد المغنسيوم المصهور من ماء الملح, الآبار, و مياه البحر:

المهبط: Mg²⁺ + 2 e^- → Mg

المصعد: 2 Cl^- → Cl_{2 (غاز)} + 2 e^-

بلورات المغنسيوم مكثفة من البخار بطريقة Pidgeon process

كانت الولايات المتحدة تقليدياً المورِّد الرئيسي في العالم لهذا الفلز, بتوريدها 45% من انتاج العالم وذلك حتى عام 1995. واليوم, فنصيب الولايات المتحدة من السوق العالمية هو 7%, مع بقاء مـُنتـِج محلي واحد فقط, US Magnesium, وهي شركة مولودة من الشركة المنحلة Magcorp.^[1] وبحلول عام 2005 أصبحت الصين المورِّد المسيطر, بتوريدها 60% من الانتاج العالمي, الذي كان 4% عام 1995. وعلى العكس من عملية التحليل الكهربي المشروحة آنفاً, تعتمد الصين بدرجة شبه كاملة على طريقة مختلفة لاستخراج الفلز من خاماته, the silicothermic Pidgeon process (الاختزال الحرارى بالسيليكون).

المغنسيوم من ماء البحر

الأيون الموجب Mg²⁺ هو ثاني أكثر الأيونات الموجبة وفرةً في ماء البحر (يتوافر بنسبة نحو 12% من كتلة الصوديوم فيه), مما يجعل ماء البحر وملح البحر مصدراً تجارياً جذاباً للمغنسيوم. ولاستخراج المغنسيوم, تـُضاف كربونات الكالسيوم إلى ماء البحر لتكوين راسب كربونات المغنسيوم.

MgCl₂ + CaCO₃ → MgCO₃ + CaCl₂

كربونات المغنسيوم لا تقبل الذوبان في الماء ولذلك يمكن ترشيحها, وتتفاعل مع حمض الهيدروكلوريك للحصول على كلوريد المغنسيوم المركز.

MgCO₃ + 2HCl → MgCl₂ + CO₂ + H₂O

من كلوريد المغنسيوم, التحليل الكهربي يبنج المغنسيوم.

انظر أيضاً: تصنيف:أملاح المغنسيوم

البيولوجيا

المقال الرئيسي: المغنسيوم في البيولوجيا

أيونات المغنسيوم أساسية لكيمياء حياة الحمض النووي الأساسية, ولذلك فهي هامة لكل الخلايا لجميع العضيات الحية. النباتات لها استخدام اضافي للمغنسيوم في كون الكلوروفيلات پورفيرينات متمركزة حول المغنسيوم. ويحتاج العديد من الإنزيمات إلى وجود إنزيمات المغنسيوم لإداء عملهم المساعدcatalytic action, وخاصة الإنزيمات التي تستعمل ثلاثي فوسفات الأدنوسين Adenosine triphosphate - ATP, أو اولئك الذين يستخدمون نيوكلوتيدات أخرى لتخليق دنا ورنا. نقص المغنسيوم في النباتات يسبب اصفرار في نهاية الموسم بين عروق الأوراق, خاصة في الأوراق القديمة, ويمكن اصلاح ذلك برش أملاح إپسوم (التي تـُرشــّح بسرعة), أو بدلاً من ذلك حجر جيري دولوميتي مفتت إلى التربة.

المصادر الغذائية للمغنسيوم

المغنسيوم هو مكون أساسي للغذاء البشري الصحي ونقصه يسبب عدداً من الأمراض. ويتواجد المغنسيوم في العديد من الأطعمة الشائعة إلا أن الدراسات تبين معاناة الكثيرين من نقص المغنسيوم. المغنسيوم الزائد في الدم يتم ترشيحه في الكلى, ولهذا السبب فإنه من الصعب أن يعاني المرء من جرعة زائدة من المغنسيوم من مصادره الغذائية وحدها.^[1] إلا أن هناك عدد من عقاقير الإضافات supplements المغنسيوم التي تجعل تعاطي جرعة زائدة خطراً محتملاً, وخصوصاً في الأشخاص الذين يعانون من مشاكل في الوظائف البولية, ولكن يمكن حدوث hypermagnesemia شديدة بدون فشل كلوي.^[1]

النظائر

للمغنسيوم ثلاث نظائر مستقرة: ²⁴Mg, ²⁵Mg, ²⁶Mg. وثلاثتهم متواجدون بكميات كبيرة (انظر جدول النظائر أعلاه). فنحو 79% من المغنسيوم هو ²⁴Mg. والنظير ²⁸Mg مشع وفي الخمسينات إلى السبعينات كان يـُنتج تجارياً في العديد من المفاعلات النووية لتوليد الطاقة للاستخدام في التجارب العلمية. ولهذا النظير نصف عمر قصير نسبياً (21 ساعة) ولذلك فاستخدامه كان يحده زمن النقل.

²⁶Mg وجد استخداماً في الجيولوجيا النظائرية, مثل دور الألومنيوم. ²⁶Mg هو radiogenic daughter product of ²⁶Al, الذي له نصف عمر قدره 717,000 سنة. إثراءات enrichments كبيرة من ²⁶Mg مستقر لوحظت في Ca-Al-rich inclusions في بعض النيازك carbonaceous chondrite. التوافر الشاذ للنظير ²⁶Mg يـُعزى إلى اضمحلال decay النظير الوالد ²⁶Al في inclusions. ولذلك, فالنيزك حتماً قد تشكل في السديم الشمسي قبل أن يضمحل ²⁶Al. ولذلك, فهذه الشظايا هي بين أقدم الأشياء في النظام الشمسي وقد احتفظت بمعلومات عن تاريخها المبكر.

ومن المعتاد رسم ²⁶Mg/²⁴Mg أمام نسبة Al/Mg. ففي رسم isochron dating, فنسبة Al/Mg المرسومة هي ²⁷Al/²⁴Mg. ميل of the isochron ليس له أهمية عـُمرية, إلا أنه يوضح النسبة ²⁶Al/²⁷Al المبدئية في العينة عند وقت فصل الأنظمة من مستودع مشترك.

محاذير

سيارة السباق هوندا F1 موديل RA302 ذات الجسم المصنوع من المغنسيوم والتي كان يقودها جو شلسر ترتطم وتشتعل أثناء گران پري الفرنسي عام 1968. شلسر لقي مصرعه في الحادث.

فلز المغنسيوم وسبائكه قابلون للاشتعال بدرجة كبيرة في صيغتهم النقية سواءً كان مصهوراً, مسحوقاً أو على شكل شريط. المغنسيوم المشتعل أو المصهور يتفاعل بعنف مع الماء. مسحوق المغنسيوم يشكل خطر انفجار. ويجب على المتعاملين مع المغنسيوم ارتداء نظارات واقية, وإذا كان مشتعلاً, فالنظارات يجب أن يكون عليها مرشـِّح تقيل للآشعة فوق البنفسجية, مماثلة لتلك المستخدمة في عمليات اللحام. الضوء الأبيض الساطع (بما فيه الآشعة فوق البنفسجية) الناتج عن اشتعال المغنسيوم يمكن أن يلحق ضرراً دائماً بشبكية العين, مثل حروق لحام القوس.^[1]

يجب ألا يـُستخدم الماء في إطفاء حرائق المغنسيوم, لأنه يستطيع انتاج هيدروجين الذي يزيد من اضطرام النار, حسب التفاعل التالي:^[1]

Mg _(s) + 2 H₂O _(g) → Mg(OH)₂ _(s) + H₂ _(g)

أو بالكلمات:

مغنسيوم _(صلب) + بخار ماء → هيدروكسيد المغنسيوم _(صلب) + هيدروجين _(غاز)

طفايات الحريق المستعملة لثاني اكسيد الكربون يجب ألا يستعملوا كذلك, لأن المغنسيوم يمكن أن يشتعل في ثاني اكسيد الكربون (مكوناً اكسيد المغنسيوم, MgO, و كربون).^[1] طفايات الحريق الكيماوية الجافة من النمط د هي ما يجب استعماله إذا توافرت, وإلا فيجب تغطية النار بالرمل أو flux مسبك المغنسيوم. والطريقة السهلة لإطفاء حرائق فلزية صغيرة هي بوضع كيس پولي إثيلين مملوء بالرمل الجاف فوق النار. حرارة النار ستذيب الكيس والرمل سينساب على النار ليخمدها.

انظر أيضاً

المصادر

وصلات خارجية

هنالك المزيد من الملفات في ويكيميديا كومونز حول :

مغنسيوم

Magnesium Industry Professional’s corner
WebElements.com – Magnesium
Magnesium online resource center
The Magnesium Website – Includes full text papers and textbook chapters by leading magnesium authorities Mildred Seelig, Jean Durlach, Burton M. Altura and Bella T. Altura. Links to over 300 articles discussing magnesium and magnesium deficiency.
Computational Chemistry Wiki
Humorous story of burning a magnesium NeXT computer.
Info.
A description of the element as well as a symbol

تمّ الاسترجاع من "http://www.marefa.org/index.php/%D9%85%D8%BA%D9%86%D8%B3%D9%8A%D9%88%D9%85"