Magnesiumoxide

Magnesiumoxide (MgO), of magnesia, is een wit hygroscopisch vast mineraal dat van nature voorkomt als periklaas en een bron van magnesium is. Het heeft een empirische formule van MgO en bestaat uit een rooster van Mg2 + -ionen en O2--ionen bij elkaar gehouden door ionische binding. Magnesiumhydroxide vormt zich in aanwezigheid van water (MgO + H2O → Mg (OH) 2), maar kan worden omgekeerd door het te verwarmen om vocht te scheiden.

Magnesiumoxide was van oudsher bekend als magnesia alba (letterlijk, het witte mineraal van magnesia - andere bronnen geven magnesia alba als MgCO3) om het te onderscheiden van magnesia negra, een zwart mineraal dat nu bekend staat als mangaan.

Terwijl "magnesiumoxide" normaal gesproken verwijst naar MgO, is magnesiumperoxide MgO2 ook bekend als een verbinding. Volgens voorspelling van de evolutionaire kristalstructuur is MgO2 thermodynamisch stabiel bij drukken boven 116 GPa (gigapascal), en een halfgeleidend suboxide Mg3O2 is thermodynamisch stabiel boven 500 GPa. Vanwege zijn stabiliteit wordt MgO gebruikt als modelsysteem voor het onderzoeken van vibratie-eigenschappen van kristallen.

Toepassingen

MgO wordt gewaardeerd als vuurvast materiaal, d.w.z. een vaste stof die bij hoge temperaturen fysisch en chemisch stabiel is. Het heeft twee nuttige eigenschappen: hoog warmtegeleidingsvermogen en laag elektrisch geleidingsvermogen. Het vullen van de spiraalvormige bovenste verwarmingselementen van het Calrod-assortiment op elektrische fornuizen in de keuken is een groot gebruik. "Verreweg de grootste consument van magnesiumoxide wereldwijd is de vuurvaste industrie, die in 2004 ongeveer 56% van het magnesiumoxide in de Verenigde Staten verbruikte, de resterende 44% werd gebruikt in landbouw-, chemische, bouw-, milieu- en andere industriële toepassingen." MgO wordt gebruikt als basis vuurvast materiaal voor smeltkroezen.

Het is een belangrijk brandwerend ingrediënt in bouwmaterialen. Als bouwmateriaal hebben magnesiumoxide-wandplaten verschillende aantrekkelijke kenmerken: brandwerendheid, termietbestendigheid, vochtbestendigheid, schimmel- en schimmelbestendigheid en sterkte.

-Niche gebruikt

MgO is een van de componenten in Portlandcement in droge procesinstallaties.

Magnesiumoxide wordt veel gebruikt in de bodem- en grondwatersanering, afvalwaterbehandeling, drinkwaterbehandeling, luchtemissiebehandeling en afvalbehandelingsindustrieën vanwege zijn zuurbufferende capaciteit en gerelateerde effectiviteit bij het stabiliseren van opgeloste zware metaalsoorten.

Veel soorten zware metalen, zoals lood en cadmium, zijn het meest oplosbaar in water bij een zure pH (onder 6) en een hoge pH (boven 11). De oplosbaarheid van metalen beïnvloedt de biologische beschikbaarheid van de soort en de mobiliteit van bodem- en grondwatersystemen. De meeste metaalsoorten zijn bij bepaalde concentraties giftig voor de mens, daarom is het absoluut noodzakelijk om de biologische beschikbaarheid en mobiliteit van metalen te minimaliseren.

Granulaire MgO wordt vaak gemengd in met metaal verontreinigde grond of afvalmateriaal, dat ook vaak een lage (zure) pH heeft, om de pH in het bereik van 8-10 te brengen, waar de meeste metalen hun laagste oplosbaarheid hebben. Metaalhydroxidecomplexen neigen neerslaan uit een waterige oplossing in het pH-bereik van 8-10. MgO wordt algemeen beschouwd als de meest effectieve stabiliserende verbinding voor metalen in vergelijking met Portlandcement, kalk, ovenstofproducten, afvalproducten voor energieopwekking en verschillende eigen producten vanwege MgO's superieure buffercapaciteit, kosteneffectiviteit en gebruiksgemak / veiligheid.

De meeste, zo niet alle producten die op de markt worden gebracht als technologieën voor het stabiliseren van metalen, creëren zeer hoge pH-omstandigheden in watervoerende lagen, terwijl MgO een ideale watervoerende toestand creëert met een pH van 8-10. Bovendien wordt magnesium, een essentieel element voor de meeste biologische systemen, aan de microbiële populaties in de bodem en het grondwater geleverd tijdens MgO-geassisteerde metalen als een bijkomend voordeel.

-Medisch

Magnesiumoxide wordt gebruikt ter verlichting van brandend maagzuur en dyspepsie, als antacidum, magnesiumsupplement en als laxeermiddel op korte termijn. Het wordt ook gebruikt om de symptomen van indigestie te verbeteren. Bijwerkingen van magnesiumoxide kunnen misselijkheid en krampen zijn. In hoeveelheden die voldoende zijn om een ​​laxerend effect te verkrijgen, omvatten bijwerkingen van langdurig gebruik enterolieten die leiden tot obstructie van de darm.

-Overige

• Als voedingsadditief wordt het gebruikt als antiklontermiddel. Het is bekend bij de Amerikaanse Food and Drug Administration voor cacaoproducten; erwtjes in blik; en bevroren dessert. Het heeft een E-nummer van E530.
• Het werd van oudsher gebruikt als referentie witte kleur in colorimetrie, vanwege zijn goede diffuse en reflecterende eigenschappen. Het kan worden gerookt op het oppervlak van een ondoorzichtig materiaal om een ​​integrerende bol te vormen.
• Het wordt veel gebruikt als elektrische isolator in verwarmingselementen met buisconstructie. Er zijn verschillende maaswijdten beschikbaar en de meest gebruikte mazen zijn 40 en 80 mesh volgens de American Foundry Society. Het uitgebreide gebruik is te danken aan de hoge diëlektrische sterkte en de gemiddelde thermische geleidbaarheid. MgO wordt meestal verpletterd en verdicht met minimale luchtspleten of holtes. De elektrische verwarmingsindustrie experimenteerde ook met aluminiumoxide, maar wordt niet meer gebruikt.
• Als reagens bij de installatie van de carboxybenzyl (Cbz) -groep met benzylchloorformiaat in EtOAc voor de N-bescherming van aminen en amiden.
• Het wordt ook gebruikt als isolator in hittebestendige elektrische kabels.
  Van MgO-doping is aangetoond dat het de korrelgroei in keramiek effectief remt en de breuktaaiheid verbetert door het mechanisme van scheurgroei op nanoschaal te transformeren.
• Geperst MgO wordt gebruikt als optisch materiaal. Het is transparant van 0,3 tot 7 µm. De brekingsindex is 1,72 bij 1 µm en het Abbe-getal is 53,58. Het is soms bekend onder de handelsnaam Irtran-5 van Eastman Kodak, hoewel deze benaming achterhaald is. Kristallijne pure MgO is commercieel verkrijgbaar en heeft een klein gebruik in infraroodoptica. [20]
• MgO is verpakt rond transuraan afval in de Waste Isolation Pilot Plant, om de oplosbaarheid van radionucliden te beheersen.
• MgO heeft een belangrijke plaats als commerciële plantenbemesting en als diervoeder.
• Een vernevelde oplossing van MgO wordt gebruikt in bibliotheekwetenschap en collectiebeheer voor de ontzuring van risicovolle papieren items. In dit proces neutraliseert de alkaliteit van MgO (en vergelijkbare verbindingen) de relatief hoge zuurgraad die kenmerkend is voor papier van lage kwaliteit, waardoor de achteruitgang wordt vertraagd.
• MgO wordt ook gebruikt als beschermende coating in plasmaschermen.
• Magnesiumoxide wordt gebruikt als oxidebarrière in spintunneltoestellen. Vanwege de kristallijne structuur van zijn dunne films, die bijvoorbeeld kunnen worden afgezet door magnetronsputteren, vertoont het eigenschappen die superieur zijn aan die van het algemeen gebruikte amorfe Al2O3. In het bijzonder is spinpolarisatie van ongeveer 85% bereikt met MgO versus 40-60% met aluminiumoxide. De waarde van tunnelmagnetoresistentie is ook significant hoger voor MgO (600% bij kamertemperatuur en 1.100% bij 4,2 K) dan Al2O3 (ca. 70% bij kamertemperatuur). MgO is thermisch stabiel tot ongeveer 700 K, tegenover 600 K voor Al2O3.