InfoNu.nl > Wetenschap > Techniek > Magnesium: Het element

Magnesium: Het element

Magnesium: Het element Magnesium Mg is een zilverwit aardalkalimetaal met een zeer laag soortelijk gewicht. Legeringen van magnesium worden gebruikt in de luchtvaart- en auto-industrie. In 1808 ontdekt Humphry Davy dat magnesiumoxide de oxide is van een onbekend metaal. In 1828 werd een bruikbare hoeveelheid magnesium vrijgemaakt door Antoine Bussy. Het menselijke lichaam bevat circa 25 gram magnesium, waarvan 60 % in het skelet en 40 % in de rest van het lichaam. Het is mede verantwoordelijk voor de werking van het zenuwstelsel, spiercontracties, de bouw van eiwitten, vermenigvuldiging van DNA en het is een bouwsteen van meerdere enzymen.
Periodiek systeem magnesium atoomnummer 12 / Bron: Kushboy, Wikimedia Commons (CC BY-SA-3.0)Periodiek systeem magnesium atoomnummer 12 / Bron: Kushboy, Wikimedia Commons (CC BY-SA-3.0)

Algemene eigenschappen van het element

Magnesium is het achtste element in hoeveelheid op aarde. Het komt in verbindingen in de natuur voor in vooral dolomiet en magnesiet. Het wordt meestal gewonnen uit pekel uit ondergrondse zoutlagen. Het metaal wordt daaruit door elektrolyse van de chloride MgCl2 gewonnen.

NaamSymboolAtoomnummer 12GroepPeriodeBlokReeksKleur
MagnesiumMg12Aardalkalimetalen:
Barium • Radium
Beryllium • Magnesium
Calcium • Strontium
Periode 3S BlokAardalkalimetalenZilverwit

Chemische eigenschappen van het element

Atoommassa (u)ElektronenconfiguratieOxidatietoestandenElektronegativiteit (Pauling)Atoomstraal (pm)Ionisatiepotentiaal (KJ/mol)
24,31[Ne]3s22+1,311601e 738
2e 1451
3e 7733

Fysische eigenschappen van het element

Dicht-
heid
(kg/m3)
Hard-
heid
(Mohs)
Smelt-
punt (C)
Kook-
punt (C)
Smelt-
warmte
(KJ/mol)
Verdampings-
warmte
(KJ/mol)
Geluids-
snelheid
(m/s)
Specifieke
warmte
(J/kg.oC)
Elektrische
weerstand
(μΩ•cm)
Warmte-
geleiding
(W/m.oC)
17832,564911058,95127460210204,4156

Magnesium heeft een hexagonale atoomrooster / Bron: HKosterMagnesium heeft een hexagonale atoomrooster / Bron: HKoster

Het hexagonale atoomrooster van het element Magnesium

Magnesium heeft een hexagonale kristalstructuur. Door deze relatief complexe structuur heeft het beperkte mogelijkheden tot vervorming. Het vervormen van metaal gaat langs de glijvlakken van atomen en is dus afhankelijk van de ordening van de atomen en dat is bij het hexagonaal rooster veel ongunstiger als bij het kubische rooster van staal, aluminium en koper, zo kan men uit de atoomordening in het metaal reeds belangrijke eigenschappen aflezen.

Voorkomen en winning

In 1852 construeerde Robert Bunsen een cel voor de elektrolyse van MgCl2. Dit leidde uiteindelijk tot productie van magnesium. Tijdens de Tweede wereldoorlog werd magnesium (legeringen) voor het eerst op industriële schaal toegepast. De Canadees Loyd Montgomery Pidgeon zette in 1940 de eerste magnesium industrie op rond het z.g.n Pidgeonproces dat nog steeds wordt toegepast.

Magnesiet / Bron: Didier Descouens, Wikimedia Commons (CC BY-SA-4.0)Magnesiet / Bron: Didier Descouens, Wikimedia Commons (CC BY-SA-4.0)
De productie van een kilo magnesium kost relatief veel energie, maar uitgaande per volume eenheid kost het minder energie dan aluminium. Onder de grond zitten de grootste magnesiumvoorraden, in de vorm van magnesiumzout. Uit pekel in zoutlagen wordt het magnesiumzout gewonnen dat met elektrolyse omgezet wordt in magnesium. De Verenigde Staten is wereldmarktleider in elektrolyse van magnesiumzout. Daarna volgt China.

Recyclen

Bij het recyclen van magnesium moet men verontreinigingen voorkomen: niet-metallische deeltjes, intermetallische verbindingen en oxidehuid. De smelt wordt daarom afgeschermd met smeltzout.

Meest stabiele isotopen van magnesium

IsotoopRa (%)HaveringstijdVervalVerval energie (MeV)Verval product
23MgSynthetisch11,32 sec.Beta4,0623Na
24Mg79Stabiel met 12 neutronen---------
25Mg10Stabiel met 13 neutronen---------
26Mg11,01Stabiel met 14 neutronen---------
27MgSynthetisch9,46 min.Beta2,6127Al
28MgSynthetisch20,9 urenBeta1,8328Al

Magnesium komt in de natuur als drie stabiele isotopen voor. 24Mg maakt daarvan ongeveer 80% uit. De overige 20 procent bestaat uit 25Mg en 26Mg. 26Mg is een vervalproduct van aluminium-26 met een halveringstijd van 720.000 jaar heeft. 26Mg wordt aangetroffen in sommige meteorieten. Uit de verhouding aluminium-26 en magnesium-26 bepaalt men de leeftijd van de meteoriet.

Magnesiumspanen en magnesiumpoeder branden gemakkelijk. / Bron: Hiroaki Nakamura, Wikimedia Commons (CC BY-SA-3.0)Magnesiumspanen en magnesiumpoeder branden gemakkelijk. / Bron: Hiroaki Nakamura, Wikimedia Commons (CC BY-SA-3.0)

Gebruikseigenschappen van magnesium

Magnesium atoom bezit de elektronenconfiguratie [Ne]3s2. Het atoom raakt de twee buitenste elektronen kwijt om het ion Mg2+ te vormen. Het metaal is een sterke reductor, (het onttrekt zuurstof aan andere verbindingen). Magnesium oxideert snel. Als poeder en in gesmolten toestand reageert het heftig met water en is het uiterst brandbaar. Bij verbranding ontstaat een fel wit licht. Om tijdens de verwerking van vloeibaar magnesium te voorkomen dat er een reactie met zuurstof optreedt, wordt er een beschermend gas gebruikt om het materiaal af te dekken. Magnesiumpoeder wordt gedroogd en onder druk opgeslagen ter voorkoming van (zelf)ontbranding.

Toepassingen van magnesium

  • Chlorofyl, bases van de fotosynthese in planten, bevat een magnesiumatoom.
  • Hydroxide Mg(OH)2 wordt tegen maagzuur gebruikt.
  • Magnesiumsulfaat MgSO4.10H2O wordt gebruikt als laxeermiddel, ter voorkoming van bruinkleuring van naaldgewassen en bij zwangerschap vergiftiging.
  • Magnesiumlegeringen worden verwerkt tot lichtgewicht constructies en onderdelen in de auto-industrie en luchtvaart.
  • Magnesiumsulfaat is hygroscopisch en wordt aangewend als droogmiddel.
  • Magnesium wordt toegepast in de pyrotechniek en in vuurwerk.
  • Magnesiumsulfaat wordt in bierbrouwerijen gebruikt.
  • Magnesiumhydroxide wordt gebruikt bij de waterzuivering.

Milieu en gezondheid

Zuurstof water en magnesium zijn de top drie van essentiële levensbehoeften van de mens. Magnesium zorgt voor ontspanning van skeletspieren, van ingewanden en hersenen, voor goede nachtrust. Studies tonen aan dat 75% van de bevolking een magnesiumtekort heeft.

Medische betekenis van magnesium tekort

Magnesium zit in elke lichaamscel en dient energieproductie, werking van spieren en zenuwen en behoud van de van botten. Magnesium speelt een hoofdrol bij de werking van enzymen betrokken bij de hormonen productie. Magnesium is aanwezig in voedingsmiddelen, zoals granen, groene groenten. noten zoals postelein, erwten en spinazie. Door gebruik van kunstmest wordt de grond arm aan magnesium, en ontstaat er magnesiumtekort. De symptomen van een tekort kunnen zijn: lusteloosheid, vermoeidheid, irritatie van de zenuwen in de spieren, hartritmestoornissen en maagkrampen.

Verlaagd magnesium gehalte kan veroorzaakt worden door:
  • Onvoldoende opname van magnesium uit de voeding, bijvoorbeeld door de ziekte van Crohn
  • ondervoeding en alcoholmisbruik.
  • Diabetes.
  • Verlies van magnesium via de nieren, bijvoorbeeld bij gebruik van plaspillen.
  • Zwangerschapsvergiftiging.
  • Slechte schildklierwerking.
  • Operaties en bij brandwonden.
  • Aanhoudende diarree.

Te veel magnesium in het bloed is gevolg van problemen bij het afvoeren uit het lichaam of van kunstmatige toediening. Verhoogd magnesium gehalte kan ontstaan bij: diabetes; ziekte van Addison; slecht werkende schildklier; uitdroging, nierfalen; laxeermiddelen die magnesium bevatten

Magnesium en water

Magnesium reageert het met waterdamp tot magnesiumoxide of magnesiumhydroxide en waterstofgas: Mg(s) + 2H2O(g) -> Mg(OH)2(aq) + H2(g). Brandend magnesium mag niet met water geblust worden. Het reageert agressief met het vrijkomende waterstofgas. Een magnesiumbrand moet met zand verstikt worden. Magnesium komt bij allerlei productieprocessen in het water. In de chemische industrie wordt het toegevoegd aan plastic en als legeringselement in andere metalen.Richtlijnen voor het magnesiumgehalte in drinkwater zijn er niet, er is geen informatie die op gevaar voor de gezondheid wijzen. Magnesium en calcium zijn medeverantwoordelijk voor de hardheid van water. Calcium- en magnesiumionen verzwakken de waskracht van wasmiddelen omdat ze moeilijk oplosbare zouten vormen met zeep. Daarom wordt aan wasmiddelen ontharder toegevoegd.
De dagelijkse behoefte van een mens ligt bij circa 300 a 400mg magnesium. Dit wordt bereikt bij normale voeding. Groente kan bij het koken de helft van het magnesium kwijtraken.

Lees verder

© 2014 - 2018 Custor, het auteursrecht (tenzij anders vermeld) van dit artikel ligt bij de infoteur. Zonder toestemming van de infoteur is vermenigvuldiging verboden.
Gerelateerde artikelen
Klachten bij magnesium tekortKlachten bij magnesium tekortHet is erg belangrijk om voldoende van het mineraal magnesium binnen te krijgen. Magnesium is natuurlijk tranquillizer,…
Betekenis magnesium voor je lichaamBetekenis magnesium voor je lichaamWe realiseren ons lang niet altijd wat magnesium direct of indirect voor ons lichaam kan betekenen. Maar de lijst blijkt…
Kidneybonen en gezondheidBonen zijn ontzettend goed voor onze gezondheid, maar veel mensen zijn zich daar niet van bewust. Kidneybonen (nierbonen…
Paarden en een magnesiumtekortPaarden en een magnesiumtekortMagnesium is belangrijk voor het zenuwstelsel. Al meer hoor je over vermeende magnesiumtekorten bij paarden. Paarden zij…
Welk magnesium supplement kiezen?Welk magnesium supplement kiezen?Omdat magnesium niet meer zo veel voorkomt in de bodem, bevatten veel voedingsstoffen die uit de bodem komen steeds mind…
Bronnen en referenties
  • http://www.vnmi.nl/index.php?page=13
  • http://www.lenntech.nl/periodiek/water/magnesium/magnesium-en-water.htm#ixzz34JxZ9hM6
  • http://nl.wikipedia.org/wiki/Magnesium
  • http://www.safeandhealthylife.com/magnesium-deficiency/
  • Sciencenotes.org/? attachment id=290 (Magnesium embleem)
  • Afbeelding bron 1: Kushboy, Wikimedia Commons (CC BY-SA-3.0)
  • Afbeelding bron 2: HKoster
  • Afbeelding bron 3: Didier Descouens, Wikimedia Commons (CC BY-SA-4.0)
  • Afbeelding bron 4: Hiroaki Nakamura, Wikimedia Commons (CC BY-SA-3.0)

Reageer op het artikel "Magnesium: Het element"

Plaats als eerste een reactie, vraag of opmerking bij dit artikel. Reacties moeten voldoen aan de huisregels van InfoNu.
Meld mij aan voor de tweewekelijkse InfoNu nieuwsbrief
Ik ga akkoord met de privacyverklaring en ben bekend met de inhoud hiervan
Infoteur: Custor
Laatste update: 25-12-2016
Rubriek: Wetenschap
Subrubriek: Techniek
Special: Aardalkalimetalen
Bronnen en referenties: 9
Schrijf mee!