Карбонат магния, характеристика, свойства и получение, химические реакции.
Карбонат магния – неорганическое вещество, имеет химическую формулу MgСО3.
Краткая характеристика карбоната магния
Физические свойства карбоната магния
Химические свойства карбоната магния
Химические реакции карбоната магния
Применение и использование карбоната магния
Краткая характеристика карбоната магния:
Карбонат магния – неорганическое вещество белого цвета.
Химическая формула карбоната магния MgСО3.
Карбонат магния (углекислый магний) – неорганическое химическое соединение, соль угольной кислоты и магния.
Практически не растворяется в воде.
Карбонат магния при прокаливании при температуре 500 °C заметно, а при 650 °C полностью разлагается на MgO и CO2.
Хорошо поглощает влагу.
В земной коре карбонат магния находится в свободном чистом состоянии, в форме кристаллогидратов, а также в составе основных и двойных солей.
Карбонат магния в чистом состоянии распространён в природе в виде минерала магнезита. Магнезит известен с глубокой древности. Название минерал получил от области Магнесия (Фессалия, Греция), где был впервые обнаружен.
Карбонат магния образует с водой кристаллогидраты. Их формула MgCO3·nH2O, где n может быть 2, 3 или 5. К кристаллогидратам карбоната магния относятся минералы баррингтонит MgCO3·2H2O, несквегонит MgCO3·3H2O и лансфордит MgCO3·5H2O.
Карбонат магния с гидроксидом магния и водой образует т.н. водные основные карбонаты магния. Их формула mMgCO3·MgOH·nH2O, где m – может быть 1, 3 или 4, n – 3, 4, 5 или 6. К ним относятся следующие минералы: артинит MgCO3·Mg(OH)2·3H2O, гидромагнезит 4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O, дипингит 4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O, йошикаваит 4MgCO3·Mg(OH)2·8H2O.
Двойные соли карбонат магния образует с карбонатами ряда металлов, к которым, к примеру, относится и природный минерал доломит MgCO3·CaCO3.
В пищевой промышленности используется 2 типа карбоната магния:
– добавка Е504(i) – карбонат магния (Magnesium carbonate) с химической формулой MgCO3;
– добавка Е504(ii) – гидрокарбонат магния (Magnesium hydrogen carbonate), именуемая также белая магнезия, с химической формулой 4MgCO3·Mg(OH)2·nH2O.
Физические свойства карбоната магния:
| Наименование параметра: | Значение: |
| Химическая формула | MgСО3 |
| Синонимы и названия иностранном языке | magnesium carbonate (англ.)
магнезит (рус.) магний углекислый (рус.) |
| Тип вещества | неорганическое |
| Внешний вид | белые тригональные кристаллы |
| Цвет | белый |
| Вкус | без вкуса |
| Запах | без запаха |
| Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) | твердое вещество |
| Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м3 | 3037 |
| Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см3 | 3,037 |
| Температура разложения, °C | 500-650 |
| Температура плавления, °C | — |
| Молярная масса, г/моль | 84,3139 |
| Растворимость в воде (25 oС), г/100 г | 0,0139 |
Получение карбоната магния:
Промышленный способ получения карбоната магния заключается в разработке его месторождений в природе.
В лаборатории карбонат магния получают в результате следующих химических реакций:
- 1. взаимодействия оксида магния и оксида углерода:
MgO + CO2 → MgCO3.
- 2. взаимодействия суспензии гидроксида магния и оксида углерода (углекислого газа) и последующего прокалывания образовавшегося гидрокарбоната магния:
Mg(OH)2 + 2CO2 → Mg(HCO3)2,
Mg(HCO3)2 → MgCO3 + CO2 + H2O (t = 130 °C).
- 3. взаимодействия сульфата магния и карбоната натрия:
MgSO4 + Na2CO3 → Na2SO4 + MgCO3.
- 4. взаимодействия сульфата магния и гидрокарбоната калия:
MgSO4 + 2KHCO3 → MgCO3 + K2SO4 + H2O + CO2.
- 5. взаимодействия гидрокарбоната магния и гидроксида кальция:
Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 → MgCO3 + CaCO3 + 2H2O.
Химические свойства карбоната магния. Химические реакции карбоната магния:
Химические свойства карбоната магния аналогичны свойствам карбонатов других металлов. Поэтому для него характерны следующие химические реакции:
1. реакция карбоната магния и оксида титана:
TiO2 + MgCO3 → MgTiO3 + CO2 (t = 800-1100 °C).
В результате реакции образуются оксид магния-титана и оксид углерода (IV).
2. реакция карбоната магния и фтороводорода:
MgCO3 + 2HF → MgF2 + CO2 + H2O.
В результате реакции образуются фторид магния, оксид углерода (IV) и вода. При этом фтороводород в качестве исходного вещества используется в виде концентрированного горячего раствора.
Аналогично проходят реакции карбоната магния и с другими кислотами.
3. реакция взаимодействия карбоната магния и воды:
2MgCO3 + H2O → Mg2(OH)2CO3 + CO2 (t°).
В результате реакции образуются дигидроксид-карбонат магния и оксид углерода (IV). Реакция протекает в горячей воде.
4. реакция взаимодействия карбоната магния, оксида углерода и воды:
MgCO3 + H2O + CO2 → Mg(HCO3)2.
В результате реакции образуется гидрокарбонат магния. Реакция протекает при комнатной температуре.
5. реакция взаимодействия карбоната магния и гидроксида натрия:
MgCO3 + 2NaOH → Mg(OH)2 + Na2CO3.
В результате реакции образуются карбонат натрия и гидроксид магния.
6. реакция взаимодействия карбоната магния и гидроксида кальция:
MgCO3 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2 + CaCO3.
В результате реакции образуются карбонат кальция и гидроксид магния.
7. реакция взаимодействия карбоната магния и сульфата аммония:
MgCO3 + (NH4)SO4 → MgSO4 + 2NH3 + CO2 + H2O (to).
В результате реакции образуются сульфат магния, аммиак, вода и оксид углерода (IV). Реакция протекает при кипении. Сульфат аммония в ходе реакции используется в виде концентрированного раствора.
8. реакция взаимодействия карбоната магния и карбоната калия:
MgCO3 + K2CO3 → K2Mg(CO3)2.
В результате реакции образуется карбонат магния-дикалия. Реакция протекает при комнатной температуре.
9. реакция термического разложения карбоната магния:
MgCO3 → MgO + CO2 (t = 500-650 °C).
В результате реакции образуются оксид магния и оксид углерода (IV).
Применение и использование карбоната магния:
Карбонат магния используется во множестве отраслей промышленности и для бытовых нужд:
– в изготовлении огнеупорного кирпича, футеровки металлургических печей, цемента;
– в производстве стекла;
– в качестве пигмента при производстве красок и керамики,
– в медицине как лекарственное средство;
– в пищевой промышленности – в качестве пищевой добавки 504 как регулятор кислотности, антислеживающий агент, фиксатор окраски;
– в спорте как порошок, предназначенный для подсушивания рук (спортивная магнезия),
– как наполнитель в резиновых смесях,
– как наполнитель при изготовления теплоизоляционных материалов.
Примечание: © Фото //www.pexels.com, //pixabay.com