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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 .
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
- Kirk-Othmer (1994). Enciclopédia de Tecnologia Química. Volume 15. Quarta Edição. John Wiley & Sons.
- Enciclopédia de Química Industrial de Ullmann. Volume A15. Quinta Edição
- Dançando, JC; Emeléus, HJ; e Sir Ronald Nyholm. (1973). Química Inorgânica Abrangente. Conselho Editorial Pergamon Press
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