Magnesium

Magnesium
Basisdata
Navn		Magnesium
Symbol		Mg
Atomnummer		12
Utseende		sølvhvitt
Plass i periodesystemet
Gruppe		2
Periode		3
Blokk		s
Kjemisk serie		jordalkalimetall
Atomegenskaper
Atomvekt		24,305 u
Empirisk atomradius		150 pm
Kalkulert atomradius		145 pm
Kovalent atomradius		130 pm
Elektronkonfigurasjon		[Ne] 3s2
Elektroner per energinivå		2, 8, 2
Oksidasjonstilstander		2
Krystallstruktur		heksagonal
Fysiske egenskaper
Stofftilstand		fast stoff
Smeltepunkt		650 °C
Kokepunkt		1 091 °C
Molart volum		14,00 · 10-6 m³/mol
Tetthet		1 738 kg/m³
Hardhet		2,5 (Mohs skala)
Fordampningsvarme		127,4 kJ/mol
Smeltevarme		8,954 kJ/mol
Damptrykk		361 Pa ved 923 K
Lydfart		4 602 m/s
Diverse
Elektronegativitet etter Pauling-skalaen		1,31
Spesifikk varmekapasitet		1 020 J/(kg · K)
Elektrisk ledningsevne		22,6 · 106 S/m
Termisk ledningsevne		156 W/(m · K)
Første ionisasjonspotensiale		737,7 kJ/mol
Andre ionisasjonspotensiale		1 450,7 kJ/mol
Tredje ionisasjonspotensiale		7 732,7 kJ/mol
SI-enheter & STP er brukt, hvis ikke annet er nevnt. MV = Manglende verdi – legg gjerne inn.

Magnesium er et grunnstoff med kjemisk symbol Mg og atomnummer 12.

Historie

I 1618 oppdaget en bonde ved Epsom i England at kveget nektet å drikke vann fra en bestemt brønn på grunn av den bitre smaken. Bonden merket seg imidlertid at vannet hadde en legende effekt på småsår og utslett. Stoffet i vannet var magnesiumsulfat (MgSO₄), og fikk etter hvert navnet «Epsomsalt».

I 1755 fastslo engelske Joseph Black at magnesium var et grunnstoff. Fordi det er et alkalisk jord-metall finnes det ikke rent i naturen. Ikke før i 1808 klarte Humphry Davy å fremstille rent magnesium ved hjelp av elektrolyse. Davy foreslo navnet magnium, men i dag blir magnesium brukt.

Navnets opphav er omdiskutert, men 3 forklaringer som brukes er:

1. Fra gresk μαγνησιη λιθός i betydningen «Magnetstein».
2. Fra Magnesia, et område i østlige Hellas.
3. Fra Magnesia, en by i Lilleasia i nåværende Tyrkia.

Magnesiumatomets elektronskall

Egenskaper

Magnesium er et lett metall som veier ca. 2/3 av aluminium. Det oksiderer i luft, men oksidsjiktet som dannes er ugjennomtrengelig og beskytter mot videre korrosjon. Det er vanskelig å antenne magnesium med mindre det er skåret i strimler eller er i pulverform. Når det først er antent er det vanskelig å slokke igjen ettersom det brenner i både nitrogen og karbondioksid. Brennende magnesium gir et sterkt hvitt lys, noe som blir utnyttet av fyrverkeriindustrien.

Isotoper

Naturlig forekommende magnesium består av 3 stabile isotoper: ²⁴Mg (78,99 %), ²⁵Mg (10 %) og ²⁶Mg (11,01 %). I tillegg er 19 kunstig fremstilte ustabile (og dermed radioaktive) isotoper kjent, hvorav de mest stabile er ²⁸Mg med halveringstid 20,915 timer og ²⁷Mg med halveringstid 9,458 minutter. De resterende isotopene har alle halveringstider kortere enn 15 sekunder, og de fleste kortere enn 1 sekund.

CAS-nummer: 7439-95-4

Forekomst

På grunn av magnesiums reaktivitet forekommer det ikke naturlig i ren form, men finnes i flere forskjellige mineraler i form av karbonat, silikat, klorid og sulfat. De viktigste mineralene er dolomitt CaMg(CO₃)₂, magnesitt (magnesiumkarbonat) MgCO₃, olivin (Mg, Fe)₂ [SiO₄], enstatitt MgSiO₃ og kiseritt (magnesiumsulfat) MgSO₄ · H₂O.

Magnesium utvinnes fra sjøvann og sjøsalt ved elektrolyse, og ved reduksjon av magnesiumoksid med silisium ved høy temperatur. Tidligere var USA den største magnesium-produsenten, og så sent som i 1995 sto USA alene for 45 % av verdensproduksjonen. I 2005 tok Kina over som verdens ledende produsent med 60 % av verdensproduksjonen. Magnesiumfremstillingen i USA foregår hovedsakelig ved elektrolyse av sjøvann, mens Kina fremstiller nesten utelukkende ved reduksjon av magnesiumoksid med silisium ved høye temperaturer (Pidgeonprosess).

I 2007 var verdensproduksjonen av rent magnesium 670 000 tonn. Kina var det største produsentlandet med 550 000 tonn, fulgt av Russland med 50 000 tonn. Produksjonstall fra USA er hemmeligholdt av konkurransehensyn, og er derfor ikke med i tallmaterialet. Det ble i 2007 gjenvunnet omkring 20 000 tonn magnesium.

Industri

I Norge ble Magnesium tidligere produsert på Herøya av Norsk Hydro. Norsk Hydro besluttet i 2003 å stenge produksjonen i Norge. I 2011 ble det oppstarten et prosjekt i Nord-Norge med tanke på å utnytte Norske råstoffer for å produsere Mg metall for leveranser til de Norske Aluminiumsverkene. Prosjektet ScanMag baserer seg på bruk av Dolomitt som først kalsineres. Deretter blandes Dolomitt med FeSi i en smelteovn ved 1750 varmegrader. Magnesiumet tas ut som damp som kondenseres under atmosfærisk trykk i en kontinuerlig prosess. Prosjektet samarbeider med Mintek i Sør-Afrika om å ta i bruk en ny teknologi som er konkurransedyktig mot Pidgeon prosessen som brukes i Kina. Rå stoffet er basert på Dolomitt fra den store Granåsen forekomsten i Vefsn kommune. Reservene er estimert av NGU til å være 80-100 millioner tonn høyverdig Mg holding dolomitt. Mg fabrikken er tenkt lokalisert i Glomfjord, Meløy kommune.

Anvendelse

Magnesium-spon

Magnesium brukes i aluminiumslegeringer for å gjøre det sterkere. Det benyttes også i fyrverkeri. I fotograferingens barndom ble magnesiumpulver brukt til å gi kunstig lys (blitz). Magnesiums lave vekt og gode elektriske egenskaper gjør at det er mye brukt i mobiltelefoner og annet bærbart elektronisk utstyr.