鎂(mei)(mei)(Magnesium)是(shi)(shi)一種(zhong)金屬(shu)化學元素,元素符號是(shi)(shi)Mg。英國戴(dai)維于1808年用(yong)鉀還原氧化鎂(mei)(mei)制得金屬(shu)鎂(mei)(mei)。鎂(mei)(mei)是(shi)(shi)一種(zhong)銀(yin)白色的(de)輕質(zhi)堿土金屬(shu),化學性(xing)質(zhi)活潑,能與酸反應生成氫氣,具有一定的(de)延展性(xing)和熱(re)消散性(xing)。鎂(mei)(mei)元素在(zai)自然界廣泛分布,是(shi)(shi)人(ren)體的(de)必需元素之一。
第(di)一個確認鎂(mei)是(shi)一種(zhong)元素的是(shi)Joseph Black,在(zai)愛丁堡(英國)于1755年(nian)。他(ta)辨別了石灰(氧化(hua)(hua)鈣(gai),CaO)中的苦土(氧化(hua)(hua)鎂(mei),MgO),兩者各自都是(shi)由(you)加熱類(lei)似(si)于碳酸(suan)鹽巖,菱鎂(mei)礦(kuang)和石灰石來(lai)制(zhi)取。另一種(zhong)鎂(mei)礦(kuang)石叫做海泡石(硅酸(suan)鎂(mei)),于1799年(nian)由(you)Thomas Henry報告,他(ta)說這種(zhong)礦(kuang)石在(zai)土耳其更(geng)多(duo)的用于制(zhi)作煙斗。
不純凈(jing)的鎂(mei)金屬(shu)在(zai)(zai)1792年(nian)(nian)(nian)由Anton Rupprecht首次制取,他加熱苦土和(he)木炭的混合物。純凈(jing)但非常(chang)小量(liang)(liang)的金屬(shu)鎂(mei)在(zai)(zai)1808年(nian)(nian)(nian)由Humphry Davy電解氧(yang)化鎂(mei)制取。然而,是(shi)法國科學家Antoine-Alexandre-Brutus Bussy使(shi)用(yong)氯化鎂(mei)和(he)鉀(jia)反應制取了(le)相(xiang)當(dang)大量(liang)(liang)的金屬(shu)鎂(mei)于1831年(nian)(nian)(nian),之(zhi)后他開始研究它的特性。
許多世紀以前,古羅馬人(ren)認為“magnesia”(希(xi)臘Magnesia地區出(chu)(chu)產(chan)的(de)一(yi)種(zhong)白色(se)鎂(mei)(mei)鹽,鎂(mei)(mei)元(yuan)素即因此(ci)得名(ming))能治療多種(zhong)疾病。直到(dao)1808年,英國(guo)化(hua)學(xue)家戴維(wei)采用電(dian)解苦土(含(han)鎂(mei)(mei))的(de)方法分離出(chu)(chu)元(yuan)素鎂(mei)(mei)。20世紀30年代初E·V·McCollum及(ji)其同事首次用鼠和狗作為實驗動物,系統地觀察(cha)了鎂(mei)(mei)缺乏的(de)反應。1934年首次發表了少數人(ren)在不(bu)同疾病的(de)基礎上(shang)發生鎂(mei)(mei)缺乏的(de)臨床報道(dao)。證實鎂(mei)(mei)是(shi)人(ren)體的(de)必需元(yuan)素。
鎂是(shi)(shi)在(zai)自然界中(zhong)(zhong)分布最廣的(de)十(shi)個(ge)元素之一(鎂是(shi)(shi)在(zai)地(di)球的(de)地(di)殼中(zhong)(zhong)第八(ba)豐富的(de)元素,約占2%的(de)質量,亦是(shi)(shi)宇宙中(zhong)(zhong)第九(jiu)多元素),但由于(yu)它不(bu)易從化合(he)物中(zhong)(zhong)還原成(cheng)單質狀態,所以遲遲未被發現。
長時期里,化學家(jia)們(men)將從含碳(tan)酸鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)焙燒獲得(de)的(de)(de)(de)(de)鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化物(wu)苦土當作是(shi)不可再分(fen)割的(de)(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)。在1789年拉瓦(wa)錫(xi)發表的(de)(de)(de)(de)元(yuan)素(su)(su)表中就(jiu)列有它。1808年,戴(dai)維在成功(gong)制(zhi)(zhi)得(de)鈣以后,使用同樣的(de)(de)(de)(de)辦法(fa)又成功(gong)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)得(de)了金(jin)(jin)屬鎂(mei)(mei)。從此(ci)鎂(mei)(mei)被確定為(wei)元(yuan)素(su)(su),并被命(ming)名為(wei)magnesium,元(yuan)素(su)(su)符號是(shi)Mg。Magnesium來自希臘城市美格里亞(ya)Magnesia,因(yin)為(wei)在這個城市附(fu)近出產(chan)氧(yang)化鎂(mei)(mei),被稱為(wei)magnesia alba,即白色氧(yang)化鎂(mei)(mei),元(yuan)素(su)(su)符號Mg。鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)原子(zi)序為(wei)12,原子(zi)量為(wei)24.3,是(shi)典型的(de)(de)(de)(de)二(er)價金(jin)(jin)屬,具有金(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)(de)共有特(te)性(xing)。由于鎂(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化物(wu)性(xing)質(zhi)與鈣一樣介于“堿性(xing)”和“土性(xing)”之間,故(gu)稱為(wei)堿土金(jin)(jin)屬。
地殼中(zhong)存在形式:菱鎂(mei)礦(碳酸(suan)(suan)鎂(mei))MgCO?,白(bai)云石(shi)(碳酸(suan)(suan)鎂(mei)鈣)CaMg(CO?)?,光鹵石(shi)(水合(he)氯化鎂(mei)鉀(jia))KCl·MgCl?·H?O中(zhong)。
外觀與性狀:銀白(bai)色有金(jin)屬光澤的(de)固體。
溶(rong)解性:不溶(rong)于水(shui)、堿液,溶(rong)于酸。
相對(dui)密度(du)(水=1) 1.74
燃燒熱(re)(kJ/mol) 609.7
引燃溫度(℃) 480~510
具有(you)比(bi)較(jiao)強(qiang)的(de)(de)還原性,能(neng)與(yu)沸(fei)水(shui)反(fan)(fan)應(ying)放出氫(qing)氣,燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)時能(neng)產生(sheng)(sheng)(sheng)眩(xuan)目的(de)(de)白(bai)光(guang),鎂(mei)(mei)(mei)(mei)與(yu)氟化(hua)物、氫(qing)氟酸(suan)和(he)(he)鉻(ge)酸(suan)不(bu)(bu)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)作用,也不(bu)(bu)受苛性堿侵(qin)蝕,但極(ji)易溶解于(yu)有(you)機(ji)(ji)和(he)(he)無機(ji)(ji)酸(suan)中(zhong)(zhong),鎂(mei)(mei)(mei)(mei)能(neng)直接與(yu)氮、硫和(he)(he)鹵(lu)素等化(hua)合(he),包括(kuo)烴、醛、醇(chun)、酚、胺(an)、脂和(he)(he)大多數(shu)油(you)類在(zai)內(nei)的(de)(de)有(you)機(ji)(ji)化(hua)學藥品與(yu)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)僅(jin)僅(jin)輕微地(di)或(huo)者根(gen)本不(bu)(bu)起作用。但和(he)(he)鹵(lu)代烴在(zai)無水(shui)的(de)(de)條件(jian)下反(fan)(fan)應(ying)卻較(jiao)為(wei)劇(ju)烈(生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)格(ge)氏試劑)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)能(neng)和(he)(he)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)(tan)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)反(fan)(fan)應(ying),因此鎂(mei)(mei)(mei)(mei)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)不(bu)(bu)能(neng)用二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)(tan)滅(mie)火器滅(mie)火。鎂(mei)(mei)(mei)(mei)由于(yu)能(neng)和(he)(he)N2和(he)(he)O2反(fan)(fan)應(ying),所(suo)以(yi)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)在(zai)空氣中(zhong)(zhong)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)時,劇(ju)烈燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)發(fa)(fa)出耀(yao)(yao)眼白(bai)光(guang),放熱,生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)白(bai)色固體。在(zai)食醋中(zhong)(zhong)的(de)(de)變化(hua)為(wei)快速冒(mao)出氣泡,浮(fu)在(zai)醋液(ye)面上,逐漸消失。一些煙(yan)花和(he)(he)照明彈里都含有(you)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)粉,就(jiu)是利用了鎂(mei)(mei)(mei)(mei)在(zai)空氣中(zhong)(zhong)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)能(neng)發(fa)(fa)出耀(yao)(yao)眼的(de)(de)白(bai)光(guang)的(de)(de)性質。鎂(mei)(mei)(mei)(mei)元素在(zai)化(hua)學反(fan)(fan)應(ying)中(zhong)(zhong)的(de)(de)化(hua)合(he)價(jia)通(tong)常為(wei)+2價(jia)。
1.與非金屬(shu)單質的反應(ying):
2.與水的反應:
3.與酸(suan)的反應:
Mg+2HCl=MgCl?+H?↑
Mg+H?SO?=MgSO?+H?↑
4.與氧化物的反應:
元素在(zai)太陽(yang)中(zhong)的(de)含量 700(ppm)
元素在海水中(zhong)的含量 1200(ppm)
(類似于鋁熱反(fan)應,用活潑金屬還(huan)原氧化物(wu))
5.鎂(mei)與(yu)氯化銨反(fan)應:
鎂(mei)(mei)與(yu)氯化銨(an)的(de)(de)反應,究其本質,還是(shi)鎂(mei)(mei)與(yu)酸(suan)的(de)(de)反應。氯化銨(an)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)銨(an)根(gen)離(li)子(zi)水(shui)解,溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)顯酸(suan)性。當(dang)加入鎂(mei)(mei)粉之后(hou)(hou),鎂(mei)(mei)與(yu)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)的(de)(de)氫(qing)離(li)子(zi)反應,放出氫(qing)氣(qi),同時放出大量的(de)(de)熱(re)。銨(an)根(gen)離(li)子(zi)的(de)(de)水(shui)解產物(wu)——氨(an)水(shui),受(shou)熱(re)之后(hou)(hou),則發生分解。故此(ci)反應可以得(de)到兩種氣(qi)體。
總反(fan)應方程式:Mg+2NH?Cl=MgCl?+2NH?↑+H?↑
上式實際可拆分為下列反應方程(cheng)式:
6.鎂和碳酸(suan)氫(qing)鹽反(fan)應
7.鎂和堿金(jin)屬氫氧化物反應
通常認為,鎂不會和堿金屬(shu)的氫氧化物(wu)(如KOH)反(fan)(fan)應,因為鎂是堿性(xing)(xing)金屬(shu),而不是兩性(xing)(xing)金屬(shu)。但是,在高溫下,鎂可以參與氧化還(huan)原(yuan)反(fan)(fan)應,如和NaOH反(fan)(fan)應,產生MgO、Na和H?。
已發現(xian)鎂(mei)的同位素(su)共有(you)22種,包括鎂(mei)19至(zhi)鎂(mei)40,其(qi)(qi)中只有(you)鎂(mei)-24、鎂(mei)-25、鎂(mei)-26是(shi)天(tian)然存在并且穩定的,其(qi)(qi)他(ta)鎂(mei)的同位素(su)都帶有(you)放射性。
符號 質子 中子 質量(u) 半衰期 原子核自旋 相對豐度(du) 相對豐度(du)的(de)變化(hua)量
19Mg 12 7 19.03547(27) 1/2- #
20Mg 12 8 20.018863(29) 90.8(24) ms 0+
21Mg 12 9 21.011713(18) 122(2) ms (5/2,3/2)+
22Mg 12 10 21.9995738(14) 3.8755(12) s 0+
23Mg 12 11 22.9941237(14) 11.317(11) s 3/2+
24Mg 12 12 23.985041700(14) 穩定 0+ 0.7899(4) 0.78958-0.79017
25Mg 12 13 24.98583692(3) 穩定 5/2+ 0.1000(1) 0.09996-0.10012
26Mg 12 14 25.982592929(30) 穩定 0+ 0.1101(3) 0.10987-0.11030
27Mg 12 15 26.98434059(5) 9.458(12) min 1/2+
28Mg 12 16 27.9838768(22) 20.915(9) h 0+
29Mg 12 17 28.988600(15) 1.30(12) s 3/2+
30Mg 12 18 29.990434(9) 335(17) ms 0+
31Mg 12 19 30.996546(13) 230(20) ms 3/2+
32Mg 12 20 31.998975(19) 86(5) ms 0+
33Mg 12 21 33.005254(21) 90.5(16) ms 7/2- #
34Mg 12 22 34.00946(25) 20(10) ms 0+
35Mg 12 23 35.01734(43)# 70(40) ms (7/2-) #
36Mg 12 24 36.02300(54)# 3.9(13) ms 0+
37Mg 12 25 37.03140(97)# 40# ms [>260 ns] 7/2- #
38Mg 12 26 38.03757(54)# 1# ms [>260 ns] 0+
39Mg 12 27 39.04677(55)# 7/2- #
40Mg 12 28 40.05393(97)# 1# ms 0+
備注:畫上#號的(de)(de)數據代(dai)表(biao)沒(mei)有經過(guo)實(shi)驗的(de)(de)證明(ming),只是理論推測而已,而用括(kuo)(kuo)號括(kuo)(kuo)起來的(de)(de)代(dai)表(biao)數據不確(que)定性。
鎂(mei)屬(shu)于元素(su)周期表上(shang)的IIA(第二主(zhu)族)族堿(jian)土金屬(shu)元素(su)。金屬(shu)鎂(mei)是銀白色(se)的金屬(shu),質(zhi)硬,略有(you)延展(zhan)性。鎂(mei)的密度小(xiao),離子化傾(qing)向大。
常用做還(huan)原劑,去置換鈦、鋯、鈾、鈹等(deng)(deng)金(jin)屬(shu)。主(zhu)要用于(yu)制(zhi)(zhi)造(zao)輕金(jin)屬(shu)合金(jin)、球墨鑄鐵、科學儀(yi)器和格氏(shi)試劑等(deng)(deng)。也(ye)能用于(yu)制(zhi)(zhi)煙火、閃光粉、鎂(mei)鹽(yan)、吸(xi)氣器、照明彈等(deng)(deng)。結(jie)構(gou)特性類似于(yu)鋁,具有輕金(jin)屬(shu)的各(ge)種用途,可作為飛(fei)機、導彈的合金(jin)材(cai)料。但是鎂(mei)在汽油(you)燃(ran)點可燃(ran),這限制(zhi)(zhi)了它的應(ying)用。
醫療用途:治療缺鎂和(he)痙攣。
體育(yu)用途:在(zai)緊張運(yun)動(dong)幾小(xiao)時前(qian)注射(she)鎂(mei)化合(he)物(wu),或在(zai)緊張運(yun)動(dong)后注射(she)以彌(mi)補鎂(mei)的流(liu)失。體操運(yun)動(dong)員常涂堿(jian)式碳酸鎂(mei)來增(zeng)加摩(mo)擦力。醫療中:如果注射(she)鎂(mei)鹽(yan)速度太快(kuai),會造成發(fa)燒和全身不(bu)適。
金屬鎂能與大多數非(fei)金屬和酸反應;在高壓(ya)下能與氫直接合(he)成(cheng)(cheng)氫化(hua)(hua)鎂;鎂能與鹵化(hua)(hua)烴作用(yong)合(he)成(cheng)(cheng)格氏試劑,廣泛應用(yong)于有(you)機合(he)成(cheng)(cheng)。鎂具有(you)生成(cheng)(cheng)配位化(hua)(hua)合(he)物(wu)的明顯傾向(xiang)。
鎂(mei)是航空工業(ye)的重要材料(liao),鎂(mei)合金用于(yu)制(zhi)造飛機(ji)(ji)機(ji)(ji)身、發動機(ji)(ji)零件等;鎂(mei)還用來制(zhi)造照(zhao)相和光學(xue)儀器等;鎂(mei)及其(qi)合金的非結(jie)構應用也很廣;鎂(mei)作為一種(zhong)強還原劑,還用于(yu)鈦、鋯、鈹、鈾和鉿等的生(sheng)產(chan)中。
純鎂(mei)(mei)的(de)(de)強度小(xiao),但鎂(mei)(mei)合(he)金是(shi)良好的(de)(de)輕型結(jie)構(gou)材(cai)料(liao),廣泛用(yong)于空間技(ji)術(shu)、航(hang)空、汽車(che)和儀表等工(gong)業部門。一(yi)(yi)架超音速飛機約有5%的(de)(de)鎂(mei)(mei)合(he)金構(gou)件,一(yi)(yi)枚導彈(dan)一(yi)(yi)般(ban)消耗100~200公斤鎂(mei)(mei)合(he)金。鎂(mei)(mei)是(shi)其(qi)他(ta)合(he)金(特(te)別是(shi)鋁合(he)金)的(de)(de)主要組(zu)(zu)分,它與其(qi)他(ta)元素(su)配合(he)能(neng)使鋁合(he)金熱(re)處理(li)強化;球(qiu)墨鑄(zhu)鐵用(yong)鎂(mei)(mei)作球(qiu)化劑;而有些金屬(如鈦和鋯)生(sheng)產又用(yong)鎂(mei)(mei)作還(huan)原劑;鎂(mei)(mei)是(shi)燃燒彈(dan)和照明彈(dan)不能(neng)缺少的(de)(de)組(zu)(zu)成物;鎂(mei)(mei)粉(fen)是(shi)節日煙花(hua)必需的(de)(de)原料(liao);鎂(mei)(mei)是(shi)核(he)工(gong)業上的(de)(de)結(jie)構(gou)材(cai)料(liao)或包裝(zhuang)材(cai)料(liao);鎂(mei)(mei)肥能(neng)促使植(zhi)物對(dui)磷的(de)(de)吸(xi)收利用(yong),缺鎂(mei)(mei)植(zhi)物則生(sheng)長趨(qu)于停滯。鎂(mei)(mei)在人(ren)民生(sheng)活中占有重要地位的(de)(de)一(yi)(yi)種基礎材(cai)料(liao)。
植(zhi)物(wu)用途:鎂主(zhu)要存(cun)在于(yu)幼嫩器官和(he)(he)組織中(zhong),植(zhi)物(wu)成(cheng)(cheng)熟時則(ze)集中(zhong)于(yu)種(zhong)子。鎂離(li)子在光(guang)合(he)和(he)(he)呼吸(xi)過程中(zhong),可(ke)以活(huo)化各種(zhong)磷(lin)(lin)酸(suan)變(bian)位酶(mei)和(he)(he)磷(lin)(lin)酸(suan)激酶(mei)。同樣,鎂也(ye)可(ke)以活(huo)化DNA和(he)(he)RNA的(de)(de)合(he)成(cheng)(cheng)過程。鎂是葉綠(lv)素的(de)(de)合(he)成(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)分之(zhi)一。缺乏鎂,葉綠(lv)素即不能合(he)成(cheng)(cheng),葉脈(mo)仍綠(lv)而(er)葉脈(mo)之(zhi)間變(bian)黃,有(you)時呈紅紫色。若缺鎂嚴重(zhong),則(ze)形成(cheng)(cheng)褐斑(ban)壞(huai)死(si)。在植(zhi)物(wu)體內(nei)以離(li)子或有(you)機物(wu)結合(he)的(de)(de)形式存(cun)在。鎂是葉綠(lv)素的(de)(de)組分,也(ye)是許多酶(mei)的(de)(de)活(huo)化劑,在光(guang)合(he)磷(lin)(lin)酸(suan)化中(zhong)是氫(qing)離(li)子的(de)(de)主(zhu)要對(dui)應離(li)子。
鎂是(shi)人體(ti)細(xi)胞(bao)內(nei)的主要陽離子,濃(nong)集于(yu)線粒體(ti)中,僅(jin)次于(yu)鉀(jia)和(he)磷,在細(xi)胞(bao)外液僅(jin)次于(yu)鈉和(he)鈣居第三位,是(shi)體(ti)內(nei)多種(zhong)細(xi)胞(bao)基本生化反應(ying)的必(bi)需物質(zhi)。正常成人身體(ti)總鎂含量約25g,其中60%~65%存(cun)在于(yu)骨、齒,27%分布于(yu)軟(ruan)組織。鎂主要分布于(yu)細(xi)胞(bao)內(nei),細(xi)胞(bao)外液的鎂不超過1%。在鈣、維生素C、磷、鈉、鉀(jia)等的代謝上,鎂是(shi)必(bi)要的物質(zhi),在神經肌肉的機能(neng)正常運作、血(xue)糖轉化等過程中扮演(yan)著(zhu)重要角色。
鎂是一種(zhong)參與(yu)生(sheng)物(wu)體正常生(sheng)命(ming)活(huo)動及(ji)新陳(chen)代謝(xie)過程必不可少的(de)(de)(de)(de)元素。鎂影(ying)(ying)響細(xi)胞(bao)(bao)的(de)(de)(de)(de)多種(zhong)生(sheng)物(wu)功能:影(ying)(ying)響鉀(jia)離(li)子和(he)鈣離(li)子的(de)(de)(de)(de)轉運,調控信(xin)號的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)遞,參與(yu)能量代謝(xie)、蛋白質和(he)核(he)酸(suan)的(de)(de)(de)(de)合成(cheng);可以通過絡合負電荷基(ji)(ji)團(tuan),尤其(qi)核(he)苷(gan)酸(suan)中的(de)(de)(de)(de)磷酸(suan)基(ji)(ji)團(tuan)來(lai)發揮維(wei)持物(wu)質的(de)(de)(de)(de)結構和(he)功能;催(cui)化(hua)酶的(de)(de)(de)(de)激活(huo)和(he)抑(yi)制及(ji)對細(xi)胞(bao)(bao)周期、細(xi)胞(bao)(bao)增殖及(ji)細(xi)胞(bao)(bao)分化(hua)的(de)(de)(de)(de)調控;鎂還參與(yu)維(wei)持基(ji)(ji)因(yin)組的(de)(de)(de)(de)穩定性(xing),并且(qie)還與(yu)機(ji)體氧化(hua)應激和(he)腫瘤發生(sheng)有(you)關。
鎂(mei)(mei)的吸(xi)收代謝:成人身體總(zong)鎂(mei)(mei)含量約25g,其中(zhong)(zhong)60%~65%存在于骨、齒,27%分(fen)布于軟組織。膳食中(zhong)(zhong)促進鎂(mei)(mei)吸(xi)收的成分(fen)主要有氨基酸、乳糖等(deng);抑制鎂(mei)(mei)吸(xi)收的主要成分(fen)有過多的磷、草(cao)酸、植酸和膳食纖維等(deng)。成人從膳食中(zhong)(zhong)攝入的鎂(mei)(mei)大量從膽汁、胰液和腸(chang)液分(fen)泌到腸(chang)道,其中(zhong)(zhong)60%~70%隨糞便排出,部分(fen)從汗(han)和脫落的皮膚細胞丟失。
鎂離子是生物(wu)機體中含(han)量(liang)(liang)(liang)較(jiao)多的(de)一種正(zheng)離子,其量(liang)(liang)(liang)在整(zheng)體中僅次于(yu)(yu)鈣、鈉、鉀而居第四位;鎂離子在細胞內的(de)含(han)量(liang)(liang)(liang)則(ze)僅次于(yu)(yu)鉀離子而居第二(er)位。整(zheng)粒(li)的(de)種子、未經碾磨的(de)谷物(wu)、青葉蔬菜(cai)、豆類和堅果(guo)是日糧鎂最為(wei)豐富(fu)的(de)來源;魚、肉(rou)、奶和水(shui)果(guo)中鎂含(han)量(liang)(liang)(liang)較(jiao)低;經過加(jia)(jia)工的(de)食物(wu),在加(jia)(jia)工過程(cheng)中鎂幾(ji)乎全部損失。肌酸六磷酸、粗纖維、乙(yi)醇、過量(liang)(liang)(liang)的(de)磷酸鹽和鈣離子削弱(ruo)了鎂的(de)吸(xi)收,這可能是因為(wei)降低了內腔鎂的(de)濃度。
鎂屬(shu)于人體營養(yang)素——礦物(wu)質(zhi)元素中(zhong)的一(yi)種,屬(shu)于礦物(wu)質(zhi)的常量(liang)元素類。人體中(zhong)的鎂60~65%存(cun)在于骨骼和牙齒(chi)中(zhong),27%存(cun)在于軟(ruan)組織中(zhong),細(xi)胞內(nei)鎂離(li)子(zi)僅(jin)占1%,多以活性(xing)形式(shi)Mg2+-ATP形式(shi)存(cun)在。
1、作為(wei)酶的激活劑,參與300種以上的酶促反應(ying)。糖酵解、脂肪酸(suan)氧(yang)化、蛋白質的合成、核酸(suan)代謝等需要鎂離子(zi)參加。
2、促進骨的形(xing)(xing)成。在骨骼中僅次(ci)于鈣、磷,是骨細胞結構(gou)和功能(neng)所必需的元素(su),對促進骨形(xing)(xing)成和骨再生,維持骨骼和牙齒的強度和密度具有重(zhong)要作用。
3、調節神(shen)經肌(ji)肉的(de)(de)興(xing)奮(fen)性(xing)。能抑(yi)制(zhi)鉀、鈣通道。鎂、鈣、鉀離子(zi)協(xie)同(tong)維持神(shen)經肌(ji)肉的(de)(de)興(xing)奮(fen)性(xing)。血中鎂過(guo)低或鈣過(guo)低,興(xing)奮(fen)性(xing)均增高;反之則(ze)有鎮(zhen)靜作用。
4、維護胃腸道和激素的功能(neng)。
5、鎂也是(shi)重(zhong)要(yao)的神經傳導物質,它可以(yi)讓肌肉(rou)放松下來(lai);與含鈣(gai)食(shi)品一同補充(chong),能(neng)促進鈣(gai)的吸收。
中國營養學會建議(yi),成年男(nan)性每天約需鎂350毫(hao)克,成年女(nv)(nv)性約為300毫(hao)克,孕婦以(yi)及(ji)喂奶期女(nv)(nv)性約為450毫(hao)克,2~3歲兒童為150毫(hao)克,3~6歲為200毫(hao)克。可耐受最高攝入(ru)量(UL)定(ding)為700mg/d。
鎂(mei)缺(que)乏(fa)在臨床上主要表現為(wei)(wei)情緒不安、易激動、手足抽(chou)搐、反射亢進等,正常(chang)情況下,由(you)于腎(shen)的調節作用(yong),口(kou)服過量(liang)的鎂(mei)一般不會發生鎂(mei)中毒。當腎(shen)功(gong)能不全時,大量(liang)口(kou)服鎂(mei)可引(yin)起鎂(mei)中毒,表現為(wei)(wei)腹痛(tong)、腹瀉、嘔吐(tu)、煩(fan)渴、疲(pi)乏(fa)無力,嚴重者出現呼(hu)吸困(kun)難、紫紺、瞳(tong)孔散大等。
鎂廣泛分布于植(zhi)物(wu)中(zhong),肌肉和臟器(qi)中(zhong)較多,乳制品中(zhong)較少。動物(wu)性(xing)食(shi)品中(zhong)鎂的利用率較高,達30%~40%,植(zhi)物(wu)性(xing)食(shi)品中(zhong)鎂的利用率較低。
食物中的(de)鎂(mei)在整(zheng)個腸(chang)(chang)道均可被吸(xi)(xi)收(shou),但主要(yao)是在空(kong)腸(chang)(chang)末端(duan)與回腸(chang)(chang)部(bu)位(wei)吸(xi)(xi)收(shou),吸(xi)(xi)收(shou)率一般(ban)約(yue)為30%。可通過被動(dong)擴散(san)和耗(hao)能的(de)主動(dong)吸(xi)(xi)收(shou)兩種機(ji)制吸(xi)(xi)收(shou)。健(jian)康成人從食物中攝入(ru)的(de)鎂(mei)大量從膽汁、胰液和腸(chang)(chang)液分泌到腸(chang)(chang)道,其中60%~70%隨糞便排出,部(bu)分從汗和脫(tuo)落的(de)皮膚細(xi)胞丟失,其余從尿中排出,每天約(yue)排出50~120mg,約(yue)占(zhan)攝入(ru)量的(de)1/3~1/2。
鎂(mei)缺乏可致(zhi)血清鈣下降,神經(jing)肌肉興奮(fen)性亢進;對(dui)(dui)血管(guan)功能可能有潛在的影響,有人報告低鎂(mei)血癥患者可有房(fang)室(shi)性早搏、房(fang)顫(zhan)以及室(shi)速與室(shi)顫(zhan),半數(shu)有血壓升高;鎂(mei)對(dui)(dui)骨(gu)礦物質(zhi)的內穩(wen)態有重(zhong)要作用(yong),鎂(mei)缺乏可能是絕經(jing)后骨(gu)質(zhi)疏松(song)癥的一種危(wei)險(xian)因(yin)素;少(shao)數(shu)研究(jiu)表明(ming)鎂(mei)耗竭可以導致(zhi)胰島素抵抗。
鈣代謝異常。
造成神經系統問題,如記憶(yi)力衰(shuai)退、神經錯亂、抑(yi)郁癥、幻覺、肌(ji)肉震顫等。
影響(xiang)心臟、骨(gu)骼及胃腸道等器官(guan)功能。
引致肌肉無(wu)力、抽筋等(deng)肌肉問題。
輕(qing)度缺鎂時(shi),可(ke)由飲食或(huo)(huo)口服補(bu)充鎂劑,可(ke)給予(yu)氧化鎂或(huo)(huo)用氫氧化鎂,為避(bi)免腹瀉可(ke)與氫氧化鋁膠聯用。口服不能(neng)耐(nai)受(shou)或(huo)(huo)不能(neng)吸收時(shi),可(ke)采用肌肉注(zhu)(zhu)(zhu)射鎂劑,一般(ban)采用20%~50%硫酸(suan)鎂。靜(jing)脈給鎂時(shi)需注(zhu)(zhu)(zhu)意急性鎂中毒的發生,以免引起心(xin)搏驟停。故避(bi)免給鎂過多(duo)、過快,如遇(yu)鎂中毒,應給注(zhu)(zhu)(zhu)射葡萄糖酸(suan)鈣或(huo)(huo)氯(lv)化鈣對抗之。
鎂(mei)是最(zui)輕的(de)結構(gou)金屬材(cai)料之(zhi)一,又(you)具有比(bi)強度(du)(du)和比(bi)剛度(du)(du)高、阻尼性和切削性好、易于回收等優點(dian)。國內外將(jiang)(jiang)鎂(mei)合金應用于汽車行業,以減重、節能、降低污染,改(gai)善環境(jing)。發達國家汽車百公里耗油(you)最(zui)終(zhong)將(jiang)(jiang)實(shi)現3L目標,歐洲汽車用鎂(mei)占鎂(mei)總消耗量的(de)14%,預計今后將(jiang)(jiang)以15~20%的(de)速度(du)(du)遞(di)增,2005年(nian)將(jiang)(jiang)達到20萬噸。
與塑料(liao)(liao)(liao)相比(bi),鎂(mei)合(he)金具有(you)重(zhong)(zhong)量輕、比(bi)強度(du)高、減振性好、熱(re)疲勞性能好、不易老化(hua),又有(you)良好的導熱(re)性、電(dian)磁屏蔽能力(li)強、非(fei)(fei)常(chang)好的壓鑄工(gong)(gong)藝性能,尤(you)其(qi)易于回收(shou)等優(you)點,是替代(dai)鋼(gang)鐵、鋁合(he)金和(he)工(gong)(gong)程塑料(liao)(liao)(liao)的新一(yi)代(dai)高性能結構材料(liao)(liao)(liao)。為適應(ying)電(dian)子(zi)、通訊器(qi)件(jian)(jian)高度(du)集成化(hua)和(he)輕薄小(xiao)型化(hua)的發(fa)(fa)展趨勢,鎂(mei)合(he)金是交通、電(dian)子(zi)信(xin)息、通訊、計算(suan)機、聲(sheng)像器(qi)材、手提工(gong)(gong)具、電(dian)機、林業、紡織(zhi)、核動(dong)力(li)裝置等產品(pin)外殼的理想材料(liao)(liao)(liao)。發(fa)(fa)達(da)國家非(fei)(fei)常(chang)重(zhong)(zhong)視鎂(mei)合(he)金開發(fa)(fa)與應(ying)用,尤(you)其(qi)在汽車零部件(jian)(jian)、筆記本(ben)電(dian)腦等便攜(xie)電(dian)子(zi)產品(pin)的應(ying)用,每年(nian)以20%的速度(du)增(zeng)長,非(fei)(fei)常(chang)引人注(zhu)目,發(fa)(fa)展趨勢驚人。
金(jin)屬鎂(mei)是(shi)鋁(lv)合金(jin)中的主要合金(jin)元素(su),世界年(nian)(nian)需(xu)求量在15萬(wan)噸左(zuo)右(you),2000年(nian)(nian)中國(guo)鋁(lv)合金(jin)生產(chan)290萬(wan)噸,用鎂(mei)作合金(jin)元素(su),每(mei)年(nian)(nian)約(yue)需(xu)1.01萬(wan)噸。
隨著(zhu)汽車工業、石油(you)、天然(ran)氣管線(xian)、海(hai)洋鉆(zhan)井平臺,橋梁建筑等領域用高強度低硫(liu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)需求(qiu)不斷增加,中國鞍鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、寶鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、武鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、本(ben)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、包鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、攀鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、首(shou)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)等鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)廠(chang)已經用鎂(mei)粉(fen)(fen)深脫(tuo)硫(liu),獲得優質鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),取得良好效果。鎂(mei)粉(fen)(fen)用于鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鐵(tie)脫(tuo)硫(liu)具有(you)潛(qian)在市場。此外,鎂(mei)粉(fen)(fen)還(huan)用于制造化工產品(pin)、藥品(pin)、煙火、信(xin)號、照明彈(dan)等材料、金屬還(huan)原劑、油(you)漆涂(tu)料、焊絲以及供球(qiu)墨鑄鐵(tie)用球(qiu)化劑等。
鎂(mei)犧牲陽極作為有(you)效的防止(zhi)金屬腐蝕的方法之一,可廣泛用在地下鐵制(zhi)管道、石油管道、儲罐(guan)、海上設(she)施、裝備、民用等(deng)。
鎂合金型(xing)材、管材用作自行車架、輪椅、康復和醫(yi)療器(qi)械等。
鎂是可以在空氣中燃燒(shao)(shao)的(de),燃燒(shao)(shao)時火花(hua)四(si)射,十分美麗,因此煙花(hua)中通常都摻有一(yi)定量的(de)鎂粉,來達到美觀的(de)效(xiao)果。
現代戰爭需要軍隊具(ju)有(you)遠程快速部署運動(dong)(dong)的(de)能力,要求武器裝備輕(qing)(qing)量化(hua),在手持式武器、裝甲(jia)戰車、運輸車、航空制導武器上(shang)將大量采用(yong)輕(qing)(qing)金屬材料(liao)。輕(qing)(qing)量化(hua)是(shi)提高(gao)武器裝備作戰性(xing)能的(de)重要方向。鎂所具(ju)有(you)的(de)輕(qing)(qing)質(zhi)特性(xing)決定了鎂合金是(shi)生產(chan)航天器、軍用(yong)飛機、導彈、高(gao)機動(dong)(dong)性(xing)能戰車、船舶(bo)的(de)必不可少的(de)結構材料(liao),因(yin)此,大力開發鎂合金應用(yong)范(fan)圍(wei)是(shi)國(guo)防現代化(hua)的(de)需要。
工(gong)業發(fa)展(zhan):20世(shi)紀(ji)50年(nian)代(dai)以前,鎂(mei)的(de)發(fa)展(zhan)依(yi)附于軍(jun)事工(gong)業,20世(shi)紀(ji)60年(nian)代(dai)以后,由(you)于金屬鎂(mei)在(zai)民用(yong)市場和空間技術(shu)的(de)應用(yong)得到發(fa)展(zhan),于是推動了鎂(mei)的(de)平衡(heng)增(zeng)長(chang)。近幾年(nian)來隨著鎂(mei)合金在(zai)交通、電子及通信等領(ling)域應用(yong)的(de)增(zeng)長(chang),世(shi)界(jie)鎂(mei)的(de)消費(fei)在(zai)逐年(nian)上(shang)升并增(zeng)長(chang)迅速。全(quan)世(shi)界(jie)(除中國外(wai))有10個(ge)國家即(ji)美國、加拿大、挪威、俄羅斯(si)、法(fa)國、意大利、前南斯(si)拉夫、巴西、印度、朝鮮生(sheng)產(chan)金屬鎂(mei)。2004年(nian),世(shi)界(jie)金屬鎂(mei)開采量為58.4萬(wan)(wan)噸(dun)(dun)(dun),其中,中國42.6萬(wan)(wan)噸(dun)(dun)(dun),加拿大5.4萬(wan)(wan)噸(dun)(dun)(dun),俄羅斯(si)5萬(wan)(wan)噸(dun)(dun)(dun),以色列2.8萬(wan)(wan)噸(dun)(dun)(dun),哈薩克(ke)斯(si)坦1.8萬(wan)(wan)噸(dun)(dun)(dun)。
20世(shi)紀90年(nian)(nian)代(dai)以來,市場經濟拉動(dong)了(le)中國鎂(mei)工業的(de)發展。在90年(nian)(nian)代(dai)的(de)10年(nian)(nian)間,中國原鎂(mei)產量增(zeng)長了(le)37倍,特別是(shi)1995~2000年(nian)(nian),年(nian)(nian)平均增(zeng)長率為(wei)(wei)15.84%,大大高于(yu)西方(fang)世(shi)界的(de)增(zeng)長率。中國已成(cheng)為(wei)(wei)世(shi)界上(shang)最大的(de)原鎂(mei)生產國和出口(kou)國。
2006年1~12月(yue)(yue),全(quan)國(guo)共產(chan)(chan)金屬(shu)鎂613084.94噸(dun),同比增長(chang)32.23%;2007年1~12月(yue)(yue),全(quan)國(guo)共產(chan)(chan)金屬(shu)鎂(鎂)670130.87噸(dun),同比增長(chang)24.12%;2008年1~10月(yue)(yue),全(quan)國(guo)共產(chan)(chan)金屬(shu)鎂(鎂)539498.36噸(dun),同比增長(chang)6.59%。
皮膚接觸:脫(tuo)去污染的衣著(zhu),用肥(fei)皂水(shui)和清水(shui)徹底(di)沖洗皮膚。如有(you)不適(shi)感(gan),就醫。
眼睛(jing)接觸(chu):提起(qi)眼瞼,用流動清(qing)水或生理鹽水沖(chong)洗。如有不適感,就醫。
吸(xi)(xi)入(ru):迅(xun)速脫離現場(chang)至空(kong)氣(qi)新鮮處。保持呼吸(xi)(xi)道通暢。如呼吸(xi)(xi)困難,給輸氧(yang)。呼吸(xi)(xi)、心跳停止,立即進行(xing)心肺(fei)復蘇(su)術。就醫。
食入(ru):飲足量溫水(shui),催吐(tu)。就醫。
危(wei)險特性:易燃(ran),燃(ran)燒(shao)(shao)時產生(sheng)強烈的(de)白(bai)光(guang)并(bing)放出(chu)(chu)高熱。遇水或(huo)潮氣猛烈反(fan)應放出(chu)(chu)氫氣,大量放熱,引起燃(ran)燒(shao)(shao)或(huo)爆(bao)炸。遇氯(lv)、溴、碘、硫、磷、砷、和氧(yang)化劑劇烈反(fan)應,有燃(ran)燒(shao)(shao)、爆(bao)炸危(wei)險。粉體與空氣可形成爆(bao)炸性混合物,當達到一定濃(nong)度時,遇火星會發生(sheng)爆(bao)炸。
有(you)害(hai)燃燒產物:氧化鎂。
滅火方法:消防(fang)人員必(bi)須(xu)(xu)佩戴空氣(qi)呼吸器(qi)、穿(chuan)全身防(fang)火防(fang)毒(du)服(fu),在上風向滅火。盡可能將容器(qi)從(cong)火場移至空曠(kuang)處。噴水保(bao)持火場容器(qi)冷卻,直至滅火結束。嚴禁用水、泡沫、二氧化碳撲救。施救時對眼睛(jing)和(he)皮(pi)膚須(xu)(xu)加(jia)保(bao)護,以免飛來熾(chi)粒燒傷身體、鎂(mei)光灼傷視力(li)。
隔離泄漏(lou)污染(ran)區,限制出入。消除(chu)所有點火(huo)源(yuan)。建議應急(ji)處(chu)理人(ren)員戴防塵(chen)口罩,戴防塵(chen)口罩,穿防靜電服。禁(jin)(jin)止接觸或(huo)跨越泄漏(lou)物。盡可能切斷泄漏(lou)源(yuan)。嚴(yan)禁(jin)(jin)用(yong)水處(chu)理。
小量(liang)泄(xie)(xie)漏:用(yong)干燥的砂土或其他不燃(ran)材料覆蓋泄(xie)(xie)漏物,然后用(yong)塑料布覆蓋,減少(shao)飛(fei)散、避免雨淋。
粉末泄漏:用塑料布(bu)或帆布(bu)覆蓋泄漏物,減少飛散,保持干燥。在專家指(zhi)導下清除(chu)。
工程控制:密閉操作。提供安全淋浴和洗眼設備。
呼吸(xi)(xi)系統防(fang)護:作業時(shi)(shi),應(ying)該佩戴過濾式防(fang)塵(chen)呼吸(xi)(xi)器。必(bi)要時(shi)(shi)配戴空氣呼吸(xi)(xi)器。
眼睛防護:戴化學(xue)安全防護眼鏡。
身體防(fang)護:穿防(fang)靜(jing)電工作服。
手(shou)(shou)防(fang)(fang)護(hu):戴一般作業防(fang)(fang)護(hu)手(shou)(shou)套(tao)。
其他防護:工作現場嚴禁吸(xi)煙。保持良好的衛生習慣。
操(cao)作(zuo)(zuo)注意(yi)事項:加強局(ju)部排風(feng)。操(cao)作(zuo)(zuo)人員必須經過(guo)專門培訓(xun),嚴格(ge)遵守操(cao)作(zuo)(zuo)規(gui)程。建(jian)議操(cao)作(zuo)(zuo)人員佩(pei)戴自吸(xi)(xi)過(guo)濾式防塵(chen)(chen)口(kou)罩(zhao),戴化(hua)學安全防護眼(yan)鏡,穿防靜電工作(zuo)(zuo)服。遠離(li)火種、熱源,工作(zuo)(zuo)場所嚴禁吸(xi)(xi)煙。使用防爆(bao)型的通風(feng)系統和設備。避免產生粉塵(chen)(chen)。避免與氧化(hua)劑、酸類、鹵素、氯代(dai)烴(jing)接(jie)觸。尤其要(yao)注意(yi)避免與水接(jie)觸。在氮氣(qi)中操(cao)作(zuo)(zuo)處置。搬(ban)運(yun)時要(yao)輕(qing)裝(zhuang)輕(qing)卸,防止包裝(zhuang)及容器(qi)損(sun)壞(huai)。配(pei)備相應品種和數量(liang)的消防器(qi)材及泄漏應急處理設備。倒(dao)空(kong)的容器(qi)可能(neng)殘(can)留有(you)害物。
儲存注意事項:儲存于陰(yin)涼(liang)、干燥(zao)、通(tong)風良好的(de)專用(yong)庫房內,遠離(li)火種、熱源。庫溫不(bu)(bu)超過32℃,相對濕度不(bu)(bu)超過75%。包裝要求(qiu)密封,不(bu)(bu)可與空氣接觸。應與氧化劑、酸類、鹵素、氯代烴等(deng)分開存放,切(qie)忌混(hun)儲。采用(yong)防爆型照明(ming)、通(tong)風設施。禁止(zhi)使(shi)用(yong)易產生(sheng)火花的(de)機械設備和工具。儲區應備有(you)合適(shi)的(de)材料(liao)收(shou)容泄漏物。
包裝方(fang)法:塑(su)料(liao)袋(dai)或(huo)二(er)層牛皮紙(zhi)(zhi)袋(dai)外(wai)全(quan)(quan)開口(kou)(kou)(kou)或(huo)中開口(kou)(kou)(kou)鋼桶(tong)(鋼板(ban)厚(hou)0.75毫米,每(mei)(mei)桶(tong)凈(jing)(jing)重不(bu)超過(guo)(guo)100公(gong)斤(jin));塑(su)料(liao)袋(dai)或(huo)二(er)層牛皮紙(zhi)(zhi)袋(dai)外(wai)全(quan)(quan)開口(kou)(kou)(kou)或(huo)中開口(kou)(kou)(kou)鋼桶(tong)(鋼板(ban)厚(hou)0.5毫米,每(mei)(mei)桶(tong)凈(jing)(jing)重不(bu)超過(guo)(guo)50公(gong)斤(jin));金屬桶(tong)(罐(guan))或(huo)塑(su)料(liao)桶(tong)外(wai)花格箱(xiang);螺紋口(kou)(kou)(kou)玻璃瓶(ping)、鐵(tie)蓋壓(ya)口(kou)(kou)(kou)玻璃瓶(ping)、塑(su)料(liao)瓶(ping)或(huo)金屬桶(tong)(罐(guan))外(wai)普(pu)通木箱(xiang)。
運(yun)(yun)(yun)(yun)輸(shu)(shu)(shu)注意事項:運(yun)(yun)(yun)(yun)輸(shu)(shu)(shu)時運(yun)(yun)(yun)(yun)輸(shu)(shu)(shu)車(che)(che)輛應(ying)配(pei)備相應(ying)品種和數量(liang)的(de)消防器(qi)材及泄漏(lou)應(ying)急處理設備。裝運(yun)(yun)(yun)(yun)該品的(de)車(che)(che)輛排氣(qi)管(guan)須(xu)有(you)(you)阻火裝置。運(yun)(yun)(yun)(yun)輸(shu)(shu)(shu)過(guo)程(cheng)中要確保容器(qi)不(bu)(bu)泄漏(lou)、不(bu)(bu)倒(dao)塌、不(bu)(bu)墜落、不(bu)(bu)損壞。嚴(yan)禁與氧化劑、酸類、鹵素、氯代烴、食用化學品、等混裝混運(yun)(yun)(yun)(yun)。運(yun)(yun)(yun)(yun)輸(shu)(shu)(shu)途中應(ying)防曝(pu)曬、雨(yu)淋(lin),防高溫。中途停(ting)留時應(ying)遠離(li)火種、熱源。運(yun)(yun)(yun)(yun)輸(shu)(shu)(shu)用車(che)(che)、船(chuan)必須(xu)干燥,并有(you)(you)良好的(de)防雨(yu)設施。車(che)(che)輛運(yun)(yun)(yun)(yun)輸(shu)(shu)(shu)完畢應(ying)進(jin)行徹底清掃。鐵路運(yun)(yun)(yun)(yun)輸(shu)(shu)(shu)時要禁止溜放(fang)。