MAGIE HYDROXIT: CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT, DANH PHÁP, CÔNG DỤNG - HÓA HỌC - 2026

Các magiê hydroxide là một hợp chất vô cơ có các công thức hóa học Mg (OH) ₂ . Ở dạng tinh khiết, nó là một chất rắn màu trắng xỉn với vẻ ngoài vô định hình; Tuy nhiên, với hàm lượng tạp chất nhỏ và chính xác, nó chuyển thành brucit rắn kết tinh, một khoáng chất được tìm thấy trong một số mỏ nhất định trong tự nhiên, và là một nguồn magiê phong phú.

Nó là một chất điện ly hoặc bazơ yếu, vì vậy sự phân ly của nó trong nước thấp. Tính chất này làm cho Mg (OH) _{2 trở} thành một chất trung hòa axit tốt cho con người; phương pháp khắc phục phổ biến được gọi là sữa huyền phù magie. Nó cũng là một chất chống cháy bằng cách giải phóng nước trong quá trình phân hủy nhiệt của nó.

Mẫu magie hydroxit rắn. Nguồn: Chemicalinterest

Trong hình trên, một số chất rắn magiê hydroxit được hiển thị, trong đó màu trắng đục của nó có thể được đánh giá cao. Chúng càng ở dạng tinh thể, chúng phát triển bề mặt thủy tinh và ngọc trai.

Cấu trúc tinh thể của nó rất đặc biệt vì nó thiết lập các tinh thể lục giác hai lớp, đây là những thiết kế đầy hứa hẹn cho việc thiết kế các vật liệu mới. Các điện tích dương của chúng đóng một vai trò quan trọng trong các lớp này do sự thay thế của Mg ²⁺ bởi các cation hóa trị ba, và đối với các lớp giới hạn giữa các bức tường bao gồm các anion OH ^- .

Mặt khác, các ứng dụng khác phụ thuộc vào hình thái của các hạt được chuẩn bị hoặc các hạt nano; làm chất xúc tác hoặc chất hấp phụ. Trong tất cả chúng, tỷ lệ 1: 2 được giữ không đổi đối với các ion Mg ²⁺ : OH ^- , phản ánh trong cùng một công thức Mg (OH) ₂ .

Kết cấu

Công thức và bát diện

Các ion tạo nên magie hydroxit. Nguồn: Claudio Pistilli

Hình trên cho thấy các ion tạo nên Mg (OH) ₂ . Như có thể thấy, có hai anion OH ^- cho mỗi cation Mg ²⁺ , tương tác tĩnh điện để xác định một tinh thể có cấu trúc lục giác. Công thức tương tự chỉ ra rằng tỷ lệ Mg: OH là 1: 2.

Tuy nhiên, cấu trúc tinh thể thực sự phức tạp hơn một chút so với giả định các ion Mg ²⁺ và OH ^- đơn giản . Trên thực tế, magiê được đặc trưng bởi có số phối trí là 6, vì vậy nó có thể tương tác với tối đa sáu OH ^- .

Do đó, khối tám mặt Mg (OH) _{6 được hình thành} , trong đó các nguyên tử oxy rõ ràng đến từ OH ^- ; và cấu trúc tinh thể bây giờ phụ thuộc vào việc xem xét các khối bát diện như vậy và cách chúng tương tác với nhau.

Trên thực tế, các đơn vị Mg (OH) ₆ cuối cùng xác định các cấu trúc hai lớp, đến lượt nó, được sắp xếp trong không gian để tạo ra tinh thể lục giác.

Hai lớp

Cấu trúc hai lớp của magie hydroxit. Nguồn: Smokefoot

Hình trên cho thấy cấu trúc của lớp kép magie hydroxit (LDH, viết tắt của nó trong tiếng Anh: Layered double hydroxit). Các quả cầu màu xanh lục đại diện cho các ion Mg ²⁺ , có thể được thay thế bằng các ion khác có điện tích cao hơn để tạo ra điện tích dương trong lớp.

Lưu ý rằng xung quanh mỗi Mg ²⁺ có sáu quả cầu đỏ nối với các quả cầu trắng tương ứng của chúng; nghĩa là các đơn vị bát diện Mg (OH) ₆ . OH ^- đóng vai trò là cầu nối để liên kết hai Mg ²⁺ ở các mặt phẳng khác nhau, làm cho các lớp đan xen vào nhau.

Tương tự như vậy, người ta quan sát thấy rằng các nguyên tử hydro hướng lên trên và hướng xuống, và chịu trách nhiệm chính cho lực liên phân tử giữ hai lớp đơn vị Mg (OH) ₆ với nhau .

Các phân tử trung tính (như rượu, amoniac và nitơ) hoặc thậm chí anion có thể được đặt giữa các lớp này, tùy thuộc vào mức độ dương của chúng (nếu có các ion Al ³⁺ hoặc Fe ³⁺ thay thế cho Mg ²⁺ ). Các "phụ" của các loài được giới hạn bởi các bề mặt bao gồm các OH ^- anion .

Hình thái học

Thủy tinh hai lớp, hình lục giác, phát triển chậm hoặc nhanh. Tất cả phụ thuộc vào các thông số tổng hợp hoặc chuẩn bị: nhiệt độ, tỷ lệ mol, khuấy, dung môi, thuốc thử như một nguồn magiê, bazơ hoặc tác nhân kết tủa, v.v. Khi tinh thể lớn lên, nó xác định cấu trúc vi mô hoặc hình thái của các hạt hoặc tập hợp nano của nó.

Do đó, những hạt nano này có thể có hình thái giống hình đĩa, tiểu cầu hoặc hình cầu giống súp lơ. Tương tự như vậy, sự phân bố kích thước của chúng có thể thay đổi, cũng như mức độ xốp của chất rắn tạo thành.

Tính chất

Ngoại hình

Nó là một chất rắn màu trắng, dạng hạt hoặc bột và không mùi.

Khối lượng phân tử

58,3197 g / mol.

Tỉ trọng

3,47 g / mL.

Độ nóng chảy

350 ° C. Ở nhiệt độ này, nó phân hủy thành oxit bằng cách giải phóng các phân tử nước có trong tinh thể của nó:

Mg (OH) ₂ (s) => MgO (s) + H ₂ O (g)

Khả năng hòa tan trong nước

0,004 g / 100 mL ở 100 ° C; có nghĩa là, nó hầu như không hòa tan trong nước sôi, làm cho nó trở thành một hợp chất không hòa tan trong nước. Tuy nhiên, khi pH giảm (hoặc độ axit tăng), độ hòa tan của nó tăng lên do sự tạo thành phức chất trong nước, Mg (OH ₂ ) ₆ .

Mặt khác, nếu Mg (OH) ₂ đã hấp thụ CO ₂ , nó sẽ giải phóng khí bị mắc kẹt dưới dạng sủi bọt khi hòa tan trong môi trường axit.

Chỉ số khúc xạ

1.559

độ pH

Hỗn dịch nước của chúng có độ pH thay đổi từ 9,5 đến 10,5. Mặc dù các giá trị này là bình thường, nhưng nó phản ánh tính bazơ thấp của nó so với các hydroxit kim loại khác (như NaOH).

Nhiệt dung

77,03 J / mol K

Nó nằm ở đâu?

Tinh thể thủy tinh thể màu xanh pastel của khoáng vật brucite. Nguồn: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

Magiê hydroxit có thể được tìm thấy trong tự nhiên dưới dạng khoáng chất brucit, được đặc trưng bởi màu trắng trong suốt, với tông màu xanh lục hoặc hơi xanh tùy thuộc vào tạp chất của nó. Tương tự như vậy, brucit là một phần của một số loại đất sét, chẳng hạn như clorit, vì nó bị kẹp giữa các lớp silicat, liên kết với nhau bởi các ion kim loại.

Trong brucit còn có các ion khác ngoài Mg ²⁺ như Al ³⁺ , Fe ³⁺ , Zn ²⁺ và Mn ²⁺ . Quặng của nó có thể được tìm thấy ở các vùng hoặc hồ khác nhau của Scotland, Canada, Ý và Hoa Kỳ.

Về mặt vật lý, các tinh thể của nó trông giống như thủy tinh nóng chảy (hình trên), với các màu trắng, xám, hơi xanh hoặc xanh lục và trong suốt ở các mẫu vật hiếm.

Khoáng chất này là một trong những tệ nạn ảnh hưởng đến xi măng và bê tông, vì nó có xu hướng giãn nở và gây ra vết nứt ở chúng. Tuy nhiên, nó không hấp thụ CO ₂ , vì vậy quá trình nung của nó không gây ra hiệu ứng nhà kính và do đó, nó là nguồn khoáng sản thích hợp (và giàu nhất) để thu được magiê, ngoài nước biển.

Danh pháp

Mg (OH) ₂ có đến ba tên được IUPAC chấp nhận (ngoài khoáng vật học hoặc y học). Chúng rất giống nhau, vì cách chúng kết thúc hầu như không khác nhau.

Ví dụ, 'magie hydroxit' tương ứng với tên của nó theo danh pháp cổ phiếu, bỏ qua (II) ở cuối vì +2 gần như theo mặc định là trạng thái ôxy hóa duy nhất của magie.

'Magnesium dihydroxide', cho biết bằng chữ số Hy Lạp trước số lượng ion OH ^{- được} chỉ ra trong công thức theo danh pháp hệ thống. Và 'magiê hydroxit', kết thúc bằng hậu tố –ico là trạng thái ôxy hóa tối đa và "duy nhất" của magiê, theo danh pháp truyền thống.

Các tên khác, chẳng hạn như brucit hoặc magie sữa, mặc dù chúng có liên quan trực tiếp đến hợp chất này, nhưng nó không nên được đề cập đến khi nó ở dạng rắn tinh khiết nhất của nó, hoặc như một hợp chất vô cơ (thuốc thử, nguyên liệu thô, v.v.).

Các ứng dụng

Chất trung hòa

Mg (OH) ₂ do khả năng hòa tan thấp trong nước nên nó là một chất trung hòa tuyệt vời của tính axit; nếu không, nó sẽ bazơ hóa môi trường bằng cách cung cấp nồng độ lớn các ion OH ^- , cũng như các bazơ khác (chất điện ly mạnh).

Do đó, Mg (OH) ₂ hầu như không giải phóng OH ^- , đồng thời nó phản ứng với ion H ₃ O ⁺ để tạo thành phức magie trong nước, cũng được đề cập ở trên. Có thể trung hòa độ axit của môi trường nước, nó được dùng để xử lý nước thải.

Nó cũng là một chất phụ gia cho thực phẩm, phân bón và một số sản phẩm vệ sinh cá nhân, chẳng hạn như kem đánh răng, vì nó làm giảm tính axit của chúng.

Thuốc kháng axit

Là chất hòa tan nhẹ trong nước, nó có thể được uống mà không có nguy cơ bị ảnh hưởng bởi các ion OH ^{- của} nó (nó phân ly rất ít như một chất điện ly yếu).

Đặc tính này, liên quan đến phần phụ ở trên, làm cho nó trở thành một chất kháng axit để điều trị chứng ợ nóng, các bệnh về đường tiêu hóa, khó tiêu và táo bón, được bán dưới công thức của sữa magie.

Mặt khác, sữa magie cũng giúp chống lại các vết loét khó chịu (vết loét màu trắng và đỏ xuất hiện trong miệng).

Chất chống cháy

Trong phần tính chất, Mg (OH) ₂ bị phân hủy giải phóng nước. Một cách chính xác, nước này giúp ngăn chặn sự tiến lên của ngọn lửa, vì chúng hấp thụ nhiệt để hóa hơi và do đó, hơi nước này làm loãng các khí dễ cháy hoặc dễ cháy.

Khoáng Brucit thường được sử dụng trong công nghiệp cho mục đích này, được dùng làm chất độn trong một số vật liệu nhất định, chẳng hạn như nhựa của các polyme khác nhau (PVC, nhựa, cao su), dây cáp hoặc trần nhà.

Chất xúc tác

Mg (OH) _{2 được} tổng hợp dưới dạng tấm nano đã được chứng minh là có hiệu quả để xúc tác quá trình khử hóa học; ví dụ, 4-nitrophenol (Ph-NO ₂ ) đến 4-aminophenol (Ph-NH ₂ ). Tương tự như vậy, chúng có hoạt tính kháng khuẩn, vì vậy nó có thể được sử dụng như một chất điều trị.

Chất hấp phụ

Một số chất rắn Mg (OH) ₂ có thể khá xốp, tùy thuộc vào phương pháp điều chế chúng. Do đó, họ tìm thấy ứng dụng như chất hấp phụ.

Trong dung dịch nước, các phân tử thuốc nhuộm có thể hấp phụ (trên bề mặt của chúng), làm trong nước. Ví dụ, chúng có khả năng hấp phụ thuốc nhuộm màu chàm carmine có trong các dòng nước.

Người giới thiệu

1. Rùng mình & Atkins. (2008). Hóa học vô cơ . (Tái bản lần thứ tư). Đồi Mc Graw.
2. Wikipedia. (2019). Magie hydroxit. Khôi phục từ: en.wikipedia.org
3. Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia. (2019). Magie hydroxit. Cơ sở dữ liệu PubChem. CID = 14791. Được khôi phục từ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Phòng trưng bày thạch anh tím. (2014). Khoáng chất brucite. Phục hồi từ: galleries.com
5. Henrist và cộng sự. (2003). Nghiên cứu hình thái của các hạt nano magie hydroxit
6. kết tủa trong dung dịch nước loãng. Tạp chí Tăng trưởng Tinh thể 249, 321–330.
7. Saba J., Shanza RK, Muhammad RS (2018). Tổng hợp và phân tích cấu trúc của các hạt nano magie hydroxit trung tính làm chất xúc tác hiệu quả.
8. Thimmasandra Narayan Ramesh và Vani Pavagada Sreenivasa. (2015). Loại bỏ thuốc nhuộm Indigo Carmine khỏi dung dịch nước bằng cách sử dụng Magnesium Hydroxide làm chất hấp phụ. Tạp chí Vật liệu, tập. 2015, ID bài viết 753057, 10 trang. doi.org/10.1155/2015/753057