Compuesto químico de origen natural como periclasa.
Compuesto químico
El óxido de magnesio ( MgO ), o magnesia , es un mineral sólido higroscópico blanco que se produce naturalmente como periclasa y es una fuente de magnesio (ver también óxido ). Tiene una fórmula empírica de MgO y consta de una red de iones Mg 2+ e iones O 2− unidos por enlaces iónicos . El hidróxido de magnesio se forma en presencia de agua (MgO + H 2 O → Mg(OH) 2 ), pero se puede revertir calentándolo para eliminar la humedad.
El óxido de magnesio fue conocido históricamente como magnesia alba (literalmente, el mineral blanco de Magnesia ), para diferenciarlo de la magnesia nigra , un mineral negro que contiene lo que hoy se conoce como manganeso .
Óxidos relacionados
Mientras que "óxido de magnesio" normalmente se refiere a MgO, también se conoce el compuesto peróxido de magnesio MgO 2 . Según la predicción de la estructura cristalina evolutiva, [11] el MgO 2 es termodinámicamente estable a presiones superiores a 116 GPa (gigapascales), y un subóxido semiconductor Mg 3 O 2 es termodinámicamente estable por encima de 500 GPa. Debido a su estabilidad, el MgO se utiliza como sistema modelo para investigar las propiedades vibratorias de los cristales. [12]
La calcinación a diferentes temperaturas produce óxido de magnesio de diferente reactividad. Las altas temperaturas de 1500 a 2000 °C disminuyen la superficie disponible y producen magnesia calcinada (a menudo llamada calcinada muerta), una forma no reactiva que se utiliza como refractario . Las temperaturas de calcinación de 1000 a 1500 °C producen magnesia quemada duramente, que tiene una reactividad limitada y la calcinación a temperaturas más bajas (700-1000 °C) produce magnesia quemada a la luz, una forma reactiva, también conocida como magnesia calcinada cáustica. Aunque se produce cierta descomposición del carbonato en óxido a temperaturas inferiores a 700 °C, los materiales resultantes parecen reabsorber dióxido de carbono del aire. [ cita necesaria ]
Aplicaciones
Aislador refractario
El MgO es apreciado como material refractario , es decir, un sólido física y químicamente estable a altas temperaturas. Tiene los útiles atributos de alta conductividad térmica y baja conductividad eléctrica. Según un libro de referencia de 2006: [14]
Con mucho, el mayor consumidor de magnesia en todo el mundo es la industria refractaria, que consumió alrededor del 56% de la magnesia en los Estados Unidos en 2004, y el 44% restante se utilizó en aplicaciones agrícolas, químicas, de construcción, medioambientales y otras aplicaciones industriales.
Entre las nanopartículas de óxido metálico, las nanopartículas de óxido de magnesio (NP de MgO) tienen distintas propiedades fisicoquímicas y biológicas, que incluyen biocompatibilidad, biodegradabilidad, alta bioactividad, importantes propiedades antibacterianas y buenas propiedades mecánicas, que las convierten en una buena opción como refuerzo en compuestos. [15]
El cemento Sorel utiliza MgO como componente principal en combinación con MgCl 2 y agua.
Fertilizante
El MgO tiene un lugar importante como fertilizante comercial para plantas [16] y como alimento para animales. [17]
Ignifugación
Es un ingrediente ignífugo principal en materiales de construcción. Como material de construcción, los paneles de yeso de óxido de magnesio tienen varias características atractivas: resistencia al fuego, resistencia a las termitas, resistencia a la humedad, resistencia al moho y los hongos, y resistencia, pero también una desventaja grave, ya que atrae la humedad y puede causar daños por humedad a los materiales circundantes [18] [14] [1]
Médico
El óxido de magnesio se utiliza para aliviar la acidez de estómago y la indigestión, como antiácido , suplemento de magnesio y como laxante a corto plazo . También se utiliza para mejorar los síntomas de la indigestión . Los efectos secundarios del óxido de magnesio pueden incluir náuseas y calambres. [19] En cantidades suficientes para obtener un efecto laxante, los efectos secundarios del uso prolongado rara vez pueden causar la formación de enterolitos , lo que resulta en obstrucción intestinal . [20]
Tratamiento de desechos
El óxido de magnesio se utiliza ampliamente en las industrias de remediación de suelos y aguas subterráneas , tratamiento de aguas residuales, tratamiento de agua potable, tratamiento de emisiones atmosféricas y tratamiento de residuos por su capacidad amortiguadora de ácidos y su eficacia relacionada para estabilizar especies de metales pesados disueltos. [¿ según quién? ]
Muchas especies de metales pesados, como el plomo y el cadmio , son menos solubles en agua en condiciones ligeramente básicas (pH en el rango de 8 a 11). La solubilidad de los metales aumenta su biodisponibilidad y movilidad no deseadas en el suelo y las aguas subterráneas. El MgO granulado a menudo se mezcla con suelos o materiales de desecho que contaminan metales, que también suelen tener un pH bajo (ácido), para llevar el pH al rango de 8 a 10. Los complejos de hidróxido de metal tienden a precipitar en soluciones acuosas en el rango de pH de 8 a 10.
El MgO prensado se utiliza como material óptico. Es transparente de 0,3 a 7 μm. El índice de refracción es 1,72 a 1 μm y el número de Abbe es 53,58. A veces se le conoce con el nombre comercial de Eastman Kodak, Irtran-5, aunque esta designación está obsoleta. El MgO puro cristalino está disponible comercialmente y tiene un pequeño uso en óptica infrarroja. [26]
Una solución en aerosol de MgO se utiliza en bibliotecología y gestión de colecciones para la desacidificación de artículos de papel en riesgo. En este proceso, la alcalinidad del MgO (y compuestos similares) neutraliza la acidez relativamente alta característica del papel de baja calidad, desacelerando así la tasa de deterioro. [27]
El óxido de magnesio se utiliza como barrera de óxido en dispositivos de túneles giratorios . Debido a la estructura cristalina de sus finas películas, que pueden depositarse, por ejemplo, mediante pulverización catódica con magnetrón , presenta características superiores a las del Al 2 O 3 amorfo, habitualmente utilizado . En particular, se ha logrado una polarización de espín de aproximadamente el 85 % con MgO [28] frente al 40-60 % con óxido de aluminio. [29] El valor de la magnetorresistencia del túnel también es significativamente mayor para el MgO (600% a temperatura ambiente y 1.100% a 4,2 K [30] ) que para el Al 2 O 3 (aprox. 70% a temperatura ambiente [31] ).
Usos históricos
Históricamente se utilizó como color blanco de referencia en colorimetría , debido a sus buenas propiedades de difusión y reflectividad . [32] Se puede fumar sobre la superficie de un material opaco para formar una esfera integradora .
Los primeros diseños de mantos de gas para iluminación, como la cesta Clamond , estaban compuestos principalmente de óxido de magnesio.
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enlaces externos
Página de datos en la UCL
Página de datos cerámicos en NIST
Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos en los CDC