该氢氧化镁是具有无机化合物的化学式Mg(OH)2。纯净形式为暗淡的白色固体,无定形外观。但是,由于杂质含量少而又精确,它会转变成结晶固体水镁石,这是自然界中某些沉积物中发现的一种矿物,并且是镁的丰富来源。
它是一种弱电解质或碱,因此在水中的离解度低。此特性使Mg(OH)2成为人类食用的良好酸性中和剂;补救措施俗称氧化镁悬浮乳。通过在热分解过程中释放水,它也是一种阻燃剂。
氢氧化镁固体样品。资料来源:Chemicalinterest
上图显示了一些氢氧化镁固体,其中可以看到其不透明的白色。它们越结晶,就会形成玻璃状和珍珠状表面。
它的晶体结构独特,因为它可以形成双层六边形晶体,这对于新材料的设计是很有前途的设计。他们正电荷发挥这些层中起重要作用,由于镁的替代2+由三价阳离子,以及OH组成的墙壁之间狭窄的物种-阴离子。
另一方面,取决于所制备的颗粒或纳米颗粒的形态,还有其他应用。作为催化剂或吸附剂。在所有这些中,1:2的比例被保持恒定的Mg 2+:OH -离子,所反射的同一式Mg(OH)在2。
结构体
公式和八面体
组成氢氧化镁的离子。资料来源:Claudio Pistilli
上图显示了组成Mg(OH)2的离子。如可以看到的,有两个OH -阴离子对每个镁2+阳离子,其静电相互作用,以限定具有六角形结构的晶体。相同的公式表明Mg:OH比为1:2。
然而,真正的晶体结构是有点不是假设简单的Mg更复杂2+和OH -离子。事实上,镁的特征在于具有为6的配位数,因此它可以与多达六个OH相互作用- 。
因此,八面体的Mg(OH)6形成,其中氧原子显然来自OH -; 现在晶体结构取决于这种八面体以及它们如何相互作用。
实际上,Mg(OH)6单元最终定义了双层结构,该双层结构又在空间中排列以生成六方晶体。
双层
氢氧化镁的双层结构。资料来源:Smokefoot
上图显示了氢氧化镁双层的结构(LDH,其英文缩写:Layered double oxides)。绿色的球代表Mg 2+离子,可以用更高电荷的其他离子代替,以在层中生成正电荷。
请注意,在每个Mg 2+周围有六个与它们各自的白色球相连的红色球;即,八面体单元Mg(OH)6。的OH -充当桥连接两个的Mg 2+不同平面的,这使得该层相互交织。
同样,观察到氢原子向上和向下指向,并且主要负责将两层Mg(OH)6单元保持在一起的分子间力。
中性分子(例如醇,氨和氮)甚至阴离子可以置于这些层之间,具体取决于它们的正性(如果有Al 3+或Fe 3+离子代替Mg 2+)。在这些种类的“填料”是由OH组成的表面密闭-阴离子。
形态学
双层六角形玻璃生长缓慢或迅速。这完全取决于合成或制备参数:温度,摩尔比,搅拌,溶剂,镁源试剂,碱或沉淀剂等。随着晶体的生长,它定义了其纳米颗粒或聚集体的微观结构或形态。
因此,这些纳米颗粒可以具有花椰菜状的板状,血小板状或小球状的形态。同样,它们尺寸的分布可以改变,所得固体的孔隙度也可以改变。
物产
外观
它是白色,颗粒状或粉末状固体,无味。
摩尔质量
58.3197克/摩尔。
密度
3.47克/毫升。
熔点
350°C 在此温度下,它通过释放晶体中包含的水分子而分解成氧化物:
Mg(OH)2(s)=> MgO(s)+ H 2 O(g)
水溶性
100°C时0.004 g / 100 mL; 也就是说,它几乎不溶于沸水,使其不溶于水。但是,当pH降低(或酸度增加)时,由于形成了复合水溶液Mg(OH 2)6,其溶解度增加了。
另一方面,如果Mg(OH)2吸收了CO 2,则当溶解在酸性介质中时,它将以泡腾的形式释放出保留的气体。
折光率
1,559
pH值
其水悬浮液的pH在9.5和10.5之间变化。尽管这些值是正常的,但与其他金属氢氧化物(如NaOH)相比,它反映了其较低的碱度。
热容量
77.03 J /摩尔K
它在哪里?
矿物水镁石的淡蓝色玻璃状晶体。资料来源:iRocks.com的Rob Lavinsky-CC-BY-SA-3.0
在自然界中可以发现氢氧化镁是水镁矿矿物,其特征是其透明的白色,根据其杂质而具有绿色或蓝色调。同样,水镁石是某些粘土(例如绿泥石)的一部分,因为它夹在由金属离子连接的硅酸盐层之间。
在水镁石中,除了Mg 2+之外,还有其他离子,例如Al 3+,Fe 3+,Zn 2+和Mn 2+。其矿石可在苏格兰,加拿大,意大利和美国的不同地区或湖泊中找到。
从物理上讲,它的晶体看起来像熔融玻璃(上图),具有白色,灰色,蓝色或绿色,在稀有样品中透明。
这种矿物是影响水泥和混凝土的罪恶之一,因为它易于膨胀并在其中引起破裂。但是,它不吸收CO 2,因此它的煅烧对温室效应没有贡献,因此,除了海水以外,它还是获取镁的合适矿物学来源(也是最丰富的)。
命名法
Mg(OH)2最多具有三个IUPAC可接受的名称(矿物学或医学除外)。它们彼此非常相似,因为它们结束的方式几乎不变。
例如,“氢氧化镁”根据原料命名法与其名称相对应,最后省略了(II),因为默认情况下+2几乎是镁的唯一氧化态。
“二氢氧化镁”,以希腊分子作为前缀表示OH离子的数量-根据系统命名在公式中表示。按照传统的命名法,“氢氧化镁”以后缀-ico结尾,因为它是镁的最大且“唯一”的氧化态。
其他名称,例如水镁石或牛奶氧化镁,尽管与该化合物直接相关,但当涉及到其最纯的固体或作为无机化合物(试剂,原料等)时,建议不要使用它。
应用领域
中和剂
Mg(OH)2由于在水中的溶解度低,因此是极好的酸性中和剂。否则,这将通过提供高浓度的OH碱化介质-离子,因为这样做其它碱(强电解质)。
因此,镁(OH)2几乎不释放OH - ,与此同时,它与发生反应ħ 3 ö +离子以形成水性络合物的镁,也如上所述。能够中和水性介质的酸度,旨在用于废水处理。
它也是食品,肥料和某些个人卫生产品(如牙膏)的添加剂,因为它降低了酸度。
抗酸剂
作为微溶于水,它可以在不危及其OH的作用被摄入-离子(它解离非常少弱电解质)。
与上面的小节相关的这一特性使它成为一种治疗胃灼热,胃肠道疾病,消化不良和便秘的抗酸药,以氧化镁牛奶的配方出售。
另一方面,氧化镁的牛奶也有助于对抗烦人的溃疡疮(口腔中出现的白色和红色疮)。
阻燃剂
在性能部分中提到了Mg(OH)2分解释放出水。准确地说,这种水有助于阻止火焰的传播,因为它们吸收热量以蒸发,进而蒸汽稀释了可燃气体或可燃气体。
水镁石矿物通常在工业上用于此目的,在某些材料中用作填充剂,例如不同聚合物(PVC,树脂,橡胶)的塑料,电缆或天花板。
催化剂
已显示合成为纳米板的Mg(OH)2可有效催化化学还原;例如4-硝基苯酚(Ph-NO 2)至4-氨基苯酚(Ph-NH 2)。同样,它们具有抗菌活性,因此可以用作治疗剂。
吸附剂
某些Mg(OH)2固体可能非常多孔,这取决于其制备方法。因此,它们被用作吸附剂。
在水溶液中,染料分子可以吸附(在其表面上),使水澄清。例如,它们能够吸附水流中的靛蓝胭脂红染料。
参考文献
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