Estrutura de hidróxido de magnésio, propriedades, nomenclatura, usa

Ele hidróxido de magnésio É um composto inorgânico cuja fórmula química é mg (oh)₂. Em sua forma pura, é um sólido branco sem brilho e aparência amorfa; No entanto, com um conteúdo pequeno e preciso das impurezas, ele é transformado na brucita sólida cristalina, um mineral que está em certos depósitos na natureza e é uma rica fonte de magnésio.

É um eletrólito ou base fraca, então sua dissociação é baixa em água. Esta propriedade faz o MG (OH)₂ um bom neutralizador de acidez para o consumo humano; remédio popularmente conhecido como a suspensão do leite da magnésia. É também um retardador de incêndio liberando água durante sua decomposição térmica.

Amostra de hidróxido de magnésio sólido. Fonte: Chemicalintest [Domínio Público]

Na imagem superior, são mostrados alguns sólidos de hidróxido de magnésio, nos quais sua cor branca opaca pode ser vista. Quanto mais cristalinos eles são, eles desenvolvem superfícies vítreas e de pérolas.

Sua estrutura cristalina é peculiar, pois estabelece cristais hexagonais de camada dupla, que são projetos promissores para o design de novos materiais. Nessas camadas, suas cargas positivas desempenham um papel importante devido à substituição do MG²⁺ por cátions trivalentes e às espécies confinadas entre as paredes compostas por ânions oh^-.

Por outro lado, outras aplicações derivam dependendo da morfologia de partículas ou nanopartículas preparadas; como catalisadores ou adsorventes. Em todos eles, a proporção 1: 2 para íons mg é constante²⁺: Oh^-, refletido na mesma fórmula MG (OH)₂.

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Estrutura

Fórmula e OctaDro

Íons que compõem o hidróxido de magnésio. Fonte: Claudio Pistilli [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/4.0)]

A imagem superior mostra os íons que compõem o MG (OH)₂. Como pode ser visto, existem dois ânions oh^- Para cada cátion mg²⁺, que interagem eletrostaticamente para definir um cristal de estrutura hexagonal. A mesma fórmula indica que a proporção mg: oh é 1: 2.

No entanto, a verdadeira estrutura cristalina é um pouco mais complexa do que assumir íons mg simples²⁺ e oh^-. Na verdade, o magnésio é caracterizado por ter um número de coordenação de 6, para que possa interagir com até seis oh^-.

Assim, o octaedro MG (OH) é formado₆, Onde os átomos de oxigênio obviamente vêm de Oh^-; e a estrutura cristalina agora repousa sobre a consideração de tal octaedra e como eles interagem entre si.

De fato, unidades MG (OH)₆ Eles acabam definindo estruturas de camadas duplas que, por sua vez, são ordenadas no espaço para causar o vidro hexagonal.

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Dupla camada

Dupla camada de hidróxido de magnésio. Fonte: Smokefoot [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/4.0)]

A imagem superior mostra a dupla camada de hidróxido de magnésio (LDH) Hidróxidos duplos em camadas). Esferas verdes representam íons mg²⁺, que pode ser substituído por outros de maior carga para gerar uma carga positiva na camada.

Observe que em torno de cada mg²⁺ Existem seis esferas vermelhas conectadas às suas respectivas esferas brancas; isto é, as unidades octaédricas mg (oh)₆. OH^- Atua como uma ponte para se juntar a dois mg²⁺ de diferentes aviões, o que faz as camadas serem confinadas.

Da mesma forma, observa -se que os átomos de hidrogênio apontam para cima e para baixo e são os primeiros responsáveis ​​pelas forças intermoleculares a manter as duas camadas de unidades Mg (OH) juntas₆.

Entre essas camadas, moléculas neutras (como álcoois, amônia e nitrogênio) ou até ânions, dependendo de quão positivos eles são (se houver íons³⁺ ou fé³⁺ Substituindo o MG²⁺). O "preenchimento" dessas espécies é confinado pelas superfícies compostas por ânions OH^-.

Morfologias

O vidro hexagonal e duplo -camada cresce lenta ou rapidamente. Tudo depende dos parâmetros de síntese ou preparação: temperatura, relação molar, agitação, solventes, reagentes como fonte de magnésio, bases ou agentes precipitantes, etc. À medida que o vidro cresce, defina a microestrutura ou morfologia de suas nanopartículas ou agregados.

Assim, essas nanopartículas podem ter pratos, plaquetas ou couve -flor. Da mesma forma, a distribuição de seus tamanhos pode mudar, bem como o grau de porosidade dos sólidos resultantes.

Propriedades

Aparência física

É um sólido branco, granulado ou em pó e banheiro.

Massa molar

58.3197 g/mol.

Densidade

3,47 g/ml.

Ponto de fusão

350 ºC. Nesta temperatura, ela se decompõe no óxido liberando as moléculas de água contidas em seus cristais:

Mg (oh)₂(S) => MGO (S) +H₂O (G)

Solubilidade em água

0,004 g/100 ml a 100 ° C; Isto é, mal consegue se dissolver em água fervente, por isso é um composto insolúvel na água. No entanto, ao diminuir o pH (ou aumentar a acidez), sua solubilidade é aumentada pela formação do complexo Acuo, Mg (OH₂)₆.

Por outro lado, se o MG (oh)₂ absorveu co₂, liberará o gás retido como efervescência ao se dissolver em um meio ácido.

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Índice de refração

1.559

ph

Uma suspensão aquosa tem um pH que varia entre 9,5 e 10.5. Embora esses valores sejam normais, reflete sua pouca basicidade contra outros hidróxidos de metal (como NaOH).

Capacidade de calor

77.03 J/mol · k

Onde está?

Blue Brucita Blue Blut. Fonte: Rob Lavinsky, Irocks.COM-CC-BY-SA-3.0 [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)]

O hidróxido de magnésio pode ser encontrado na natureza como o mineral de Brucita, que é caracterizado por sua cor branca transparente, com tons verdes ou azulados, dependendo de suas impurezas. Da mesma forma, o Brucita faz parte de algumas argilas, como o clorito, ao intercalar entre as camadas de silicatos, unidos por íons metálicos.

Em La Brucita, existem outros íons além de MG²⁺, Como Al³⁺, Fé³⁺, Zn²⁺ e mn²⁺. Suas menas podem ser encontradas em diferentes regiões ou lagos da Escócia, Canadá, Itália e EUA.

Fisicamente, seus cristais veem.

Este mineral é um dos males que afetam cimentos e concreto, pois tende a expandir e causar fraturas. No entanto, não absorve co₂, Portanto, sua calcinação não contribui para o efeito estufa e, portanto, é uma fonte mineralógica apropriada (e a mais rica) para obter magnésio, além da água do mar.

Nomenclatura

O mg (oh)₂ Tem até três nomes aceitos pelo IUPAC (fora de mineralogia ou medicina). Estes são muito parecidos um ao outro, pois assim como eles terminam.

Por exemplo, o 'hidróxido de magnésio' corresponde ao seu nome de acordo com a nomenclatura das ações, omitindo o (ii) no final porque o +2 é quase por padrão o único estado de oxidação do magnésio.

'Di -hydroxido de magnésio', apontando com o numerador grego prefixo o número de íons OH^- indicado na fórmula de acordo com a nomenclatura sistemática. E 'hidróxido magnético', terminando com o sufixo -ico por ser o estado de oxidação máximo e "único" do magnésio, de acordo com a nomenclatura tradicional.

Os outros nomes, como o leite de Brucita ou Magnésia, embora estejam diretamente relacionados a esse composto, não é conveniente se referir a ele quando se trata de seu sólido mais puro ou como um composto inorgânico (reagente, matéria -prima, etc.).

Formulários

Neutralizador

O mg (oh)₂ Devido à sua baixa solubilidade na água, o fato de ser um excelente neutralizador de acidez; Caso contrário, o meio se basearia ao contribuir com grandes concentrações de íons OH^-, Como outras bases (eletrólitos fortes) fazem.

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Assim, o MG (OH)₂ Mal libere oh^-, Ao mesmo tempo, ele reage com íons h₃QUALQUER⁺ Para formar o complexo de magnésio, também mencionado acima. Sendo capaz de neutralizar a acidez do meio aquoso, está destinado ao tratamento das águas residuais.

É também um aditivo de alimentos, fertilizantes e certos produtos de higiene pessoal, como creme dental, uma vez que sua acidez diminui.

Antiácido

Sendo pouco solúvel em água, pode ser tomado sem correr o risco dos efeitos de seus íons OH^- (muito pouco se dissocia como eletrólito fraco).

Essa característica, ligada à subparte de cima, torna um antiácido para tratar a acidez do estômago, doenças gastrointestinais, indigestão e constipação, vendidas sob a fórmula do leite de magnésia.

Por outro lado, o leite da magnésia também ajuda a combater as fácies irritantes (as feridas brancas e avermelhadas que aparecem na boca).

Retardante de fogo

Na seção de propriedades, foi mencionada que o MG (OH)₂ Quebra a liberação de água. Precisamente, essa água ajuda a interromper o progresso das chamas, uma vez que absorvem o calor para vaporizar e, por sua vez, os vapores diluem gases combustíveis ou inflamáveis.

O mineral de Brucita é geralmente usado industrialmente para esse fim, destinado a preencher certos materiais, como plásticos de diferentes polímeros (PVC, resinas, borrachas), cabos ou tetos.

Catalisador

O mg (oh)₂ sintetizado como nanoquetas provou ser eficiente para catalisar reduções químicas; Por exemplo, o 4-nitrofenol (pH-no₂) Um 4-aminofenol (PH-NH₂). Eles também têm atividade antibacteriana, para que possa ser usada como agente terapêutico.

Adsorvente

Alguns sólidos mg (oh)₂ Eles podem ser bastante porosos, dependendo do método de sua preparação. Portanto, eles encontram aplicação como adsorventes.

Nas soluções aquosas, eles podem adsorver (em suas superfícies) as moléculas para colorir, esclarecendo a água. Por exemplo, eles são capazes de adsorver o corante índigo Carmine presente nas correntes de água.

Referências

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