Магний: способы получения и химические свойства
Магний Mg — это щелочной металл. Серебристо-белый, относительно мягкий, пластичный, ковкий металл. На воздухе покрыт оксидной пленкой. Сильный восстановитель.
Относительная молекулярная масса Mr = 24,305; относительная плотность для твердого и жидкого состояния d = 1,737; tпл = 648º C; tкип = 1095º C.
Способ получения
1. В результате электролиза расплава хлорида магния образуются магний и хлор :
2. Нитрид магния разлагается при 700 — 1500º С образуя магний и азот:
3. Оксид магния легко восстанавливается углеродом при температуре выше 2000º С, образуя магний и угарный газ:
MgO + C = Mg + CO
4. Оксид магния также легко восстанавливается кальцием при 1300º С с образованием магния и оксида кальция:
MgO + Ca = CaO + Mg
Качественная реакция
Качественной реакцией для магния является взаимодействие соли магния с любой сильной щелочью, в результате которой происходит выпадение студенистого осадка:
1. Хлорид магния взаимодействует с гидроксидом калия и образует гидроксид магния и хлорид калия:
MgCl2 + 2KOH = Mg(OH)2 + 2KCI
Химические свойства
1. Магний — сильный восстановитель . Поэтому он реагирует почти со всеми неметаллами :
1.1. Магний взаимодействует с азотом при 780 — 800º С образуя нитрид магния:
1.2. Магний сгорает в кислороде (воздухе) при 600 — 650º С с образованием оксида магния:
2Mg + O2 = 2MgO
1.3. Магний активно реагирует при комнатной температуре с влажным хлором . При этом образуется хлорид магния :
1.4. С водородом магний реагирует при температуре 175º C, избыточном давлении и в присутствии катализатора MgI2 с образованием гидрида магния:
2. Магний активно взаимодействует со сложными веществами:
2.1. Магний реагирует с горячей водой . Взаимодействие магния с водой приводит к образованию гидроксида магния и газа водорода:
2.2. Магний взаимодействует с кислотами:
2.2.1. Магний реагирует с разбавленной соляной кислотой, при этом образуются хлорид магния и водород :
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2 ↑
2.2.2. Реагируя с разбавленной азотной кислотой магний образует нитрат магния, оксид азота (I) и воду:
2.2.3. В результате реакции сероводородной кислоты и магния при 500º С образуется сульфид магния и водород:
Mg + H2S = MgS + H2
2.3. Магний вступает в реакцию с газом аммиаком при 600 — 850º С. В результате данной реакции образуется нитрид магния и водород:
2.4. Магний может вступать в реакцию с оксидами :
2.4.1. В результате взаимодействия магния и оксида азота (IV) при температуре 150º С в вакууме, в этилацетилене образуется нитрат магния и оксид азота (II):
2.4.2. Магний взаимодействует с оксидом кремния при температуре ниже 800º С в атмосфере водорода образуя силицид магния и оксид магния:
4Mg + SiO2 = Mg2Si + MgO,
а если температуру поднять до 1000º С, то в результате реакции образуется кремний и оксид магния:
2Mg + SiO2 = Si + 2MgO
Источник
При горении магний с водой образует
Во многих учебниках пишут, что если горящий магний погрузить в воду, он продолжит гореть и под водой. При этом над водой вспыхивает пламя водорода, который выделился в реакции. Магний — активный металл, например, он хорошо горит в атмосфере углекислого газа, поэтому данное утверждение вроде бы не вызывает сомнений.
Однако сомнения появились у меня еще несколько лет назад — когда я впервые повторил этот опыт (см. статью Эксперименты с магнием , раздел Горение магния в воде [ссылка]). Магний ярко горел на воздухе, но будучи погруженным в воду, горящий магний за несколько секунд гас. Действительно была яркая желтая вспышка — это воспламенился водород, магний некоторое время горел и под водой, но это было скорее угасание, чем горение — и даже оно продолжалось в основном на поверхности воды.
Решил еще раз повторить описанный эксперимент. Задачей-минимумом было заснять опыт с немного лучшим разрешением: в прошлый раз я использовал старый фотоаппарат Olympus, который давал низкокачественное видео. Была также надежда, что в этот раз горение магния под водой получится более эффектным, но скажу сразу — надежда была очень слабой.
Взял стакан на 500 мл, наполнил его водой. От обломка крылатой ракеты отбил хороший кусок сплава электрон (примерный состав: магний — 90%, алюминий — 10%) и поместил его в ложечку из сетки (нержавеющая сталь). В прошлых опытах я использовал горелку Теклю, которая давала недостаточно горячее пламя (видимо, она была рассчитана на метан, а не на пропан-бутановую смесь) — такой горелкой поджечь компактный магний было тяжело.
Если пламя недостаточно сильное, магний часто успевает покрыться рыхлой оксидной коркой, которая мешает горению — чтобы металл загорелся, ее приходилось счищать. В этот раз я взял переносную горелку, которая давала более горячее пламя, поэтому магний (электрон) легко расплавился, а затем загорелся. Более того, часть магния вылилась из ложечки на плитку вытяжки, металл быстро застыл, образовав некоторое подобие пластинки.
Горящий магний я опустил в воду. Раздалось шипение, ударил желтый язык пламени водорода, магний несколько секунд продолжил гореть, затем — погас. Как и в прошлом опыте, горение происходило в основном на поверхности воды — при погружении ложечки магний быстро гас.
Решил повторить опыт еще раз — пластинка, которая образовалась из пролитого магния, была как раз кстати. Нагрел ее в пламени горелки над стаканом с водой. Пластинка загорелась и расплавилась, большая ее часть упала в воду. Пластинка легла плашмя и несколько секунд продолжала ярко гореть, оставаясь на поверхности воды (явно образовалась паровая подушка). Над пластинкой вспыхнуло желтое пламя водорода. Через несколько секунд пластинка погрузилась в воду и горение прекратилось.
Когда я опустил в воду пинцет с остатками горящего магния, он почти сразу же погас.
Таким образом, при контакте с водой горящий магний дает сильную вспышку, но будучи погруженным в избыток жидкой воды, магний быстро гаснет. Горение магния может происходить в атмосфере водяных паров, но не в жидкой воде, поскольку жидкая вода имеет гораздо большую теплопроводность и высокую теплоту парообразования. В результате поступление теплоты от сильно экзотермической реакции не успевает компенсировать потери тепла в окружающую среду.
Магний все-таки способен гореть под водой, но не в индивидуальном виде, а в составе пиротехнических смесей. Кроме магния в них входит твердый окислитель и обязательно — гидрофобное связующее. Например, в фильме «Человек-амфибия» есть сцена, где аквалангисты проплывают под водой с горящими факелами. Как это сделать, никто из съемочной группы не знал. Пиротехник решил попробовать состав из «звездок» (сигнальных) ракет. Достичь эффекта удалось, но первые два факела взорвались: один — еще на поверхности, второй — уже под водой. Первый взрыв вызвал пожар на верху, второй — подверг серьезному риску здоровье ассистента и оператора, но, к счастью, никто не пострадал.
| Горит ли магний под водой? |
| Эксперименты с магнием В широкий стакан на 500 мл налейте 200 мл воды. Зажгите в большой металлической ложечке магний. Подождите, пока он ярко разгорится, при необходимости направьте на магний поток воздуха через пипетку. Осторожно внесите ложечку торцом в воду. Произойдет яркая вспышка, появится высокое желтое пламя, с шипением и треском во все стороны полетят яркие кусочки горящего магния. Металл продолжит гореть на поверхности воды и даже под водой. Однако горение будет протекать недолго — всего несколько секунд. Попытки поджечь магниевый порошок, смоченный водой, не увенчались успехом, зато эта смесь чувствительна к детонации. Согласно Шидловскому [1] при инициации с помощью капсюля-детонатора смесь магниевый порошок-вода взрывается с такой силой, что сильно деформирует свинцовый цилиндр. __________________________________________________ Источник  Цены на продукты питания, энергию, топливо, а также  В России мы можем собирать дождевую воду наиболее эффективно |
