periodiek systeem

Magnesium

Wat is magnesium?

Magnesium is een bekend chemisch element met atoomnummer 12 in het periodiek systeem. Het element heeft het symbool Mg en het is een van de elementen die veel voorkomen in de korst van de Aarde en in het hele heelal. Ongeveer 13% (m/m) van de aardse korst bestaat uit magnesium. De grote hoeveelheid is te verklaren doordat het gemakkelijk ontstaat bij sterren die als een supernova exploderen. Magnesium is goed oplosbaar in water, het is een van de veelvoorkomende metalen die goed oplosbaar zijn in water.

Chemische gegevens

Tabel 1 – gegevens element Magnesium
Symbool Mg
Volledige naam Magnesium
Atoomnummer 12
Atoommassa (u) 24,312
Groep aardalkali metalen
Elektronegativiteit (Pauling) 1,2
Dichtheid (g.cm-3 bij 20°C) 1,74
Smeltpunt (°C) 650
Kookpunt (°C) 1107
Vanderwaalstraal (nm) 0,16
Ionstraal (nm) 0,065
Isotopen 3
Elektronenconfiguratie [Ne]3s2
Eerste ionisatiepotentiaal (kJ.mol-1 ) 737,5
Tweede ionisatiepotentiaal (kJ.mol-1 ) 1450
Derde ionisatiepotentiaal (kJ.mol-1 ) 7733
Standaard potentiaal (V) -2,34
Ontdekt door Joseph Black in 1755

Bohr-Rutherford diagram

elektronenschilconfiguratie van 12 Magnesium
elektronenschilconfiguratie van 12 Magnesium

By Pumbaa (original work by Greg Robson)CC BY-SA 2.0 uk,

Isotopen

Tabel 2 – natuurlijke isotopen en abundanties
Nummer Naam Symbool Atoommassa (u) Abundantie (%)
12 Magnesium 24 Mg 23,985042 78,99
25 Mg 24,985837 10,00
26 Mg 25,982593 11,01

Radioisotopen

Tabel 3 – radioisotopen van Magnesium
Symbool Atoommassa (u) Halfwaardetijd
19 Mg 19,03547 onbekend
20 Mg 20,018863 90,8 ms
21 Mg 21,011713 122 ms
22 Mg 21,9995738 3,8755 s
23 Mg 22,9941237 11,317 s
24 Mg 23,985041700 stabiel
25 Mg 24,98583692 stabiel
26 Mg 25,982592929 stabiel
27 Mg 26,98434059 9,458 min
28 Mg 27,9838768 20,915 uur
29 Mg 28,988600 1,30 s
30 Mg 29,990434 335 ms
31 Mg 30,996546) 230 ms
32 Mg 31,998975 86 ms
33 Mg 33,005254 90,5 ms
34 Mg 34,00946 20 ms
35 Mg 35,01734 70 ms
36 Mg 36,02300 3,9 ms
37 Mg 37,03140 40 ms
38 Mg 38,03757 1 ms
39 Mg 39,04677 < 260 ns
40 Mg 40,05393 1 ms

Spectra

Absorptiespectrum

Emissiespectrum

Voorkomen

Magnesium wordt in grote hoeveelheden in verschillende mineralen, zoals serpentijn, olivijn, magnetiet, dolomiet en anderen, gevonden. Het is het op twee na meest voorkomende element, na ijzer en aluminium, in de korst van de Aarde. Het wordt ook gevonden in zoutlagen, zeewater en ondergronds pekelwater.

Ongeveer 45% van de wereldbehoefte aan magnesium wordt geproduceerd in de Verenigde Staten. Magnesiet en dolomiet worden middels mijnbouw gedolven in landen als Griekenland, Rusland, Oostenrijk, Slowakije, Noord Korea, Turkije en China. Magnesium wordt voornamelijk door middel van elektrolyse gewonnen uit magnesiumzouten van pekel.

Magnesium komt in de natuur niet als vrij element voor want het is nogal reactief. Als vrij metaal brandt het met een fel wit licht. De reactiviteit wordt gedeeltelijk geremd doordat het na de reactie met een laagje oxide wordt bedekt.

Verbindingen met magnesium komen meestal voor als witte kristallen. Een groot deel hiervan is oplosbaar in water. Magnesium heeft 3 stabiele isotopen: 24Mg, 25Mg en 26Mg. Het overgrote deel van magnesium komt voor het isotoop met massa 24. Magnesium is een licht metaal en het heeft een zilverwitte kleur. Het reageert heftig met water. Magnesium reageert ook met zoutzuur en met andere zuren. Er komt dan een grote hoeveelheid waterstof vrij.

Magnesium is extreem licht ontvlambaar maar niet in grote hoeveelheden. Als het begint te branden is het vuur lastig te doven. Dat komt omdat magnesium ook in stikstof, water en kooldioxide kan branden. Hierbij worden dan verschillende verbindingen gevormd. De enige manier om een magnesiumbrand te doven is afdekken met zand zodat alle contact met de atmosfeer wordt verbroken.

Toepassingen

In de beginjaren van de fotografie werd magnesium gebruikt als lichtbron. Het geeft namelijk een helder licht als het in lucht brandt. Tegenwoordig wordt magnesium nog gebruikt voor vuurwerk en flares. Als het brandt kan het een temperatuur tot wel 3100 °C bereiken. Magnesium wordt veel toegepast in aluminiummagnesiumlegeringen. Magnesium wordt ook veel in kunstmest toegepast maar ook in laxeermiddelen, medicijnen voor zenuwen en de behandeling van krampen van bloedvaten.

Gevaren & Gezondheid

Het element heeft een zure smaak en daardoor is het bruikbaar om in kleine hoeveelheden de smaak van mineraalwater aan te passen. Magnesium komt ook veel voor in os lichaam. Magnesium speelt een belangrijke rol in het maken van DNA. Mensen hebben minimaal 200 mg magnesium per dag nodig en een mens kan tot 350 mg magnesium per dag opnemen. Het menselijk lichaam gaat heel efficiënt om met magnesium. Grote hoeveelheden worden gerecycled en het lichaam neemt magnesium op uit het voedsel. Langdurige inname van grote hoeveelheden magnesium zal echter leiden tot verwarring, lusteloosheid en spierslapte.