前途廣闊的輕金屬——鎂

2020-12-14 新華網客戶端

鎂是化學元素之一,屬於元素周期表上的IIA族鹼土元素,元素符號Mg,原子序數12。鎂是銀白色的,外觀似鋁,質量較輕,延展性較好。

 

 

鎂在自然界中的儲量非常豐富,是自然界中分布最廣的元素之一,它在地殼中的含量高達2.7%,在其前列的僅有氧、矽、鋁、鐵、鈣這五種元素。除了地殼之外,海水中的鎂含量也相當豐富,1立方米的海水中就含有1.3kg鎂。因為鎂的化學活性高,所以鎂都是以化合物形式存在於自然界中,通常可以通過電解法或熱還原法製成金屬鎂,但是需要嚴密保存。除了海水之外,鎂元素化合物主要存在於白雲石、菱鎂礦、光滷石礦、橄欖石礦、鹽礦等各類礦石當中,另外,鹽湖中的鎂元素也較為豐富。

鎂金屬能夠和其他金屬共同合成某些特殊的合金,這類合金能表現出不同於金屬鎂的特性,具有非常廣泛的用途。鎂合金是目前世界上最輕質的商業金屬工程結構材料之一。其中,鎂和同樣有著較好延展性的金屬鋁形成的鎂鋁合金,不僅保存了原有輕質的特點,而且非常結實,在國防、建築、航天等領域都發揮著非常重要的作用。由於鎂燃燒時會發出強烈的白光並釋放出大量的熱量,還可以用於製造照明彈,還能作為火箭的燃料。工業上,鎂可以作為還原劑,通過氧化還原反應冶煉出一些稀有金屬。

目前,市場上需求量最大的含鎂化合物是氧化鎂,它是一種非常高效的鹼性耐火材料,能夠承受2000℃以上的高溫。氧化鎂製成的鎂磚常用於工業上各類窯爐中,比如鹼性煉鋼平爐、鹼性冶金爐和水泥窯的爐襯,起到很好的高溫防護作用。氧化鎂粉末還能和氯化鎂或硫酸鎂溶液混合製成鎂氧水泥,在其中加入其他的填充料可製造各類建築材料,強度表現非常高。豆腐是我國傳統美食,在製作豆腐過程中使用的滷水主要成分就是氯化鎂,能夠讓豆汁凝固起來。

同時,鎂還是人體內300多種酶的輔助因子,能調節肌肉和神經的興奮性,還參與骨骼構建、血糖控制、血壓調節、激素分泌等過程。鎂攝入不足、吸收障礙或者排洩增加都可能導致鎂缺乏,引起食欲不振、噁心、嘔吐、疲勞和虛弱。隨著缺乏量的增多,還可能出現麻木、刺痛、肌肉痙攣、心律失常等,甚至導致低鈣血症、低鉀血症。

鎂在我們的日常生活中佔據著非常重要的地位,在農業、工業、食品業甚至是醫藥業上,都給人們帶來了極大便利。但也要特別注意活性較強的金屬鎂的危險性,做到安全、規範的保管和使用。

本作品為「科普中國-科學原理一點通」原創,轉載時務請註明出處。

作者: 尹佳   [責任編輯: 李浩]

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