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Articulo de referencia

Óxido de magnesio

\n| Appearance = White powder\n| Odor = Odorless\n| Density = 3.6 g/cm 3 \n| MeltingPtC = 2852\n| MeltingPt_ref= {{RubberBible92nd|page=4.74}} \n| BoilingPtC = 3600\n| BoilingPt...

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El óxido de magnesio ( MgO ), o magnesia , es un mineral sólido higroscópico blanco que se presenta naturalmente como periclasa y es una fuente de magnesio (véase también óxido ). Su fórmula empírica es MgO y consiste en una red de iones Mg²⁺ e iones O²⁻ unidos por enlaces iónicos . El hidróxido de magnesio se forma en presencia de agua (MgO + H₂O → Mg(OH) ₂ ), pero esta reacción puede revertirse calentándolo para eliminar la humedad.

El óxido de magnesio era conocido históricamente como magnesia alba (literalmente, el mineral blanco de Magnesia ), para diferenciarlo de la magnesia nigra , un mineral negro que contiene lo que ahora se conoce como manganeso .

Si bien el término "óxido de magnesio" normalmente se refiere al MgO, también se conoce el compuesto peróxido de magnesio MgO₂ . Según la predicción de la estructura cristalina evolutiva, [ 11 ] el MgO₂ es termodinámicamente estable a presiones superiores a 116 GPa (gigapascales), y un subóxido semiconductor Mg₃O₂ es termodinámicamente estable por encima de 500 GPa. Debido a su estabilidad, el MgO se utiliza como sistema modelo para investigar las propiedades vibracionales de los cristales . [ 12 ]

Propiedades eléctricas

El MgO puro no es conductor y tiene una alta resistencia a la corriente eléctrica a temperatura ambiente . El polvo puro de MgO tiene una permitividad relativa entre 3,2 y 9,9.k{\displaystyle k}con una pérdida dieléctrica aproximada de tan(δ) > 2,16 × 10 3 a 1 kHz. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]

Producción

El óxido de magnesio se produce por calcinación de carbonato de magnesio o hidróxido de magnesio . Este último se obtiene mediante el tratamiento de cloruro de magnesio (MgCl₂).2 soluciones, normalmente agua de mar, conagua de calo leche de cal. [ 13 ]

Mg 2+ + Ca(OH) 2 → Mg(OH) 2 + Ca 2+

La calcinación a diferentes temperaturas produce óxido de magnesio con distinta reactividad. Las altas temperaturas (1500-2000  °C) disminuyen la superficie disponible y producen magnesia calcinada (a menudo llamada magnesia muerta), una forma no reactiva utilizada como refractario . Las temperaturas de calcinación (1000-1500  °C) producen magnesia calcinada dura, que tiene una reactividad limitada, y la calcinación a temperaturas más bajas (700-1000  °C) produce magnesia calcinada ligera, una forma reactiva, también conocida como magnesia calcinada cáustica. Aunque se produce cierta descomposición del carbonato a óxido a temperaturas inferiores a 700  °C, los materiales resultantes parecen reabsorber dióxido de carbono del aire.

Aplicaciones

Aislante refractario

El MgO es apreciado como material refractario , es decir, un sólido que es física y químicamente estable a altas temperaturas. Posee las útiles propiedades de alta conductividad térmica y baja conductividad eléctrica. Según un libro de referencia de 2006: [ 14 ]

El mayor consumidor de magnesia a nivel mundial es, con diferencia, la industria de los materiales refractarios, que consumió alrededor del 56% de la magnesia en Estados Unidos en 2004; el 44% restante se utilizó en aplicaciones agrícolas, químicas, de construcción, medioambientales y otras aplicaciones industriales.

El MgO se utiliza como material refractario para crisoles . También se utiliza como aislante en cables eléctricos resistentes al calor .

Biomédica

Entre las nanopartículas de óxido metálico , las nanopartículas de óxido de magnesio (MgO NPs) poseen propiedades fisicoquímicas y biológicas distintivas, incluyendo biocompatibilidad, biodegradabilidad, alta bioactividad, importantes propiedades antibacterianas y buenas propiedades mecánicas, lo que las convierte en una buena opción como refuerzo en compuestos. [ 15 ]

Elementos calefactores

Se utiliza ampliamente como aislante eléctrico en elementos calefactores tubulares , como los de estufas y placas de cocina eléctricas . Existen varios tamaños de malla disponibles, siendo los más comunes los de 40 y 80  mallas, según la Sociedad Americana de Fundición . Su amplio uso se debe a su alta rigidez dieléctrica y conductividad térmica media. El MgO se suele triturar y compactar con un mínimo de huecos o espacios de aire.

Cemento

El MgO es uno de los componentes del cemento Portland en las plantas de proceso en seco .

El cemento Sorel utiliza MgO como componente principal en combinación con MgCl 2 y agua.

Fertilizante

El MgO tiene un lugar importante como fertilizante comercial para plantas [ 16 ] y como alimento para animales. [ 17 ]

Protección contra incendios

Es un ingrediente principal de los materiales de construcción que actúan como ignífugo. Como material de construcción, los paneles de óxido de magnesio tienen varias características atractivas: resistencia al fuego, a las termitas, a la humedad, al moho y a los hongos, y resistencia mecánica, [ 18 ] [ 14 ] pero también una desventaja importante, ya que atrae la humedad y puede causar daños por humedad a los materiales circundantes. [ 19 ]

Médico

El óxido de magnesio se utiliza para aliviar la acidez estomacal y la indigestión, como antiácido , suplemento de magnesio y como laxante a corto plazo . También se utiliza para mejorar los síntomas de la indigestión . Los efectos secundarios del óxido de magnesio pueden incluir náuseas y calambres. [ 20 ] En cantidades suficientes para obtener un efecto laxante, los efectos secundarios del uso prolongado pueden causar, en raras ocasiones, la formación de enterolitos , lo que resulta en una obstrucción intestinal . [ 21 ]

Tratamiento de residuos

El óxido de magnesio se utiliza ampliamente en la remediación de suelos y aguas subterráneas , el tratamiento de aguas residuales, el tratamiento de agua potable, el tratamiento de emisiones atmosféricas y las industrias de tratamiento de residuos por su capacidad de amortiguación de ácidos y su eficacia relacionada en la estabilización de especies de metales pesados ​​disueltos.

Muchos metales pesados, como el plomo y el cadmio , son menos solubles en agua en condiciones ligeramente básicas (pH entre 8 y 11). La solubilidad de los metales aumenta su biodisponibilidad y movilidad indeseadas en el suelo y las aguas subterráneas. El MgO granular se suele mezclar con suelos o residuos contaminados con metales, que también suelen tener un pH bajo (ácido), para elevar el pH a un rango de 8 a 10. Los complejos de hidróxido metálico tienden a precipitar de la solución acuosa en el rango de pH de 8 a 10.

El MgO se envasa en bolsas alrededor de los residuos transuránicos en las celdas de disposición (paneles) de la planta piloto de aislamiento de residuos , como un captador de CO₂ para minimizar la complejación del uranio y otros actínidos por iones carbonato y, por lo tanto, limitar la solubilidad de los radionúclidos . Se prefiere el uso de MgO sobre CaO ya que el producto de hidratación resultante ( Mg(OH)2 ) es menos soluble y libera menoscalor de hidratación. Otra ventaja es imponer unde pHCa(OH)más soluble2 lo que crearía un pH más alto de 12,5 (condiciones fuertementealcalinas). ElMg 2+Dado que el catión es el segundo catión más abundante en el agua de mar y en la sal gema , se espera que la posible liberación de iones de magnesio disueltos en salmueras que penetran en el depósito geológico profundo también minimice la alteración geoquímica . [ 22 ]

Usos específicos

Cristal de MgO sin pulir

Guarnición del freno

La magnesia se utiliza en forros de freno por su conductividad térmica y dureza intermedia. [ 34 ] Ayuda a disipar el calor de las superficies de fricción, evitando el sobrecalentamiento y minimizando el desgaste de los componentes metálicos. [ 35 ] Su estabilidad a altas temperaturas garantiza un rendimiento de frenado fiable y duradero en aplicaciones automotrices e industriales. [ 36 ]

Transistores de película delgada

En los transistores de película delgada (TFT) , el MgO se usa a menudo como material dieléctrico o aislante debido a su alta estabilidad térmica, excelentes propiedades aislantes y banda prohibida ancha . [ 37 ] Los TFT de IGZO/MgO optimizados demostraron una movilidad de electrones de 1,63 cm² / Vs, una relación de corriente de encendido/apagado de 1.000.000:1 y una pendiente subumbral de 0,50 V/década a -0,11 V. [ 38 ] Estos TFT son fundamentales para aplicaciones de baja potencia, dispositivos portátiles y electrónica resistente a la radiación, contribuyendo a una mayor eficiencia y durabilidad en diversos ámbitos. [ 39 ] [ 40 ]

Usos históricos

Precauciones

La inhalación de vapores de óxido de magnesio puede causar fiebre por humos metálicos . [ 42 ]

Véase también

Notas

  1. ↑ A temperatura ambiente. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]

Referencias

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