Реферат: Магний

Фторид магния MgF₂ - труднорастворимое в воде соединение. Плавится при 1265^о С, с фторидами щелочных металлов образует двойные соли ти­па

M¹ F*MgF₂ и 2M¹ F*MgF₂ .

4.2. Магнийорганические соединения.

Соединения магния с органическими кислотами.

Ацетат магния Mg(CH₃ COO)₂ - хорошо растворимое в воде соединение.

Оксалат магния MgC₂ O₄ - труднорастворимое соединение. В растворах окса­латов щелочных металлов или аммония оксалат магния образует комплексный ион [Mg(C₂ O₄ )₂ ]^-2 .

Из органических кислот большое значение имеют аминополикарбоновые кис­лоты - комплексоны, особенно комплексон III. Прочность комплексоната магния значительно ниже, чем комплексонатов почти всех остальных ме­таллов.

Окрашенные соединения магния с органическими реагентами.

Для аналитической химии магния большое значение имеют окрашенные соеди­нения его с органическими реагентами, используемые в качестве комплек­сонометрических индикаторов, для фотометрического определения и для обнаружения магния. Ион магния не обладает хромофорным действием, поэ­тому цветные реакции дают только соединения его с окрашенными органи­ческими реагентами. Из них наиболее важны азосоединения, меньшее зна­чение имеют трифенилметановые красители и соединения других классов.

соединения магния с азокрасителями.

При взаимодействии магния с некоторыми азокрасителями образуются интен­сивно окрашенные внутрикомплексные соединения. Саввин и Петрова изучи­ли цветные реакции магния с азосоединениями на основе хромотропной кислоты. Некоторые из них с магнием дают интенсивно окрашенные комп­лексы, пригодные для фотометрического определения магния. Диль и Эл­лингбоэ изучили образование магнием окрашенных соединений с 26 моноа­зосоединениями с целью использования их в качестве индикаторов для комплексонометрического определения магния.

К магнийорганическим относят химические соединения, в которых атом углерода непосредственно связан с атомом магния. Они представляют отдельный очень важный класс соеди­нений магния. С их помощью химики синтезировали огромное количество органических соединений: лекарственных препаратов, витаминов, душистых веществ и т.д. История металлоорганических соединений началась в 1849 г, когда молодой английский химик Франкланд получил вещество, в кото­ром атом углерода был непосредственно связан с цинком. Своей способ­ностью вступать во все возможные реакции они сразу же привлекли внима­ние химиков. Однако их чрезвычайная активность, например, они мгновен­но самовоспламенялись на воздухе, сильно затрудняла работу с этими ве­ществами. В 1899 г французский ученый Ф.Барбье предложил заменить цинк на магний, обнаружив, что в присутствии диэтилового, "серного" эфира магний легко вступает в те же реакции, что и цинк.

Магнийорганические соединения оказались значительно эффективнее цин­ко-органических, менее опасными в обращении и получили широкое расп­ространение. Особая заслуга в их исследовании и внедрении в лаборатор­ную практику принадлежит выдающемуся французскому химику В.Гриньяру. В 1900г он усовершенствовал метод синтеза, предложив разделить реакцию на две стадии: 1 - образование смешанного магнийорганического соединения в эфирной среде:

CH₃ Cl+Mg CH₃ MgCl

R1X+Mg RMgX, где R - углеводородный радикал, а Х - галоген; 2 - взаимодействие RMgX с соединением, содержащим карбонильную группу, приводит к образованию новой углерод-углеродной связи. Реакции такого типа получили название по имени автора открытия - "реакции Гриньяра". За эти работы В.Гриньяр был удостоен в 1912г Нобелевской премии. Магнийорганические галогениды нашли широкое применение в органическом синтезе. С их помощью можно получать соединения различных классов ­спирты, альдегиды, кетоны, эфиры, органические кислоты и т.д. Сам В.Гриньяр писал 1926г так: "Подобно хорошо настроенной скрипке, магни­йорганические соединения под опытными пальцами могут дать звучание все новым неожиданным и более гармоничным аккордам". Использование магнийор­ганических соединений позволило получить органические производные мно­гих элементов и привело к развитию целого направления - химии элемен­тоорганических соединений, успешно развиваемое в нашей стране школой академика А.Н. Несмеянова.

К сожалению, создание крупномасштабного производства на основе магни­йорганических соединений встречает значительные трудности из-за исклю­чительной пожароопасности эфира. В настоящее время разрабатываются ме­тодики применения магнийорганических соединений с использованием не столь горючих растворителей. Вероятно, недалеко то время, когда магни­йорганические соединения будут применяться и в химической технологии.

5. Природные соединения магния.

Минералы, в состав которых входит магний, использовались человеком, на­чиная с каменного века. Зеленый, смешанный магниево-кальциевый минерал состава 2CaO*5ЭO*H₂ O*8SiO₂ (Э-обозначает переменное кол-во магния и же­леза) обладает большой "вязкостью", он не растрескивается, не расслаи­вается при ударе. Из этого минерала первобытные люди изготовляли пер­вые, примитивные инструменты. Образцы таких найденных в раскопках инс­трументов можно увидеть во многих музеях. За этим минералом сохрани­лось название, данное ему врачевателями древности - "нефрит". Счита­лось, что размолотый порошок нефрита помогает при заболеваниях почек. Другой магниевый минерал - асбест используется издревле для изготовле­ния фитилей. В отличие от фитилей из хлопка, войлок и других материа­лов органической природы гореть в асбесте нечему: состав его выражает­ся формулой

3MgO*2H₂ O*2SiO₂ .

Широко известен и другой магниевый минерал - тальк, который содержит на каждую частицу магния вдвое больше оксида кремния (IV)

3MgO*H₂ O*4SiO₂ .

Этот минерал называют также "мыльным камнем", стеати­том или, по-русски, "жировиком". Тальком присыпают поверхность готовых резиновых изделий во избежании их слипания при хранении.

Мир минералов богат и разнообразен. их известно более двух тысяч. Око­ло 10% из этого огромного количества минералов - магниевые. Магний по распространенности в природе занимает восьмое место. В большей части этих минералов, как и в нефрите, асбесте и тальке, оксид магния связан с кремнеземом SiO₂ - самым распространенным химическим соединением на Земле. Вместе с магнием в состав магниевых минералов подчас входят и другие элементы - металлы. Один из таких минералов - оливин Э₂ SiO₄ , где Э означает суммарное число атомов магния и железа. Среди минералов магния есть и такие, которые по красоте могут конкурировать с извест­ными драгоценными камнями. Это водный силикат магния, окрашенный приме­сями в густой винно-желтый цвет, обнаруженный на Памире - клиногулит; он похож на драгоценный циркониевый минерал - глаулит.

Огромное количество магния содержится в водах океанов, морей и соленых озер. В среднем в одном м3 воды содержится более одного килограмма магния. В некоторых странах, не имеющих магниевого сырья (Англия, Норве­гия, Италия), налажено производство магния из морской воды. Морское происхождение имеют и ископаемые месторождения магниевого минерала "карналлита". В отдаленном геологическом прошлом Земли неоднократно образовывались и высыхали моря и озера. При их испарении образовались гигантские залежи природных солей магния - карналлит - MgCl₂ *KCl*6H₂ O.

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАГНИЯ В ПОЧВАХ, В ВОДЕ.

Общее содержание магния в почвах колеблется в пределах от 0,1 до 1%, содержание обменного магния составляет сотые и десятые доли процента.

Методы выделения магния из почвы. Для извлечения обменного магния из почвы, предложены различные экстрагенты: 1М нейтральный раствор CH₃ COONH₄ , 2М раствор CH₃ COONH₄ и т.д.

Метоты определения. Обменный магний в почвах можно определить комплексонометрическим методом. Однако из-за незначительного содержания магния в почвах для его определения лучше применять ортометрические методы: с титановым жёлтым, 8-оксихинолином и бриллиантовым жёлтым.

15 мл экстракта почвы, полученного обработкой 1М раствора CH₃ COONH₄ , помещают в мерную колбу ёмкостью 25 мл. Если объём аликвотной части меньше 15 мл, то его доводят до 15 мл 1М раствором CH₃ COONH_4, добавляют последовательно, перемешивая раствор после прибавления каждого реагента: 5 мл смеси, содержащей равные части однопроцентного раствора поливинилового спирта, 0,5% раствора NaHSO₃ и компенсационного раствора, 1 мл 0,04% раствора титанового жёлтого, 4мл 10N раствора NaOH и измеряют оптическую плотность на фотоколориметре при 540 НМ.

Обменный магний в почвах можно определять атомно-абсорбционным методом. 10г почвы встряхивают 30 минут с 50 мл 1М раствора CH₃ COONH₄ с pH 5,9. Смесь фильтруют, промывают тем же раствором. Фильтрат с промывными водами разбавляют 1М раствором CH₃ COONH₄ в мерной колбе до 100 мл, распыляют в пламя и фотометрируют. Стандартные растворы для получения данных для составления калибровочного графика должны содержать 0-100 мкг Mg/мл. Их готовят разбавлением смеси, содержащей 500 мкг Mg/мл, 2 мг Ca/мл, 50 мкг Na/мл и 125 мкг K/мл в 1М раств