鎂(mei)(Magnesium)是一(yi)種(zhong)金屬(shu)化(hua)(hua)(hua)學元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su),元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)符號是Mg。英國戴維于1808年用(yong)鉀還原氧化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)制得金屬(shu)鎂(mei)。鎂(mei)是一(yi)種(zhong)銀(yin)白色的(de)輕質(zhi)堿(jian)土金屬(shu),化(hua)(hua)(hua)學性(xing)質(zhi)活(huo)潑(po),能與酸反(fan)應生(sheng)成氫氣(qi),具有一(yi)定的(de)延展性(xing)和熱消散(san)性(xing)。鎂(mei)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)在自(zi)然界廣泛分布,是人(ren)體(ti)的(de)必需元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)之一(yi)。
第(di)一個確認鎂(mei)(mei)是一種(zhong)元(yuan)素的是Joseph Black,在愛丁堡(英國(guo))于1755年。他辨別了石(shi)灰(氧化鈣,CaO)中的苦土(tu)(氧化鎂(mei)(mei),MgO),兩者各自都(dou)是由加熱(re)類似于碳酸鹽(yan)巖,菱鎂(mei)(mei)礦和石(shi)灰石(shi)來制取。另一種(zhong)鎂(mei)(mei)礦石(shi)叫(jiao)做海泡(pao)石(shi)(硅酸鎂(mei)(mei)),于1799年由Thomas Henry報告(gao),他說這種(zhong)礦石(shi)在土(tu)耳其(qi)更多的用于制作煙斗。
不純凈的(de)鎂(mei)(mei)金屬在(zai)(zai)1792年由Anton Rupprecht首次制取,他(ta)加熱(re)苦(ku)土(tu)和木炭的(de)混合物(wu)。純凈但非(fei)常小量的(de)金屬鎂(mei)(mei)在(zai)(zai)1808年由Humphry Davy電解氧化鎂(mei)(mei)制取。然而,是法國科學家(jia)Antoine-Alexandre-Brutus Bussy使用氯(lv)化鎂(mei)(mei)和鉀反應制取了相當大量的(de)金屬鎂(mei)(mei)于(yu)1831年,之后他(ta)開(kai)始研究它的(de)特(te)性(xing)。
許多世紀以前,古羅馬人認為“magnesia”(希臘Magnesia地區出產的一種白(bai)色鎂(mei)鹽,鎂(mei)元素(su)即(ji)因(yin)此得名)能治療多種疾(ji)病(bing)。直到1808年,英國(guo)化(hua)學(xue)家戴維采用(yong)電解苦土(含(han)鎂(mei))的方法分離出元素(su)鎂(mei)。20世紀30年代初E·V·McCollum及其同(tong)事首次用(yong)鼠和狗作為實(shi)驗動(dong)物,系統地觀察了(le)鎂(mei)缺(que)乏的反應。1934年首次發表(biao)了(le)少數人在(zai)不同(tong)疾(ji)病(bing)的基礎上發生鎂(mei)缺(que)乏的臨床報道。證實(shi)鎂(mei)是(shi)人體的必需元素(su)。
鎂是在自然界中(zhong)分布(bu)最廣(guang)的十個元素(su)之(zhi)一(鎂是在地(di)球的地(di)殼(ke)中(zhong)第(di)八豐富的元素(su),約占2%的質量,亦是宇宙中(zhong)第(di)九多元素(su)),但(dan)由于它不易從化合(he)物中(zhong)還原(yuan)成(cheng)單質狀態,所以遲遲未被發現(xian)。
長時期(qi)里(li),化(hua)學家(jia)們將從含碳(tan)酸鎂的(de)菱鎂礦焙燒獲(huo)得(de)的(de)鎂的(de)氧化(hua)物(wu)苦土(tu)當作(zuo)是不可(ke)再分割的(de)物(wu)質。在(zai)1789年拉瓦錫發表(biao)的(de)元(yuan)素(su)(su)表(biao)中(zhong)就列有(you)它。1808年,戴維(wei)在(zai)成功制(zhi)得(de)鈣以(yi)后,使(shi)用同樣的(de)辦法(fa)又成功的(de)制(zhi)得(de)了金(jin)屬鎂。從此鎂被確定為(wei)元(yuan)素(su)(su),并被命名為(wei)magnesium,元(yuan)素(su)(su)符號是Mg。Magnesium來自希臘城(cheng)市(shi)美格里(li)亞Magnesia,因為(wei)在(zai)這個城(cheng)市(shi)附近出產氧化(hua)鎂,被稱為(wei)magnesia alba,即白色氧化(hua)鎂,元(yuan)素(su)(su)符號Mg。鎂的(de)原子(zi)序為(wei)12,原子(zi)量為(wei)24.3,是典型的(de)二價金(jin)屬,具有(you)金(jin)屬的(de)共有(you)特(te)性(xing)。由于(yu)鎂的(de)氧化(hua)物(wu)性(xing)質與鈣一樣介于(yu)“堿(jian)性(xing)”和“土(tu)性(xing)”之間,故(gu)稱為(wei)堿(jian)土(tu)金(jin)屬。
地殼中存在形式:菱鎂礦(碳酸(suan)鎂)MgCO?,白云石(shi)(碳酸(suan)鎂鈣)CaMg(CO?)?,光鹵(lu)石(shi)(水(shui)合氯化鎂鉀(jia))KCl·MgCl?·H?O中。
外觀與性狀:銀白色有金屬光澤的固體。
溶解性:不溶于水、堿(jian)液,溶于酸。
相(xiang)對密度(水=1) 1.74
燃燒熱(kJ/mol) 609.7
引(yin)燃(ran)溫(wen)度(℃) 480~510
具有比(bi)較強的(de)(de)還原性(xing),能(neng)與(yu)沸水(shui)反(fan)(fan)應(ying)放出氫氣(qi),燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)時能(neng)產生(sheng)眩(xuan)目的(de)(de)白(bai)光(guang)(guang),鎂(mei)(mei)與(yu)氟化物、氫氟酸(suan)和(he)(he)鉻酸(suan)不(bu)發生(sheng)作用(yong),也不(bu)受苛性(xing)堿侵(qin)蝕,但(dan)(dan)極易溶解(jie)于有機和(he)(he)無(wu)機酸(suan)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong),鎂(mei)(mei)能(neng)直接(jie)與(yu)氮、硫和(he)(he)鹵(lu)素等化合,包(bao)括烴(jing)、醛、醇(chun)、酚、胺、脂和(he)(he)大多數(shu)油類在(zai)(zai)內的(de)(de)有機化學藥(yao)品與(yu)鎂(mei)(mei)僅僅輕微地或者根本不(bu)起作用(yong)。但(dan)(dan)和(he)(he)鹵(lu)代烴(jing)在(zai)(zai)無(wu)水(shui)的(de)(de)條(tiao)件下(xia)反(fan)(fan)應(ying)卻(que)較為劇(ju)烈(生(sheng)成格(ge)氏(shi)試劑)鎂(mei)(mei)能(neng)和(he)(he)二(er)(er)氧(yang)(yang)化碳發生(sheng)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)反(fan)(fan)應(ying),因此鎂(mei)(mei)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)不(bu)能(neng)用(yong)二(er)(er)氧(yang)(yang)化碳滅火器滅火。鎂(mei)(mei)由于能(neng)和(he)(he)N2和(he)(he)O2反(fan)(fan)應(ying),所以鎂(mei)(mei)在(zai)(zai)空氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)時,劇(ju)烈燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)發出耀(yao)眼白(bai)光(guang)(guang),放熱,生(sheng)成白(bai)色固(gu)體。在(zai)(zai)食(shi)醋中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)變化為快速冒出氣(qi)泡,浮在(zai)(zai)醋液(ye)面上,逐(zhu)漸消(xiao)失。一些煙花和(he)(he)照明彈里(li)都含有鎂(mei)(mei)粉,就是利用(yong)了鎂(mei)(mei)在(zai)(zai)空氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)能(neng)發出耀(yao)眼的(de)(de)白(bai)光(guang)(guang)的(de)(de)性(xing)質(zhi)。鎂(mei)(mei)元素在(zai)(zai)化學反(fan)(fan)應(ying)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)化合價(jia)通常為+2價(jia)。
1.與非金屬單質的反應:
2.與水(shui)的反應:
3.與酸的反應:
Mg+2HCl=MgCl?+H?↑
Mg+H?SO?=MgSO?+H?↑
4.與氧化(hua)物的反(fan)應:
元素在太陽中的含量 700(ppm)
元(yuan)素(su)在海水中的含量 1200(ppm)
(類似于鋁熱反應,用活(huo)潑金屬還原氧化物(wu))
5.鎂與氯化銨反應(ying):
鎂與(yu)氯化銨(an)的(de)反(fan)應,究其本質(zhi),還是鎂與(yu)酸(suan)的(de)反(fan)應。氯化銨(an)溶(rong)液中銨(an)根離(li)子水(shui)解(jie),溶(rong)液顯酸(suan)性。當(dang)加(jia)入鎂粉之后,鎂與(yu)溶(rong)液中的(de)氫(qing)離(li)子反(fan)應,放(fang)出氫(qing)氣,同時放(fang)出大量的(de)熱。銨(an)根離(li)子的(de)水(shui)解(jie)產物——氨水(shui),受熱之后,則(ze)發生(sheng)分解(jie)。故此反(fan)應可以得到兩種氣體。
總反應方程式:Mg+2NH?Cl=MgCl?+2NH?↑+H?↑
上(shang)式(shi)實際可拆分為下列反應方程式(shi):
6.鎂和碳酸氫鹽反應
7.鎂(mei)和(he)堿金屬氫(qing)氧化物反應
通(tong)常(chang)認為,鎂(mei)不(bu)會和(he)(he)堿金屬的氫氧化物(如(ru)KOH)反(fan)應,因為鎂(mei)是堿性金屬,而(er)不(bu)是兩性金屬。但是,在(zai)高溫(wen)下,鎂(mei)可以(yi)參(can)與氧化還原(yuan)反(fan)應,如(ru)和(he)(he)NaOH反(fan)應,產(chan)生MgO、Na和(he)(he)H?。
已發現(xian)鎂(mei)(mei)的同位(wei)素共有(you)22種,包(bao)括鎂(mei)(mei)19至鎂(mei)(mei)40,其中只(zhi)有(you)鎂(mei)(mei)-24、鎂(mei)(mei)-25、鎂(mei)(mei)-26是天(tian)然(ran)存在并(bing)且穩定的,其他鎂(mei)(mei)的同位(wei)素都帶有(you)放射(she)性(xing)。
符號 質(zhi)子 中子 質(zhi)量(u) 半(ban)衰(shuai)期(qi) 原子核自旋 相對豐度 相對豐度的變化量
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(wen)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(hao)的(de)數據(ju)代(dai)表(biao)沒有經過實驗的(de)證明,只是理論推測而(er)已,而(er)用(yong)括(kuo)號(hao)括(kuo)起(qi)來的(de)代(dai)表(biao)數據(ju)不(bu)確(que)定(ding)性。
鎂屬(shu)于元(yuan)素周期表上的(de)IIA(第二主族(zu))族(zu)堿土(tu)金(jin)屬(shu)元(yuan)素。金(jin)屬(shu)鎂是銀白色的(de)金(jin)屬(shu),質硬,略有延展(zhan)性。鎂的(de)密度(du)小,離子(zi)化(hua)傾(qing)向大。
常用(yong)做(zuo)還(huan)原(yuan)劑,去置換鈦、鋯、鈾、鈹等(deng)金(jin)屬。主要用(yong)于制造輕金(jin)屬合(he)金(jin)、球墨鑄鐵(tie)、科學儀器(qi)和格氏試劑等(deng)。也能(neng)用(yong)于制煙火、閃光粉、鎂鹽(yan)、吸氣(qi)器(qi)、照明彈(dan)等(deng)。結(jie)構特(te)性(xing)類(lei)似(si)于鋁,具有輕金(jin)屬的各種用(yong)途,可(ke)(ke)作為飛機、導(dao)彈(dan)的合(he)金(jin)材料。但是鎂在汽油燃(ran)點(dian)可(ke)(ke)燃(ran),這限制了它(ta)的應(ying)用(yong)。
醫療用途:治療缺鎂(mei)和痙(jing)攣。
體育(yu)用途:在緊張運動幾小時前注射鎂(mei)(mei)化合物,或在緊張運動后注射以彌(mi)補鎂(mei)(mei)的流失。體操運動員常涂堿式(shi)碳酸鎂(mei)(mei)來(lai)增加摩擦力(li)。醫(yi)療中:如果注射鎂(mei)(mei)鹽(yan)速度太(tai)快,會造成發燒(shao)和全身不適。
金屬(shu)鎂(mei)(mei)能與(yu)(yu)大多數非金屬(shu)和酸反應(ying);在高壓下能與(yu)(yu)氫直接合(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)氫化鎂(mei)(mei);鎂(mei)(mei)能與(yu)(yu)鹵化烴作用合(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)格氏試劑,廣泛應(ying)用于有機合(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)。鎂(mei)(mei)具有生成(cheng)(cheng)配位化合(he)(he)(he)物的明顯(xian)傾向(xiang)。
鎂(mei)是航空工業(ye)的(de)重要材(cai)料,鎂(mei)合(he)金用(yong)于(yu)制造(zao)飛機(ji)機(ji)身、發動機(ji)零件(jian)等;鎂(mei)還用(yong)來制造(zao)照相和光學儀器等;鎂(mei)及其合(he)金的(de)非結構應用(yong)也(ye)很(hen)廣;鎂(mei)作為一(yi)種(zhong)強還原劑,還用(yong)于(yu)鈦(tai)、鋯、鈹、鈾和鉿等的(de)生產中。
純鎂(mei)的(de)強度(du)小,但鎂(mei)合金(jin)(jin)(jin)是(shi)良好(hao)的(de)輕型結構(gou)(gou)材(cai)(cai)料(liao),廣泛用(yong)于(yu)空間技術、航空、汽車(che)和儀表等工業部(bu)門(men)。一(yi)架超音速飛機約有(you)(you)5%的(de)鎂(mei)合金(jin)(jin)(jin)構(gou)(gou)件,一(yi)枚導彈一(yi)般(ban)消耗100~200公(gong)斤鎂(mei)合金(jin)(jin)(jin)。鎂(mei)是(shi)其他(ta)合金(jin)(jin)(jin)(特別(bie)是(shi)鋁合金(jin)(jin)(jin))的(de)主要組(zu)分,它與其他(ta)元素配合能使鋁合金(jin)(jin)(jin)熱處理(li)強化;球墨(mo)鑄鐵用(yong)鎂(mei)作(zuo)球化劑(ji);而有(you)(you)些(xie)金(jin)(jin)(jin)屬(如鈦和鋯)生(sheng)產又用(yong)鎂(mei)作(zuo)還原劑(ji);鎂(mei)是(shi)燃燒彈和照(zhao)明彈不能缺少的(de)組(zu)成物;鎂(mei)粉是(shi)節日煙花必需的(de)原料(liao);鎂(mei)是(shi)核工業上(shang)的(de)結構(gou)(gou)材(cai)(cai)料(liao)或包裝(zhuang)材(cai)(cai)料(liao);鎂(mei)肥能促使植物對磷的(de)吸收利用(yong),缺鎂(mei)植物則生(sheng)長趨于(yu)停(ting)滯。鎂(mei)在人民生(sheng)活(huo)中(zhong)占有(you)(you)重要地(di)位的(de)一(yi)種(zhong)基礎材(cai)(cai)料(liao)。
植物(wu)用途:鎂(mei)主(zhu)要存在(zai)于幼(you)嫩(nen)器官和(he)組織(zhi)中(zhong),植物(wu)成熟時(shi)則集(ji)中(zhong)于種子。鎂(mei)離(li)(li)子在(zai)光(guang)合(he)(he)和(he)呼吸過程(cheng)中(zhong),可以(yi)活(huo)(huo)化(hua)各種磷(lin)酸(suan)變(bian)位酶(mei)和(he)磷(lin)酸(suan)激(ji)酶(mei)。同樣(yang),鎂(mei)也可以(yi)活(huo)(huo)化(hua)DNA和(he)RNA的(de)合(he)(he)成過程(cheng)。鎂(mei)是葉綠(lv)素(su)的(de)合(he)(he)成成分之(zhi)一(yi)。缺乏鎂(mei),葉綠(lv)素(su)即(ji)不能合(he)(he)成,葉脈仍綠(lv)而葉脈之(zhi)間變(bian)黃,有(you)時(shi)呈(cheng)紅紫(zi)色。若缺鎂(mei)嚴重,則形(xing)成褐(he)斑壞死。在(zai)植物(wu)體內以(yi)離(li)(li)子或有(you)機(ji)物(wu)結合(he)(he)的(de)形(xing)式(shi)存在(zai)。鎂(mei)是葉綠(lv)素(su)的(de)組分,也是許(xu)多酶(mei)的(de)活(huo)(huo)化(hua)劑,在(zai)光(guang)合(he)(he)磷(lin)酸(suan)化(hua)中(zhong)是氫(qing)離(li)(li)子的(de)主(zhu)要對應離(li)(li)子。
鎂是(shi)人體(ti)(ti)細(xi)胞(bao)(bao)內(nei)的(de)(de)主要(yao)陽離(li)子,濃集于線(xian)粒體(ti)(ti)中,僅次于鉀和磷,在細(xi)胞(bao)(bao)外(wai)液僅次于鈉(na)和鈣居第三位,是(shi)體(ti)(ti)內(nei)多種(zhong)細(xi)胞(bao)(bao)基本生化反應的(de)(de)必(bi)需(xu)物質。正(zheng)常成人身(shen)體(ti)(ti)總鎂含量約25g,其中60%~65%存在于骨、齒(chi),27%分布(bu)于軟組織。鎂主要(yao)分布(bu)于細(xi)胞(bao)(bao)內(nei),細(xi)胞(bao)(bao)外(wai)液的(de)(de)鎂不超過(guo)1%。在鈣、維生素C、磷、鈉(na)、鉀等的(de)(de)代謝上,鎂是(shi)必(bi)要(yao)的(de)(de)物質,在神經肌肉的(de)(de)機能正(zheng)常運作、血(xue)糖轉(zhuan)化等過(guo)程(cheng)中扮演(yan)著(zhu)重要(yao)角色(se)。
鎂(mei)(mei)是(shi)一種(zhong)參與(yu)(yu)生物(wu)體正(zheng)常生命(ming)活(huo)動及(ji)(ji)新陳代謝過(guo)程必不可(ke)少的(de)(de)(de)元素(su)。鎂(mei)(mei)影響細胞(bao)(bao)的(de)(de)(de)多種(zhong)生物(wu)功能:影響鉀離子(zi)(zi)和(he)(he)(he)鈣離子(zi)(zi)的(de)(de)(de)轉運,調(diao)控(kong)信號的(de)(de)(de)傳遞,參與(yu)(yu)能量代謝、蛋白質(zhi)和(he)(he)(he)核(he)酸(suan)(suan)(suan)的(de)(de)(de)合成;可(ke)以通(tong)過(guo)絡(luo)合負(fu)電荷(he)基團,尤(you)其核(he)苷酸(suan)(suan)(suan)中的(de)(de)(de)磷酸(suan)(suan)(suan)基團來發揮維持物(wu)質(zhi)的(de)(de)(de)結構和(he)(he)(he)功能;催(cui)化酶的(de)(de)(de)激活(huo)和(he)(he)(he)抑制及(ji)(ji)對(dui)細胞(bao)(bao)周期(qi)、細胞(bao)(bao)增殖及(ji)(ji)細胞(bao)(bao)分化的(de)(de)(de)調(diao)控(kong);鎂(mei)(mei)還(huan)參與(yu)(yu)維持基因組的(de)(de)(de)穩定(ding)性,并且(qie)還(huan)與(yu)(yu)機體氧化應激和(he)(he)(he)腫瘤發生有關。
鎂(mei)(mei)的(de)吸收(shou)代謝:成(cheng)人身體總鎂(mei)(mei)含量約25g,其中(zhong)(zhong)60%~65%存在于骨、齒,27%分(fen)布(bu)于軟組織。膳食(shi)中(zhong)(zhong)促(cu)進鎂(mei)(mei)吸收(shou)的(de)成(cheng)分(fen)主(zhu)要有氨(an)基酸(suan)、乳糖等;抑制(zhi)鎂(mei)(mei)吸收(shou)的(de)主(zhu)要成(cheng)分(fen)有過多的(de)磷、草酸(suan)、植酸(suan)和膳食(shi)纖維等。成(cheng)人從膳食(shi)中(zhong)(zhong)攝入的(de)鎂(mei)(mei)大量從膽汁、胰液和腸液分(fen)泌到腸道,其中(zhong)(zhong)60%~70%隨糞便(bian)排出,部分(fen)從汗和脫落的(de)皮(pi)膚細胞丟失。
鎂(mei)離(li)(li)子(zi)(zi)是生物(wu)(wu)機體中含量(liang)較多的(de)一種正離(li)(li)子(zi)(zi),其(qi)量(liang)在(zai)整(zheng)體中僅次于(yu)(yu)鈣(gai)、鈉(na)、鉀而(er)居第(di)四位;鎂(mei)離(li)(li)子(zi)(zi)在(zai)細(xi)胞內的(de)含量(liang)則僅次于(yu)(yu)鉀離(li)(li)子(zi)(zi)而(er)居第(di)二位。整(zheng)粒的(de)種子(zi)(zi)、未經(jing)碾磨的(de)谷物(wu)(wu)、青(qing)葉蔬菜、豆(dou)類和(he)堅(jian)果是日(ri)糧鎂(mei)最為豐富的(de)來源(yuan);魚、肉(rou)、奶和(he)水果中鎂(mei)含量(liang)較低(di);經(jing)過(guo)加工的(de)食(shi)物(wu)(wu),在(zai)加工過(guo)程中鎂(mei)幾乎全部損失。肌酸(suan)六(liu)磷(lin)酸(suan)、粗纖維(wei)、乙(yi)醇、過(guo)量(liang)的(de)磷(lin)酸(suan)鹽和(he)鈣(gai)離(li)(li)子(zi)(zi)削弱了鎂(mei)的(de)吸收,這可(ke)能是因為降低(di)了內腔鎂(mei)的(de)濃度。
鎂屬于人體(ti)營養素(su)——礦(kuang)物質元(yuan)素(su)中的一種(zhong),屬于礦(kuang)物質的常(chang)量元(yuan)素(su)類。人體(ti)中的鎂60~65%存(cun)在于骨(gu)骼和牙齒中,27%存(cun)在于軟組織中,細胞內鎂離子僅占1%,多以活(huo)性形式(shi)Mg2+-ATP形式(shi)存(cun)在。
1、作(zuo)為酶(mei)的(de)(de)激活劑(ji),參與300種以上(shang)的(de)(de)酶(mei)促(cu)反應。糖酵解、脂肪酸氧化、蛋白質(zhi)的(de)(de)合(he)成(cheng)、核酸代(dai)謝等需(xu)要(yao)鎂離子參加。
2、促(cu)進(jin)骨(gu)(gu)的(de)形(xing)成。在骨(gu)(gu)骼中僅次于鈣、磷,是骨(gu)(gu)細胞結構和功能所必需的(de)元素(su),對(dui)促(cu)進(jin)骨(gu)(gu)形(xing)成和骨(gu)(gu)再生,維(wei)持骨(gu)(gu)骼和牙齒(chi)的(de)強度和密度具有重要(yao)作用。
3、調節(jie)神(shen)經肌肉(rou)的興(xing)奮(fen)性。能抑制鉀、鈣(gai)通道。鎂、鈣(gai)、鉀離(li)子協同維持神(shen)經肌肉(rou)的興(xing)奮(fen)性。血中鎂過低或鈣(gai)過低,興(xing)奮(fen)性均增(zeng)高(gao);反之(zhi)則有鎮靜(jing)作用。
4、維護胃腸道和激素的(de)功能。
5、鎂也是(shi)重(zhong)要的神經傳導(dao)物(wu)質,它可以讓肌肉放松下來;與含鈣食品(pin)一同補充,能促進鈣的吸收(shou)。
中(zhong)國營養學會建議(yi),成年男性每天約需鎂350毫(hao)(hao)克,成年女性約為300毫(hao)(hao)克,孕婦以及喂奶(nai)期女性約為450毫(hao)(hao)克,2~3歲(sui)兒童(tong)為150毫(hao)(hao)克,3~6歲(sui)為200毫(hao)(hao)克。可(ke)耐受最高攝(she)入量(UL)定為700mg/d。
鎂(mei)缺乏在臨(lin)床上主要(yao)表(biao)現(xian)為(wei)情(qing)緒不安(an)、易激動、手足抽(chou)搐、反(fan)射亢進等,正常情(qing)況(kuang)下(xia),由于腎(shen)的調節(jie)作用,口(kou)(kou)服(fu)過量的鎂(mei)一般不會發(fa)生鎂(mei)中毒。當腎(shen)功能不全時,大量口(kou)(kou)服(fu)鎂(mei)可引起鎂(mei)中毒,表(biao)現(xian)為(wei)腹痛、腹瀉(xie)、嘔吐(tu)、煩渴、疲(pi)乏無(wu)力,嚴重者(zhe)出現(xian)呼吸困難、紫紺、瞳(tong)孔(kong)散大等。
鎂廣泛分布于植物中,肌肉和臟器中較多,乳制品中較少。動物性食品中鎂的利用率較高,達30%~40%,植物性食品中鎂的利用率較低。
食物中(zhong)的(de)(de)(de)鎂在(zai)整個(ge)腸道(dao)均可被吸(xi)收(shou),但(dan)主(zhu)要是在(zai)空腸末端與回腸部(bu)位吸(xi)收(shou),吸(xi)收(shou)率一般約(yue)為30%。可通過(guo)被動擴散和(he)(he)耗能的(de)(de)(de)主(zhu)動吸(xi)收(shou)兩種機(ji)制(zhi)吸(xi)收(shou)。健(jian)康成(cheng)人從(cong)(cong)食物中(zhong)攝(she)入(ru)的(de)(de)(de)鎂大(da)量(liang)從(cong)(cong)膽(dan)汁、胰(yi)液(ye)(ye)和(he)(he)腸液(ye)(ye)分泌到腸道(dao),其中(zhong)60%~70%隨糞便排(pai)出,部(bu)分從(cong)(cong)汗和(he)(he)脫落的(de)(de)(de)皮膚(fu)細(xi)胞丟失,其余從(cong)(cong)尿(niao)中(zhong)排(pai)出,每(mei)天(tian)約(yue)排(pai)出50~120mg,約(yue)占(zhan)攝(she)入(ru)量(liang)的(de)(de)(de)1/3~1/2。
鎂缺(que)乏(fa)可(ke)致(zhi)血清鈣下(xia)降(jiang),神經(jing)肌肉興奮(fen)性(xing)亢進;對血管功能可(ke)能有(you)(you)(you)潛在(zai)的(de)影響,有(you)(you)(you)人報告低鎂血癥患(huan)者可(ke)有(you)(you)(you)房室(shi)(shi)性(xing)早搏、房顫以(yi)(yi)及室(shi)(shi)速(su)與室(shi)(shi)顫,半數(shu)有(you)(you)(you)血壓升高;鎂對骨(gu)礦(kuang)物(wu)質的(de)內穩態有(you)(you)(you)重要作用,鎂缺(que)乏(fa)可(ke)能是絕經(jing)后骨(gu)質疏(shu)松(song)癥的(de)一(yi)種危險因素;少數(shu)研究表明鎂耗竭(jie)可(ke)以(yi)(yi)導致(zhi)胰島素抵抗。
鈣代謝異常。
造成神(shen)經(jing)系(xi)統問題,如記憶力衰(shuai)退、神(shen)經(jing)錯亂、抑郁癥(zheng)、幻覺(jue)、肌肉震(zhen)顫等。
影響心(xin)臟、骨骼及胃腸道等(deng)器官功能(neng)。
引(yin)致肌肉無力、抽筋等肌肉問題。
輕度缺鎂(mei)(mei)時(shi),可由飲食或口服(fu)補(bu)充(chong)鎂(mei)(mei)劑(ji),可給(gei)(gei)(gei)予(yu)氧化鎂(mei)(mei)或用氫氧化鎂(mei)(mei),為避免(mian)(mian)腹瀉可與(yu)氫氧化鋁膠聯用。口服(fu)不(bu)能耐(nai)受或不(bu)能吸收時(shi),可采用肌(ji)肉注(zhu)射(she)鎂(mei)(mei)劑(ji),一般(ban)采用20%~50%硫(liu)酸(suan)鎂(mei)(mei)。靜(jing)脈(mo)給(gei)(gei)(gei)鎂(mei)(mei)時(shi)需注(zhu)意(yi)急性鎂(mei)(mei)中(zhong)毒的發生,以(yi)免(mian)(mian)引起心(xin)搏驟停(ting)。故避免(mian)(mian)給(gei)(gei)(gei)鎂(mei)(mei)過多、過快,如遇鎂(mei)(mei)中(zhong)毒,應給(gei)(gei)(gei)注(zhu)射(she)葡萄糖酸(suan)鈣或氯化鈣對抗之。
鎂是(shi)最輕的(de)結構金(jin)(jin)屬材料之(zhi)一,又具有比強度和比剛度高、阻尼性和切削性好、易(yi)于(yu)回收等優(you)點(dian)。國內外將(jiang)鎂合(he)金(jin)(jin)應用(yong)(yong)于(yu)汽(qi)車行(xing)業,以減重、節能、降低污(wu)染,改善環境。發(fa)達國家(jia)汽(qi)車百公里耗(hao)油最終將(jiang)實現3L目(mu)標,歐洲汽(qi)車用(yong)(yong)鎂占(zhan)鎂總(zong)消耗(hao)量的(de)14%,預計今(jin)后(hou)將(jiang)以15~20%的(de)速度遞增,2005年(nian)將(jiang)達到20萬噸。
與塑料(liao)(liao)相比(bi)(bi),鎂(mei)合(he)金具有(you)重(zhong)量輕、比(bi)(bi)強度高、減(jian)振性(xing)好、熱(re)疲勞性(xing)能(neng)好、不(bu)易老化(hua),又有(you)良好的(de)導(dao)熱(re)性(xing)、電(dian)磁屏蔽能(neng)力強、非常好的(de)壓鑄工藝性(xing)能(neng),尤(you)其易于回收(shou)等(deng)(deng)優點,是替代(dai)鋼鐵、鋁合(he)金和工程塑料(liao)(liao)的(de)新(xin)一代(dai)高性(xing)能(neng)結構材料(liao)(liao)。為適應電(dian)子(zi)、通(tong)訊器件高度集成化(hua)和輕薄小(xiao)型化(hua)的(de)發展趨(qu)勢,鎂(mei)合(he)金是交通(tong)、電(dian)子(zi)信息(xi)、通(tong)訊、計算機(ji)、聲像器材、手提工具、電(dian)機(ji)、林業、紡(fang)織、核動力裝置等(deng)(deng)產(chan)品外殼的(de)理想材料(liao)(liao)。發達國(guo)家非常重(zhong)視鎂(mei)合(he)金開發與應用(yong),尤(you)其在汽(qi)車零部件、筆記本電(dian)腦等(deng)(deng)便攜電(dian)子(zi)產(chan)品的(de)應用(yong),每年(nian)以(yi)20%的(de)速(su)度增長,非常引人(ren)注(zhu)目(mu),發展趨(qu)勢驚人(ren)。
金(jin)(jin)屬(shu)鎂是(shi)鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)中的主要合(he)金(jin)(jin)元素,世(shi)界年(nian)需求量(liang)在15萬(wan)(wan)噸(dun)左右,2000年(nian)中國鋁(lv)合(he)金(jin)(jin)生產290萬(wan)(wan)噸(dun),用鎂作合(he)金(jin)(jin)元素,每年(nian)約(yue)需1.01萬(wan)(wan)噸(dun)。
隨著汽車工(gong)業、石油、天然氣管線、海洋鉆井平(ping)臺,橋梁建筑等(deng)領域用(yong)高強度低(di)硫(liu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的需求不斷增加,中國鞍鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、寶鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、武鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、本鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、包鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、攀鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、首鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)等(deng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)廠已經用(yong)鎂粉深脫硫(liu),獲(huo)得優質鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),取得良(liang)好(hao)效果。鎂粉用(yong)于鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鐵(tie)脫硫(liu)具有潛(qian)在市場。此(ci)外(wai),鎂粉還(huan)用(yong)于制造化工(gong)產品、藥品、煙火、信號、照明彈等(deng)材(cai)料、金屬還(huan)原劑、油漆涂(tu)料、焊絲(si)以及供球墨鑄鐵(tie)用(yong)球化劑等(deng)。
鎂犧牲陽極作(zuo)為(wei)有(you)效的防止金(jin)屬腐(fu)蝕(shi)的方法(fa)之一(yi),可廣(guang)泛用在地下(xia)鐵制管道(dao)(dao)、石油管道(dao)(dao)、儲罐(guan)、海上(shang)設施、裝備(bei)、民(min)用等。
鎂(mei)合金(jin)型(xing)材、管材用作自行車架、輪椅、康復和醫療(liao)器械等。
鎂是可以(yi)在(zai)空氣中(zhong)燃燒(shao)的(de),燃燒(shao)時火花(hua)四射,十分美麗,因此(ci)煙花(hua)中(zhong)通常都摻有一定量的(de)鎂粉,來達到美觀的(de)效果。
現(xian)代戰(zhan)(zhan)爭需(xu)要(yao)軍隊(dui)具(ju)有(you)遠(yuan)程快速部署運動的(de)能力,要(yao)求武器(qi)裝(zhuang)備輕(qing)(qing)(qing)量(liang)化,在手持式武器(qi)、裝(zhuang)甲(jia)戰(zhan)(zhan)車(che)、運輸車(che)、航空制導武器(qi)上將大量(liang)采用輕(qing)(qing)(qing)金(jin)屬材(cai)料。輕(qing)(qing)(qing)量(liang)化是提(ti)高武器(qi)裝(zhuang)備作戰(zhan)(zhan)性能的(de)重(zhong)要(yao)方向。鎂(mei)所具(ju)有(you)的(de)輕(qing)(qing)(qing)質特性決定了鎂(mei)合(he)金(jin)是生(sheng)產航天器(qi)、軍用飛機、導彈(dan)、高機動性能戰(zhan)(zhan)車(che)、船舶(bo)的(de)必不可少的(de)結構材(cai)料,因此(ci),大力開發鎂(mei)合(he)金(jin)應用范圍是國防現(xian)代化的(de)需(xu)要(yao)。
工(gong)業(ye)發展(zhan)(zhan):20世(shi)紀50年(nian)代以前(qian),鎂(mei)(mei)(mei)的發展(zhan)(zhan)依附于(yu)(yu)軍事工(gong)業(ye),20世(shi)紀60年(nian)代以后,由于(yu)(yu)金(jin)屬鎂(mei)(mei)(mei)在民用(yong)市(shi)場和空(kong)間技術(shu)的應(ying)用(yong)得到發展(zhan)(zhan),于(yu)(yu)是推(tui)動了(le)鎂(mei)(mei)(mei)的平(ping)衡增長(chang)。近幾(ji)年(nian)來(lai)隨(sui)著鎂(mei)(mei)(mei)合金(jin)在交(jiao)通(tong)、電(dian)子(zi)及通(tong)信(xin)等領域應(ying)用(yong)的增長(chang),世(shi)界(jie)鎂(mei)(mei)(mei)的消費(fei)在逐(zhu)年(nian)上升并增長(chang)迅速。全(quan)世(shi)界(jie)(除中國(guo)外)有10個(ge)國(guo)家即美國(guo)、加拿(na)大、挪威、俄羅斯(si)、法國(guo)、意大利、前(qian)南斯(si)拉夫(fu)、巴(ba)西、印度、朝鮮生產金(jin)屬鎂(mei)(mei)(mei)。2004年(nian),世(shi)界(jie)金(jin)屬鎂(mei)(mei)(mei)開采量為58.4萬(wan)(wan)(wan)噸(dun),其中,中國(guo)42.6萬(wan)(wan)(wan)噸(dun),加拿(na)大5.4萬(wan)(wan)(wan)噸(dun),俄羅斯(si)5萬(wan)(wan)(wan)噸(dun),以色列2.8萬(wan)(wan)(wan)噸(dun),哈薩(sa)克斯(si)坦(tan)1.8萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)。
20世紀90年(nian)代以(yi)來,市場(chang)經濟(ji)拉動了(le)中(zhong)國(guo)鎂工業(ye)的(de)(de)發展。在90年(nian)代的(de)(de)10年(nian)間,中(zhong)國(guo)原鎂產(chan)量增(zeng)(zeng)長了(le)37倍,特(te)別(bie)是1995~2000年(nian),年(nian)平均增(zeng)(zeng)長率為(wei)15.84%,大大高于(yu)西方世界的(de)(de)增(zeng)(zeng)長率。中(zhong)國(guo)已成為(wei)世界上最大的(de)(de)原鎂生產(chan)國(guo)和出口國(guo)。
2006年1~12月(yue),全(quan)國共產金屬鎂(mei)613084.94噸,同比增長32.23%;2007年1~12月(yue),全(quan)國共產金屬鎂(mei)(鎂(mei))670130.87噸,同比增長24.12%;2008年1~10月(yue),全(quan)國共產金屬鎂(mei)(鎂(mei))539498.36噸,同比增長6.59%。
皮(pi)膚接觸:脫(tuo)去污染的衣著,用肥皂水和(he)清水徹底沖洗皮(pi)膚。如(ru)有不適感,就(jiu)醫。
眼睛接觸:提(ti)起(qi)眼瞼,用流動清水(shui)或生理鹽水(shui)沖洗。如有不適感,就醫。
吸(xi)(xi)入:迅速脫離現場至(zhi)空氣新鮮(xian)處(chu)。保持呼(hu)(hu)吸(xi)(xi)道(dao)通暢(chang)。如(ru)呼(hu)(hu)吸(xi)(xi)困難,給輸(shu)氧。呼(hu)(hu)吸(xi)(xi)、心跳停止,立(li)即進行心肺復蘇術。就醫。
食入:飲(yin)足(zu)量溫水(shui),催(cui)吐(tu)。就醫。
危險特性:易燃,燃燒時產生強烈(lie)(lie)的(de)白光并放出高熱(re)。遇水或潮(chao)氣猛烈(lie)(lie)反(fan)應放出氫(qing)氣,大量放熱(re),引起燃燒或爆(bao)(bao)炸(zha)。遇氯、溴(xiu)、碘(dian)、硫、磷、砷、和氧(yang)化(hua)劑劇烈(lie)(lie)反(fan)應,有燃燒、爆(bao)(bao)炸(zha)危險。粉體與空氣可(ke)形成爆(bao)(bao)炸(zha)性混合物(wu),當達到一定濃度時,遇火(huo)星會發生爆(bao)(bao)炸(zha)。
有害(hai)燃燒產物:氧(yang)化(hua)鎂。
滅火(huo)方(fang)法:消防人員必須佩戴空(kong)氣(qi)呼吸器、穿(chuan)全身防火(huo)防毒服,在上(shang)風(feng)向滅火(huo)。盡可能將容器從火(huo)場移(yi)至(zhi)空(kong)曠(kuang)處。噴水保(bao)(bao)持火(huo)場容器冷卻,直(zhi)至(zhi)滅火(huo)結束(shu)。嚴禁用水、泡沫、二氧化碳(tan)撲救。施(shi)救時對眼睛(jing)和(he)皮膚(fu)須加保(bao)(bao)護,以免飛來熾(chi)粒燒傷(shang)身體、鎂(mei)光灼傷(shang)視(shi)力。
隔離泄(xie)漏污(wu)染(ran)區(qu),限(xian)制出入。消除所(suo)有點火源。建(jian)議應急(ji)處理人員(yuan)戴(dai)防(fang)塵(chen)口(kou)罩,戴(dai)防(fang)塵(chen)口(kou)罩,穿防(fang)靜電服。禁(jin)止(zhi)接觸(chu)或跨越泄(xie)漏物(wu)。盡可(ke)能切斷泄(xie)漏源。嚴(yan)禁(jin)用水處理。
小量泄漏:用(yong)(yong)干燥(zao)的砂土或(huo)其(qi)他(ta)不燃材料(liao)(liao)覆(fu)蓋泄漏物(wu),然后用(yong)(yong)塑料(liao)(liao)布覆(fu)蓋,減少飛散、避免雨淋。
粉末泄(xie)漏:用塑料(liao)布或(huo)帆布覆蓋泄(xie)漏物,減(jian)少飛(fei)散(san),保持干燥。在專家指導下清除。
工(gong)程(cheng)控制(zhi):密閉操作。提供安全淋浴和洗眼設備。
呼吸系統防護:作業時,應(ying)該佩戴過濾式防塵(chen)呼吸器。必要時配戴空氣呼吸器。
眼(yan)睛(jing)防(fang)護:戴(dai)化學安全(quan)防(fang)護眼(yan)鏡。
身體(ti)防護:穿防靜電工作服。
手(shou)防護(hu):戴(dai)一(yi)般作業防護(hu)手(shou)套。
其他防護:工作現場嚴禁吸煙。保持良好的衛生習慣(guan)。
操(cao)作(zuo)注(zhu)(zhu)意事項:加強局(ju)部排(pai)風。操(cao)作(zuo)人員必須經過(guo)(guo)專門培訓,嚴格遵守操(cao)作(zuo)規程。建(jian)議操(cao)作(zuo)人員佩戴(dai)自吸過(guo)(guo)濾式防(fang)塵(chen)口罩(zhao),戴(dai)化學安全防(fang)護眼鏡,穿防(fang)靜(jing)電(dian)工作(zuo)服(fu)。遠離火種、熱源(yuan),工作(zuo)場所(suo)嚴禁(jin)吸煙。使用防(fang)爆(bao)型(xing)的(de)通風系統(tong)和(he)設備。避免(mian)產生粉塵(chen)。避免(mian)與(yu)氧化劑、酸(suan)類、鹵(lu)素、氯(lv)代烴接觸。尤其要注(zhu)(zhu)意避免(mian)與(yu)水接觸。在氮氣中操(cao)作(zuo)處置。搬(ban)運時要輕(qing)裝輕(qing)卸,防(fang)止包裝及容器損壞。配(pei)備相應品(pin)種和(he)數(shu)量(liang)的(de)消防(fang)器材及泄漏應急處理設備。倒空(kong)的(de)容器可能殘留有害物。
儲存注(zhu)意(yi)事(shi)項:儲存于陰涼、干燥、通風良好的(de)專(zhuan)用庫房內(nei),遠離火(huo)種、熱源。庫溫不超(chao)過(guo)32℃,相(xiang)對濕度不超(chao)過(guo)75%。包裝要求(qiu)密封,不可與空氣(qi)接觸。應(ying)與氧化劑、酸(suan)類、鹵素、氯(lv)代烴(jing)等分開存放,切忌(ji)混儲。采用防爆型照明、通風設(she)施。禁止使(shi)用易(yi)產(chan)生火(huo)花(hua)的(de)機械設(she)備和工具(ju)。儲區應(ying)備有合適的(de)材料收容泄漏(lou)物(wu)。
包裝方法(fa):塑料(liao)袋(dai)(dai)或(huo)(huo)二層牛皮紙袋(dai)(dai)外全開(kai)口或(huo)(huo)中(zhong)(zhong)開(kai)口鋼(gang)桶(tong)(tong)(鋼(gang)板(ban)厚(hou)0.75毫(hao)米(mi),每桶(tong)(tong)凈(jing)重不超過(guo)100公(gong)斤);塑料(liao)袋(dai)(dai)或(huo)(huo)二層牛皮紙袋(dai)(dai)外全開(kai)口或(huo)(huo)中(zhong)(zhong)開(kai)口鋼(gang)桶(tong)(tong)(鋼(gang)板(ban)厚(hou)0.5毫(hao)米(mi),每桶(tong)(tong)凈(jing)重不超過(guo)50公(gong)斤);金(jin)屬桶(tong)(tong)(罐(guan))或(huo)(huo)塑料(liao)桶(tong)(tong)外花(hua)格箱;螺紋口玻璃瓶(ping)(ping)、鐵(tie)蓋壓(ya)口玻璃瓶(ping)(ping)、塑料(liao)瓶(ping)(ping)或(huo)(huo)金(jin)屬桶(tong)(tong)(罐(guan))外普通木箱。
運(yun)(yun)輸注意事項:運(yun)(yun)輸時(shi)運(yun)(yun)輸車輛應(ying)配備相(xiang)應(ying)品種和數量的消防器材及泄漏應(ying)急(ji)處理設備。裝運(yun)(yun)該品的車輛排氣(qi)管須有阻火裝置。運(yun)(yun)輸過程中(zhong)要確保容器不泄漏、不倒(dao)塌、不墜落、不損壞。嚴禁與氧化(hua)(hua)劑、酸(suan)類、鹵(lu)素(su)、氯代(dai)烴、食用化(hua)(hua)學品、等(deng)混裝混運(yun)(yun)。運(yun)(yun)輸途中(zhong)應(ying)防曝曬、雨淋,防高溫(wen)。中(zhong)途停留時(shi)應(ying)遠離(li)火種、熱源。運(yun)(yun)輸用車、船必須干燥,并有良好的防雨設施。車輛運(yun)(yun)輸完畢應(ying)進行(xing)徹底清掃(sao)。鐵(tie)路運(yun)(yun)輸時(shi)要禁止溜放(fang)。