Магний нитрат: описание, реакция и особенности применения
Магний нитрат относится к классу солей. Это соединение имеет практическое применение, поэтому заслуживает особого внимания и изучения. К примеру, карбонат магния, его хлорид, цитрат активно применяют в пищевой промышленности в качестве пищевых добавок. Фторид данного металла востребован как средство для защиты поверхности металла от атмосферной коррозии, используется при изготовлении керамики и матового стекла. Раствор нитрата магния используется в виде окислителя в пиротехнических составах.
Общая характеристика магния
Для того чтобы охарактеризовать соединения данного металла, выявим его отличительные особенности. Он располагается во второй группе (главной подгруппе) периодической системы элементов. Порядковый номер — 12, поэтому в атоме по двенадцать электронов и протонов. Кристаллическая решетка имеет гексагональный вид.
В природе металл существует в форме трех стабильных изотопов. Для этого простого вещества характерны определенные физические свойства. Он имеет серебристо-белый цвет, обладает ковкостью, хорошо проводит электрический ток, тепло. Металл отлично прокатывается, прессуется, его можно резать. Из-за присутствия кислородана воздухе магний быстро приобретает матовый оттенок, превращаясь в оксид металла.
Особенности получения
В начале девятнадцатого века магний был получен англичанином Дэви. При смешивании магнезии (сульфата магния) с окисью ртути, пропускании через электрический ток ему удалось получить сплав металла с ртутью (амальгаму).
Среди промышленных способов получения данного металла лидирующие позиции принадлежат электролизу расплава солей. Помимо электролиза, в промышленных масштабах магний получают и при термическом восстановлении оксида с помощью кокса либо кремния. Данный химический процесс осуществляется в электрических печах при температуре около 2100 °C.
Химические особенности
Магний при взаимодействии с азотной кислотой, кислородом, образует нитрат магния, оксид магния. В зависимости от концентрации азотной кислоты, взятой для реакции, помимо соответствующей соли, в качестве продуктов реакции будут выступать различные оксиды азота либо нитрат аммония. Так как магний проявляет основные свойства, не выявлено его взаимодействия с щелочами.
Применение магния и его соединений
Металл является основой для изготовления «сверхлегких» сплавов, востребован в металлотермии при изготовлении циркония, ванадия, титана, урана. Сплавы на его основе используют для изготовления резервных мощных электрических батарей, а также при производстве сухих элементов.
У химических источников тока, созданных на основе магния, высокие показатели удельных энергетических характеристик, высокое разрядное напряжение.
Оксид магния является отличным огнеупорным материалом, его применяют при производстве футеровки в металлургических печах, для изготовления тиглей.
Перхлорат нужен для качественной осушки газообразных веществ в химических лабораториях, в виде электролита при изготовлении химических источников тока.
Синтетические монокристаллы фторида магния востребованы в оптике для создания призм, линз.
Бромид металла является отличным электролитом, поэтому применяется в качестве резервного химического источника тока.
Способность магния при горении выделять белое ослепительное пламя нашла применение в производстве сигнальных и осветительных ракет, зажигательных бомб, снарядов и пуль.
Соли магния и его оксид необходимы в неврологии, кардиологии, гастроэнтерологии.
Если в порошкообразный магний будут добавлены окисляющие добавки (нитраты аммония, бария), смесь применяется в фотографии.
Характеристика нитрата магния
Магний нитрат представляет собой гигроскопичное кристаллическое вещество, имеющее кубическую кристаллическую решетку. Вещество хорошо растворяется в воде, этиловом спирте. Его температура плавления составляет 426°C. При превышении трехсот градусов магний нитрат разлагается на оксиды азота и магния. В природе данное соединение находится в виде магнезиевой селитры или нитромагнезита. Магний нитрат является гигроскопичным веществом, соль способна образовывать ди-, гекса-, нонагидраты.
Например, бесцветные кристаллы гексагидрата могут существовать в трех устойчивых модификациях.
Получение соли
Как осуществляется реакция? Нитрат магния в промышленных объемах получают из нитромагнезита, являющегося природным минералом. Среди лабораторных способов производства этой соли интерес представляет взаимодействие оксида магния либо чистого металла с раствором азотной кислоты.
Среди основных химических свойств, характерных для данного соединения, выделим взаимодействие с жидким аммиаком. С чем еще способен взаимодействовать нитрат магния? Гидроксид магния выпадает в осадок при реакции соли с растворами щелочей.
С плавиковой, угольной, кремниевой, фосфорной кислотой образуются нерастворимые осадки.
Нитрат магния — это соль, которая образована слабым (нерастворимым) основанием и сильной одноосновной кислотой, поэтому легко вступает в реакцию гидролиза. В результате процесса образуется основная соль, реакция среды имеет кислотный характер, гидролиз протекает по катиону.
Особенности применения соли
Промышленное значение имеет не только сам магний, нитрат натрия входит в состав сложных минеральных удобрений. Благодаря отличной растворимости и невысокой электрической проводимости эта соль идеально подходит для проведения листовой подкормки. Это особенно актуально при применении оросительной воды с существенным содержанием солей.
Применяют удобрение для корневого питания ягодных, плодовых, овощных культур, некорневой подкормки виноградных кустарников. В жидкой магниевой селитре процентное содержание металла достигает десяти процентов, а азотнокислого магния в удобрении – около 98 процентов.
В зависимости от производителя, выпускающего данную соль, допускаются некоторые отличия по концентрации. Например, в гранулированном виде магниевая селитра аналогична по цвету крупной поваренной соли.
В случае измельчения кристаллов данного соединения появляется незначительный серый или желтоватый оттенок. Магний является составной частью хлорофилла, воздействует на его формирование, отвечает за межклеточный метаболизм в растениях. Для получения качественного урожая необходимо использовать около 80 килограммов данного соединения из расчета на один гектар. Не только сам магний, но и его оксид, соли являются важными химическими соединениями, востребованными в различных отраслях современной промышленности.
Источник статьи: http://www.syl.ru/article/298177/magniy-nitrat-opisanie-reaktsiya-i-osobennosti-primeneniya
Нитрат магния ГОСТ 11088-75
Нитрат магния | |
---|---|
Систематическое наименование | Нитрат магния |
Хим. формула | Mg(NO3)2 |
Рег. номер CAS | 10377-60-3 |
PubChem | 25212 |
Рег. номер EINECS | 233-826-7 |
SMILES | |
ChEBI | 64736 |
ChemSpider | 23415 |
ГОСТ | ГОСТ 11088-75 |
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного. |
Нитрат магния Mg(NO3)2 — бесцветные гигроскопичные кристаллы с кубической решеткой (а = 0,748 нм, пространств. группа Ра3); температура плавления 426 °C (с разложением); С°р 141,9 Дж/(моль. К); DH0обр −792,8 кДж/моль, DG0обр −591,4 кДж/моль. Выше 300 °C начинает разлагаться на MgO и оксиды азота. Растворимость в воде (г в 100 г): 73,3 (20 °C), 81,2 (40 °C), 91,9 (60 °C). Растворим также в этаноле, метаноле, жидком NH3. Из водных растворов в зависимости от концентрации кристаллизуются нона-, гекса- и дигидраты.
Известен также метастабильный тетрагидрат. Гексагидрат — бесцветные кристаллы. Существует в трех модификациях. При —13-66 °C устойчива форма с моноклинной решеткой (а = 0,619 нм, b = 0,127 нм, с = 0,666 нм, b = 93°, пространств. группа P21/c); т. пл. 90 °C; плотность 1,46 г/см3; DH0пл 41,0 кДж/моль, DH0обр −2614,7 кДж/моль; S0298 427 Дж/(моль. К); уравнение температурной зависимости давления пара Н2О над твердым веществом: lgр(мм рт. ст.) = 10,0372 — 3088/Т (293—323 К); выше 90 °C обезвоживается до дигидрата, затем происходит отщепление воды с частичным гидролизом и разложение до MgO. Дигидрат — бесцветные кристаллы с моноклинной решеткой (а = 0,581 нм, b = 0,599 нм, с = 0,865 нм, b = 90,7°, пространств. группа Р21/с); т. пл. 130 °C; плотн. 2,02 г/см3; DH0обр −1411,4 к Дж/моль; S0298 251 Дж/(моль. К).
Магния нитрат образует с N2O4 аддукт состава Mg(NO3)2.N2O4, разлагающийся выше 50 °C, а также аммины [Mg(NH3)J(NO3)2 и двойные соли с нитратами др. металлов. Безводный магния нитрат получают взаимодействием Mg с N2O4 с последующим отщеплением N2O4, гидратированный — реакцией MgCO3 или MgO с разбавлением HNO3. Гексагидрат — исходное соединение при синтезе MgO особой чистоты, нитратов др. металлов, а также разложении соединений Mg;
30-40% растворы нитрата магния технической чистоты, получаемые азотнокислотным разложением магнийсодержащего сырья (чаще, каустического магнезита или брусита) нашли применение в производстве концентрированной азотной кислоты (как обезвоживающий агент) и гранулированной аммиачной селитры (как модифицирующая добавка).
Компонент сложных удобрений, поскольку магний входит в состав хлорофилла, который необходим для фотосинтеза, способствует повышению активности многих ферментов и выступает в роли транспортера фосфора. Высокая растворимость и низкая электропроводность делают продукт исключительно подходящим для листовой подкормки и фертигации, особенно при использовании оросительных вод с высокой концентрацией солей. Удобрение используется для корневого и некорневого питания овощных, ягодных, плодовых культур, винограда; окислитель в пиротехнических составах. Применение нитрата магния, как удобрения, в кристаллической или гранулированных формах, несмотря на содержание в его составе двух питательных компонентов в водорастворимой форме — собственно, магния и азота ( в виде нитрат-иона), и высокую агрохимическую эффективность, существенно ограничивается значительной гигроскопичностью продукта и повышенной склонностью к слеживаемости при хранении и транспортировке.
Источник статьи: http://chem.ru/nitrat-magnija.html