鎂(mei)(Magnesium)是一種(zhong)金(jin)(jin)屬化學元(yuan)素(su),元(yuan)素(su)符號是Mg。英國戴維于(yu)1808年用(yong)鉀(jia)還原(yuan)氧化鎂(mei)制得金(jin)(jin)屬鎂(mei)。鎂(mei)是一種(zhong)銀白色的輕質堿土(tu)金(jin)(jin)屬,化學性質活潑,能與(yu)酸反應生(sheng)成氫氣,具有一定(ding)的延展(zhan)性和(he)熱消散性。鎂(mei)元(yuan)素(su)在自然界廣泛分(fen)布,是人(ren)體(ti)的必需元(yuan)素(su)之一。
第一(yi)個確認鎂(mei)是(shi)一(yi)種(zhong)元素的是(shi)Joseph Black,在愛丁堡(英國)于1755年(nian)。他辨別了石(shi)(shi)灰(hui)(氧(yang)化(hua)鈣(gai),CaO)中的苦土(氧(yang)化(hua)鎂(mei),MgO),兩(liang)者各自都是(shi)由加熱類(lei)似于碳(tan)酸(suan)鹽(yan)巖,菱鎂(mei)礦和石(shi)(shi)灰(hui)石(shi)(shi)來制(zhi)取。另一(yi)種(zhong)鎂(mei)礦石(shi)(shi)叫做海泡石(shi)(shi)(硅酸(suan)鎂(mei)),于1799年(nian)由Thomas Henry報告,他說這(zhe)種(zhong)礦石(shi)(shi)在土耳其更多的用于制(zhi)作煙(yan)斗。
不純(chun)凈的(de)鎂(mei)(mei)金屬(shu)在1792年(nian)由Anton Rupprecht首次制取,他加熱苦土和木炭的(de)混合物。純(chun)凈但(dan)非常(chang)小(xiao)量(liang)的(de)金屬(shu)鎂(mei)(mei)在1808年(nian)由Humphry Davy電解(jie)氧化鎂(mei)(mei)制取。然而,是法國科(ke)學家Antoine-Alexandre-Brutus Bussy使(shi)用氯化鎂(mei)(mei)和鉀(jia)反應制取了相當大(da)量(liang)的(de)金屬(shu)鎂(mei)(mei)于(yu)1831年(nian),之后他開始研究(jiu)它的(de)特性。
許多世紀以前(qian),古羅馬人(ren)認為“magnesia”(希臘(la)Magnesia地區出(chu)產的(de)(de)一(yi)種白(bai)色鎂(mei)(mei)鹽,鎂(mei)(mei)元素(su)即因此得名)能治療多種疾(ji)病。直到1808年,英國(guo)化學家(jia)戴維(wei)采用(yong)電解苦土(含(han)鎂(mei)(mei))的(de)(de)方法分離出(chu)元素(su)鎂(mei)(mei)。20世紀30年代初E·V·McCollum及其(qi)同(tong)事首(shou)次(ci)用(yong)鼠和狗(gou)作為實(shi)驗動(dong)物,系統地觀察了(le)鎂(mei)(mei)缺(que)乏的(de)(de)反應。1934年首(shou)次(ci)發(fa)表了(le)少數人(ren)在不同(tong)疾(ji)病的(de)(de)基礎(chu)上發(fa)生鎂(mei)(mei)缺(que)乏的(de)(de)臨床(chuang)報道。證實(shi)鎂(mei)(mei)是人(ren)體(ti)的(de)(de)必需元素(su)。
鎂是在自然界中分布最廣的十個(ge)元素(su)(su)之一(鎂是在地球(qiu)的地殼中第八(ba)豐富(fu)的元素(su)(su),約占2%的質量,亦是宇宙(zhou)中第九多元素(su)(su)),但(dan)由(you)于它不易從(cong)化合物中還原(yuan)成單質狀態,所以遲遲未被(bei)發現(xian)。
長時期里(li),化(hua)(hua)學家(jia)們將(jiang)從含碳酸鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)菱鎂(mei)(mei)礦焙燒獲得(de)的(de)(de)(de)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)物苦土當(dang)作(zuo)是(shi)不可(ke)再分割的(de)(de)(de)物質(zhi)。在1789年拉瓦錫發表(biao)的(de)(de)(de)元(yuan)素(su)表(biao)中就列有(you)它。1808年,戴維在成(cheng)功制得(de)鈣以后,使用(yong)同樣(yang)的(de)(de)(de)辦法又(you)成(cheng)功的(de)(de)(de)制得(de)了(le)金(jin)屬鎂(mei)(mei)。從此鎂(mei)(mei)被確定(ding)為(wei)元(yuan)素(su),并(bing)被命名為(wei)magnesium,元(yuan)素(su)符號是(shi)Mg。Magnesium來自希臘(la)城市(shi)美(mei)格里(li)亞Magnesia,因為(wei)在這個城市(shi)附近出產(chan)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei),被稱(cheng)為(wei)magnesia alba,即白色氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei),元(yuan)素(su)符號Mg。鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)原子序為(wei)12,原子量為(wei)24.3,是(shi)典型的(de)(de)(de)二價金(jin)屬,具有(you)金(jin)屬的(de)(de)(de)共有(you)特性。由于鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)物性質(zhi)與(yu)鈣一樣(yang)介于“堿(jian)性”和“土性”之間,故(gu)稱(cheng)為(wei)堿(jian)土金(jin)屬。
地殼(ke)中存在形式(shi):菱鎂礦(kuang)(碳酸鎂)MgCO?,白云石(碳酸鎂鈣)CaMg(CO?)?,光鹵石(水合氯化鎂鉀)KCl·MgCl?·H?O中。
外觀與性(xing)狀(zhuang):銀白色有金屬光澤(ze)的固(gu)體。
溶(rong)解性:不溶(rong)于水、堿液(ye),溶(rong)于酸。
相(xiang)對密度(水=1) 1.74
燃燒熱(kJ/mol) 609.7
引燃溫度(℃) 480~510
具有比較強的(de)(de)(de)還原性,能與(yu)沸水(shui)反應(ying)放出氫氣(qi)(qi),燃燒(shao)(shao)時(shi)(shi)能產(chan)生眩目的(de)(de)(de)白(bai)(bai)光(guang),鎂(mei)(mei)(mei)(mei)與(yu)氟(fu)化(hua)物(wu)、氫氟(fu)酸和(he)鉻酸不(bu)發生作(zuo)用(yong),也不(bu)受苛(ke)性堿侵蝕,但極易(yi)溶解于(yu)有機和(he)無機酸中,鎂(mei)(mei)(mei)(mei)能直接與(yu)氮、硫(liu)和(he)鹵素等(deng)化(hua)合,包(bao)括烴、醛、醇、酚、胺(an)、脂(zhi)和(he)大多數油類(lei)在(zai)內的(de)(de)(de)有機化(hua)學(xue)藥品與(yu)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)僅(jin)僅(jin)輕微地或者根本不(bu)起作(zuo)用(yong)。但和(he)鹵代烴在(zai)無水(shui)的(de)(de)(de)條件下反應(ying)卻較為(wei)(wei)劇(ju)烈(生成格氏試劑(ji))鎂(mei)(mei)(mei)(mei)能和(he)二氧化(hua)碳(tan)(tan)發生燃燒(shao)(shao)反應(ying),因此(ci)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)燃燒(shao)(shao)不(bu)能用(yong)二氧化(hua)碳(tan)(tan)滅火(huo)器滅火(huo)。鎂(mei)(mei)(mei)(mei)由(you)于(yu)能和(he)N2和(he)O2反應(ying),所(suo)以鎂(mei)(mei)(mei)(mei)在(zai)空氣(qi)(qi)中燃燒(shao)(shao)時(shi)(shi),劇(ju)烈燃燒(shao)(shao)發出耀(yao)眼白(bai)(bai)光(guang),放熱(re),生成白(bai)(bai)色固(gu)體(ti)。在(zai)食醋(cu)中的(de)(de)(de)變化(hua)為(wei)(wei)快速冒(mao)出氣(qi)(qi)泡,浮在(zai)醋(cu)液面上,逐漸消失。一些煙花(hua)和(he)照(zhao)明彈里都含有鎂(mei)(mei)(mei)(mei)粉,就(jiu)是利用(yong)了鎂(mei)(mei)(mei)(mei)在(zai)空氣(qi)(qi)中燃燒(shao)(shao)能發出耀(yao)眼的(de)(de)(de)白(bai)(bai)光(guang)的(de)(de)(de)性質。鎂(mei)(mei)(mei)(mei)元素在(zai)化(hua)學(xue)反應(ying)中的(de)(de)(de)化(hua)合價通常為(wei)(wei)+2價。
1.與非(fei)金屬(shu)單質的反應:
2.與(yu)水的反應:
3.與酸的反應:
Mg+2HCl=MgCl?+H?↑
Mg+H?SO?=MgSO?+H?↑
4.與氧化物的反應:
元(yuan)素在太陽中的含量 700(ppm)
元素在海水中的含(han)量 1200(ppm)
(類似于鋁熱反應,用活潑(po)金(jin)屬還原氧化物)
5.鎂與(yu)氯化銨(an)反(fan)應:
鎂與氯化(hua)銨的(de)反(fan)應(ying),究(jiu)其本質(zhi),還是鎂與酸(suan)的(de)反(fan)應(ying)。氯化(hua)銨溶(rong)液(ye)中銨根(gen)離(li)(li)子(zi)(zi)水解,溶(rong)液(ye)顯酸(suan)性。當加入鎂粉(fen)之(zhi)后,鎂與溶(rong)液(ye)中的(de)氫離(li)(li)子(zi)(zi)反(fan)應(ying),放(fang)出氫氣(qi)(qi),同時放(fang)出大量(liang)的(de)熱。銨根(gen)離(li)(li)子(zi)(zi)的(de)水解產(chan)物——氨水,受(shou)熱之(zhi)后,則發生分解。故此反(fan)應(ying)可(ke)以(yi)得到兩種(zhong)氣(qi)(qi)體(ti)。
總反應方(fang)程式:Mg+2NH?Cl=MgCl?+2NH?↑+H?↑
上式(shi)實際可拆分為下列(lie)反應方程式(shi):
6.鎂(mei)和碳酸氫鹽反應
7.鎂和(he)堿金屬氫氧化(hua)物反應(ying)
通常認為(wei),鎂不會(hui)和(he)堿金屬(shu)(shu)的氫氧化物(如(ru)KOH)反(fan)應(ying),因為(wei)鎂是堿性金屬(shu)(shu),而不是兩(liang)性金屬(shu)(shu)。但是,在高溫下,鎂可(ke)以(yi)參與(yu)氧化還原反(fan)應(ying),如(ru)和(he)NaOH反(fan)應(ying),產生(sheng)MgO、Na和(he)H?。
已發現鎂(mei)的同位(wei)素共(gong)有22種,包括鎂(mei)19至鎂(mei)40,其中只有鎂(mei)-24、鎂(mei)-25、鎂(mei)-26是天然(ran)存在并(bing)且穩定的,其他鎂(mei)的同位(wei)素都帶有放(fang)射(she)性。
符號 質(zhi)子 中子 質(zhi)量(liang)(u) 半衰(shuai)期(qi) 原子核自旋 相對豐度 相對豐度的變(bian)化量(liang)
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 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+
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32Mg 12 20 31.998975(19) 86(5) ms 0+
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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+
備注:畫上#號的數據(ju)(ju)代(dai)表沒有經(jing)過(guo)實驗的證(zheng)明(ming),只(zhi)是理論推測而已,而用括號括起來的代(dai)表數據(ju)(ju)不確(que)定性(xing)。
鎂(mei)屬(shu)于(yu)元(yuan)素周(zhou)期表上的IIA(第(di)二主族(zu))族(zu)堿土金(jin)屬(shu)元(yuan)素。金(jin)屬(shu)鎂(mei)是(shi)銀白色(se)的金(jin)屬(shu),質(zhi)硬,略有延展性。鎂(mei)的密度小,離子化傾向(xiang)大。
常用做(zuo)還(huan)原劑(ji),去置換(huan)鈦(tai)、鋯、鈾、鈹等(deng)(deng)金(jin)屬(shu)。主要用于制造輕(qing)金(jin)屬(shu)合金(jin)、球墨鑄鐵、科學儀器(qi)和格氏(shi)試劑(ji)等(deng)(deng)。也(ye)能用于制煙火、閃光粉、鎂(mei)鹽、吸氣(qi)器(qi)、照明(ming)彈等(deng)(deng)。結(jie)構特(te)性(xing)類似于鋁,具有(you)輕(qing)金(jin)屬(shu)的各(ge)種用途,可作為飛機(ji)、導彈的合金(jin)材料(liao)。但是鎂(mei)在汽油(you)燃點可燃,這限(xian)制了它的應用。
醫療(liao)用途(tu):治(zhi)療(liao)缺(que)鎂和痙攣。
體育用途:在(zai)(zai)緊(jin)張(zhang)運動(dong)幾小(xiao)時前注射(she)鎂化合物,或在(zai)(zai)緊(jin)張(zhang)運動(dong)后注射(she)以彌(mi)補(bu)鎂的流失。體操運動(dong)員(yuan)常涂堿式(shi)碳酸鎂來(lai)增加摩擦(ca)力。醫療中:如果注射(she)鎂鹽速(su)度太快,會造成發(fa)燒和全身不(bu)適。
金(jin)屬(shu)鎂(mei)能(neng)與大多數非金(jin)屬(shu)和(he)酸反應;在高(gao)壓(ya)下能(neng)與氫直接合(he)成(cheng)(cheng)氫化(hua)鎂(mei);鎂(mei)能(neng)與鹵化(hua)烴作用(yong)合(he)成(cheng)(cheng)格(ge)氏(shi)試劑(ji),廣泛應用(yong)于有機合(he)成(cheng)(cheng)。鎂(mei)具有生成(cheng)(cheng)配位(wei)化(hua)合(he)物的明顯傾(qing)向。
鎂(mei)是航空工業的(de)重要材料,鎂(mei)合(he)金用于制(zhi)造飛(fei)機(ji)機(ji)身、發動機(ji)零件等(deng)(deng);鎂(mei)還(huan)用來制(zhi)造照相和光學儀(yi)器(qi)等(deng)(deng);鎂(mei)及其(qi)合(he)金的(de)非結構應用也(ye)很廣;鎂(mei)作(zuo)為(wei)一種強還(huan)原劑(ji),還(huan)用于鈦、鋯、鈹、鈾和鉿(jia)等(deng)(deng)的(de)生(sheng)產(chan)中。
純鎂(mei)的(de)強度小(xiao),但鎂(mei)合(he)金(jin)是(shi)(shi)良好的(de)輕型結構(gou)材(cai)(cai)料,廣泛用(yong)(yong)于空(kong)(kong)間技術、航空(kong)(kong)、汽車和(he)儀表等工業部門。一(yi)架超音(yin)速飛(fei)機(ji)約有5%的(de)鎂(mei)合(he)金(jin)構(gou)件,一(yi)枚導彈一(yi)般消耗(hao)100~200公斤鎂(mei)合(he)金(jin)。鎂(mei)是(shi)(shi)其他(ta)合(he)金(jin)(特別是(shi)(shi)鋁(lv)合(he)金(jin))的(de)主要組分,它(ta)與其他(ta)元素配合(he)能(neng)使鋁(lv)合(he)金(jin)熱處(chu)理強化;球墨鑄(zhu)鐵用(yong)(yong)鎂(mei)作球化劑;而有些(xie)金(jin)屬(如鈦和(he)鋯)生產又用(yong)(yong)鎂(mei)作還(huan)原劑;鎂(mei)是(shi)(shi)燃燒彈和(he)照明彈不(bu)能(neng)缺少的(de)組成(cheng)物;鎂(mei)粉是(shi)(shi)節日煙花必需(xu)的(de)原料;鎂(mei)是(shi)(shi)核工業上的(de)結構(gou)材(cai)(cai)料或包(bao)裝(zhuang)材(cai)(cai)料;鎂(mei)肥能(neng)促使植物對磷的(de)吸收利用(yong)(yong),缺鎂(mei)植物則(ze)生長趨于停滯。鎂(mei)在人民生活中占(zhan)有重要地位的(de)一(yi)種(zhong)基礎材(cai)(cai)料。
植物(wu)用(yong)途(tu):鎂(mei)主要(yao)(yao)存在(zai)于(yu)幼嫩器官和(he)組(zu)織(zhi)中,植物(wu)成(cheng)熟時則集中于(yu)種子(zi)。鎂(mei)離(li)子(zi)在(zai)光合(he)和(he)呼(hu)吸(xi)過程(cheng)中,可以活(huo)(huo)化(hua)(hua)各(ge)種磷酸變(bian)位(wei)酶和(he)磷酸激(ji)酶。同樣,鎂(mei)也可以活(huo)(huo)化(hua)(hua)DNA和(he)RNA的(de)合(he)成(cheng)過程(cheng)。鎂(mei)是(shi)葉(xie)(xie)綠(lv)素的(de)合(he)成(cheng)成(cheng)分之一。缺(que)乏鎂(mei),葉(xie)(xie)綠(lv)素即不(bu)能合(he)成(cheng),葉(xie)(xie)脈仍綠(lv)而葉(xie)(xie)脈之間(jian)變(bian)黃(huang),有(you)(you)時呈紅紫色。若缺(que)鎂(mei)嚴重,則形成(cheng)褐斑壞死。在(zai)植物(wu)體內以離(li)子(zi)或有(you)(you)機物(wu)結(jie)合(he)的(de)形式存在(zai)。鎂(mei)是(shi)葉(xie)(xie)綠(lv)素的(de)組(zu)分,也是(shi)許多酶的(de)活(huo)(huo)化(hua)(hua)劑,在(zai)光合(he)磷酸化(hua)(hua)中是(shi)氫離(li)子(zi)的(de)主要(yao)(yao)對應離(li)子(zi)。
鎂(mei)是(shi)(shi)人體(ti)細(xi)胞內的(de)(de)主(zhu)要(yao)(yao)陽離子(zi),濃集于(yu)(yu)線(xian)粒體(ti)中(zhong),僅次(ci)于(yu)(yu)鉀和磷(lin),在(zai)(zai)細(xi)胞外液僅次(ci)于(yu)(yu)鈉(na)和鈣居第(di)三位,是(shi)(shi)體(ti)內多種細(xi)胞基本生化(hua)反(fan)應(ying)的(de)(de)必需物質。正(zheng)常(chang)成(cheng)人身體(ti)總鎂(mei)含量約25g,其中(zhong)60%~65%存在(zai)(zai)于(yu)(yu)骨、齒(chi),27%分布于(yu)(yu)軟(ruan)組(zu)織。鎂(mei)主(zhu)要(yao)(yao)分布于(yu)(yu)細(xi)胞內,細(xi)胞外液的(de)(de)鎂(mei)不超過(guo)(guo)1%。在(zai)(zai)鈣、維生素C、磷(lin)、鈉(na)、鉀等的(de)(de)代謝上(shang),鎂(mei)是(shi)(shi)必要(yao)(yao)的(de)(de)物質,在(zai)(zai)神(shen)經肌(ji)肉的(de)(de)機能(neng)正(zheng)常(chang)運作、血糖轉(zhuan)化(hua)等過(guo)(guo)程中(zhong)扮演著重要(yao)(yao)角色。
鎂是一種(zhong)參(can)與(yu)(yu)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)體正(zheng)常生(sheng)命活動及新陳代謝過程必不(bu)可少的(de)(de)元素(su)。鎂影響(xiang)(xiang)細(xi)(xi)(xi)胞(bao)的(de)(de)多種(zhong)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)功(gong)能:影響(xiang)(xiang)鉀離子(zi)和(he)鈣離子(zi)的(de)(de)轉(zhuan)運(yun),調控信(xin)號的(de)(de)傳遞(di),參(can)與(yu)(yu)能量代謝、蛋白質和(he)核酸(suan)的(de)(de)合成;可以通過絡合負電荷基(ji)(ji)團,尤其核苷酸(suan)中的(de)(de)磷(lin)酸(suan)基(ji)(ji)團來發(fa)揮維(wei)持物(wu)(wu)(wu)質的(de)(de)結構和(he)功(gong)能;催化(hua)酶的(de)(de)激(ji)活和(he)抑(yi)制(zhi)及對細(xi)(xi)(xi)胞(bao)周期、細(xi)(xi)(xi)胞(bao)增殖(zhi)及細(xi)(xi)(xi)胞(bao)分(fen)化(hua)的(de)(de)調控;鎂還參(can)與(yu)(yu)維(wei)持基(ji)(ji)因組的(de)(de)穩(wen)定性,并(bing)且還與(yu)(yu)機(ji)體氧化(hua)應激(ji)和(he)腫瘤發(fa)生(sheng)有關。
鎂(mei)的(de)吸收代謝:成人(ren)身體總鎂(mei)含量(liang)約25g,其(qi)中(zhong)60%~65%存在于骨、齒,27%分(fen)布于軟組織(zhi)。膳食(shi)中(zhong)促進鎂(mei)吸收的(de)成分(fen)主(zhu)要(yao)有氨基(ji)酸、乳糖(tang)等(deng);抑(yi)制(zhi)鎂(mei)吸收的(de)主(zhu)要(yao)成分(fen)有過多(duo)的(de)磷、草酸、植酸和(he)膳食(shi)纖(xian)維等(deng)。成人(ren)從膳食(shi)中(zhong)攝入的(de)鎂(mei)大量(liang)從膽汁、胰(yi)液和(he)腸液分(fen)泌(mi)到腸道,其(qi)中(zhong)60%~70%隨糞便排出,部(bu)分(fen)從汗和(he)脫落的(de)皮膚細胞丟失。
鎂(mei)離子(zi)是(shi)(shi)生物(wu)機(ji)體中(zhong)(zhong)含(han)量(liang)(liang)較多的(de)一種正離子(zi),其量(liang)(liang)在整體中(zhong)(zhong)僅次(ci)于(yu)鈣、鈉、鉀而居(ju)第(di)四位(wei);鎂(mei)離子(zi)在細胞(bao)內(nei)的(de)含(han)量(liang)(liang)則僅次(ci)于(yu)鉀離子(zi)而居(ju)第(di)二(er)位(wei)。整粒的(de)種子(zi)、未經碾磨的(de)谷物(wu)、青(qing)葉(xie)蔬(shu)菜、豆類和堅果是(shi)(shi)日糧鎂(mei)最為豐富的(de)來源;魚(yu)、肉、奶和水果中(zhong)(zhong)鎂(mei)含(han)量(liang)(liang)較低(di);經過加(jia)工的(de)食(shi)物(wu),在加(jia)工過程中(zhong)(zhong)鎂(mei)幾乎全部損失。肌(ji)酸六磷酸、粗纖維(wei)、乙醇、過量(liang)(liang)的(de)磷酸鹽和鈣離子(zi)削弱(ruo)了(le)鎂(mei)的(de)吸收,這可能是(shi)(shi)因為降低(di)了(le)內(nei)腔鎂(mei)的(de)濃度(du)。
鎂(mei)屬于(yu)人體營(ying)養素——礦物(wu)(wu)質(zhi)元素中(zhong)(zhong)(zhong)的一(yi)種,屬于(yu)礦物(wu)(wu)質(zhi)的常量元素類。人體中(zhong)(zhong)(zhong)的鎂(mei)60~65%存在(zai)于(yu)骨骼和牙齒中(zhong)(zhong)(zhong),27%存在(zai)于(yu)軟組織中(zhong)(zhong)(zhong),細(xi)胞內鎂(mei)離子僅占1%,多以活性形式(shi)Mg2+-ATP形式(shi)存在(zai)。
1、作為(wei)酶的(de)激活劑(ji),參與300種(zhong)以上的(de)酶促反(fan)應。糖酵解、脂肪酸氧化、蛋(dan)白(bai)質的(de)合成、核酸代謝等需要鎂離子參加。
2、促(cu)進(jin)骨的(de)形(xing)成。在(zai)骨骼(ge)中僅次于鈣、磷,是骨細胞(bao)結構(gou)和功能所必需(xu)的(de)元(yuan)素,對促(cu)進(jin)骨形(xing)成和骨再(zai)生,維持骨骼(ge)和牙齒的(de)強度和密度具有重要作(zuo)用。
3、調節神經肌(ji)肉(rou)的興(xing)(xing)奮性(xing)。能抑制鉀、鈣(gai)通(tong)道。鎂、鈣(gai)、鉀離(li)子協同維持神經肌(ji)肉(rou)的興(xing)(xing)奮性(xing)。血中鎂過低或鈣(gai)過低,興(xing)(xing)奮性(xing)均增(zeng)高;反之則有鎮(zhen)靜(jing)作(zuo)用。
4、維護胃腸道(dao)和激素(su)的功能。
5、鎂也是重要的(de)神經傳導物質,它可以讓肌肉放松下來;與含鈣食品一(yi)同補(bu)充,能(neng)促(cu)進鈣的(de)吸收。
中國營養學會建(jian)議(yi),成年男(nan)性(xing)(xing)每(mei)天約需鎂350毫(hao)(hao)克,成年女性(xing)(xing)約為300毫(hao)(hao)克,孕婦(fu)以及喂(wei)奶期女性(xing)(xing)約為450毫(hao)(hao)克,2~3歲兒(er)童為150毫(hao)(hao)克,3~6歲為200毫(hao)(hao)克。可耐受最高攝入量(UL)定(ding)為700mg/d。
鎂(mei)(mei)缺乏(fa)在臨床(chuang)上主要表(biao)現為情緒(xu)不安、易(yi)激動、手足抽搐(chu)、反(fan)射亢進等(deng),正常情況下,由于腎的(de)調(diao)節作用,口服過量(liang)的(de)鎂(mei)(mei)一般(ban)不會發生(sheng)鎂(mei)(mei)中毒。當腎功(gong)能(neng)不全時,大量(liang)口服鎂(mei)(mei)可引起鎂(mei)(mei)中毒,表(biao)現為腹痛(tong)、腹瀉、嘔吐(tu)、煩(fan)渴、疲乏(fa)無(wu)力,嚴(yan)重者(zhe)出(chu)現呼吸困難、紫(zi)紺、瞳孔(kong)散(san)大等(deng)。
鎂廣泛分布于(yu)植(zhi)物(wu)中,肌肉和臟器中較(jiao)多,乳制品中較(jiao)少。動物(wu)性(xing)食(shi)品中鎂的利用(yong)率較(jiao)高,達30%~40%,植(zhi)物(wu)性(xing)食(shi)品中鎂的利用(yong)率較(jiao)低(di)。
食物中的(de)(de)鎂在整個(ge)腸(chang)道均(jun)可被(bei)吸收,但主(zhu)要(yao)是在空腸(chang)末端(duan)與(yu)回(hui)腸(chang)部位吸收,吸收率(lv)一般約(yue)為(wei)30%。可通過被(bei)動擴散(san)和(he)耗能的(de)(de)主(zhu)動吸收兩種機(ji)制吸收。健康成人從(cong)食物中攝入的(de)(de)鎂大量(liang)從(cong)膽汁、胰液(ye)和(he)腸(chang)液(ye)分泌到腸(chang)道,其中60%~70%隨糞便排(pai)出(chu),部分從(cong)汗和(he)脫落的(de)(de)皮膚細胞丟失,其余從(cong)尿中排(pai)出(chu),每天約(yue)排(pai)出(chu)50~120mg,約(yue)占攝入量(liang)的(de)(de)1/3~1/2。
鎂(mei)缺(que)乏可致(zhi)(zhi)血(xue)清(qing)鈣下降,神(shen)經肌肉興奮(fen)性(xing)亢進(jin);對血(xue)管功能可能有(you)潛在的影響,有(you)人報告低鎂(mei)血(xue)癥(zheng)患者可有(you)房(fang)室性(xing)早搏、房(fang)顫(zhan)(zhan)以(yi)及室速(su)與室顫(zhan)(zhan),半數有(you)血(xue)壓升高;鎂(mei)對骨礦物質(zhi)的內穩態(tai)有(you)重要作(zuo)用,鎂(mei)缺(que)乏可能是絕經后骨質(zhi)疏松癥(zheng)的一種危險因素(su);少數研究表(biao)明鎂(mei)耗竭(jie)可以(yi)導致(zhi)(zhi)胰島素(su)抵抗。
鈣代謝異常。
造成神經(jing)系統問題,如記憶力衰退、神經(jing)錯亂(luan)、抑郁癥(zheng)、幻覺、肌(ji)肉震顫等(deng)。
影響心臟、骨骼及胃(wei)腸(chang)道等器(qi)官功能。
引致肌肉無力、抽筋等肌肉問題。
輕度缺鎂時,可由飲食或口服補充(chong)鎂劑,可給予(yu)氧化鎂或用氫(qing)氧化鎂,為避(bi)免腹瀉(xie)可與氫(qing)氧化鋁膠聯用。口服不能(neng)耐受或不能(neng)吸收時,可采用肌肉注射鎂劑,一般采用20%~50%硫(liu)酸(suan)鎂。靜(jing)脈給鎂時需注意急性鎂中(zhong)毒(du)(du)的發生,以免引(yin)起心搏驟停(ting)。故避(bi)免給鎂過多、過快(kuai),如遇鎂中(zhong)毒(du)(du),應(ying)給注射葡萄糖酸(suan)鈣或氯化鈣對抗之(zhi)。
鎂(mei)是最輕的(de)(de)結構金(jin)屬材(cai)料之一,又具(ju)有(you)比(bi)強度和(he)比(bi)剛度高(gao)、阻尼性和(he)切削性好(hao)、易于回(hui)收等優點。國內外將鎂(mei)合(he)金(jin)應用于汽車(che)(che)(che)行業,以減(jian)重(zhong)、節能、降低污染(ran),改善(shan)環境。發達國家汽車(che)(che)(che)百(bai)公里耗油最終將實現3L目標,歐洲汽車(che)(che)(che)用鎂(mei)占(zhan)鎂(mei)總消耗量的(de)(de)14%,預計今后將以15~20%的(de)(de)速度遞增,2005年將達到20萬噸。
與塑料(liao)相比(bi),鎂(mei)合(he)金(jin)具有重量輕、比(bi)強度高(gao)、減振性好(hao)(hao)(hao)、熱疲(pi)勞性能好(hao)(hao)(hao)、不易(yi)老化(hua)(hua),又有良好(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)導熱性、電(dian)磁屏蔽能力強、非(fei)(fei)常好(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)壓鑄工藝(yi)性能,尤其(qi)易(yi)于回(hui)收等(deng)優點,是替代鋼鐵(tie)、鋁合(he)金(jin)和(he)(he)工程塑料(liao)的(de)(de)(de)新(xin)一代高(gao)性能結構(gou)材料(liao)。為適應(ying)電(dian)子、通(tong)訊(xun)器件高(gao)度集成(cheng)化(hua)(hua)和(he)(he)輕薄小型化(hua)(hua)的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi),鎂(mei)合(he)金(jin)是交通(tong)、電(dian)子信息(xi)、通(tong)訊(xun)、計算機、聲像器材、手提工具、電(dian)機、林業、紡織、核動力裝(zhuang)置(zhi)等(deng)產品外殼的(de)(de)(de)理想材料(liao)。發(fa)達國家非(fei)(fei)常重視(shi)鎂(mei)合(he)金(jin)開發(fa)與應(ying)用,尤其(qi)在(zai)汽車零(ling)部件、筆記本(ben)電(dian)腦等(deng)便攜(xie)電(dian)子產品的(de)(de)(de)應(ying)用,每年以20%的(de)(de)(de)速度增長,非(fei)(fei)常引人(ren)注目,發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi)驚(jing)人(ren)。
金(jin)(jin)屬鎂是鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)中的主要合(he)金(jin)(jin)元素(su)(su),世界年(nian)需求量在15萬(wan)噸(dun)左(zuo)右,2000年(nian)中國(guo)鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)生(sheng)產290萬(wan)噸(dun),用鎂作(zuo)合(he)金(jin)(jin)元素(su)(su),每年(nian)約(yue)需1.01萬(wan)噸(dun)。
隨(sui)著汽車工業、石油(you)、天然氣管(guan)線、海洋鉆井平臺,橋梁建筑等(deng)(deng)領域用(yong)高強度(du)低硫(liu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的需求不斷增加,中國鞍(an)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、寶鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、武鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、本鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、包鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、攀鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、首鋼(gang)(gang)(gang)(gang)等(deng)(deng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)廠已(yi)經用(yong)鎂粉深脫硫(liu),獲得(de)優質(zhi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang),取(qu)得(de)良好效果。鎂粉用(yong)于鋼(gang)(gang)(gang)(gang)鐵脫硫(liu)具有潛在市場(chang)。此外,鎂粉還(huan)用(yong)于制造化工產品、藥品、煙火、信(xin)號、照明彈等(deng)(deng)材(cai)料(liao)、金屬還(huan)原劑、油(you)漆涂料(liao)、焊(han)絲以及供球墨鑄鐵用(yong)球化劑等(deng)(deng)。
鎂犧牲陽極作為有效(xiao)的(de)防止金屬腐蝕的(de)方法之一,可廣泛用(yong)在(zai)地下鐵制管道(dao)、石油管道(dao)、儲罐、海(hai)上設施、裝備(bei)、民(min)用(yong)等。
鎂合金型材、管材用作(zuo)自(zi)行(xing)車架、輪椅、康復和(he)醫療器械等。
鎂(mei)是可以在空氣中燃燒(shao)的(de),燃燒(shao)時(shi)火花四射,十分美麗(li),因此煙花中通常都摻有一定量的(de)鎂(mei)粉,來達到美觀的(de)效果。
現(xian)代戰爭需要(yao)軍隊(dui)具有遠程快(kuai)速部署運動的(de)(de)能力(li),要(yao)求武器(qi)(qi)(qi)裝(zhuang)(zhuang)備輕量化(hua)(hua),在手持式武器(qi)(qi)(qi)、裝(zhuang)(zhuang)甲(jia)戰車(che)、運輸車(che)、航空制導(dao)(dao)武器(qi)(qi)(qi)上將大量采用輕金(jin)屬材料(liao)。輕量化(hua)(hua)是(shi)提(ti)高武器(qi)(qi)(qi)裝(zhuang)(zhuang)備作戰性(xing)能的(de)(de)重要(yao)方(fang)向(xiang)。鎂所具有的(de)(de)輕質特性(xing)決定(ding)了(le)鎂合金(jin)是(shi)生(sheng)產(chan)航天器(qi)(qi)(qi)、軍用飛機、導(dao)(dao)彈(dan)、高機動性(xing)能戰車(che)、船舶的(de)(de)必不(bu)可少的(de)(de)結構(gou)材料(liao),因(yin)此(ci),大力(li)開發鎂合金(jin)應用范圍是(shi)國防現(xian)代化(hua)(hua)的(de)(de)需要(yao)。
工(gong)業(ye)發(fa)展(zhan):20世(shi)(shi)(shi)紀50年(nian)代以(yi)前,鎂(mei)(mei)的(de)(de)發(fa)展(zhan)依附于軍事工(gong)業(ye),20世(shi)(shi)(shi)紀60年(nian)代以(yi)后,由于金(jin)屬鎂(mei)(mei)在(zai)民用(yong)市場(chang)和空間(jian)技術(shu)的(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)得(de)到發(fa)展(zhan),于是推動了鎂(mei)(mei)的(de)(de)平衡(heng)增(zeng)長(chang)。近幾年(nian)來隨(sui)著鎂(mei)(mei)合金(jin)在(zai)交(jiao)通(tong)、電子及通(tong)信等領域應(ying)(ying)用(yong)的(de)(de)增(zeng)長(chang),世(shi)(shi)(shi)界鎂(mei)(mei)的(de)(de)消費在(zai)逐年(nian)上升并(bing)增(zeng)長(chang)迅(xun)速。全世(shi)(shi)(shi)界(除中國(guo)(guo)外)有10個國(guo)(guo)家即(ji)美國(guo)(guo)、加拿大(da)、挪威(wei)、俄羅(luo)斯(si)(si)、法國(guo)(guo)、意大(da)利、前南斯(si)(si)拉(la)夫、巴西、印度、朝(chao)鮮生(sheng)產金(jin)屬鎂(mei)(mei)。2004年(nian),世(shi)(shi)(shi)界金(jin)屬鎂(mei)(mei)開采(cai)量為58.4萬(wan)噸(dun)(dun),其中,中國(guo)(guo)42.6萬(wan)噸(dun)(dun),加拿大(da)5.4萬(wan)噸(dun)(dun),俄羅(luo)斯(si)(si)5萬(wan)噸(dun)(dun),以(yi)色列2.8萬(wan)噸(dun)(dun),哈薩克斯(si)(si)坦1.8萬(wan)噸(dun)(dun)。
20世(shi)(shi)紀90年(nian)(nian)代以來,市(shi)場經濟拉動了(le)中(zhong)(zhong)國(guo)鎂工(gong)業的發展(zhan)。在90年(nian)(nian)代的10年(nian)(nian)間(jian),中(zhong)(zhong)國(guo)原(yuan)鎂產(chan)(chan)量(liang)增長了(le)37倍,特別(bie)是1995~2000年(nian)(nian),年(nian)(nian)平均(jun)增長率為15.84%,大(da)大(da)高于西方世(shi)(shi)界的增長率。中(zhong)(zhong)國(guo)已成(cheng)為世(shi)(shi)界上最(zui)大(da)的原(yuan)鎂生產(chan)(chan)國(guo)和出口國(guo)。
2006年(nian)1~12月,全國共產金(jin)屬鎂613084.94噸,同(tong)(tong)比增長32.23%;2007年(nian)1~12月,全國共產金(jin)屬鎂(鎂)670130.87噸,同(tong)(tong)比增長24.12%;2008年(nian)1~10月,全國共產金(jin)屬鎂(鎂)539498.36噸,同(tong)(tong)比增長6.59%。
皮膚(fu)接觸:脫去污染(ran)的衣著,用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚(fu)。如(ru)有不適感,就醫(yi)。
眼(yan)睛接觸:提起眼(yan)瞼,用流動清水或生理鹽(yan)水沖(chong)洗。如有不(bu)適感,就醫。
吸入:迅速脫離現(xian)場至空氣新鮮處。保持呼吸道(dao)通暢。如呼吸困(kun)難,給輸氧。呼吸、心(xin)跳停止,立即進行心(xin)肺復蘇術(shu)。就醫。
食入:飲足(zu)量溫水,催吐。就醫。
危險特性(xing):易燃(ran)(ran),燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)時(shi)產生強(qiang)烈(lie)(lie)的白光并(bing)放出高(gao)熱(re)。遇水或(huo)潮氣(qi)猛(meng)烈(lie)(lie)反(fan)應放出氫(qing)氣(qi),大量放熱(re),引起燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)或(huo)爆(bao)炸(zha)。遇氯(lv)、溴(xiu)、碘、硫(liu)、磷、砷、和氧化劑劇烈(lie)(lie)反(fan)應,有燃(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)、爆(bao)炸(zha)危險。粉體與(yu)空氣(qi)可形成爆(bao)炸(zha)性(xing)混合(he)物(wu),當(dang)達到一定濃(nong)度時(shi),遇火(huo)星會發生爆(bao)炸(zha)。
有害燃燒產物:氧化鎂。
滅火(huo)方法:消防人員(yuan)必須佩戴空氣(qi)呼吸器、穿全身防火(huo)防毒服,在上風(feng)向滅火(huo)。盡可能將容(rong)器從火(huo)場(chang)移至空曠處(chu)。噴水保持火(huo)場(chang)容(rong)器冷卻,直至滅火(huo)結束(shu)。嚴(yan)禁用(yong)水、泡(pao)沫、二氧化碳撲救(jiu)。施救(jiu)時(shi)對(dui)眼睛(jing)和皮膚須加保護,以免飛來熾粒燒傷(shang)身體、鎂光灼傷(shang)視力。
隔(ge)離(li)泄(xie)漏污染區,限制出入。消(xiao)除所有點火源。建議應急處理人員戴防塵(chen)口罩(zhao),戴防塵(chen)口罩(zhao),穿防靜(jing)電服。禁止接觸或跨越泄(xie)漏物。盡可能(neng)切斷泄(xie)漏源。嚴禁用水處理。
小量泄漏:用(yong)干燥的砂(sha)土或(huo)其他(ta)不燃(ran)材(cai)料(liao)覆(fu)蓋泄漏物(wu),然后用(yong)塑料(liao)布覆(fu)蓋,減少飛(fei)散、避免雨淋。
粉末泄漏(lou):用塑料布或帆布覆蓋泄漏(lou)物,減(jian)少飛散,保持(chi)干燥。在(zai)專家指導下清除。
工程控制:密(mi)閉操作(zuo)。提供安全(quan)淋浴(yu)和洗(xi)眼設備。
呼吸(xi)系統防護:作業(ye)時,應該佩戴過(guo)濾式防塵呼吸(xi)器。必要時配戴空(kong)氣呼吸(xi)器。
眼(yan)睛防護:戴化(hua)學安全防護眼(yan)鏡。
身體防護(hu):穿防靜電工(gong)作(zuo)服。
手防護:戴(dai)一般(ban)作業(ye)防護手套。
其他(ta)防護:工作現場嚴(yan)禁(jin)吸(xi)煙(yan)。保持良好的衛生習慣。
操作(zuo)(zuo)注意事(shi)項:加強局部排風(feng)。操作(zuo)(zuo)人(ren)員(yuan)必(bi)須(xu)經過專門培訓,嚴格遵(zun)守(shou)操作(zuo)(zuo)規程。建議操作(zuo)(zuo)人(ren)員(yuan)佩戴自(zi)吸(xi)過濾式防塵(chen)口罩(zhao),戴化(hua)學安全防護眼鏡,穿防靜電(dian)工(gong)作(zuo)(zuo)服。遠離(li)火種、熱源,工(gong)作(zuo)(zuo)場所嚴禁(jin)吸(xi)煙。使用防爆(bao)型的(de)通風(feng)系統和設(she)備(bei)。避(bi)免(mian)產生(sheng)粉塵(chen)。避(bi)免(mian)與(yu)氧化(hua)劑(ji)、酸類(lei)、鹵素、氯(lv)代(dai)烴接觸(chu)。尤(you)其(qi)要(yao)注意避(bi)免(mian)與(yu)水接觸(chu)。在氮氣中操作(zuo)(zuo)處置。搬運時要(yao)輕裝輕卸,防止包裝及(ji)容器(qi)損壞。配備(bei)相應(ying)品(pin)種和數量的(de)消防器(qi)材及(ji)泄漏應(ying)急處理(li)設(she)備(bei)。倒空的(de)容器(qi)可能殘留有(you)害物(wu)。
儲存注意事項:儲存于陰涼(liang)、干燥、通(tong)風良(liang)好的(de)專用(yong)庫(ku)房內,遠離火種、熱源。庫(ku)溫不超過32℃,相對濕度(du)不超過75%。包裝要求密(mi)封,不可與空氣接觸。應(ying)與氧化劑、酸類、鹵素、氯(lv)代烴等分開存放,切忌(ji)混儲。采(cai)用(yong)防爆(bao)型(xing)照明、通(tong)風設施。禁止使用(yong)易(yi)產(chan)生(sheng)火花的(de)機械設備和工具。儲區應(ying)備有合(he)適的(de)材料收容泄漏物(wu)。
包裝(zhuang)方法:塑料(liao)(liao)袋(dai)或二層(ceng)牛(niu)皮紙袋(dai)外(wai)全(quan)(quan)開(kai)(kai)口(kou)(kou)(kou)或中開(kai)(kai)口(kou)(kou)(kou)鋼桶(tong)(tong)(鋼板厚0.75毫米,每(mei)桶(tong)(tong)凈(jing)重不超(chao)過(guo)100公斤);塑料(liao)(liao)袋(dai)或二層(ceng)牛(niu)皮紙袋(dai)外(wai)全(quan)(quan)開(kai)(kai)口(kou)(kou)(kou)或中開(kai)(kai)口(kou)(kou)(kou)鋼桶(tong)(tong)(鋼板厚0.5毫米,每(mei)桶(tong)(tong)凈(jing)重不超(chao)過(guo)50公斤);金(jin)屬桶(tong)(tong)(罐(guan))或塑料(liao)(liao)桶(tong)(tong)外(wai)花格(ge)箱(xiang);螺紋口(kou)(kou)(kou)玻(bo)璃(li)瓶、鐵蓋壓口(kou)(kou)(kou)玻(bo)璃(li)瓶、塑料(liao)(liao)瓶或金(jin)屬桶(tong)(tong)(罐(guan))外(wai)普通(tong)木(mu)箱(xiang)。
運(yun)輸(shu)注(zhu)意事項:運(yun)輸(shu)時(shi)運(yun)輸(shu)車輛(liang)應(ying)配備相應(ying)品種(zhong)和(he)數量的消防(fang)器材及泄漏應(ying)急處理設備。裝運(yun)該(gai)品的車輛(liang)排(pai)氣管須(xu)有阻火裝置。運(yun)輸(shu)過程中要確保容器不(bu)(bu)泄漏、不(bu)(bu)倒(dao)塌、不(bu)(bu)墜落、不(bu)(bu)損壞。嚴禁與氧化劑、酸類、鹵素、氯代烴、食用(yong)化學品、等混裝混運(yun)。運(yun)輸(shu)途中應(ying)防(fang)曝(pu)曬(shai)、雨(yu)淋(lin),防(fang)高溫。中途停留時(shi)應(ying)遠離火種(zhong)、熱源。運(yun)輸(shu)用(yong)車、船必須(xu)干燥(zao),并有良好的防(fang)雨(yu)設施。車輛(liang)運(yun)輸(shu)完畢(bi)應(ying)進行徹(che)底清掃。鐵路運(yun)輸(shu)時(shi)要禁止(zhi)溜放。