鎂(mei)(Magnesium)是(shi)一(yi)種金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)化學元素,元素符號是(shi)Mg。英國戴維(wei)于(yu)1808年用鉀還原氧化鎂(mei)制(zhi)得金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)鎂(mei)。鎂(mei)是(shi)一(yi)種銀白(bai)色(se)的(de)輕質(zhi)堿土(tu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu),化學性(xing)質(zhi)活(huo)潑,能與酸反應(ying)生成氫氣,具(ju)有一(yi)定的(de)延展性(xing)和熱消散(san)性(xing)。鎂(mei)元素在自然(ran)界廣(guang)泛分(fen)布(bu),是(shi)人(ren)體的(de)必(bi)需元素之一(yi)。
第一個確認鎂(mei)(mei)是(shi)一種(zhong)(zhong)元素的是(shi)Joseph Black,在愛(ai)丁堡(英國)于1755年。他(ta)辨別了石(shi)灰(氧(yang)化鈣,CaO)中的苦土(tu)(氧(yang)化鎂(mei)(mei),MgO),兩者(zhe)各自都(dou)是(shi)由加熱類似于碳酸鹽巖,菱鎂(mei)(mei)礦和石(shi)灰石(shi)來制取。另一種(zhong)(zhong)鎂(mei)(mei)礦石(shi)叫(jiao)做海泡石(shi)(硅酸鎂(mei)(mei)),于1799年由Thomas Henry報告,他(ta)說(shuo)這種(zhong)(zhong)礦石(shi)在土(tu)耳其更多的用于制作煙(yan)斗。
不純(chun)凈的(de)(de)鎂金屬(shu)(shu)(shu)在(zai)1792年由(you)Anton Rupprecht首次制(zhi)取(qu)(qu),他(ta)加熱(re)苦土和木炭的(de)(de)混合(he)物。純(chun)凈但非常小量的(de)(de)金屬(shu)(shu)(shu)鎂在(zai)1808年由(you)Humphry Davy電解氧化鎂制(zhi)取(qu)(qu)。然而(er),是法國(guo)科學家Antoine-Alexandre-Brutus Bussy使用(yong)氯化鎂和鉀反應制(zhi)取(qu)(qu)了(le)相當大量的(de)(de)金屬(shu)(shu)(shu)鎂于1831年,之后他(ta)開始研究它的(de)(de)特性。
許多世紀(ji)以(yi)前(qian),古羅馬人認為“magnesia”(希(xi)臘Magnesia地區出產的一(yi)種白色鎂鹽,鎂元(yuan)素即因此(ci)得名)能治療(liao)多種疾(ji)病。直到1808年,英國(guo)化學家戴維采(cai)用電解苦土(含鎂)的方法分離出元(yuan)素鎂。20世紀(ji)30年代(dai)初(chu)E·V·McCollum及其(qi)同事首次用鼠和狗作為實驗動物,系統地觀(guan)察了(le)鎂缺乏的反應。1934年首次發表了(le)少數人在不同疾(ji)病的基礎上發生鎂缺乏的臨床報道。證實鎂是(shi)人體的必需元(yuan)素。
鎂是(shi)在自然界中(zhong)分(fen)布最(zui)廣(guang)的(de)(de)十(shi)個(ge)元(yuan)(yuan)素之一(鎂是(shi)在地(di)球的(de)(de)地(di)殼中(zhong)第(di)八豐富(fu)的(de)(de)元(yuan)(yuan)素,約占2%的(de)(de)質量,亦是(shi)宇宙中(zhong)第(di)九多(duo)元(yuan)(yuan)素),但由于它(ta)不易(yi)從化合物中(zhong)還原成單質狀(zhuang)態,所以遲(chi)遲(chi)未被發現。
長時期里(li),化學家(jia)們將從含(han)碳酸(suan)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)礦焙燒獲得(de)(de)的(de)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化物(wu)苦土(tu)當作是(shi)(shi)不可(ke)再分(fen)割(ge)的(de)物(wu)質。在(zai)1789年拉瓦錫發表的(de)元(yuan)(yuan)素表中就列有(you)它(ta)。1808年,戴(dai)維(wei)在(zai)成功(gong)制(zhi)得(de)(de)鈣以后,使用同(tong)樣的(de)辦法又成功(gong)的(de)制(zhi)得(de)(de)了金(jin)(jin)屬(shu)鎂(mei)(mei)(mei)。從此鎂(mei)(mei)(mei)被確定為元(yuan)(yuan)素,并(bing)被命名為magnesium,元(yuan)(yuan)素符號(hao)是(shi)(shi)Mg。Magnesium來自希臘城市美(mei)格(ge)里(li)亞Magnesia,因為在(zai)這個城市附近出產氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei),被稱為magnesia alba,即白色氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)(mei),元(yuan)(yuan)素符號(hao)Mg。鎂(mei)(mei)(mei)的(de)原(yuan)子(zi)序為12,原(yuan)子(zi)量為24.3,是(shi)(shi)典型(xing)的(de)二價金(jin)(jin)屬(shu),具有(you)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)共有(you)特性(xing)(xing)。由于鎂(mei)(mei)(mei)的(de)氧(yang)(yang)化物(wu)性(xing)(xing)質與(yu)鈣一樣介于“堿(jian)性(xing)(xing)”和“土(tu)性(xing)(xing)”之間,故稱為堿(jian)土(tu)金(jin)(jin)屬(shu)。
地(di)殼中(zhong)存(cun)在形式:菱鎂礦(kuang)(碳(tan)酸鎂)MgCO?,白(bai)云石(shi)(碳(tan)酸鎂鈣(gai))CaMg(CO?)?,光鹵石(shi)(水合氯(lv)化鎂鉀)KCl·MgCl?·H?O中(zhong)。
外觀與性狀:銀白色有金屬光澤的固體。
溶(rong)解性:不溶(rong)于水、堿液,溶(rong)于酸。
相對密度(水(shui)=1) 1.74
燃燒熱(kJ/mol) 609.7
引(yin)燃溫度(℃) 480~510
具有比較(jiao)強(qiang)的(de)(de)還原性,能(neng)(neng)與(yu)沸水反(fan)(fan)應(ying)放(fang)(fang)出(chu)氫氣,燃(ran)燒(shao)時能(neng)(neng)產(chan)生(sheng)(sheng)眩(xuan)目(mu)的(de)(de)白(bai)光,鎂(mei)與(yu)氟化(hua)物、氫氟酸和(he)(he)鉻(ge)酸不(bu)發生(sheng)(sheng)作用,也(ye)不(bu)受(shou)苛性堿侵(qin)蝕(shi),但極易(yi)溶解于(yu)有機和(he)(he)無機酸中(zhong),鎂(mei)能(neng)(neng)直接與(yu)氮、硫和(he)(he)鹵(lu)素等(deng)化(hua)合,包(bao)括(kuo)烴、醛、醇(chun)、酚、胺、脂和(he)(he)大多數油類(lei)在內(nei)的(de)(de)有機化(hua)學藥品與(yu)鎂(mei)僅僅輕微(wei)地或者根本不(bu)起作用。但和(he)(he)鹵(lu)代烴在無水的(de)(de)條件下反(fan)(fan)應(ying)卻較(jiao)為劇烈(生(sheng)(sheng)成(cheng)格氏試劑)鎂(mei)能(neng)(neng)和(he)(he)二氧化(hua)碳(tan)發生(sheng)(sheng)燃(ran)燒(shao)反(fan)(fan)應(ying),因此鎂(mei)燃(ran)燒(shao)不(bu)能(neng)(neng)用二氧化(hua)碳(tan)滅火(huo)器滅火(huo)。鎂(mei)由于(yu)能(neng)(neng)和(he)(he)N2和(he)(he)O2反(fan)(fan)應(ying),所以鎂(mei)在空氣中(zhong)燃(ran)燒(shao)時,劇烈燃(ran)燒(shao)發出(chu)耀(yao)(yao)眼白(bai)光,放(fang)(fang)熱,生(sheng)(sheng)成(cheng)白(bai)色固(gu)體。在食醋(cu)中(zhong)的(de)(de)變化(hua)為快速冒(mao)出(chu)氣泡(pao),浮在醋(cu)液面(mian)上,逐漸消失。一些煙花和(he)(he)照(zhao)明彈里都含有鎂(mei)粉,就是利用了鎂(mei)在空氣中(zhong)燃(ran)燒(shao)能(neng)(neng)發出(chu)耀(yao)(yao)眼的(de)(de)白(bai)光的(de)(de)性質。鎂(mei)元(yuan)素在化(hua)學反(fan)(fan)應(ying)中(zhong)的(de)(de)化(hua)合價(jia)通(tong)常為+2價(jia)。
1.與非(fei)金屬單質的反(fan)應:
2.與水的反應:
3.與(yu)酸(suan)的反(fan)應(ying):
Mg+2HCl=MgCl?+H?↑
Mg+H?SO?=MgSO?+H?↑
4.與氧化物的(de)反應:
元(yuan)素在太陽(yang)中的含量(liang) 700(ppm)
元素在海(hai)水中的含量 1200(ppm)
(類似于鋁(lv)熱反應(ying),用活(huo)潑金屬還原氧化物)
5.鎂與氯化(hua)銨(an)反應:
鎂(mei)與(yu)(yu)氯(lv)化銨(an)的(de)反(fan)應(ying)(ying),究其本質,還是鎂(mei)與(yu)(yu)酸的(de)反(fan)應(ying)(ying)。氯(lv)化銨(an)溶液中銨(an)根離子水解(jie)(jie),溶液顯酸性。當(dang)加入鎂(mei)粉之后,鎂(mei)與(yu)(yu)溶液中的(de)氫離子反(fan)應(ying)(ying),放出氫氣,同時放出大量的(de)熱。銨(an)根離子的(de)水解(jie)(jie)產(chan)物——氨(an)水,受熱之后,則發(fa)生(sheng)分解(jie)(jie)。故此反(fan)應(ying)(ying)可以得到(dao)兩種氣體。
總反應方程式:Mg+2NH?Cl=MgCl?+2NH?↑+H?↑
上(shang)式實際可拆分(fen)為(wei)下列反應方程式:
6.鎂(mei)和碳(tan)酸氫鹽(yan)反應
7.鎂和堿(jian)金屬氫(qing)氧化(hua)物(wu)反應
通(tong)常認(ren)為(wei),鎂(mei)不會(hui)和堿金屬(shu)的氫(qing)氧化物(如KOH)反(fan)應(ying),因為(wei)鎂(mei)是堿性金屬(shu),而不是兩性金屬(shu)。但是,在高溫下,鎂(mei)可以參與氧化還(huan)原反(fan)應(ying),如和NaOH反(fan)應(ying),產(chan)生MgO、Na和H?。
已(yi)發現鎂(mei)的(de)同位(wei)素(su)共(gong)有22種,包括鎂(mei)19至鎂(mei)40,其(qi)中只有鎂(mei)-24、鎂(mei)-25、鎂(mei)-26是天然存(cun)在并且穩定的(de),其(qi)他鎂(mei)的(de)同位(wei)素(su)都帶有放射性。
符號 質子(zi)(zi) 中(zhong)子(zi)(zi) 質量(u) 半衰期 原子(zi)(zi)核自旋 相(xiang)對豐度(du) 相(xiang)對豐度(du)的變化量
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(wen)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+
33Mg 12 21 33.005254(21) 90.5(16) ms 7/2- #
34Mg 12 22 34.00946(25) 20(10) ms 0+
35Mg 12 23 35.01734(43)# 70(40) ms (7/2-) #
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)的(de)數(shu)據代表(biao)沒有經過實驗的(de)證明(ming),只是理論推(tui)測而(er)已(yi),而(er)用括號(hao)括起(qi)來(lai)的(de)代表(biao)數(shu)據不確(que)定性。
鎂屬(shu)于元素周期表(biao)上的(de)IIA(第(di)二主(zhu)族)族堿土金屬(shu)元素。金屬(shu)鎂是銀白色的(de)金屬(shu),質硬,略有延展性。鎂的(de)密度小,離子(zi)化傾向大。
常(chang)用做還原(yuan)劑(ji),去置換鈦、鋯、鈾、鈹等金(jin)(jin)屬(shu)。主要用于(yu)制造輕(qing)金(jin)(jin)屬(shu)合金(jin)(jin)、球墨(mo)鑄鐵、科(ke)學儀器和格氏(shi)試劑(ji)等。也能用于(yu)制煙火、閃(shan)光粉、鎂鹽、吸氣器、照(zhao)明彈等。結構特性(xing)類似于(yu)鋁,具有輕(qing)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)各種用途,可(ke)作為(wei)飛機、導彈的(de)合金(jin)(jin)材料。但是(shi)鎂在(zai)汽油燃點(dian)可(ke)燃,這限制了它(ta)的(de)應用。
醫療(liao)用途:治(zhi)療(liao)缺鎂(mei)和痙攣。
體育(yu)用途:在緊(jin)張(zhang)運動幾小時(shi)前注射(she)鎂化(hua)合物,或在緊(jin)張(zhang)運動后(hou)注射(she)以彌補鎂的流失。體操運動員常涂堿式碳酸鎂來增加摩(mo)擦力。醫(yi)療中:如(ru)果注射(she)鎂鹽速度(du)太快,會造成發燒和全身不適(shi)。
金(jin)屬(shu)鎂(mei)(mei)能與大多數非金(jin)屬(shu)和酸(suan)反應(ying);在(zai)高壓下能與氫直接(jie)合成(cheng)氫化鎂(mei)(mei);鎂(mei)(mei)能與鹵化烴(jing)作(zuo)用合成(cheng)格氏試(shi)劑(ji),廣泛應(ying)用于有機合成(cheng)。鎂(mei)(mei)具有生成(cheng)配位化合物(wu)的明顯(xian)傾向(xiang)。
鎂是航(hang)空工業(ye)的重要材料,鎂合金用(yong)于(yu)制造飛機機身、發動機零件等;鎂還用(yong)來(lai)制造照相和光(guang)學儀器等;鎂及其合金的非結構應用(yong)也很廣;鎂作為一種強還原劑,還用(yong)于(yu)鈦、鋯、鈹、鈾和鉿等的生產中。
純鎂(mei)的(de)(de)強度小(xiao),但鎂(mei)合(he)金(jin)(jin)是(shi)良好(hao)的(de)(de)輕(qing)型結(jie)構(gou)材料,廣泛用于空(kong)間技術、航空(kong)、汽(qi)車和儀表(biao)等(deng)工業(ye)部門。一(yi)架超音速飛機約有5%的(de)(de)鎂(mei)合(he)金(jin)(jin)構(gou)件,一(yi)枚導彈一(yi)般消耗(hao)100~200公斤(jin)鎂(mei)合(he)金(jin)(jin)。鎂(mei)是(shi)其(qi)(qi)他(ta)合(he)金(jin)(jin)(特(te)別(bie)是(shi)鋁合(he)金(jin)(jin))的(de)(de)主要組(zu)分,它與其(qi)(qi)他(ta)元素配合(he)能使(shi)鋁合(he)金(jin)(jin)熱(re)處理強化;球墨鑄鐵(tie)用鎂(mei)作(zuo)球化劑;而(er)有些金(jin)(jin)屬(shu)(如(ru)鈦和鋯)生產又(you)用鎂(mei)作(zuo)還原(yuan)劑;鎂(mei)是(shi)燃(ran)燒彈和照(zhao)明彈不能缺(que)少的(de)(de)組(zu)成物;鎂(mei)粉是(shi)節日煙花必(bi)需(xu)的(de)(de)原(yuan)料;鎂(mei)是(shi)核(he)工業(ye)上的(de)(de)結(jie)構(gou)材料或包裝材料;鎂(mei)肥能促(cu)使(shi)植(zhi)物對磷(lin)的(de)(de)吸(xi)收利用,缺(que)鎂(mei)植(zhi)物則生長趨于停滯。鎂(mei)在人(ren)民(min)生活中占有重要地位(wei)的(de)(de)一(yi)種基礎材料。
植物(wu)(wu)用途:鎂主要存在于(yu)幼(you)嫩器官和組織中(zhong)(zhong),植物(wu)(wu)成(cheng)(cheng)(cheng)熟時則集中(zhong)(zhong)于(yu)種子(zi)(zi)。鎂離子(zi)(zi)在光合和呼吸過程中(zhong)(zhong),可(ke)以(yi)活(huo)化各種磷酸變(bian)位酶(mei)和磷酸激酶(mei)。同(tong)樣,鎂也可(ke)以(yi)活(huo)化DNA和RNA的(de)(de)合成(cheng)(cheng)(cheng)過程。鎂是葉(xie)綠素(su)(su)的(de)(de)合成(cheng)(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)(cheng)分之一(yi)。缺乏鎂,葉(xie)綠素(su)(su)即(ji)不能合成(cheng)(cheng)(cheng),葉(xie)脈仍(reng)綠而葉(xie)脈之間變(bian)黃(huang),有(you)時呈紅紫色。若缺鎂嚴重,則形成(cheng)(cheng)(cheng)褐(he)斑(ban)壞死。在植物(wu)(wu)體內(nei)以(yi)離子(zi)(zi)或有(you)機物(wu)(wu)結合的(de)(de)形式存在。鎂是葉(xie)綠素(su)(su)的(de)(de)組分,也是許多酶(mei)的(de)(de)活(huo)化劑,在光合磷酸化中(zhong)(zhong)是氫(qing)離子(zi)(zi)的(de)(de)主要對應離子(zi)(zi)。
鎂(mei)是人(ren)體(ti)(ti)細(xi)(xi)胞內(nei)的(de)主(zhu)要(yao)陽離子,濃集于線粒體(ti)(ti)中,僅(jin)次于鉀和磷,在(zai)細(xi)(xi)胞外(wai)(wai)液僅(jin)次于鈉(na)(na)和鈣居第三位,是體(ti)(ti)內(nei)多種細(xi)(xi)胞基本生(sheng)化反應的(de)必需(xu)物(wu)質。正(zheng)常成(cheng)人(ren)身體(ti)(ti)總鎂(mei)含量約25g,其中60%~65%存在(zai)于骨、齒,27%分布(bu)于軟組織。鎂(mei)主(zhu)要(yao)分布(bu)于細(xi)(xi)胞內(nei),細(xi)(xi)胞外(wai)(wai)液的(de)鎂(mei)不超(chao)過1%。在(zai)鈣、維生(sheng)素C、磷、鈉(na)(na)、鉀等的(de)代謝上,鎂(mei)是必要(yao)的(de)物(wu)質,在(zai)神經肌肉的(de)機能(neng)正(zheng)常運作(zuo)、血(xue)糖轉化等過程中扮演著(zhu)重要(yao)角色。
鎂是一種參(can)與生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)體正常生(sheng)(sheng)(sheng)命活(huo)動及(ji)新陳代(dai)(dai)謝(xie)過(guo)程必不(bu)可(ke)少的(de)(de)元素。鎂影響(xiang)細(xi)胞(bao)的(de)(de)多種生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)功能(neng):影響(xiang)鉀離子(zi)和(he)(he)鈣離子(zi)的(de)(de)轉運(yun),調(diao)控信號(hao)的(de)(de)傳遞,參(can)與能(neng)量(liang)代(dai)(dai)謝(xie)、蛋白(bai)質(zhi)和(he)(he)核酸的(de)(de)合成(cheng);可(ke)以通過(guo)絡(luo)合負電荷基(ji)團(tuan)(tuan),尤其核苷(gan)酸中的(de)(de)磷酸基(ji)團(tuan)(tuan)來發揮維持(chi)物(wu)質(zhi)的(de)(de)結構和(he)(he)功能(neng);催化酶的(de)(de)激活(huo)和(he)(he)抑(yi)制(zhi)及(ji)對細(xi)胞(bao)周期、細(xi)胞(bao)增殖及(ji)細(xi)胞(bao)分化的(de)(de)調(diao)控;鎂還參(can)與維持(chi)基(ji)因組的(de)(de)穩定性(xing),并(bing)且(qie)還與機體氧化應激和(he)(he)腫瘤發生(sheng)(sheng)(sheng)有關。
鎂(mei)的(de)(de)吸(xi)(xi)收代謝:成人身體總鎂(mei)含量(liang)約25g,其中60%~65%存在于骨、齒(chi),27%分(fen)布于軟組(zu)織(zhi)。膳(shan)食(shi)中促進鎂(mei)吸(xi)(xi)收的(de)(de)成分(fen)主(zhu)要(yao)有氨基(ji)酸(suan)、乳糖等(deng);抑制鎂(mei)吸(xi)(xi)收的(de)(de)主(zhu)要(yao)成分(fen)有過多的(de)(de)磷(lin)、草酸(suan)、植(zhi)酸(suan)和膳(shan)食(shi)纖(xian)維等(deng)。成人從膳(shan)食(shi)中攝入(ru)的(de)(de)鎂(mei)大量(liang)從膽汁、胰液(ye)和腸(chang)液(ye)分(fen)泌到腸(chang)道,其中60%~70%隨(sui)糞便(bian)排出,部分(fen)從汗和脫落的(de)(de)皮膚細胞丟(diu)失。
鎂(mei)離子是生物(wu)機體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)含量(liang)(liang)(liang)較多的(de)一種正離子,其量(liang)(liang)(liang)在(zai)(zai)整體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)僅次于(yu)鈣、鈉、鉀(jia)而(er)居第四位;鎂(mei)離子在(zai)(zai)細胞內的(de)含量(liang)(liang)(liang)則(ze)僅次于(yu)鉀(jia)離子而(er)居第二位。整粒的(de)種子、未經碾磨(mo)的(de)谷物(wu)、青葉(xie)蔬菜、豆類和(he)堅果是日糧鎂(mei)最為豐富的(de)來(lai)源;魚、肉(rou)、奶和(he)水果中(zhong)(zhong)鎂(mei)含量(liang)(liang)(liang)較低(di);經過加(jia)工的(de)食物(wu),在(zai)(zai)加(jia)工過程中(zhong)(zhong)鎂(mei)幾(ji)乎全部(bu)損失。肌酸(suan)六磷(lin)酸(suan)、粗纖(xian)維、乙醇、過量(liang)(liang)(liang)的(de)磷(lin)酸(suan)鹽和(he)鈣離子削弱(ruo)了(le)(le)鎂(mei)的(de)吸收,這(zhe)可能是因為降低(di)了(le)(le)內腔鎂(mei)的(de)濃度。
鎂屬于人(ren)體營養素(su)——礦(kuang)物質(zhi)元(yuan)素(su)中的一種(zhong),屬于礦(kuang)物質(zhi)的常量元(yuan)素(su)類。人(ren)體中的鎂60~65%存(cun)在于骨骼和牙齒中,27%存(cun)在于軟組織中,細胞內鎂離子僅占1%,多以(yi)活性形式Mg2+-ATP形式存(cun)在。
1、作為酶的激活劑,參(can)與300種以上的酶促反應。糖(tang)酵解、脂(zhi)肪酸氧化、蛋白質的合成、核酸代謝(xie)等需要鎂離子參(can)加。
2、促進骨的(de)(de)形成。在(zai)骨骼(ge)中僅次于鈣、磷(lin),是骨細胞結構和(he)功能所(suo)必需的(de)(de)元素,對促進骨形成和(he)骨再生(sheng),維持骨骼(ge)和(he)牙齒的(de)(de)強度(du)和(he)密度(du)具有重(zhong)要作用。
3、調節(jie)神經肌肉(rou)的興奮性。能抑制鉀、鈣通(tong)道。鎂、鈣、鉀離子協同維(wei)持神經肌肉(rou)的興奮性。血中(zhong)鎂過低或鈣過低,興奮性均增高;反之則有鎮(zhen)靜作(zuo)用。
4、維護胃腸道和(he)激素(su)的功能。
5、鎂也是重(zhong)要的神經傳導物質,它可以(yi)讓肌肉放(fang)松下來;與含鈣(gai)食品一同補充,能促進(jin)鈣(gai)的吸(xi)收。
中國營養學會(hui)建議(yi),成(cheng)年(nian)男性每(mei)天(tian)約(yue)需(xu)鎂350毫(hao)(hao)克(ke),成(cheng)年(nian)女性約(yue)為(wei)300毫(hao)(hao)克(ke),孕婦以及(ji)喂奶期女性約(yue)為(wei)450毫(hao)(hao)克(ke),2~3歲兒童為(wei)150毫(hao)(hao)克(ke),3~6歲為(wei)200毫(hao)(hao)克(ke)。可(ke)耐受最高攝入量(UL)定為(wei)700mg/d。
鎂(mei)(mei)缺(que)乏(fa)在臨床上主要表現為情緒不安(an)、易(yi)激動(dong)、手足抽搐、反射亢進等,正常情況(kuang)下,由于腎(shen)的調節(jie)作用,口(kou)服過量的鎂(mei)(mei)一般不會發生鎂(mei)(mei)中毒。當腎(shen)功能不全時,大量口(kou)服鎂(mei)(mei)可(ke)引起鎂(mei)(mei)中毒,表現為腹痛、腹瀉、嘔吐(tu)、煩渴、疲乏(fa)無(wu)力,嚴重(zhong)者(zhe)出現呼吸困難(nan)、紫(zi)紺、瞳孔散(san)大等。
鎂廣泛(fan)分布于植物中,肌(ji)肉和臟器中較(jiao)多,乳制品中較(jiao)少。動(dong)物性(xing)食品中鎂的利用率較(jiao)高,達30%~40%,植物性(xing)食品中鎂的利用率較(jiao)低。
食物(wu)中的(de)鎂在整個(ge)腸(chang)道均(jun)可(ke)被吸(xi)收,但主要是在空(kong)腸(chang)末端與回腸(chang)部位吸(xi)收,吸(xi)收率一般約為30%。可(ke)通過(guo)被動擴散和耗能的(de)主動吸(xi)收兩種(zhong)機制吸(xi)收。健(jian)康成人從(cong)食物(wu)中攝(she)入的(de)鎂大量(liang)從(cong)膽汁、胰液(ye)(ye)和腸(chang)液(ye)(ye)分泌到(dao)腸(chang)道,其(qi)中60%~70%隨糞便排出(chu)(chu),部分從(cong)汗(han)和脫落的(de)皮(pi)膚細(xi)胞丟失,其(qi)余從(cong)尿(niao)中排出(chu)(chu),每(mei)天約排出(chu)(chu)50~120mg,約占(zhan)攝(she)入量(liang)的(de)1/3~1/2。
鎂(mei)缺乏(fa)可致血(xue)(xue)(xue)清鈣下降(jiang),神經肌肉興(xing)奮性(xing)(xing)亢(kang)進;對血(xue)(xue)(xue)管(guan)功能可能有潛在的(de)影響,有人報告低鎂(mei)血(xue)(xue)(xue)癥患(huan)者可有房室性(xing)(xing)早(zao)搏、房顫以(yi)及(ji)室速與室顫,半數有血(xue)(xue)(xue)壓升高;鎂(mei)對骨礦物質(zhi)(zhi)的(de)內穩(wen)態有重要作用,鎂(mei)缺乏(fa)可能是絕經后(hou)骨質(zhi)(zhi)疏松癥的(de)一(yi)種危險因素;少數研究表(biao)明(ming)鎂(mei)耗竭可以(yi)導(dao)致胰(yi)島素抵抗。
鈣代謝異常。
造(zao)成神經系統(tong)問(wen)題,如記(ji)憶力衰退、神經錯亂、抑(yi)郁(yu)癥、幻覺、肌肉震顫(zhan)等。
影(ying)響心臟、骨(gu)骼及(ji)胃腸道等器官功能。
引致肌肉無力、抽筋等(deng)肌肉問題。
輕度缺鎂時(shi)(shi),可由飲(yin)食或口(kou)服(fu)補充鎂劑,可給(gei)予氧化(hua)鎂或用氫氧化(hua)鎂,為(wei)避(bi)(bi)免腹(fu)瀉可與氫氧化(hua)鋁膠聯(lian)用。口(kou)服(fu)不能耐(nai)受或不能吸收時(shi)(shi),可采用肌(ji)肉注射鎂劑,一般采用20%~50%硫(liu)酸(suan)鎂。靜脈給(gei)鎂時(shi)(shi)需注意急(ji)性鎂中毒的發生,以免引起心搏驟停(ting)。故避(bi)(bi)免給(gei)鎂過(guo)多(duo)、過(guo)快,如遇鎂中毒,應給(gei)注射葡(pu)萄糖酸(suan)鈣(gai)或氯(lv)化(hua)鈣(gai)對抗之(zhi)。
鎂是最(zui)輕的(de)結構金屬材(cai)料之一,又具(ju)有比(bi)(bi)強度和(he)比(bi)(bi)剛度高、阻(zu)尼性和(he)切削性好、易于回收等優點。國內外(wai)將(jiang)鎂合金應用于汽(qi)車行業,以減(jian)重(zhong)、節(jie)能、降低污染,改善環(huan)境。發達(da)國家汽(qi)車百公里耗(hao)油(you)最(zui)終將(jiang)實現3L目標(biao),歐洲(zhou)汽(qi)車用鎂占鎂總消耗(hao)量的(de)14%,預計今后(hou)將(jiang)以15~20%的(de)速度遞增,2005年將(jiang)達(da)到20萬噸。
與塑料(liao)相比(bi),鎂(mei)合金(jin)(jin)具(ju)有重(zhong)(zhong)量輕、比(bi)強度(du)高、減(jian)振性(xing)(xing)好、熱疲勞性(xing)(xing)能好、不易老(lao)化,又(you)有良好的(de)(de)(de)導熱性(xing)(xing)、電(dian)磁屏(ping)蔽能力(li)強、非常(chang)(chang)好的(de)(de)(de)壓鑄工藝(yi)性(xing)(xing)能,尤(you)其(qi)易于回(hui)收等(deng)優點,是(shi)替代鋼鐵(tie)、鋁合金(jin)(jin)和工程塑料(liao)的(de)(de)(de)新一(yi)代高性(xing)(xing)能結構材料(liao)。為適(shi)應(ying)(ying)電(dian)子(zi)、通(tong)(tong)訊器件(jian)高度(du)集成化和輕薄小型化的(de)(de)(de)發展(zhan)趨(qu)勢(shi),鎂(mei)合金(jin)(jin)是(shi)交通(tong)(tong)、電(dian)子(zi)信息、通(tong)(tong)訊、計算(suan)機(ji)、聲(sheng)像器材、手(shou)提(ti)工具(ju)、電(dian)機(ji)、林(lin)業(ye)、紡織、核動力(li)裝置等(deng)產(chan)品外殼的(de)(de)(de)理想材料(liao)。發達國家(jia)非常(chang)(chang)重(zhong)(zhong)視鎂(mei)合金(jin)(jin)開發與應(ying)(ying)用,尤(you)其(qi)在(zai)汽車零部件(jian)、筆(bi)記本電(dian)腦等(deng)便攜電(dian)子(zi)產(chan)品的(de)(de)(de)應(ying)(ying)用,每(mei)年以20%的(de)(de)(de)速度(du)增長,非常(chang)(chang)引人(ren)注目,發展(zhan)趨(qu)勢(shi)驚人(ren)。
金屬鎂(mei)是鋁(lv)合金中的主要合金元(yuan)素(su),世界年(nian)需求(qiu)量(liang)在15萬(wan)(wan)噸(dun)左右,2000年(nian)中國鋁(lv)合金生(sheng)產(chan)290萬(wan)(wan)噸(dun),用鎂(mei)作合金元(yuan)素(su),每(mei)年(nian)約需1.01萬(wan)(wan)噸(dun)。
隨著(zhu)汽車工(gong)業、石油(you)、天(tian)然氣管線、海洋鉆(zhan)井平臺,橋(qiao)梁建筑等領(ling)域用高強(qiang)度低硫(liu)(liu)(liu)鋼(gang)(gang)的需求不斷增(zeng)加(jia),中國鞍鋼(gang)(gang)、寶鋼(gang)(gang)、武鋼(gang)(gang)、本鋼(gang)(gang)、包鋼(gang)(gang)、攀鋼(gang)(gang)、首(shou)鋼(gang)(gang)等鋼(gang)(gang)廠已經用鎂(mei)粉深(shen)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu),獲得優質(zhi)鋼(gang)(gang),取得良好效果。鎂(mei)粉用于鋼(gang)(gang)鐵(tie)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)具有(you)潛(qian)在市(shi)場。此(ci)外,鎂(mei)粉還(huan)用于制造化工(gong)產品(pin)、藥(yao)品(pin)、煙火、信號(hao)、照明彈等材料(liao)(liao)、金屬還(huan)原劑(ji)、油(you)漆涂料(liao)(liao)、焊絲以及(ji)供球墨鑄(zhu)鐵(tie)用球化劑(ji)等。
鎂犧牲陽極作為有(you)效的(de)防止金屬腐蝕的(de)方法(fa)之一,可(ke)廣(guang)泛用(yong)在地(di)下鐵制管(guan)(guan)道(dao)、石油管(guan)(guan)道(dao)、儲罐、海上設施、裝備、民用(yong)等。
鎂合金型材、管材用作自行(xing)車架、輪椅、康復和(he)醫療器械等。
鎂是可以在空氣中燃燒(shao)的(de),燃燒(shao)時火花四射,十分美(mei)麗,因此(ci)煙(yan)花中通常都摻(chan)有一(yi)定(ding)量(liang)的(de)鎂粉,來達到(dao)美(mei)觀的(de)效(xiao)果(guo)。
現代戰爭需(xu)要軍(jun)隊具(ju)(ju)有(you)遠程快速部署(shu)運動的(de)(de)能力,要求武器(qi)裝(zhuang)(zhuang)備(bei)(bei)輕(qing)量(liang)化(hua),在(zai)手持式(shi)武器(qi)、裝(zhuang)(zhuang)甲戰車(che)、運輸車(che)、航空制導武器(qi)上(shang)將(jiang)大(da)量(liang)采用輕(qing)金(jin)屬材料(liao)。輕(qing)量(liang)化(hua)是提(ti)高武器(qi)裝(zhuang)(zhuang)備(bei)(bei)作(zuo)戰性能的(de)(de)重要方向。鎂所(suo)具(ju)(ju)有(you)的(de)(de)輕(qing)質特(te)性決定(ding)了(le)鎂合(he)金(jin)是生產航天器(qi)、軍(jun)用飛機、導彈、高機動性能戰車(che)、船舶的(de)(de)必不可少的(de)(de)結(jie)構材料(liao),因此,大(da)力開(kai)發(fa)鎂合(he)金(jin)應用范圍是國防現代化(hua)的(de)(de)需(xu)要。
工業發展:20世紀(ji)50年(nian)(nian)(nian)代(dai)以(yi)前,鎂(mei)(mei)(mei)的(de)發展依附于(yu)軍事工業,20世紀(ji)60年(nian)(nian)(nian)代(dai)以(yi)后,由于(yu)金(jin)屬鎂(mei)(mei)(mei)在(zai)民用(yong)市場和空間技術的(de)應(ying)用(yong)得(de)到發展,于(yu)是推動了鎂(mei)(mei)(mei)的(de)平衡增(zeng)長(chang)(chang)。近(jin)幾年(nian)(nian)(nian)來(lai)隨(sui)著(zhu)鎂(mei)(mei)(mei)合金(jin)在(zai)交(jiao)通、電子及通信等領域應(ying)用(yong)的(de)增(zeng)長(chang)(chang),世界(jie)鎂(mei)(mei)(mei)的(de)消費在(zai)逐年(nian)(nian)(nian)上升并(bing)增(zeng)長(chang)(chang)迅(xun)速。全世界(jie)(除中(zhong)國(guo)外)有10個國(guo)家即美國(guo)、加拿(na)大、挪威、俄羅斯(si)、法國(guo)、意(yi)大利、前南斯(si)拉夫、巴西、印度(du)、朝鮮生產(chan)金(jin)屬鎂(mei)(mei)(mei)。2004年(nian)(nian)(nian),世界(jie)金(jin)屬鎂(mei)(mei)(mei)開(kai)采量(liang)為58.4萬(wan)噸(dun),其(qi)中(zhong),中(zhong)國(guo)42.6萬(wan)噸(dun),加拿(na)大5.4萬(wan)噸(dun),俄羅斯(si)5萬(wan)噸(dun),以(yi)色列2.8萬(wan)噸(dun),哈薩克斯(si)坦(tan)1.8萬(wan)噸(dun)。
20世(shi)紀90年(nian)代以來,市(shi)場經濟拉動了中國鎂(mei)(mei)工業的(de)發展。在(zai)90年(nian)代的(de)10年(nian)間,中國原鎂(mei)(mei)產量增長(chang)了37倍,特別是(shi)1995~2000年(nian),年(nian)平均(jun)增長(chang)率為(wei)15.84%,大(da)(da)大(da)(da)高于西方世(shi)界的(de)增長(chang)率。中國已成為(wei)世(shi)界上(shang)最(zui)大(da)(da)的(de)原鎂(mei)(mei)生(sheng)產國和出口國。
2006年1~12月(yue),全國(guo)共產(chan)(chan)金屬鎂(mei)(mei)613084.94噸(dun),同(tong)比(bi)增長32.23%;2007年1~12月(yue),全國(guo)共產(chan)(chan)金屬鎂(mei)(mei)(鎂(mei)(mei))670130.87噸(dun),同(tong)比(bi)增長24.12%;2008年1~10月(yue),全國(guo)共產(chan)(chan)金屬鎂(mei)(mei)(鎂(mei)(mei))539498.36噸(dun),同(tong)比(bi)增長6.59%。
皮膚接觸(chu):脫去(qu)污染的衣著,用肥(fei)皂水和清水徹底沖洗皮膚。如有(you)不適(shi)感,就(jiu)醫。
眼睛接觸:提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗。如(ru)有(you)不適感,就(jiu)醫(yi)。
吸(xi)入:迅速脫離(li)現場至空氣新鮮(xian)處(chu)。保持呼吸(xi)道通暢。如(ru)呼吸(xi)困難,給輸(shu)氧。呼吸(xi)、心跳停止(zhi),立即進行心肺復(fu)蘇術。就醫。
食入:飲足量溫(wen)水(shui),催吐。就(jiu)醫(yi)。
危(wei)險特性(xing):易燃(ran),燃(ran)燒(shao)時產生強(qiang)烈的白光并放出(chu)高(gao)熱(re)。遇水或潮氣猛烈反(fan)應放出(chu)氫氣,大量(liang)放熱(re),引起(qi)燃(ran)燒(shao)或爆炸(zha)。遇氯、溴(xiu)、碘、硫、磷、砷、和氧(yang)化劑劇烈反(fan)應,有燃(ran)燒(shao)、爆炸(zha)危(wei)險。粉體與(yu)空氣可形成爆炸(zha)性(xing)混合物,當達到一定濃度時,遇火星會發(fa)生爆炸(zha)。
有害燃燒產物(wu):氧化鎂。
滅火(huo)(huo)方法:消(xiao)防(fang)人員必須(xu)佩戴空氣呼吸器(qi)、穿全身防(fang)火(huo)(huo)防(fang)毒(du)服,在(zai)上(shang)風向滅火(huo)(huo)。盡可能將容器(qi)從火(huo)(huo)場移(yi)至空曠處。噴水保(bao)持火(huo)(huo)場容器(qi)冷卻,直(zhi)至滅火(huo)(huo)結(jie)束。嚴禁用水、泡沫、二氧化(hua)碳撲救(jiu)。施救(jiu)時對眼睛和皮膚須(xu)加保(bao)護,以免飛來熾(chi)粒燒(shao)傷(shang)身體、鎂光灼傷(shang)視力。
隔(ge)離泄漏污染(ran)區,限制出入(ru)。消除(chu)所有點火源。建(jian)議應急處(chu)理人員戴防(fang)塵(chen)口(kou)罩(zhao),戴防(fang)塵(chen)口(kou)罩(zhao),穿防(fang)靜電服(fu)。禁止接觸或跨越泄漏物。盡(jin)可(ke)能(neng)切斷泄漏源。嚴(yan)禁用水處(chu)理。
小量泄(xie)漏:用干燥的砂土或其(qi)他不燃材料覆蓋(gai)泄(xie)漏物,然后用塑料布覆蓋(gai),減少飛散(san)、避免雨(yu)淋。
粉末泄漏:用(yong)塑料(liao)布(bu)或帆(fan)布(bu)覆蓋泄漏物,減少(shao)飛散,保持(chi)干燥。在(zai)專家指(zhi)導下(xia)清除。
工程控制:密(mi)閉操作。提(ti)供(gong)安(an)全淋浴(yu)和洗眼設(she)備。
呼(hu)(hu)吸(xi)系統防(fang)(fang)護:作(zuo)業(ye)時,應(ying)該(gai)佩戴過濾式防(fang)(fang)塵呼(hu)(hu)吸(xi)器(qi)。必要時配戴空(kong)氣呼(hu)(hu)吸(xi)器(qi)。
眼睛防(fang)護(hu):戴化學安全防(fang)護(hu)眼鏡(jing)。
身(shen)體防護:穿防靜電工作(zuo)服。
手(shou)防護(hu):戴一般作業防護(hu)手(shou)套。
其他防(fang)護:工作現場(chang)嚴禁吸煙。保(bao)持(chi)良好的衛生(sheng)習慣。
操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)注(zhu)意事項:加強局部排風(feng)。操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)人(ren)員(yuan)必須(xu)經過(guo)專(zhuan)門培訓(xun),嚴格遵(zun)守操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)規(gui)程(cheng)。建(jian)議(yi)操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)人(ren)員(yuan)佩戴(dai)自吸過(guo)濾式防(fang)塵(chen)(chen)口罩,戴(dai)化(hua)學安全防(fang)護眼(yan)鏡,穿防(fang)靜電工作(zuo)(zuo)服。遠離火種、熱源,工作(zuo)(zuo)場(chang)所(suo)嚴禁吸煙。使用防(fang)爆(bao)型的(de)(de)通風(feng)系統和(he)設(she)備。避免產生粉塵(chen)(chen)。避免與氧化(hua)劑、酸類(lei)、鹵(lu)素、氯代烴接(jie)觸。尤其(qi)要注(zhu)意避免與水接(jie)觸。在氮氣中操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)處(chu)置。搬(ban)運時要輕裝輕卸(xie),防(fang)止包裝及(ji)容器損壞。配備相應(ying)品(pin)種和(he)數量的(de)(de)消(xiao)防(fang)器材及(ji)泄漏應(ying)急處(chu)理設(she)備。倒空的(de)(de)容器可能殘(can)留(liu)有害物。
儲存(cun)(cun)注(zhu)意(yi)事項:儲存(cun)(cun)于陰涼、干(gan)燥(zao)、通風(feng)良好的專用(yong)(yong)庫房(fang)內,遠離火種、熱源。庫溫不(bu)超過32℃,相對(dui)濕度不(bu)超過75%。包裝(zhuang)要求密封,不(bu)可與空氣接觸。應與氧化劑、酸類、鹵(lu)素、氯代烴等(deng)分(fen)開存(cun)(cun)放,切忌混儲。采用(yong)(yong)防(fang)爆型照明、通風(feng)設施。禁(jin)止使用(yong)(yong)易產(chan)生火花的機械設備和工具。儲區(qu)應備有合適的材料(liao)收容泄(xie)漏物(wu)。
包(bao)裝方法:塑料袋(dai)或(huo)二層牛皮紙(zhi)袋(dai)外(wai)(wai)全開(kai)(kai)(kai)口(kou)或(huo)中開(kai)(kai)(kai)口(kou)鋼桶(tong)(鋼板厚0.75毫米(mi),每(mei)桶(tong)凈重(zhong)不超過100公斤(jin)(jin));塑料袋(dai)或(huo)二層牛皮紙(zhi)袋(dai)外(wai)(wai)全開(kai)(kai)(kai)口(kou)或(huo)中開(kai)(kai)(kai)口(kou)鋼桶(tong)(鋼板厚0.5毫米(mi),每(mei)桶(tong)凈重(zhong)不超過50公斤(jin)(jin));金屬(shu)桶(tong)(罐)或(huo)塑料桶(tong)外(wai)(wai)花格箱(xiang);螺紋(wen)口(kou)玻璃(li)瓶(ping)、鐵蓋壓(ya)口(kou)玻璃(li)瓶(ping)、塑料瓶(ping)或(huo)金屬(shu)桶(tong)(罐)外(wai)(wai)普通木(mu)箱(xiang)。
運輸(shu)(shu)注意(yi)事項(xiang):運輸(shu)(shu)時運輸(shu)(shu)車(che)輛應配備相應品種和(he)數量的(de)消防器材及泄(xie)漏應急處理(li)設(she)備。裝運該品的(de)車(che)輛排氣管須有阻(zu)火裝置。運輸(shu)(shu)過程(cheng)中(zhong)要確(que)保容器不(bu)泄(xie)漏、不(bu)倒塌、不(bu)墜落、不(bu)損壞。嚴(yan)禁與氧化(hua)(hua)劑、酸(suan)類、鹵素、氯代烴(jing)、食用化(hua)(hua)學品、等混裝混運。運輸(shu)(shu)途(tu)中(zhong)應防曝(pu)曬、雨淋,防高(gao)溫(wen)。中(zhong)途(tu)停留時應遠(yuan)離火種、熱源。運輸(shu)(shu)用車(che)、船必須干燥,并(bing)有良(liang)好的(de)防雨設(she)施。車(che)輛運輸(shu)(shu)完畢(bi)應進行徹底清掃。鐵路(lu)運輸(shu)(shu)時要禁止溜放。