المغنسيوم

المغنسيوم عنصر كيميائي رمزه Mg . والمغنسيوم فلز له بياض الفضة ، معروف بإضاءته ويعد من أخف المعادن ذات المتانة الكافية في الاستخدام عند البناء ، إذ يزن نحو ثلثي وزن الألومنيوم . اكتشف الكيميائي الإنجليزي السير همفري ديفي المغنسيوم في عام 1808م .

والمغنسيوم عنصر فلزي وفير إلى حد ما ، إلا أنه لا يوجد نقيًا خالصًا في الطبيعة ، بل يوجد مركبًا ضمن معادن متنوعة . والقليل من هذه المركبات وبخاصة كلوريد المغنسيوم وكبريتات المغنسيوم ، توجد ذائبة في ماء البحر وفي بعض غدران المياه الجوفية . ويحوي ماء البحر نحو 0.13% مغنسيوم ، ولذا يعد البحر عمليًا مصدرًا لا ينضب للفلز . ويوجد المغنسيوم في معادن المغنسيت والبروسيت والدولميت ، كما يوجد في أسبستوس الأمفيبول ، وفي حجر الزبرجد الزيتوني ، وفي السربنتاين وفي التلك ، وفي بعض سليكات معادن أخرى .

وللمغنسيوم دور حيوي في عمليات استمرار حياة النباتات والحيوانات . فالكلوروفيل (اليخضور) الذي تستخدمه النباتات الخضراء في التركيب الضوئي ، يحتوي على المغنسيوم . وعن طريق التركيب الضوئي تنتج النباتات الكربوهيدرات ، وهي صنف من الأغذية الأساسية بالنسبة للأحياء . وفضلاً عن ذلك يشترك المغنسيوم في استنساخ المادتين (د ن أ) و(ر ن أ) اللذين يؤديان دورًا مهمًا في تحديد الصفات الوراثية بالنسبة لكل الكائنات الحية .

ويقوم المغنسيوم ـ كذلك ـ بتنشيط العديد من الأنزيمات التي تعجل التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الجسم البشري .

الاستعمالات . يستخدم المغنسيوم وسبائكه في صناعة أنواع كثيرة من المنتجات . فوزنها الخفيف يجعلها صالحة لصناعة أجزاء الطائرات والسيارات ومختلف الأدوات والمعدات الأخرى . وتحتوي معظم سبائك المغنسيوم على الألومنيوم والخارصين . فهاتان المادتان تجعلان سبائك المغنسيوم أقوى وأيسر في التشكيل . وقد تحتوي بعض سبائك المغنسيوم على كميات ضئيلة من عناصر مثل المنجنيز والثوريوم والزركونيوم التي تكسبها خصائص أخرى .

ويستخدم المغنيسوم في كثير من الأغراض غير الإنشائية لأنه فائق النشاط كيميائيًا . فعلى سبيل المثال ، توضع قطع المغنسيوم قريبًا من خطوط الأنابيب الفولاذية وخزانات المياه المدفونة لأنه يتفاعل مع الكيميائيات والأكسجين في التربة ، مما يقي الفولاذ من التآكل . ويمكن استبدال قطع المغنسيوم دوريًا وبسهولة وبتكاليف أقل بكثير من تكاليف إصلاح أو تغيير الفولاذ . كذلك تُلصق شرائح واقية من المغنسيوم على هياكل السفن الخارجية .

يضيف أصحاب مصانع الفولاذ المغنسيوم إلى الفولاذ لإزالة الكبريت والشوائب الأخرى منه . فضلاً عن ذلك ، يستعمل المغنسيوم في الألعاب النارية ، لأنه يحترق ويعطي ضوءًا أبيض ساطعًا . كما أنه ينشر حرارة كثيفة إذا ما احترق ، الأمر الذي يستفاد منه في عمل القنابل الحارقة .

يتحد المغنسيوم مع عناصر أخرى مكونًا مركَّبات عديدة مفيدة . من هذه المركبات مركَّبان طبيان شائعا الاستخدام ـ لبن المغنسيا والملح الإنجليزي . يقاوم أكسيد المغنسيوم الحرارة ويستخدم بطانة لأنواع خاصة من أفران الصهر . ويتشكل أكسيد المغنسيوم على سطح فلز المغنسيوم ، وبذلك يَحُول دون تآكله عند درجات حرارة منخفضة . وما كان المغنسيوم ليصلح مادة تركيبية لو لم يكن مهيئًا بهذه الطبقة الواقية . وهناك مركبات مغنسيوم أخرى يستفاد منها في دباغة الجلود ، وفي صباغة النسيج وفي عمل الإسمنت والسماد وفي عزل المواد .

الخواص . ينتمي فلز المغنسيوم إلى مجموعة العناصر المسماة فلزات الأتربة القلوية . وكثافته عند درجة حرارة 20°م ، تساوي 1.738جم/سم§ . أما وزنه الذري فيساوي 24.305 ، وعدده الذري 12. وينصهر المغنسيوم عند درجة حرارة 650°م ، ويغلي عند 1110° ±10°م .

المغنسيوم فعَّال كيميائيًا ، لذا فهو لا يوجد في الطبيعة نقيًّا خالصًا قط . وهو يتفاعل مع معظم الحموض فورًا ومع كثير من العناصر اللافلزية بما فيها النيتروجين . وإذا سخن المغنسيوم مع أملاح أو أكاسيد كثير من الفلزات فإنه يحل محل الفلز الآخر . ويسمى هذا النوع من العمليات الاختزال .

كيفية الحصول على المغنسيوم . معظم ما يستهلك من المغنسيوم يُحصل عليه من مياه البحر بطريقة داو . في هذه الطريقة يُؤتى بالجير المستخدم من صخر الدولميت ، ويمزج مع مياه البحر المحتوية على كلوريد المغنسيوم ، فيتفاعل الجير مع كلوريد المغنسيوم ويتكون هيدروكسيد المغنسيوم وكلوريد الكالسيوم . ويُفصل هيدروكسيد المغنسيوم عن المزيج ، ويُصفى ويمزج مع حمض الهيدروكلوريك ، حيث يتكون كلوريد مغنسيوم وماء . ويُبخر الماء ويتخلف كلوريد المغنسيوم بتركيز عالٍ ،

كيفية الحصول على المغنسيوم من ماء البحر يبين المخطط أدناه ، الخطوات المتبعة في طريقة داو للحصول على المغنسيوم من مياه البحر .

فيصهر بالتسخين إلى درجة حرارة فوق 710°م ، ثم يمرر تيار كهربائي عبر المركب المصهور . ويسمى هذا النوع من العمليات التحليل الكهربائي ، يحول التيار كلوريد المغنسيوم إلى مغنسيوم وغاز الكلور . يصب المغنسيوم المصهور ويُسكب في قوالب تسمى صليجات .

وهناك طريقة تستخدم على نطاق ضيق في تنقية المغنسيوم ، تسمى طريقة حديد السليكون أو طريقة بيدجن . تقوم هذه الطريقة على تسخين الدولميت في فراغ مع سبيكة تتكون من السليكون والحديد . ويتبخر المغنسيوم الموجود في الدولميت ثم يكثف على هيئة بلورات . وتصهر بلورات المغنسيوم وتسكب وتصب في صليجات .

الموسوعة العربية العالمية