El sulfato de magnesio o sulfato de magnesio es un compuesto químico , una sal con la fórmula MgSO 4 , constituida por cationes magnesio Mg 2+ (20,19% en masa) y aniones sulfato SO 2−4Es un sólido cristalino blanco , soluble en agua pero no en etanol .
El sulfato de magnesio se encuentra generalmente en forma de hidrato MgSO 4 · n H 2 O , para varios valores de n entre 1 y 11. El más común es el heptahidrato MgSO 4 · 7H 2 O , [1] conocido como sal de Epsom , que es un producto químico doméstico con muchos usos tradicionales, incluidas las sales de baño . [2]
El principal uso del sulfato de magnesio es en la agricultura, para corregir suelos deficientes en magnesio (un nutriente esencial para las plantas debido al papel del magnesio en la clorofila y la fotosíntesis ). El monohidrato es el preferido para este uso; a mediados de la década de 1970, su producción era de 2,3 millones de toneladas por año. [3] La forma anhidra y varios hidratos se encuentran en la naturaleza como minerales , y la sal es un componente significativo del agua de algunos manantiales .
El sulfato de magnesio puede cristalizar en varios hidratos , entre ellos:
Hasta el año 2017, aparentemente no se ha confirmado la existencia del decahidrato. [9]
Todos los hidratos pierden agua al calentarse. Por encima de los 320 °C, solo la forma anhidra es estable. Se descompone sin fundirse a 1124 °C en óxido de magnesio (MgO) y trióxido de azufre ( SO3 ).
El heptahidrato toma su nombre común "sal de Epsom" de un manantial salino amargo en Epsom en Surrey , Inglaterra, donde la sal se producía a partir de los manantiales que surgen donde la tiza porosa de North Downs se encuentra con la arcilla impermeable de Londres .
El heptahidrato pierde fácilmente un equivalente de agua para formar el hexahidrato.
Es una fuente natural tanto de magnesio como de azufre . Las sales de Epsom se utilizan habitualmente en sales de baño , exfoliantes , relajantes musculares y analgésicos. Sin embargo, son diferentes de las sales de Epsom que se utilizan para la jardinería, ya que contienen aromas y perfumes no adecuados para las plantas. [10]
El sulfato de magnesio monohidratado, o kieserita, se puede preparar calentando el heptahidrato a 120 °C. [11] Un calentamiento adicional a 250 °C produce sulfato de magnesio anhidro. [11] La kieserita exhibe simetría monoclínica a presiones inferiores a 2,7 GPa, después de lo cual se transforma a la fase de simetría triclínica. [6]
El MgSO 4 ·11H 2 O undecahidratado , meridianita , es estable a presión atmosférica solo por debajo de 2 °C. Por encima de esa temperatura, se licúa en una mezcla de heptahidrato sólido y una solución saturada . Tiene un punto eutéctico con agua a −3,9 °C y 17,3% (masa) de MgSO 4 . [7] Se pueden obtener cristales grandes a partir de soluciones de la concentración adecuada mantenidas a 0 °C durante unos días. [7]
A presiones de aproximadamente 0,9 GPa y a 240 K , la meridianita se descompone en una mezcla de hielo VI y el eneahidrato MgSO 4 ·9H 2 O . [9]
El eneahidrato MgSO 4 ·9H 2 O fue identificado y caracterizado recientemente, aunque parece fácil de producir (enfriando una solución de MgSO 4 y sulfato de sodio Na 2 SO 4 en proporciones adecuadas).
La estructura es monoclínica, con parámetros de celda unitaria a 250 K: a = 0,675 nm , b = 1,195 nm, c = 1,465 nm, β = 95,1°, V = 1,177 nm 3 con Z = 4. El grupo espacial más probable es P21/c. El selenato de magnesio también forma un eneahidrato MgSeO 4 ·9H 2 O , pero con una estructura cristalina diferente. [9]
Como Mg 2+ y SO2−4Los sulfatos de magnesio son el segundo catión y anión más abundante en el agua de mar después del Na + y el Cl− , respectivamente . Son minerales comunes en entornos geológicos. Su presencia está relacionada principalmente con procesos supérgenos . Algunos de ellos también son componentes importantes de los depósitos evaporíticos de sales de potasio y magnesio (K-Mg).
Los puntos brillantes observados por la nave espacial Dawn en el cráter Occator del planeta enano Ceres son más consistentes con la luz reflejada del sulfato de magnesio hexahidratado. [12]
Casi todas las formas mineralógicas conocidas de MgSO 4 son hidratos. La epsomita es el análogo natural de la "sal de Epsom". La meridianita , MgSO 4 ·11H 2 O , se ha observado en la superficie de lagos congelados y se cree que también se encuentra en Marte. La hexahidrita es el siguiente hidrato inferior. Los tres hidratos siguientes inferiores (pentahidrita, starkeyita y, especialmente, sanderita) son raros. La kieserita es un monohidrato y es común entre los depósitos evaporíticos. Se informó de la presencia de sulfato de magnesio anhidro en algunos vertederos de carbón en llamas .
El sulfato de magnesio se obtiene normalmente directamente de lechos de lagos secos y otras fuentes naturales. También se puede preparar haciendo reaccionar magnesita ( carbonato de magnesio , MgCO3 ) o magnesia ( óxido , MgO) con ácido sulfúrico ( H2SO4 ):
Otro método posible es tratar el agua de mar o los desechos industriales que contienen magnesio para precipitar el hidróxido de magnesio y hacer reaccionar el precipitado con ácido sulfúrico .
Además, el sulfato de magnesio heptahidratado ( epsomita , MgSO 4 ·7H 2 O ) se fabrica mediante la disolución de sulfato de magnesio monohidratado ( kieserita , MgSO 4 ·H 2 O ) en agua y la posterior cristalización del heptahidrato.
La relajación del sulfato de magnesio es el mecanismo principal que provoca la absorción del sonido en el agua de mar a frecuencias superiores a 10 kHz [13] ( la energía acústica se convierte en energía térmica ). Las frecuencias más bajas son menos absorbidas por la sal, por lo que el sonido de baja frecuencia viaja más lejos en el océano. El ácido bórico y el carbonato de magnesio también contribuyen a la absorción. [14]
El sulfato de magnesio se utiliza tanto externamente (como sal de Epsom) como internamente.
El principal uso externo es la formulación como sales de baño , especialmente para baños de pies para aliviar los pies doloridos. Se ha afirmado que estos baños también alivian y aceleran la recuperación del dolor muscular, el dolor o las lesiones. [15] Los posibles efectos sobre la salud del sulfato de magnesio se reflejan en estudios médicos sobre el impacto del magnesio en la depresión resistente [16] y como analgésico para la migraña y el dolor crónico . [17] El sulfato de magnesio se ha estudiado en el tratamiento del asma , [18] la preeclampsia y la eclampsia . [19]
El sulfato de magnesio suele ser el componente principal de la solución de sal concentrada que se utiliza en los tanques de aislamiento para aumentar su gravedad específica a aproximadamente 1,25-1,26. Esta alta densidad permite que una persona flote sin esfuerzo en la superficie del agua en el tanque cerrado, eliminando así la estimulación de la mayor cantidad posible de sentidos externos.
En el Reino Unido , un medicamento que contiene sulfato de magnesio y fenol , llamado "pasta de dibujo", es útil para pequeños forúnculos o infecciones localizadas [20] y para quitar astillas. [21]
Por vía interna, el sulfato de magnesio se puede administrar por vía oral, respiratoria o intravenosa . Los usos internos incluyen la terapia de reemplazo para la deficiencia de magnesio , [22] el tratamiento de arritmias agudas y graves , [23] como broncodilatador en el tratamiento del asma , [24] la prevención de la eclampsia [25] y la parálisis cerebral , [26] [27] un agente tocolítico , [28] y como anticonvulsivo . [28]
También puede utilizarse como laxante . [29]
En la agricultura , el sulfato de magnesio se utiliza para aumentar el contenido de magnesio o azufre en el suelo . Se aplica más comúnmente a plantas en macetas o a cultivos hambrientos de magnesio, como papas , tomates , zanahorias , pimientos , limones y rosas . La ventaja del sulfato de magnesio sobre otras enmiendas de suelo de magnesio (como la cal dolomítica ) es su alta solubilidad , que también permite la opción de alimentación foliar . Las soluciones de sulfato de magnesio también tienen un pH casi neutro, en comparación con las sales ligeramente alcalinas de magnesio que se encuentran en la piedra caliza ; por lo tanto, el uso de sulfato de magnesio como fuente de magnesio para el suelo no cambia significativamente el pH del suelo . [28] Contrariamente a la creencia popular de que el sulfato de magnesio puede controlar plagas y babosas, ayuda a la germinación de semillas, produce más flores, mejora la absorción de nutrientes y es respetuoso con el medio ambiente, no hace ninguna de las supuestas afirmaciones excepto corregir la deficiencia de magnesio en los suelos. El sulfato de magnesio puede incluso contaminar el agua si se usa en cantidades excesivas. [30]
El sulfato de magnesio se utilizó históricamente como tratamiento para el envenenamiento por plomo antes del desarrollo de la terapia de quelación , ya que se esperaba que cualquier plomo ingerido fuera precipitado por el sulfato de magnesio y posteriormente purgado del sistema digestivo . [31] Esta aplicación tuvo un uso particularmente extendido entre los veterinarios durante principios y mediados del siglo XX; la sal de Epsom ya estaba disponible en muchas granjas para uso agrícola y a menudo se prescribía en el tratamiento de animales de granja que habían ingerido plomo inadvertidamente. [32] [33]
El sulfato de magnesio se utiliza como:
El sulfato de magnesio anhidro se utiliza habitualmente como desecante en la síntesis orgánica debido a su afinidad por el agua y su compatibilidad con la mayoría de los compuestos orgánicos. Durante el procesamiento , se trata una fase orgánica con sulfato de magnesio anhidro. A continuación, el sólido hidratado se elimina por filtración , decantación o destilación (si el punto de ebullición es lo suficientemente bajo). Se pueden utilizar de la misma forma otras sales de sulfato inorgánico, como el sulfato de sodio y el sulfato de calcio .
El sulfato de magnesio se utiliza para preparar cementos específicos mediante la reacción entre óxido de magnesio y solución de sulfato de magnesio, que tienen una buena capacidad de unión y mayor resistencia que el cemento Portland . Este cemento se utiliza principalmente en la producción de paneles aislantes ligeros, aunque su baja resistencia al agua limita su uso.
El sulfato de magnesio (o de sodio) también se utiliza para probar la solidez de los agregados de acuerdo con la norma ASTM C88, cuando no existen registros de servicio del material expuesto a condiciones reales de intemperismo . La prueba se realiza mediante inmersión repetida en soluciones saturadas seguida de secado en horno para deshidratar la sal precipitada en los espacios porosos permeables . La fuerza expansiva interna, derivada de la rehidratación de la sal al volver a sumergirla, simula la expansión del agua al congelarse .
El sulfato de magnesio también se utiliza para probar la resistencia del hormigón al ataque externo de sulfatos (ESA).
El sulfato de magnesio heptahidratado también se utiliza para mantener la concentración de magnesio en acuarios marinos que contienen grandes cantidades de corales pétreos , ya que se agota lentamente en su proceso de calcificación . En un acuario marino deficiente en magnesio, las concentraciones de calcio y alcalinidad son muy difíciles de controlar porque no hay suficiente magnesio presente para estabilizar estos iones en el agua salada y evitar su precipitación espontánea en carbonato de calcio . [38]
Existen sales dobles que contienen sulfato de magnesio. Hay varias conocidas como sulfatos de magnesio y sodio y sulfatos de magnesio y potasio . Se encontró un sulfato de cobre y magnesio heptahidratado mixto (Mg,Cu)SO 4 ·7H 2 O en los relaves de las minas y se le dio el nombre de mineral alpersita . [39]
Las pautas anteriores de ACLS abordaron el uso de magnesio en el paro cardíaco con taquicardia ventricular polimórfica (es decir, torsades de pointes) o sospecha de hipomagnesemia, y esto no se ha reevaluado en la Actualización de las pautas de 2015. Estas pautas anteriores recomendaban la desfibrilación para la terminación de la TV polimórfica (es decir, torsades de pointes), seguida de la consideración del sulfato de magnesio intravenoso cuando era secundario a un intervalo QT largo.
El tratamiento del envenenamiento agudo por plomo consiste en la evacuación del estómago, si es necesario, la exposición del sulfato de sodio o de magnesio y el cumplimiento de las indicaciones a medida que aparecen. Las sales de Epsom y de Glauber actúan como antídotos químicos, precipitando el sulfato de plomo insoluble y también, si está en exceso, vacían el intestino del compuesto formado.
Udall (1) sugiere que el citrato de sodio tiene algún valor junto con las sales de Epsom, lo que provocará una precipitación del plomo en forma de un compuesto insoluble. Nelson (3) informó de un caso que sobrevivió tras el uso de una solución de sulfato de magnesio al 20% por vía intravenosa, subcutánea y oral. McIntosh (5) ha sugerido que las dosis purgantes de sales de Epsom pueden ser eficaces para combinarse con el plomo y superar la toxicidad.
un poco era el sulfato de magnesio, que provocaba la precipitación de sulfato de plomo insoluble. El término común para el sulfato de magnesio es, por supuesto, sales de Epsom.