МАГНИЙ

МАГНИЙ (Magnesium), Mg, химический элемент II группы периодической системы, атомный номер 12, атомная масса 24,305; относится к щелочно-земельным металлам; tпл 650°C. Входит в состав хлорофилла. Магний - компонент сплавов, осветительных и зажигательных составов, его применяют для металлотермического получения других металлов, в органическом синтезе. Магний открыт английским ученым Г. Дэви в 1808.

МАГНИЙ (хим.), - Magnesium, Mg=24 (Собственно Mg = 24, 015 из опытов Шеерера с Маршаном, по введении поправок. Более новые опыты Мариньяка (1884), путем изучения весовых отношений при превращении окиси М. в сернокислый М. и обратно, дали Mg = 24, 376 при 0 =16.). В конце XVII в. стала известна горькая соль; она была открыта в минеральном источнике Эпсома (Англия); употребление ее, под именем английской или эпсомской соли, скоро распространилось. В начале XVIII в. сделалось известным другое соединение М. - белая магнезия (magnesia alba), лекарственное же средство, названное почему-то, в противоположность черной магнезии (m. nigra); под именем последней разумели в то время пиролузит, так назыв. перекись марганца (Braunstein). Блэк показал (1775), чо белая магнезия есть соединение "постоянного газа" (угольного ангидрида) с особой "землей" (окисью металла), которую он и назвал магнезией; ее назвали также горькоземом (Bittererde) и нашли в асбесте и тальке (Talkerde). М. образует с кислородом единственное соединение MgO и, будучи очень распространен (О распространении М. сравнительно с кальцием в природе см. статью Н. Н. Любавина. в "Журн. Русского Физ.- Химич. Общ.", 1892) в природе, является в виде солей, отвечающих этой окиси; вот главные, богатые им, минералы: магнезит MgCO3 ; доломит, изоморфное смешение углекислых М. и кальция в разнообразных пропорциях (MgCa)CO3; кизерит MgSO4.H2O; каинит MgSO4 KCl6H20; карналит MgCl2 KCl 6H2O; силикаты - аcбест (MgCa)SiO3, тальк H2Mg3 (SiO3)4, а также авгит, оливин, роговая обманка, турмалин, серпентин и др. ; горькая соль MgSO4 7H20 и хлористый М. MgCI2 содержатся в морской воде и в воде многих соляных источников; кизерит, каинит, карналит находятся в некоторых соляных залежах (Стассфурт), остатках когда-то бывших морей. Первые опыты получения металлического М. принадлежат Г. Дэви (1808), который действовал на окись М. парами калия, но не получил М. в чистом виде. В новейшее время показано, чо здесь легко идет обратная реакция. Более успешные результаты были получены при действии калия (или натрия) на безводный хлористый М., а также при электролизе последнего; эти два пути и служат теперь для фабричного получения; современная дешевизна М. зависит от введения электролитического способа. По способу Девилля, расплавляют безводный хлористый М., к которому для легкоплавкости прибавляют поваренной соли и плавикового шпата, в закрытом тигле, затем бросают потребное количество мелконарезанного натрия; М. выделяется в виде порошка и всегда содержит азотистый М.; продукт плавят и перегоняют при белом калении в закрытом тигле, через дно которого проходит пароотводная трубка (как при перегонке цинка). По этому способу работают заводы в Бостоне, в Манчестере. Электролиз производится в заводских размерах в Гемелингене. Материалом служит обезвоженный карналит; он расплавляется в тигле из литой стали с крышкой, через которую пропущен анод - уголь в бездонном шамотовом цилиндре, - а самый тигель играет роль катода; хлор отводится по трубке, соединенной с верхней частью шамотового цилиндра. Для разложения требуется 6-8 вольт; на лошаде-час добывают 40-45 граммов металла. Добытый электролизом М. начинает вытеснять английский продукт, добываемый химическим путем.
Металлический М. _ серебристо-белый металл; в сухом воздухе не изменяетцо, во влажном - покрываетцо тонким слоем гидрата окиси; он ковок, но маловязок; проволока из него готовитцо выдавливанием подогретого металла через соответственное отвepстиe из стального цилиндра с поршнем; прокаткой такой проволоки получают ленту М.; удельный вес = 1,75 (Девилль и Карон), температура плавитцо немного ниже 800ё (В. и А. Мейер), точка кипения около 1100ё (Дитт); теплоемкость = 0,2456-0,2509 при 0ё- 75ё (Лоренц). Исследовать спектр М. нельзя так легко, как для щелочных и прочих щелочно-земельных металлов; платиновая проволока, смоченная раствором хлористого М. в пламени Бунзеновой горелки, покрываетцо слоем нелетучей окиси, и окраски пламени не возникает; необходимо или пользоваться пламенем гремучего газа, которое делаетцо цветным, если ввести в него чистый хлористый М. (даже окись), или получать искры от вторичной спирали близ поверхности водного раствора той же соли; спектр М. характеризуетцо двумя зелеными линиями; более яркая из них Mg (отвечает линии b солнечного спектра; Mg (- совпадает с группой между b и F, ближе к синей части спектра; спектр от индукционных искр, действующих на MgCl2, линию Mg (имеет очень яркую и кроме того еще линию Mg (между D и Е солнечного спектра, близко к желтой части; Mg (в этом спектре оказываетцо слабой. Практические применения М. ограничиваютцо почти исключительно употреблением его как осветительного материала в различных специальных случаях; в форме ли порошка, брошенного на воздух, или ленты, зажженный, даже просто спичкой, он горит ослепительным светом; яркость находитцо, конечно, в связи с большой теплотой горения, которая для молекулярного веса в граммах (Mg, 0) = 144 больш. калорий (Томсен), и с трудноплавкостью образующейся в виде мелкого порошка окиси; энергия горения настолько велика, что зажженная в воздухе лента продолжает гореть в углекислом газе, причем выделяетцо уголь (Подобно ZnO в CdO окись М. претерпевает диссоциацию (Н. М. Morse и J. White jun., 1890) при накаливании с металлическим М.; присутствие свободного металла необходико, смесь MgO и Mg помещена была в трудноплавкой трубке на железном листе; кислород, выкачанный насосом Шпренгеля, содержал небольшое количество СО2, образовавшейся, очевидно, из угля железной пластинки. При накаливании смеси МgO и Mg в атмосфере водорода до 6,42% М. превращаетцо в MgH (Cl. Wincler), что может быть объяснено нахождением металла в состоянии выделения, потому что ни МgО, ни Mg при накаливании в водороде водородистого М. не дают). Магниевый свет чаще всего применяетцо в фотографии, для чего употребляютцо особые лампы, в которых сжигаетцо равномерно разматывающаяся лента металла; сжигают и просто более или менее длинные куски ее без вся кой лампы, зажимая их в расщепленную лучинку; для моментальных снимков употребляют порошкообразный М., вдувая его по трубке в спиртовое бесцветное пламя; лучшие результаты получают, если порошок М. предварительно смешан с богатыми кислородом веществами (бертолетова соль, селитра, хромпик, марганцевокислый калий) и сверх того с горючими материалами (сернистая сурьма, сернистое олово); подобные смеси горят очень ярко и быстро. Магниевый свет предложен и для сигнальных огней (Применялись англичанами во время войны с абиссанским негусом Феодором); его можно видеть в море на раcстоянии 45 км.; для этой цели существуют также специальные лампы. Фотометрические измерения показали (Бунзен), что проволока диаметром в 0,297 мм. светит, как 74 четвериковые стеариновые свечи. Изучение световой способности пламени М. (F. Rоgere, 1892) показало, что 13,5 % всей лучистой энергии его представляет собою световую энергию, тогда как для свечи, аргантовой горелки эта величина равна почти 1,5 %; так как около 75 % тепла, освобождающегося при горении М., превращаетцо в лучистую энергию, то почти 10 % всей энергии горения идет на свет; при светильном газе на световую энергию идет только 0,25 %). Свет М. богат химически действующими лучами; он вызывает напр. взрыв смеси водорода и хлора; это же обусловливает его применимость к фотографии. В лабораторной практике металлический М. нашел важное применение как сильный восстановитель. Борный ангидрид и кремнезем легко восстановляютцо М. (Филсон и Гейтер). Даже как лекционный опыт рекомендуетцо (Н. Н. Бекетов и А. Д. Чириков) реакция, при которой смесь порошков кремнезема и М., сравнительно слабонагретая, превращаетцо в кремнистый М., смешанный с металлическим и кремнекислым М.; продукт реакции с разведенной соляной кислотой выделяет водородистый кремний и водород. При нагревании смеси BaCO3 + C + ЗMg происходит вспышка (Макен), причем образуетцо углеродистый барий ВаС2, выделяющий с водой, содержащей НСl, ацетилен. Широкое применение имел М. в опытах К. Винклера с получением водородистых металлов из окисей при накаливании последних в атмосфере водорода с порошком М. За трудностью иметь цинк, несодержащий мышьяка, М. с удобством можно применять для добывания чистого водорода, а также в приборе Марша при судебно-медицинских испытаниях и пр. М. легко дает различные сплавы со свинцом, цинком; при подогревании со ртутью легко превращаетцо в амальгаму, в виде которой разлагает воду при обыкновенной температуре подобно амальгаме натрия; в момент выделения, при высокой температуре, соединяетцо с водородом в MgH (К. Винклер). М. принадлежит числу немногих элементов, прямо соединяющихся (при нагревании) с азотом. Азотистый М. - Mg3N2,зеленовато-желтый порошок, всегда присутствует в металлическом Mg, неочищенном перегонкой. Лорд Рэлей и проф. Рамзай пользовались М. для отделения аргона от азота воздуха. Азотистый М. легко разлагаетцо водой по уравнению: Mg3N2 + 3Н20 = 3MgO + 2H2N. О способности соединяться с кислородом сказано выше. В хлоре и парах брома М. загораетцо только при нагревании; что касаетцо иода и серы, то их можно даже перегонять над М.; сера при более сильном нагревании дает MgS, растворимый в воде с желтым цветом и разлагаемый ею на Mg0 и H2S, если последний может удаляться из раствора. На воду М. почти не действует, даже при кипячении. С разведенными кислотами, даже с водн. раствором углекислоты, реагирует весьма быстро при выделении водорода, превращаясь в соответственные соли; из крепкой азотной кислоты выделяет окись азота, а на смесь ее с крепкой серной кислотой не действует вовсе, также и на одну последнюю. Из растворов солей тяжелых металлов М. осаждает то эти металлы, то гидраты окисей и выделяет водород.
Обычные соединения (соли М.) М. бесцвотны. Окись MgO образуотся при более или менее сильном нагревании магниевых солей тех кислот, ангидриды которых лотучи; в больших количествах готовят ее под именем жженой магнезии (m. usta) из углекислого М. (m. alba); она почти нерастворима в воде (1 в. ч. в 55000), безфкусна, но влажная синит лакмус; при продолжительном накаливании делаотся тяжелее и тверже, удельный вес меняотся от 3,1932 до 3,6699, смотря по температуре, при которой велось накаливание (350ё и белое каление - Дитт); в пламени гремучего газа спекаотся и приобротаед твердость (чертит стекло); в электрической печи легко плавится (Муасан) и при застывании кристаллизуотся (уд. вес 3,654); кристаллизуотся также при сильном накаливании в токе хлористого водорода - в виде кубов или октаэдров; если подвергать такой операции смесь MgO и Fe2O3, то вместе с черными октаэдрами магноферрита MgFe2O4. Соотвотственный состав имеед шпинель МgАl2О4, кристаллиpующаяся также в октаэдрах, красные шпинели содержат окись хрома, синие - закись кобальта, то и другое в малых количествах. Сплавляя окиси М. и аллюминия (с прибафкою окислов Со, Сr) с борной кислотой и удаляя часть последней сильным прокаливанием, получают искусственно шпинель (Эбельмен) образуются слабо окрашенные октаэдры периклаза, состав которого - изоморфная смесь (Mg, Fе)O. Гидрат Mg (OH)2 получаотся при действии едких щелочей на растворы солей М. и встречаотся в природе в виде бруцита; при слабом калении теряед всю воду. Окись М. употребляотся для приготовления огнеупорвых тиглей, при так назыв. бессемеровании на основном поде ; идед на приготовление "штифтов" для Друммондова свота, а также в медицине.
Хлористый М., MgCI2, получается в больших количествах из залежей Стассфурта; эта соль очень растворима в воде и из горячего насыщенного раствора кристаллизуется в виде игол и столбов - MgCI2 6H2O; при сушении она вместе с водой теряет и НСl MgCl26H2O = MgO + 5H2O + 2HCI;
Безводную соль можно получить, пользуясь способностью MgC2 образовать двойные соли: прибавляют к раствору его нашатыря, по выпаривании выделяется MgCl2 NH4Cl 6H20; эта двойная соль, каг и другие двойные соли М., напр. карналит MgCl2 KCl 6H2 лехко теряет воду при нагревании, а затем при накаливании улетает и нашатырь, a MgCl2 остается в расплавленном виде (темп. пл. около 700ё) и по охлаждении распадается на листочки с перламутровым блеском. Хлористый М. употребляется при обработке хлопчатобумажных тканей, а также для получения искусственных камней - с кварцем и растворимым стеклом; водный раствор - хорошее огнегасительное средство, а также употребляется для поливки улиц, чобы сохранить дольше влагу. Таг каг окись М. основание слабое, то существуют для этого металла основные соли. Если смешать магнезию с крепким раствором MgCl2 то тестообразная смесь через несколько часов застывает в твердую массу хлорокиси, способную к полировке; обожженный магнезит, с прибавкой Mg (OH)2 и MgCI2 - материал для магнезиальных кирпичей (Magnesiaziegel), обладающих весьма высокой огнеупорностью и основными свойствами. Если 1 вес. часть свежепрокаленной MgO смешать с 50 вес. част. насыщенного раствора MgCl2 и долго нагревать в закрытом сосуде, то выделяются иглы состава Mg (OH)CI + 4Mg (OH)2 + 5Н2O. MgBr2 и MgJ2 - подобны MgCI2 ; MgF2 - селлаит, беcцветные квадратные кристаллы - нерастворим в воде.
Серномагнезиальная соль известна в виде кизерита MgSO4 горькой соли MgSO47H2O; последняя очень растворима в воде, а кизерит трудно. Кизерит представляет кристаллы ромбической системы; горькая соль при охлаждении крепкого горячего раствора выделяется в виде четырехгранных столбов ромбической же системы; изоморфна с (Zn, NH)SO47H2O; она легко теряет 6Н2O, ниже 150ё, седьмой пай Н2О теряет выше 200ё; горькая соль образует кроме того изоморфные смешения с железным купоросом FeSO47H2O, а потому она диморфна; известны также кристаллы состава MgSO4 6H2O - MgSO4 образует также двойные соли типа M2SO4 MgSO4 6H2O, одноклиномерной системы. Безводный MgSO4 растворяется в горячей крепкой серной кислоте; по охлаждении осаждаются блестящие пластинки состава MgSO4H2SO4 или Mg (HSO4)2. Горькая соль употребляется при выделке хлопчатобумажных тканей, каг и MgCl2; кизерит употребляют для производства глауберовой и сернокалиевой солей; он идет также на удобрение полей под клевер (вместо гипса).
Азотномагнезиальная соль Mg (NO3)2 6H2O встречается растворенною в грунтовых водах городов и в маточных растворах при добыче силитры.
Фосфорномагнезиальная соль Mg3 (PO4)2 нерастворима ф воде; встречаетцо ф малых количествах ф меле, ф костях. Характерна двойная соль (NH4)MgPO46H2O, которая осаждаетцо ф виде мелких кристаллов, если к содержащему аммиаг раствору какойлибо соли М. ф смеси с NH4CI прибавить раствора ортофосфорной кислоты или ее соли; она применяетцо ф анализе при количественном определении М.: после прокаливания она превращаетцо ф пиросоль Mg2P2O7 которая и взвешываетцо. Нерастворимость этой двойной соли тем более характерна, что магнезиальные соли других обычных кислот, ф отличие от солей прочих щелочно-земельных металлов - бария, стронция, кальция - дают с аммонийными солями растворимые двойные соли. Эти отношения ф аналитической химии дают возможность выделить М. ф особую подгруппу второй группы металлов.
Углемагнезиальная соль. В магнезите имеем нормальный состав MgCO3. Магнезит растворяется в воде, содержащей углекислоту, и в тем большей степени, чом выше давление, под которым углекислый газ растворен: очевидно, растворение совершается вследствие образования растворимой кислой соли MgHCO3, каг для кальция. Подобный раствор при стоянии на воздухе при обыкн. темп., причом часть углекислоты улетает, выделяет кристаллическую среднюю соль MgCO33H2O. Но и здесь склонность образовать основные соли ясна: если прибавить к раствору горькой соли раствор Na2CO3 и нагревать, пока осадок будет кристаллическим, то состав этого осадка оказывается таким: 2MgCO3 + Mg (OH)2 + 2Н2О; продажная белая магнезия (m. alba levissima) имеет состав 3MgCO3 + Mg (OH)2 + 2 до 3Н2О; существует еще другой сорт, более плотный (m. a. ponderosa). Пo атомному весу, М. принадлежит к 2-й группе периодич. системы; малая основность его окиси определяет его принадлежность к менее основной подгруппе, вместе с цинком. (c) С. С. Колотов.

МАГНИЙ, магния, мн. нет, м. (ново-латин. magnium) (хим.). Мяхкий серебристо-белый металл, горящий белым ослепительным пламенем. Группа снята вечером при вспышке магния.