鎂(mei)(Magnesium)是一種金屬化學(xue)元(yuan)(yuan)素,元(yuan)(yuan)素符號(hao)是Mg。英國戴(dai)維于1808年用(yong)鉀還原氧化鎂(mei)制得金屬鎂(mei)。鎂(mei)是一種銀白色的(de)輕質堿土金屬,化學(xue)性質活潑,能與酸反(fan)應生成(cheng)氫氣,具有一定(ding)的(de)延展性和熱(re)消散性。鎂(mei)元(yuan)(yuan)素在(zai)自然界廣泛分布(bu),是人(ren)體的(de)必需元(yuan)(yuan)素之(zhi)一。
第一個確認鎂(mei)是一種(zhong)元素的是Joseph Black,在(zai)愛丁堡(英國(guo))于(yu)(yu)1755年。他(ta)辨別了石(shi)(shi)灰(hui)(氧化(hua)鈣,CaO)中的苦土(氧化(hua)鎂(mei),MgO),兩者各自都是由(you)加熱類似于(yu)(yu)碳酸鹽(yan)巖,菱鎂(mei)礦(kuang)和石(shi)(shi)灰(hui)石(shi)(shi)來(lai)制(zhi)取。另一種(zhong)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)叫做海泡石(shi)(shi)(硅酸鎂(mei)),于(yu)(yu)1799年由(you)Thomas Henry報告,他(ta)說這種(zhong)礦(kuang)石(shi)(shi)在(zai)土耳其(qi)更多的用(yong)于(yu)(yu)制(zhi)作煙斗(dou)。
不純(chun)凈(jing)的鎂(mei)(mei)(mei)金屬在1792年由Anton Rupprecht首次制(zhi)取(qu),他加熱苦土和木炭的混合(he)物。純(chun)凈(jing)但非常小量的金屬鎂(mei)(mei)(mei)在1808年由Humphry Davy電解氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)制(zhi)取(qu)。然而,是法國科學(xue)家Antoine-Alexandre-Brutus Bussy使用(yong)氯化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)和鉀反(fan)應制(zhi)取(qu)了相當大量的金屬鎂(mei)(mei)(mei)于1831年,之后他開始研究它(ta)的特性。
許(xu)多世(shi)紀以前,古羅馬人(ren)認為“magnesia”(希臘Magnesia地區出產(chan)的一(yi)種(zhong)白色鎂(mei)鹽,鎂(mei)元(yuan)素(su)即因此得名)能治療多種(zhong)疾病。直(zhi)到1808年,英國化學(xue)家戴維采用(yong)電解苦土(含鎂(mei))的方法分離(li)出元(yuan)素(su)鎂(mei)。20世(shi)紀30年代初E·V·McCollum及其同事首次(ci)(ci)用(yong)鼠和(he)狗作為實驗動物,系統地觀察了(le)鎂(mei)缺乏的反應。1934年首次(ci)(ci)發(fa)表(biao)了(le)少數(shu)人(ren)在不同疾病的基礎(chu)上發(fa)生鎂(mei)缺乏的臨床報道。證實鎂(mei)是人(ren)體的必(bi)需元(yuan)素(su)。
鎂(mei)是(shi)在自(zi)然界中(zhong)分布最廣的十個元(yuan)素(su)之(zhi)一(鎂(mei)是(shi)在地球的地殼中(zhong)第八(ba)豐富(fu)的元(yuan)素(su),約(yue)占2%的質(zhi)量(liang),亦(yi)是(shi)宇宙中(zhong)第九多元(yuan)素(su)),但由于它不易從化合(he)物中(zhong)還原成單質(zhi)狀態,所(suo)以遲(chi)遲(chi)未被(bei)發現。
長時(shi)期里,化(hua)(hua)學(xue)家(jia)們將從(cong)含碳酸(suan)鎂(mei)的菱鎂(mei)礦焙(bei)燒獲得(de)的鎂(mei)的氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)苦土當作是不可再(zai)分割的物(wu)(wu)質(zhi)。在1789年(nian)拉瓦錫(xi)發表(biao)的元(yuan)(yuan)(yuan)素表(biao)中就列有它。1808年(nian),戴維在成功(gong)制(zhi)得(de)鈣以后(hou),使用同樣(yang)的辦法又(you)成功(gong)的制(zhi)得(de)了金(jin)(jin)屬鎂(mei)。從(cong)此鎂(mei)被確(que)定為元(yuan)(yuan)(yuan)素,并被命名為magnesium,元(yuan)(yuan)(yuan)素符號是Mg。Magnesium來自希臘城(cheng)市美格里亞Magnesia,因為在這個城(cheng)市附近出產(chan)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei),被稱為magnesia alba,即白色氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei),元(yuan)(yuan)(yuan)素符號Mg。鎂(mei)的原(yuan)子序(xu)為12,原(yuan)子量(liang)為24.3,是典型的二價金(jin)(jin)屬,具(ju)有金(jin)(jin)屬的共有特(te)性(xing)。由于鎂(mei)的氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)性(xing)質(zhi)與鈣一樣(yang)介(jie)于“堿性(xing)”和“土性(xing)”之(zhi)間,故稱為堿土金(jin)(jin)屬。
地殼中(zhong)存(cun)在形(xing)式:菱鎂(mei)礦(碳酸鎂(mei))MgCO?,白云(yun)石(碳酸鎂(mei)鈣(gai))CaMg(CO?)?,光鹵石(水合氯化鎂(mei)鉀)KCl·MgCl?·H?O中(zhong)。
外觀與(yu)性狀:銀白色有金(jin)屬光澤的(de)固體(ti)。
溶(rong)解性:不溶(rong)于水、堿液,溶(rong)于酸。
相對密度(水=1) 1.74
燃(ran)燒熱(re)(kJ/mol) 609.7
引燃溫度(du)(℃) 480~510
具有比較強的還原性,能(neng)與(yu)沸水反應放(fang)出氫氣,燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)時能(neng)產生(sheng)眩目的白(bai)(bai)光(guang),鎂(mei)與(yu)氟化(hua)(hua)物、氫氟酸和鉻酸不(bu)發(fa)生(sheng)作(zuo)用(yong)(yong),也不(bu)受苛性堿(jian)侵蝕,但極易溶解于有機(ji)和無(wu)機(ji)酸中,鎂(mei)能(neng)直接與(yu)氮(dan)、硫和鹵素(su)等(deng)化(hua)(hua)合,包括烴、醛、醇、酚、胺、脂和大多(duo)數油(you)類在(zai)(zai)內的有機(ji)化(hua)(hua)學(xue)藥品(pin)與(yu)鎂(mei)僅(jin)僅(jin)輕微地(di)或者(zhe)根本不(bu)起(qi)作(zuo)用(yong)(yong)。但和鹵代烴在(zai)(zai)無(wu)水的條件下反應卻較為劇(ju)烈(生(sheng)成(cheng)格氏試(shi)劑)鎂(mei)能(neng)和二氧(yang)化(hua)(hua)碳發(fa)生(sheng)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)反應,因(yin)此(ci)鎂(mei)燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)不(bu)能(neng)用(yong)(yong)二氧(yang)化(hua)(hua)碳滅火器滅火。鎂(mei)由于能(neng)和N2和O2反應,所(suo)以鎂(mei)在(zai)(zai)空氣中燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)時,劇(ju)烈燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)發(fa)出耀眼(yan)白(bai)(bai)光(guang),放(fang)熱(re),生(sheng)成(cheng)白(bai)(bai)色固體。在(zai)(zai)食(shi)醋中的變化(hua)(hua)為快速冒(mao)出氣泡,浮(fu)在(zai)(zai)醋液面(mian)上(shang),逐漸消(xiao)失。一些煙花(hua)和照明彈里都含有鎂(mei)粉,就是利(li)用(yong)(yong)了鎂(mei)在(zai)(zai)空氣中燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)能(neng)發(fa)出耀眼(yan)的白(bai)(bai)光(guang)的性質。鎂(mei)元素(su)在(zai)(zai)化(hua)(hua)學(xue)反應中的化(hua)(hua)合價通(tong)常為+2價。
1.與(yu)非金(jin)屬單(dan)質的反應:
2.與水的反應(ying):
3.與酸的反應:
Mg+2HCl=MgCl?+H?↑
Mg+H?SO?=MgSO?+H?↑
4.與氧化物的反應(ying):
元素在太陽中的含量(liang) 700(ppm)
元素在海(hai)水中的含量(liang) 1200(ppm)
(類似于鋁熱反應(ying),用(yong)活潑金屬(shu)還(huan)原氧化物(wu))
5.鎂與氯化銨反應:
鎂與氯(lv)化(hua)銨的反(fan)應(ying),究(jiu)其本(ben)質,還是(shi)鎂與酸的反(fan)應(ying)。氯(lv)化(hua)銨溶液中(zhong)銨根離子水(shui)解(jie),溶液顯酸性。當加(jia)入鎂粉之(zhi)后,鎂與溶液中(zhong)的氫(qing)離子反(fan)應(ying),放出(chu)氫(qing)氣,同時(shi)放出(chu)大量(liang)的熱。銨根離子的水(shui)解(jie)產物——氨水(shui),受熱之(zhi)后,則(ze)發(fa)生分解(jie)。故此反(fan)應(ying)可以得到兩種(zhong)氣體。
總(zong)反應方(fang)程式:Mg+2NH?Cl=MgCl?+2NH?↑+H?↑
上式實(shi)際可拆分為下(xia)列(lie)反應方程(cheng)式:
6.鎂和碳酸氫鹽(yan)反應
7.鎂和堿金屬(shu)氫氧化物反應
通(tong)常(chang)認為,鎂(mei)不會和堿金屬的氫氧(yang)化物(如KOH)反應,因(yin)為鎂(mei)是堿性金屬,而不是兩性金屬。但(dan)是,在高溫下,鎂(mei)可以參與氧(yang)化還原反應,如和NaOH反應,產(chan)生MgO、Na和H?。
已(yi)發現鎂(mei)的(de)同位素共有(you)(you)22種(zhong),包括鎂(mei)19至鎂(mei)40,其中(zhong)只(zhi)有(you)(you)鎂(mei)-24、鎂(mei)-25、鎂(mei)-26是天然存在并且穩(wen)定(ding)的(de),其他(ta)鎂(mei)的(de)同位素都(dou)帶有(you)(you)放射性(xing)。
符號 質(zhi)子 中(zhong)子 質(zhi)量(u) 半衰(shuai)期 原子核自旋 相對(dui)豐度(du) 相對(dui)豐度(du)的(de)變化量
19Mg 12 7 19.03547(27) 1/2- #
20Mg 12 8 20.018863(29) 90.8(24) ms 0+
21Mg 12 9 21.011713(18) 122(2) ms (5/2,3/2)+
22Mg 12 10 21.9995738(14) 3.8755(12) s 0+
23Mg 12 11 22.9941237(14) 11.317(11) s 3/2+
24Mg 12 12 23.985041700(14) 穩定(ding) 0+ 0.7899(4) 0.78958-0.79017
25Mg 12 13 24.98583692(3) 穩定 5/2+ 0.1000(1) 0.09996-0.10012
26Mg 12 14 25.982592929(30) 穩定 0+ 0.1101(3) 0.10987-0.11030
27Mg 12 15 26.98434059(5) 9.458(12) min 1/2+
28Mg 12 16 27.9838768(22) 20.915(9) h 0+
29Mg 12 17 28.988600(15) 1.30(12) s 3/2+
30Mg 12 18 29.990434(9) 335(17) ms 0+
31Mg 12 19 30.996546(13) 230(20) ms 3/2+
32Mg 12 20 31.998975(19) 86(5) ms 0+
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34Mg 12 22 34.00946(25) 20(10) ms 0+
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36Mg 12 24 36.02300(54)# 3.9(13) ms 0+
37Mg 12 25 37.03140(97)# 40# ms [>260 ns] 7/2- #
38Mg 12 26 38.03757(54)# 1# ms [>260 ns] 0+
39Mg 12 27 39.04677(55)# 7/2- #
40Mg 12 28 40.05393(97)# 1# ms 0+
備(bei)注(zhu):畫上#號(hao)(hao)的數(shu)據代表(biao)沒有經(jing)過實驗的證(zheng)明,只是理論推測而已,而用括號(hao)(hao)括起來的代表(biao)數(shu)據不(bu)確定性。
鎂屬(shu)于元素(su)(su)周期表上的(de)IIA(第二(er)主族)族堿土(tu)金屬(shu)元素(su)(su)。金屬(shu)鎂是(shi)銀(yin)白(bai)色(se)的(de)金屬(shu),質硬,略有延(yan)展性。鎂的(de)密(mi)度(du)小,離(li)子化傾向大。
常用(yong)做還(huan)原劑(ji),去置換(huan)鈦(tai)、鋯、鈾、鈹(pi)等(deng)金(jin)(jin)屬。主要用(yong)于制(zhi)造輕金(jin)(jin)屬合金(jin)(jin)、球墨(mo)鑄鐵、科(ke)學儀器和格氏試劑(ji)等(deng)。也能用(yong)于制(zhi)煙火、閃光(guang)粉、鎂(mei)鹽、吸氣器、照明彈等(deng)。結構特性(xing)類似于鋁,具有(you)輕金(jin)(jin)屬的(de)各(ge)種用(yong)途,可作為飛(fei)機、導彈的(de)合金(jin)(jin)材料。但(dan)是鎂(mei)在汽油燃(ran)點可燃(ran),這限(xian)制(zhi)了它的(de)應(ying)用(yong)。
醫療用途:治療缺鎂和痙攣。
體育用途:在緊張(zhang)運(yun)(yun)動幾小時(shi)前注射鎂(mei)化合(he)物(wu),或在緊張(zhang)運(yun)(yun)動后(hou)注射以彌補鎂(mei)的流失。體操運(yun)(yun)動員常涂堿式碳酸鎂(mei)來(lai)增加(jia)摩擦力。醫療中(zhong):如果注射鎂(mei)鹽(yan)速度太快,會造成發燒和全(quan)身不適。
金屬(shu)鎂(mei)(mei)能與(yu)大多數非金屬(shu)和酸反應(ying);在(zai)高壓下能與(yu)氫(qing)直接合(he)成氫(qing)化(hua)鎂(mei)(mei);鎂(mei)(mei)能與(yu)鹵化(hua)烴作用合(he)成格氏試劑,廣泛應(ying)用于有(you)機合(he)成。鎂(mei)(mei)具有(you)生(sheng)成配位(wei)化(hua)合(he)物的明顯(xian)傾向。
鎂(mei)是(shi)航空工業的重要材料,鎂(mei)合(he)金(jin)用(yong)(yong)(yong)于制造飛機機身、發動機零(ling)件等;鎂(mei)還用(yong)(yong)(yong)來制造照相和光學儀器等;鎂(mei)及其合(he)金(jin)的非結(jie)構應用(yong)(yong)(yong)也很(hen)廣;鎂(mei)作(zuo)為一種強還原(yuan)劑,還用(yong)(yong)(yong)于鈦、鋯、鈹、鈾和鉿(jia)等的生(sheng)產中。
純鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)強(qiang)度小,但鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)是(shi)(shi)良(liang)好的(de)(de)輕型結(jie)構(gou)(gou)材(cai)料(liao)(liao),廣泛(fan)用(yong)于(yu)空間技術、航(hang)空、汽車和儀表等工業部(bu)門。一架超音速飛機約(yue)有5%的(de)(de)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)構(gou)(gou)件,一枚導彈(dan)一般消耗(hao)100~200公斤鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)(jin)。鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)是(shi)(shi)其他合(he)(he)金(jin)(jin)(特別是(shi)(shi)鋁(lv)合(he)(he)金(jin)(jin))的(de)(de)主要組分,它與其他元素(su)配合(he)(he)能使鋁(lv)合(he)(he)金(jin)(jin)熱處理強(qiang)化(hua);球墨鑄鐵用(yong)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)作球化(hua)劑(ji);而有些金(jin)(jin)屬(如鈦和鋯)生(sheng)(sheng)產又用(yong)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)作還原(yuan)劑(ji);鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)是(shi)(shi)燃燒彈(dan)和照明彈(dan)不(bu)能缺少的(de)(de)組成物;鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)粉是(shi)(shi)節日煙(yan)花必需的(de)(de)原(yuan)料(liao)(liao);鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)是(shi)(shi)核(he)工業上的(de)(de)結(jie)構(gou)(gou)材(cai)料(liao)(liao)或包(bao)裝材(cai)料(liao)(liao);鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)肥能促使植物對磷的(de)(de)吸收利(li)用(yong),缺鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)植物則生(sheng)(sheng)長趨于(yu)停(ting)滯。鎂(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)在(zai)人民生(sheng)(sheng)活中占有重要地(di)位的(de)(de)一種基礎材(cai)料(liao)(liao)。
植(zhi)物(wu)用(yong)途:鎂(mei)(mei)主要存在(zai)于幼嫩器(qi)官和(he)(he)組織(zhi)中(zhong)(zhong),植(zhi)物(wu)成(cheng)熟時則(ze)(ze)集中(zhong)(zhong)于種子(zi)(zi)。鎂(mei)(mei)離(li)子(zi)(zi)在(zai)光(guang)合(he)和(he)(he)呼(hu)吸(xi)過(guo)程中(zhong)(zhong),可以(yi)活(huo)化各種磷酸(suan)變(bian)(bian)位(wei)酶和(he)(he)磷酸(suan)激酶。同樣,鎂(mei)(mei)也(ye)可以(yi)活(huo)化DNA和(he)(he)RNA的合(he)成(cheng)過(guo)程。鎂(mei)(mei)是(shi)葉(xie)綠素的合(he)成(cheng)成(cheng)分(fen)之一。缺乏鎂(mei)(mei),葉(xie)綠素即(ji)不能(neng)合(he)成(cheng),葉(xie)脈(mo)仍綠而葉(xie)脈(mo)之間(jian)變(bian)(bian)黃,有時呈紅紫色。若缺鎂(mei)(mei)嚴重,則(ze)(ze)形成(cheng)褐斑壞死。在(zai)植(zhi)物(wu)體(ti)內(nei)以(yi)離(li)子(zi)(zi)或有機物(wu)結合(he)的形式存在(zai)。鎂(mei)(mei)是(shi)葉(xie)綠素的組分(fen),也(ye)是(shi)許多(duo)酶的活(huo)化劑,在(zai)光(guang)合(he)磷酸(suan)化中(zhong)(zhong)是(shi)氫(qing)離(li)子(zi)(zi)的主要對應離(li)子(zi)(zi)。
鎂(mei)是人(ren)體細(xi)胞(bao)內的主(zhu)要(yao)陽離子,濃集于(yu)(yu)線(xian)粒體中(zhong),僅次于(yu)(yu)鉀和(he)磷,在細(xi)胞(bao)外液僅次于(yu)(yu)鈉(na)和(he)鈣居(ju)第三(san)位,是體內多種細(xi)胞(bao)基本(ben)生化反應的必需物質。正常成人(ren)身體總鎂(mei)含量約25g,其(qi)中(zhong)60%~65%存在于(yu)(yu)骨、齒,27%分布(bu)于(yu)(yu)軟(ruan)組織(zhi)。鎂(mei)主(zhu)要(yao)分布(bu)于(yu)(yu)細(xi)胞(bao)內,細(xi)胞(bao)外液的鎂(mei)不超過1%。在鈣、維生素C、磷、鈉(na)、鉀等(deng)的代謝上,鎂(mei)是必要(yao)的物質,在神(shen)經肌肉(rou)的機能正常運作(zuo)、血糖轉(zhuan)化等(deng)過程中(zhong)扮演著重(zhong)要(yao)角色。
鎂(mei)是一種(zhong)(zhong)參與生(sheng)(sheng)物(wu)體正常生(sheng)(sheng)命活動(dong)及新陳代謝(xie)過程必不可少的(de)元素。鎂(mei)影響細胞(bao)(bao)的(de)多種(zhong)(zhong)生(sheng)(sheng)物(wu)功能(neng):影響鉀離子和鈣(gai)離子的(de)轉運,調控(kong)信號的(de)傳(chuan)遞,參與能(neng)量(liang)代謝(xie)、蛋(dan)白(bai)質(zhi)和核(he)酸的(de)合成;可以(yi)通過絡合負電(dian)荷基團,尤(you)其核(he)苷(gan)酸中的(de)磷酸基團來發(fa)(fa)揮維持(chi)物(wu)質(zhi)的(de)結構和功能(neng);催(cui)化酶(mei)的(de)激活和抑制及對細胞(bao)(bao)周期、細胞(bao)(bao)增殖及細胞(bao)(bao)分化的(de)調控(kong);鎂(mei)還(huan)參與維持(chi)基因組(zu)的(de)穩定性,并且還(huan)與機(ji)體氧化應激和腫瘤發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)有關。
鎂(mei)的吸(xi)收(shou)(shou)代(dai)謝:成(cheng)人(ren)身體總鎂(mei)含量約25g,其中(zhong)60%~65%存在于骨、齒,27%分布于軟組織。膳(shan)食中(zhong)促進鎂(mei)吸(xi)收(shou)(shou)的成(cheng)分主要有氨基酸(suan)、乳(ru)糖等;抑制鎂(mei)吸(xi)收(shou)(shou)的主要成(cheng)分有過多(duo)的磷、草酸(suan)、植(zhi)酸(suan)和膳(shan)食纖維等。成(cheng)人(ren)從(cong)膳(shan)食中(zhong)攝入的鎂(mei)大(da)量從(cong)膽汁、胰液和腸(chang)液分泌到腸(chang)道,其中(zhong)60%~70%隨糞(fen)便排(pai)出,部分從(cong)汗和脫(tuo)落的皮膚細胞丟失(shi)。
鎂(mei)離子(zi)是(shi)生物(wu)(wu)機(ji)體(ti)中(zhong)(zhong)含量較(jiao)(jiao)多的(de)(de)(de)(de)一種正離子(zi),其(qi)量在(zai)整體(ti)中(zhong)(zhong)僅次(ci)于鈣、鈉(na)、鉀而居第四位(wei);鎂(mei)離子(zi)在(zai)細胞內(nei)的(de)(de)(de)(de)含量則僅次(ci)于鉀離子(zi)而居第二位(wei)。整粒的(de)(de)(de)(de)種子(zi)、未經碾磨的(de)(de)(de)(de)谷物(wu)(wu)、青葉蔬菜、豆類和堅果(guo)是(shi)日糧鎂(mei)最為豐富的(de)(de)(de)(de)來(lai)源;魚(yu)、肉(rou)、奶和水果(guo)中(zhong)(zhong)鎂(mei)含量較(jiao)(jiao)低;經過(guo)加工的(de)(de)(de)(de)食物(wu)(wu),在(zai)加工過(guo)程中(zhong)(zhong)鎂(mei)幾乎全部(bu)損失。肌酸(suan)六(liu)磷(lin)酸(suan)、粗纖(xian)維(wei)、乙醇、過(guo)量的(de)(de)(de)(de)磷(lin)酸(suan)鹽(yan)和鈣離子(zi)削(xue)弱了鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)吸收,這(zhe)可能是(shi)因為降低了內(nei)腔鎂(mei)的(de)(de)(de)(de)濃度。
鎂(mei)屬(shu)(shu)于(yu)(yu)人體(ti)營(ying)養(yang)素——礦(kuang)物(wu)質元(yuan)素中(zhong)(zhong)的一種(zhong),屬(shu)(shu)于(yu)(yu)礦(kuang)物(wu)質的常量元(yuan)素類。人體(ti)中(zhong)(zhong)的鎂(mei)60~65%存(cun)在(zai)于(yu)(yu)骨骼和牙齒(chi)中(zhong)(zhong),27%存(cun)在(zai)于(yu)(yu)軟組織中(zhong)(zhong),細(xi)胞內鎂(mei)離(li)子僅(jin)占1%,多以活性形(xing)式(shi)Mg2+-ATP形(xing)式(shi)存(cun)在(zai)。
1、作(zuo)為(wei)酶的(de)(de)激活劑,參與300種以(yi)上的(de)(de)酶促反(fan)應。糖酵解、脂肪酸氧化(hua)、蛋白質的(de)(de)合成、核酸代謝等需要鎂(mei)離(li)子參加。
2、促(cu)進骨(gu)的(de)(de)形成。在骨(gu)骼(ge)中僅次于鈣(gai)、磷,是(shi)骨(gu)細胞結構和(he)功能所必需的(de)(de)元素,對促(cu)進骨(gu)形成和(he)骨(gu)再生,維(wei)持骨(gu)骼(ge)和(he)牙齒的(de)(de)強度(du)和(he)密度(du)具有重要作用。
3、調節神經(jing)肌(ji)肉的興奮(fen)性。能抑制鉀、鈣(gai)通道。鎂、鈣(gai)、鉀離子(zi)協同維持神經(jing)肌(ji)肉的興奮(fen)性。血中(zhong)鎂過低(di)或鈣(gai)過低(di),興奮(fen)性均增高(gao);反之(zhi)則(ze)有(you)鎮靜作用。
4、維護胃(wei)腸道和激素的功能。
5、鎂也是重要的神經傳導物質,它(ta)可以讓肌肉放松(song)下(xia)來;與含鈣食品一同補充(chong),能(neng)促(cu)進鈣的吸收。
中國營養學會建議(yi),成(cheng)年(nian)男性(xing)每天約(yue)需鎂350毫(hao)(hao)克,成(cheng)年(nian)女(nv)性(xing)約(yue)為(wei)(wei)(wei)300毫(hao)(hao)克,孕婦以及喂奶期女(nv)性(xing)約(yue)為(wei)(wei)(wei)450毫(hao)(hao)克,2~3歲兒童為(wei)(wei)(wei)150毫(hao)(hao)克,3~6歲為(wei)(wei)(wei)200毫(hao)(hao)克。可(ke)耐(nai)受最高攝(she)入量(UL)定為(wei)(wei)(wei)700mg/d。
鎂缺(que)乏在臨(lin)床上主要表現(xian)為情緒不(bu)(bu)安、易激動、手足抽搐(chu)、反射亢進等,正常情況下,由于腎(shen)的調節作用(yong),口(kou)服(fu)過量的鎂一(yi)般(ban)不(bu)(bu)會發(fa)生鎂中(zhong)毒。當(dang)腎(shen)功能不(bu)(bu)全時,大(da)量口(kou)服(fu)鎂可引起鎂中(zhong)毒,表現(xian)為腹痛、腹瀉、嘔吐、煩渴、疲乏無力,嚴重者出(chu)現(xian)呼(hu)吸(xi)困難(nan)、紫紺、瞳孔散大(da)等。
鎂廣(guang)泛分(fen)布于(yu)植物中(zhong),肌肉和(he)臟(zang)器中(zhong)較多,乳制品中(zhong)較少。動物性食品中(zhong)鎂的利(li)用率(lv)較高,達30%~40%,植物性食品中(zhong)鎂的利(li)用率(lv)較低。
食物中的鎂在整個(ge)腸(chang)道均可被吸收(shou),但主要是在空(kong)腸(chang)末端與回腸(chang)部(bu)位吸收(shou),吸收(shou)率一(yi)般約(yue)為30%。可通(tong)過被動擴散和(he)耗能(neng)的主動吸收(shou)兩種機(ji)制(zhi)吸收(shou)。健康成人從(cong)食物中攝入的鎂大量(liang)從(cong)膽汁、胰液和(he)腸(chang)液分泌到腸(chang)道,其(qi)中60%~70%隨糞便排(pai)出,部(bu)分從(cong)汗和(he)脫落的皮膚細胞丟失,其(qi)余從(cong)尿(niao)中排(pai)出,每天約(yue)排(pai)出50~120mg,約(yue)占攝入量(liang)的1/3~1/2。
鎂缺乏(fa)可(ke)致血清鈣下降(jiang),神經肌肉興奮性(xing)亢進(jin);對血管功能(neng)可(ke)能(neng)有潛在的影響,有人報(bao)告低鎂血癥患者(zhe)可(ke)有房(fang)室性(xing)早搏(bo)、房(fang)顫以及(ji)室速與(yu)室顫,半數有血壓升(sheng)高(gao);鎂對骨礦物質的內穩態(tai)有重要作(zuo)用(yong),鎂缺乏(fa)可(ke)能(neng)是(shi)絕經后骨質疏松癥的一種危險因素;少(shao)數研(yan)究表明(ming)鎂耗(hao)竭可(ke)以導致胰島素抵抗。
鈣代謝異常。
造成神經(jing)系統問(wen)題(ti),如記憶力衰退、神經(jing)錯亂、抑(yi)郁癥(zheng)、幻(huan)覺、肌肉震顫等(deng)。
影響心臟(zang)、骨(gu)骼(ge)及胃腸道(dao)等(deng)器官功能。
引致肌肉無力、抽筋等(deng)肌肉問題。
輕度缺(que)鎂(mei)(mei)時(shi),可(ke)由飲食或(huo)(huo)口服補充鎂(mei)(mei)劑,可(ke)給予氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)或(huo)(huo)用氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei),為避免腹(fu)瀉可(ke)與(yu)氫氧(yang)化(hua)鋁(lv)膠聯用。口服不(bu)能耐受或(huo)(huo)不(bu)能吸收時(shi),可(ke)采(cai)用肌肉注(zhu)射鎂(mei)(mei)劑,一(yi)般采(cai)用20%~50%硫酸(suan)(suan)鎂(mei)(mei)。靜脈給鎂(mei)(mei)時(shi)需注(zhu)意急(ji)性鎂(mei)(mei)中毒的發(fa)生,以免引起心搏驟(zou)停(ting)。故避免給鎂(mei)(mei)過(guo)多、過(guo)快,如遇鎂(mei)(mei)中毒,應給注(zhu)射葡萄糖酸(suan)(suan)鈣或(huo)(huo)氯(lv)化(hua)鈣對抗之。
鎂(mei)是(shi)最(zui)輕的結構(gou)金屬材料(liao)之(zhi)一(yi),又(you)具有(you)比強度(du)和比剛度(du)高、阻尼性和切削性好、易(yi)于回收等優點。國內外將(jiang)(jiang)(jiang)鎂(mei)合金應(ying)用(yong)(yong)于汽(qi)車行業,以減重、節能、降低污染,改善環境。發達國家(jia)汽(qi)車百公(gong)里耗油最(zui)終將(jiang)(jiang)(jiang)實現(xian)3L目標,歐洲(zhou)汽(qi)車用(yong)(yong)鎂(mei)占(zhan)鎂(mei)總(zong)消耗量的14%,預計(ji)今后將(jiang)(jiang)(jiang)以15~20%的速度(du)遞增,2005年將(jiang)(jiang)(jiang)達到(dao)20萬(wan)噸。
與塑(su)料(liao)相(xiang)比,鎂(mei)合(he)(he)金具(ju)有重(zhong)量輕、比強度高(gao)、減(jian)振(zhen)性(xing)好(hao)(hao)、熱疲勞性(xing)能(neng)好(hao)(hao)、不易(yi)老(lao)化(hua)(hua),又有良好(hao)(hao)的(de)(de)(de)導熱性(xing)、電(dian)磁屏蔽能(neng)力強、非常好(hao)(hao)的(de)(de)(de)壓鑄工(gong)(gong)藝性(xing)能(neng),尤其(qi)易(yi)于(yu)回收等優點(dian),是(shi)替代(dai)鋼鐵、鋁合(he)(he)金和工(gong)(gong)程塑(su)料(liao)的(de)(de)(de)新一代(dai)高(gao)性(xing)能(neng)結(jie)構材料(liao)。為適(shi)應電(dian)子(zi)、通訊器件高(gao)度集(ji)成化(hua)(hua)和輕薄小型化(hua)(hua)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)展趨(qu)勢(shi)(shi),鎂(mei)合(he)(he)金是(shi)交(jiao)通、電(dian)子(zi)信息(xi)、通訊、計算機、聲像器材、手提工(gong)(gong)具(ju)、電(dian)機、林業、紡(fang)織、核動力裝置等產(chan)(chan)品(pin)外殼的(de)(de)(de)理想材料(liao)。發(fa)(fa)達國家非常重(zhong)視鎂(mei)合(he)(he)金開發(fa)(fa)與應用,尤其(qi)在汽車零部件、筆記本電(dian)腦等便攜電(dian)子(zi)產(chan)(chan)品(pin)的(de)(de)(de)應用,每(mei)年以20%的(de)(de)(de)速(su)度增(zeng)長,非常引(yin)人注目(mu),發(fa)(fa)展趨(qu)勢(shi)(shi)驚人。
金(jin)(jin)屬鎂是鋁合(he)(he)金(jin)(jin)中的主(zhu)要合(he)(he)金(jin)(jin)元素,世界年(nian)(nian)需求量在15萬(wan)(wan)噸左右,2000年(nian)(nian)中國鋁合(he)(he)金(jin)(jin)生(sheng)產(chan)290萬(wan)(wan)噸,用鎂作合(he)(he)金(jin)(jin)元素,每年(nian)(nian)約需1.01萬(wan)(wan)噸。
隨著汽車工(gong)業、石油、天然(ran)氣管線、海洋鉆(zhan)井平(ping)臺,橋(qiao)梁(liang)建筑等(deng)領域用(yong)高強度低硫(liu)鋼(gang)(gang)的需求不(bu)斷增(zeng)加,中(zhong)國(guo)鞍鋼(gang)(gang)、寶鋼(gang)(gang)、武鋼(gang)(gang)、本(ben)鋼(gang)(gang)、包鋼(gang)(gang)、攀(pan)鋼(gang)(gang)、首鋼(gang)(gang)等(deng)鋼(gang)(gang)廠(chang)已經用(yong)鎂粉(fen)深脫(tuo)硫(liu),獲(huo)得(de)(de)優(you)質(zhi)鋼(gang)(gang),取得(de)(de)良(liang)好效果(guo)。鎂粉(fen)用(yong)于鋼(gang)(gang)鐵(tie)(tie)脫(tuo)硫(liu)具(ju)有潛在市場。此外,鎂粉(fen)還(huan)用(yong)于制造化工(gong)產(chan)品(pin)、藥(yao)品(pin)、煙(yan)火、信號、照明彈等(deng)材料、金屬還(huan)原劑、油漆涂料、焊絲以及供球墨鑄(zhu)鐵(tie)(tie)用(yong)球化劑等(deng)。
鎂犧(xi)牲(sheng)陽極(ji)作為有效的(de)防止金屬腐蝕的(de)方法之一,可廣泛用在地(di)下鐵制管道、石油管道、儲罐(guan)、海上設施、裝(zhuang)備、民(min)用等。
鎂合金型(xing)材、管材用作自行車架、輪椅、康(kang)復和醫療器械等。
鎂(mei)是可以在(zai)空氣中燃燒的(de)(de),燃燒時火花(hua)四射,十分美(mei)麗(li),因此煙花(hua)中通常都摻有一定量的(de)(de)鎂(mei)粉,來(lai)達到美(mei)觀(guan)的(de)(de)效果(guo)。
現代戰爭需要(yao)軍隊具有(you)(you)遠程快速部署運動(dong)的(de)(de)能(neng)(neng)力,要(yao)求武器(qi)裝(zhuang)備輕量(liang)化(hua),在手持式(shi)武器(qi)、裝(zhuang)甲戰車、運輸(shu)車、航(hang)空制導(dao)(dao)武器(qi)上將大(da)量(liang)采用輕金(jin)屬材料(liao)。輕量(liang)化(hua)是提(ti)高武器(qi)裝(zhuang)備作戰性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)重要(yao)方向(xiang)。鎂(mei)所具有(you)(you)的(de)(de)輕質特(te)性(xing)決定了鎂(mei)合(he)(he)金(jin)是生產航(hang)天器(qi)、軍用飛機、導(dao)(dao)彈、高機動(dong)性(xing)能(neng)(neng)戰車、船舶(bo)的(de)(de)必(bi)不可少(shao)的(de)(de)結構材料(liao),因此(ci),大(da)力開發鎂(mei)合(he)(he)金(jin)應用范圍(wei)是國防現代化(hua)的(de)(de)需要(yao)。
工業(ye)發展(zhan):20世紀50年(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)以前(qian),鎂(mei)(mei)的(de)發展(zhan)依(yi)附于軍(jun)事(shi)工業(ye),20世紀60年(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)以后,由(you)于金屬(shu)鎂(mei)(mei)在民用(yong)市場和(he)空間(jian)技術的(de)應用(yong)得到發展(zhan),于是(shi)推動了(le)鎂(mei)(mei)的(de)平衡增(zeng)長。近(jin)幾(ji)年(nian)(nian)(nian)來(lai)隨(sui)著鎂(mei)(mei)合(he)金在交通、電子及通信等領域應用(yong)的(de)增(zeng)長,世界(jie)鎂(mei)(mei)的(de)消費在逐年(nian)(nian)(nian)上(shang)升并(bing)增(zeng)長迅速。全世界(jie)(除中(zhong)國(guo)外)有10個國(guo)家即美國(guo)、加(jia)(jia)拿大(da)、挪威、俄羅斯(si)、法國(guo)、意(yi)大(da)利(li)、前(qian)南斯(si)拉(la)夫、巴西、印度(du)、朝鮮生(sheng)產金屬(shu)鎂(mei)(mei)。2004年(nian)(nian)(nian),世界(jie)金屬(shu)鎂(mei)(mei)開采(cai)量為58.4萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun),其中(zhong),中(zhong)國(guo)42.6萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun),加(jia)(jia)拿大(da)5.4萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun),俄羅斯(si)5萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun),以色列2.8萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun),哈薩克斯(si)坦1.8萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun)。
20世紀90年(nian)(nian)代(dai)(dai)以來(lai),市場經濟拉動了(le)中(zhong)國鎂工業的(de)發展。在90年(nian)(nian)代(dai)(dai)的(de)10年(nian)(nian)間,中(zhong)國原鎂產量增(zeng)長(chang)了(le)37倍,特別(bie)是1995~2000年(nian)(nian),年(nian)(nian)平(ping)均增(zeng)長(chang)率(lv)為(wei)(wei)15.84%,大(da)大(da)高于西方世界的(de)增(zeng)長(chang)率(lv)。中(zhong)國已成為(wei)(wei)世界上最大(da)的(de)原鎂生產國和出口國。
2006年(nian)1~12月(yue),全國共產(chan)(chan)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)鎂(mei)613084.94噸(dun),同比增(zeng)長(chang)(chang)32.23%;2007年(nian)1~12月(yue),全國共產(chan)(chan)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)鎂(mei)(鎂(mei))670130.87噸(dun),同比增(zeng)長(chang)(chang)24.12%;2008年(nian)1~10月(yue),全國共產(chan)(chan)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)鎂(mei)(鎂(mei))539498.36噸(dun),同比增(zeng)長(chang)(chang)6.59%。
皮膚接觸:脫去污(wu)染(ran)的衣(yi)著,用肥皂水(shui)(shui)和清(qing)水(shui)(shui)徹底(di)沖洗(xi)皮膚。如有(you)不適感,就醫。
眼(yan)睛接觸:提(ti)起眼(yan)瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗。如有不適(shi)感,就醫。
吸(xi)入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸(xi)道通暢。如呼吸(xi)困難(nan),給輸氧。呼吸(xi)、心跳停止,立即進行心肺(fei)復蘇術。就醫。
食入(ru):飲(yin)足量溫(wen)水,催吐。就醫。
危險(xian)(xian)特性(xing):易燃(ran),燃(ran)燒時(shi)產生強(qiang)烈(lie)的白光并放(fang)(fang)出高(gao)熱。遇(yu)水或(huo)潮氣猛烈(lie)反應(ying)放(fang)(fang)出氫(qing)氣,大量放(fang)(fang)熱,引起燃(ran)燒或(huo)爆(bao)炸。遇(yu)氯、溴、碘、硫、磷(lin)、砷、和氧化劑劇烈(lie)反應(ying),有燃(ran)燒、爆(bao)炸危險(xian)(xian)。粉體(ti)與空氣可形(xing)成爆(bao)炸性(xing)混合物,當(dang)達到一定濃度時(shi),遇(yu)火星(xing)會(hui)發生爆(bao)炸。
有害燃(ran)燒產物:氧化鎂(mei)。
滅(mie)火方法:消(xiao)防(fang)人員必須佩戴空氣呼吸器、穿全(quan)身(shen)防(fang)火防(fang)毒服,在上風向滅(mie)火。盡可能將容器從火場移至空曠處。噴水保(bao)持(chi)火場容器冷(leng)卻(que),直至滅(mie)火結束。嚴禁用水、泡(pao)沫、二(er)氧化碳撲救。施(shi)救時(shi)對(dui)眼睛(jing)和皮膚須加(jia)保(bao)護(hu),以免飛來熾粒燒傷身(shen)體、鎂(mei)光灼(zhuo)傷視力。
隔離泄(xie)漏污染區,限制出入。消(xiao)除所有點火源(yuan)。建議應急處理(li)人員(yuan)戴(dai)防(fang)塵(chen)口罩,戴(dai)防(fang)塵(chen)口罩,穿防(fang)靜電(dian)服(fu)。禁止(zhi)接觸或跨(kua)越(yue)泄(xie)漏物。盡(jin)可能切斷泄(xie)漏源(yuan)。嚴禁用水處理(li)。
小量(liang)泄漏:用(yong)干燥的砂(sha)土或其他不燃材(cai)料覆蓋泄漏物,然(ran)后(hou)用(yong)塑料布覆蓋,減少飛散、避免雨淋。
粉末泄(xie)漏:用塑料布或帆布覆蓋泄(xie)漏物,減少飛散,保持干燥(zao)。在專家指導下清除。
工程控制:密閉操作。提供(gong)安全淋浴(yu)和洗眼設備。
呼吸系(xi)統防護:作(zuo)業時,應該佩(pei)戴(dai)過濾(lv)式防塵(chen)呼吸器。必要時配戴(dai)空氣呼吸器。
眼睛防護(hu):戴化學安(an)全防護(hu)眼鏡(jing)。
身(shen)體防護:穿防靜電工(gong)作服。
手(shou)(shou)防(fang)護:戴一般作業防(fang)護手(shou)(shou)套。
其他防(fang)護:工(gong)作(zuo)現場(chang)嚴禁吸煙。保持良(liang)好的衛生習慣。
操(cao)作注(zhu)(zhu)意(yi)(yi)事項:加(jia)強局(ju)部排(pai)風。操(cao)作人(ren)員(yuan)必須經過專(zhuan)門培訓,嚴格遵守操(cao)作規程。建議操(cao)作人(ren)員(yuan)佩戴自吸過濾式防(fang)塵口罩,戴化學安全防(fang)護(hu)眼鏡,穿防(fang)靜電工作服。遠離火種、熱源(yuan),工作場(chang)所(suo)嚴禁吸煙(yan)。使用防(fang)爆型的通風系(xi)統和設(she)備。避免產生粉塵。避免與(yu)氧(yang)化劑(ji)、酸類(lei)、鹵素、氯代烴接觸。尤其要注(zhu)(zhu)意(yi)(yi)避免與(yu)水接觸。在氮氣(qi)中操(cao)作處(chu)置(zhi)。搬運時(shi)要輕裝輕卸,防(fang)止包裝及(ji)容(rong)器(qi)損壞。配備相應品種和數量(liang)的消防(fang)器(qi)材(cai)及(ji)泄漏應急(ji)處(chu)理設(she)備。倒空的容(rong)器(qi)可能殘留有害(hai)物。
儲存注(zhu)意事項:儲存于陰涼、干燥、通風良好的專用庫房(fang)內(nei),遠離火種(zhong)、熱(re)源。庫溫不超過32℃,相對(dui)濕(shi)度不超過75%。包(bao)裝要求密(mi)封(feng),不可與空氣接觸。應與氧化劑、酸(suan)類、鹵素、氯代(dai)烴等分開(kai)存放,切忌混(hun)儲。采用防爆型照明、通風設施。禁(jin)止(zhi)使用易產生(sheng)火花的機械(xie)設備和工具。儲區應備有合(he)適的材(cai)料收容泄漏物。
包裝(zhuang)方法:塑(su)料袋(dai)或(huo)(huo)二層(ceng)牛(niu)皮(pi)(pi)紙袋(dai)外全(quan)開口(kou)或(huo)(huo)中(zhong)開口(kou)鋼桶(tong)(tong)(鋼板(ban)厚(hou)0.75毫(hao)米,每(mei)桶(tong)(tong)凈重(zhong)不超過(guo)100公斤);塑(su)料袋(dai)或(huo)(huo)二層(ceng)牛(niu)皮(pi)(pi)紙袋(dai)外全(quan)開口(kou)或(huo)(huo)中(zhong)開口(kou)鋼桶(tong)(tong)(鋼板(ban)厚(hou)0.5毫(hao)米,每(mei)桶(tong)(tong)凈重(zhong)不超過(guo)50公斤);金屬(shu)桶(tong)(tong)(罐(guan))或(huo)(huo)塑(su)料桶(tong)(tong)外花(hua)格箱;螺紋(wen)口(kou)玻(bo)(bo)璃(li)瓶、鐵(tie)蓋(gai)壓口(kou)玻(bo)(bo)璃(li)瓶、塑(su)料瓶或(huo)(huo)金屬(shu)桶(tong)(tong)(罐(guan))外普通(tong)木箱。
運(yun)輸(shu)(shu)注意(yi)事項:運(yun)輸(shu)(shu)時(shi)運(yun)輸(shu)(shu)車(che)輛應配(pei)備相應品種和數(shu)量的(de)消防(fang)(fang)(fang)器材及泄漏應急處(chu)理(li)設(she)(she)備。裝運(yun)該品的(de)車(che)輛排(pai)氣(qi)管須有(you)阻(zu)火裝置。運(yun)輸(shu)(shu)過程(cheng)中(zhong)(zhong)要確(que)保容器不泄漏、不倒塌、不墜落、不損壞。嚴(yan)禁(jin)與(yu)氧(yang)化劑、酸類、鹵(lu)素(su)、氯(lv)代烴、食用(yong)化學品、等混裝混運(yun)。運(yun)輸(shu)(shu)途中(zhong)(zhong)應防(fang)(fang)(fang)曝(pu)曬(shai)、雨淋,防(fang)(fang)(fang)高溫。中(zhong)(zhong)途停留時(shi)應遠離火種、熱源。運(yun)輸(shu)(shu)用(yong)車(che)、船(chuan)必須干(gan)燥,并有(you)良好的(de)防(fang)(fang)(fang)雨設(she)(she)施。車(che)輛運(yun)輸(shu)(shu)完畢應進行徹底清掃。鐵(tie)路運(yun)輸(shu)(shu)時(shi)要禁(jin)止溜放(fang)。