Óxido de magnésio: estrutura, propriedades, nomenclatura, usos

O óxido de magnésio é um sólido cristalino branco inorgânico também conhecido como magnésia. Sua fórmula química é MgO e é formada pela oxidação do metal magnésio pelo oxigênio.

É freqüentemente encontrado como um mineral natural chamado periclase. No entanto, a periclase não é uma fonte importante de MgO. Na natureza, é comumente encontrado como grupos de cristais em mármore.

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Óxido de magnésio em pó. Adam Rędzikowski [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)] Fonte: Wikipedia Commons
Também é encontrado no mineral magnesita (que é principalmente o carbonato de magnésio com alguns carbonatos de ferro); em calcário e dolomita (mineral formado por carbonatos de magnésio e cálcio); em ejecções vulcânicas e em rochas serpentinas.

Não forma rochas ou depósitos de cristais porque, em contato com o vapor de água da atmosfera, torna-se hidróxido de magnésio (Mg (OH) 2 ).

Em nível industrial, pode ser obtido de várias maneiras: calcinação de carbonato de magnésio (magnesita), calcinação de hidróxido de magnésio, a partir de calcário dolomítico, pela água do mar e pirólise de cloreto de magnésio, entre outros métodos.

A produção de magnésia a partir de magnesita começou há pouco mais de 100 anos na Áustria. Desde então, a magnésia tem várias aplicações técnicas devido ao seu alto ponto de fusão, resistência química, alta condutividade térmica, baixa condutividade elétrica e sua atividade biológica.

Estrutura

A estrutura cristalina do MgO é cúbica, centrada na face, semelhante à rede cristalina de cloreto de sódio (NaCl).

A magnésia forma cristais cúbicos hexaoctaédricos, que podem ser incolores, verdes ou marrons.

A periclase mineral é um pequeno octaedro, sendo menos comumente um cubo-octaedro ou dodecaedro.

Propriedades

Outros nomes

Magnésia.

Periclase.

– Oxomagnésio.

Estado físico

É sólido, cristalino e branco. Embora a presença de impurezas de ferro dê uma coloração esverdeada ou marrom, dependendo do grau de oxidação do ferro.

Dureza de Mohs

5.5-6.

Peso molecular

40.304 g / mol.

Ponto de fusão

2827 ° C.

Densidade

3.581 g / cm 3

Solubilidade

Praticamente insolúvel em água:

0,00062 g por 100 mL a 20 ° C.

0,0086 g por 100 mL a 30 ° C.

Insolúvel em etanol.

pH

Em solução aquosa saturada: 10.3.

Propriedades ópticas

Transparente. Cor: incolor, branco acinzentado, amarelo acastanhado, incolor na luz transmitida.

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Índice de refração

1.7355 a 589 nm.

1.7283 a 750 nm.

Outras propriedades

– Possui alta condutividade térmica e alta resistividade elétrica.

– É higroscópico, ou seja, absorve facilmente a água da atmosfera. Em meio aquoso, combina-se com a água para formar hidróxido de magnésio.

– É estável em uma atmosfera oxidante até 2300 ° C e até 1700 ° C em uma atmosfera redutora.

– É compatível com a maioria dos compostos químicos, exceto ácidos fortes e oxidantes fortes, entre outros.

– Após a ignição a altas temperaturas, o óxido de magnésio é relativamente inerte.

– Não é tóxico. No entanto, deve-se tomar precauções ao manusear como pó quando houver um tamanho pequeno de partícula.

– Seus cristais têm um alto poder refletivo, tanto no espectro visível quanto no ultravioleta próximo.

Nomenclatura

Existem vários graus de MgO comercialmente fornecidos:

Magnésia Cáustica

É uma forma altamente reativa de óxido de magnésio produzido pela calcinação ou queima de magnesita bruta (MgCO 3 ) ou hidróxido de magnésio (Mg (OH) 2 ) a temperaturas relativamente baixas, mas acima da temperatura de decomposição desses materiais, entre 700 e 1000 ° C

É também chamada de magnésia cáustica calcinada, óxido de magnésio calcinado, óxido de magnésio reativo, magnésia levemente queimada ( tradução queimada pela luz ), entre outros nomes.

A magnésia cáustica pode ser queimada a uma temperatura mais alta para obter magnésia sinterizada.

Magnésia fortemente queimada

É produzido quando a magnesita é calcinada a temperaturas de 1000 a 1500 ° C. Sua reatividade foi reduzida em comparação com a magnésia cáustica.

Magnésia Efractária

Quando a magnesita é calcinada a temperaturas entre 1500 e 2000 ° C , é obtida a magnésia “queimada até a morte” (tradução do inglês queimado ), também chamada magnésia refratária ou magnésia derretida.

A magnésia derretida também é obtida por fusão da magnésia cáustica em um arco elétrico. Devido a esses tratamentos, sua reatividade foi quase completamente eliminada.

Este tipo de magnésia é geralmente modelado por pressão e temperatura, sem atingir a temperatura de fusão. Isso produzirá pedaços de grande dureza, chamados magnésia sinterizada. É essencialmente estável contra umidade e dióxido de carbono atmosférico.

Usos

O MgO é usado na produção de magnésio metálico.

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Usos da magnésia cáustica

Devido à sua alta reatividade, suas aplicações industriais são muito variadas.

É usado como matéria-prima para a fabricação de cimento. É usado na indústria da construção, por exemplo, como ligante. Neste caso, é misturado com soluções concentradas de sais de magnésio e uma pequena quantidade de fosfato de sódio.

Um material extremamente duro é assim obtido. Embora não seja um cimento verdadeiro, não é estável na água, pode ser usado como mastigação ou revestimento protetor.

A magnésia cáustica também é usada em placas de construção leves para isolamento térmico e acústico. Eles são fabricados adicionando sulfato de magnésio como ligante e lã mineral. São folhas altamente não inflamáveis.

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Folhas de MgO para construção. Excentrik13 [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] Fonte: Wikipedia Commons
Outros usos da magnésia cáustica incluem a remoção de metais pesados ​​e silicato das águas residuais. Amônia ou fosfatos também podem ser removidos.

É uma base fraca, por isso serve como um neutralizador de ácido e é usado na lavagem de gases de combustão, como um aditivo para lubrificantes e combustíveis.

Serve como enchimento na indústria de plásticos e borracha, pois permite o ajuste da viscosidade e rigidez desses materiais.

É utilizado na indústria de papel e celulose porque participa da digestão com bissulfito. Também como absorvedor de umidade em bibliotecas ou para a preparação de cosméticos. Além disso, na indústria farmacêutica, é altamente valorizado como antiácido, apaziguador da indigestão e laxante suave.

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Comprimidos de MgO Fonte: Pixabay

Usos de magnésia fortemente queimada

Devido à sua estreita faixa de reatividade, é usado em aplicações onde é necessária uma degradação lenta. Por exemplo, em suplementos alimentares para animais. Isso ocorre porque, em algumas condições, o gado pode sofrer de deficiência de magnésio se alimentado apenas com forragem.

Por outro lado, sabe-se que o magnésio (Mg) é um elemento constituinte da clorofila. Portanto, é considerado um nutriente essencial das plantas e utilizado como fertilizante. A maneira de adicionar magnésio às plantas é como a magnésia.

Este tipo de MgO pode ser usado em diversas aplicações: cerâmica, tratamento de águas residuais (como adsorvente de cátion na remoção de metais), curtimento de couro e matéria-prima para magnésia derretida.

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Usos de magnésia sinterizada e magnésia fundida

O MgO possui o ponto de fusão mais alto entre os óxidos de custo moderado e, portanto, é uma matéria-prima para tijolos refratários e outras cerâmicas refratárias. É o único material, após o óxido de zircônio (ZrO 2 ), que pode suportar aquecimento prolongado acima de 2000 ° C.

Esse grau refratário de MgO é usado na indústria siderúrgica para fabricar revestimentos de proteção e revestimentos substituíveis de equipamentos que manipulam aço fundido, como fornos de alta potência .

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Fornos de alta potência na indústria siderúrgica. Jean-Pol GRANDMONT [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] Fonte: Wikipedia Commons
Devido à sua reatividade quase nula, os materiais de construção refratários à base de magnésia sinterizada também são resistentes a escórias e gases básicos ou neutros.

Os blocos de magnésia sinterizada têm uma alta capacidade de armazenamento de calor e alta condutividade térmica (eles conduzem muito bem o calor).

O calor gerado por um elemento de aquecimento é transferido para o bloco de magnésia e sua temperatura aumenta. Por esse motivo, eles são usados ​​em dispositivos de armazenamento quentes.

É usado como material isolante na indústria de aquecimento elétrico relacionado a eletrodomésticos. Por exemplo, para elementos de aquecimento tubular de fornos de cozinha, máquinas de lavar roupa, máquinas de café, ferros elétricos ou radiadores, entre outros.

Outros usos do MgO

O alto poder reflexivo dos cristais de MgO no espectro UV visível e próximo levou ao seu uso como refletor em instrumentos ópticos e como cristais únicos em janelas e lentes ópticas. Também é usado como padrão branco.

Referências

  1. Kirk-Othmer (1994). Enciclopédia de Tecnologia Química. Volume 15. Quarta Edição. John Wiley & Sons.
  2. Enciclopédia de Química Industrial de Ullmann. Volume A15. Quinta Edição
  3. Dançando, JC; Emeléus, HJ; e Sir Ronald Nyholm. (1973). Química Inorgânica Abrangente. Conselho Editorial Pergamon Press
  4. S. Biblioteca Nacional de Medicina. (2019). Óxido de magnésio Recuperado de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  5. Elementos americanos (2019). Magnésia cáustica calcinada. Recuperado de americanelements.com.
  6. Ropp, RC (2013). Grupo 16 (O, S, Se, Te) Compostos de Terra Alcalina. Óxido de magnésio Na Enciclopédia dos Compostos Alcalinos da Terra. Recuperado de sciencedirect.com.

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