แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์: โครงสร้างคุณสมบัติระบบการตั้งชื่อการใช้งาน - เคมี - 2026

ไฮดรอกไซแมกนีเซียมเป็นสารอนินทรีมี สูตรทางเคมี Mg _(OH) 2 ในรูปแบบที่บริสุทธิ์มันเป็นของแข็งสีขาวทึบที่มีลักษณะไม่สัณฐาน อย่างไรก็ตามด้วยสิ่งเจือปนที่มีขนาดเล็กและแน่นอนมันจะเปลี่ยนเป็นบรูไซท์ที่เป็นผลึกซึ่งเป็นแร่ธาตุที่พบในแหล่งสะสมบางชนิดในธรรมชาติและเป็นแหล่งแมกนีเซียมที่อุดมสมบูรณ์

เป็นอิเล็กโทรไลต์หรือเบสที่อ่อนแอดังนั้นการแยกตัวของมันจึงมีน้ำน้อย คุณสมบัตินี้ทำให้ Mg (OH) ₂เป็นสารทำให้เป็นกลางความเป็นกรดที่ดีสำหรับการบริโภคของมนุษย์ วิธีการรักษาที่รู้จักกันแพร่หลายในชื่อของสารแขวนลอยแมกนีเซีย นอกจากนี้ยังเป็นสารหน่วงไฟโดยการปล่อยน้ำในระหว่างการสลายตัวด้วยความร้อน

ตัวอย่างที่เป็นของแข็งของแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ ที่มา: Chemicalinterest

ในภาพด้านบนมีการแสดงของแข็งแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ซึ่งสามารถชื่นชมสีขาวขุ่นได้ ยิ่งพวกมันเป็นผลึกมากเท่าไหร่พวกมันก็จะพัฒนาพื้นผิวที่เหมือนแก้วและไข่มุก

โครงสร้างผลึกมีความแปลกเนื่องจากสร้างผลึกหกเหลี่ยมสองชั้นซึ่งเป็นรูปแบบที่มีแนวโน้มสำหรับการออกแบบวัสดุใหม่ ประจุบวกของพวกเขามีบทบาทสำคัญในชั้นนี้เนื่องจากทดแทนมิลลิกรัม^{2 +}โดยไพเพอร์ trivalent และสายพันธุ์ที่ถูกคุมขังระหว่างผนังประกอบด้วย OH ^-แอนไอออน

ในทางกลับกันการใช้งานอื่น ๆ ได้มาซึ่งขึ้นอยู่กับสัณฐานวิทยาของอนุภาคที่เตรียมไว้หรืออนุภาคนาโน เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาหรือตัวดูดซับ ในทั้งหมดของพวกเขาที่อัตราส่วน 1: 2 จะถูกเก็บไว้คงที่สำหรับ Mg ²⁺ : OH ^-ไอออนสะท้อนให้เห็นในสูตรเดียวกัน Mg (OH) 2

โครงสร้าง

สูตรและรูปแปดเหลี่ยม

ไอออนที่ประกอบเป็นแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ ที่มา: Claudio Pistilli

ด้านบนแสดงให้เห็นภาพไอออนที่ทำขึ้น Mg _(OH) 2 ดังที่เห็นได้ว่ามี OH ^-แอนไอออนสองตัวสำหรับไอออนบวก Mg ²⁺แต่ละตัวซึ่งทำปฏิกิริยากับไฟฟ้าสถิตเพื่อกำหนดผลึกที่มีโครงสร้างหกเหลี่ยม สูตรเดียวกันระบุว่าอัตราส่วน Mg: OH คือ 1: 2

อย่างไรก็ตามโครงสร้างผลึกที่แท้จริงนั้นซับซ้อนกว่าการสมมติ Mg ²⁺และ OH ^-ไอออนอย่างง่าย ในความเป็นจริงแมกนีเซียมมีลักษณะเฉพาะคือมีเลขโคออร์ดิเนชันเป็น 6 ดังนั้นจึงสามารถโต้ตอบกับ OH ^-ได้มากถึงหกตัว

ดังนั้นจึงเกิดรูปแปดเหลี่ยม Mg (OH) ₆ซึ่งเห็นได้ชัดว่าอะตอมของออกซิเจนมาจาก OH ^- ; และโครงสร้างคริสตัลก็ขึ้นอยู่กับการพิจารณารูปแปดเหลี่ยมดังกล่าวและวิธีที่พวกมันมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน

ในความเป็นจริงหน่วย Mg (OH) ₆จบลงด้วยการกำหนดโครงสร้างสองชั้นซึ่งในทางกลับกันจะถูกจัดเรียงในช่องว่างเพื่อสร้างผลึกหกเหลี่ยม

สองชั้น

โครงสร้างสองชั้นของแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ ที่มา: Smokefoot

ภาพด้านบนแสดงโครงสร้างของชั้นสองชั้นของแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ (LDH สำหรับตัวย่อในภาษาอังกฤษ: Layered double hydroxides) ทรงกลมสีเขียวแสดงถึงไอออน Mg ²⁺ซึ่งผู้อื่นสามารถแทนที่ด้วยประจุไฟฟ้าที่สูงกว่าเพื่อสร้างประจุบวกในชั้น

โปรดสังเกตว่ารอบ ๆ Mg ²⁺แต่ละลูกจะมีลูกกลมสีแดงหกลูกที่เชื่อมต่อกับทรงกลมสีขาวตามลำดับ นั่นคือหน่วยแปดหน้า Mg (OH) ₆ . OH ^-ทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมระหว่าง Mg ²⁺ของระนาบที่แตกต่างกันซึ่งทำให้ชั้นต่างๆพันกัน

ในทำนองเดียวกันก็มีการตั้งข้อสังเกตว่าอะตอมไฮโดรเจนชี้ขึ้นและลงและส่วนใหญ่จะมีความรับผิดชอบสำหรับแรงระหว่างโมเลกุลถือสองชั้นของ Mg (OH) ₆หน่วยร่วมกัน

โมเลกุลที่เป็นกลาง (เช่นแอลกอฮอล์แอมโมเนียและไนโตรเจน) หรือแม้กระทั่งแอนไอออนสามารถอยู่ระหว่างชั้นเหล่านี้ได้ขึ้นอยู่กับว่ามีประจุบวกเพียงใด (หากมีไอออน Al ³⁺หรือ Fe ³⁺แทนที่ Mg ²⁺ ) ว่า "ฟิลเลอร์" ของสายพันธุ์เหล่านี้ถูกกักขังโดยพื้นผิวประกอบด้วย OH ^-แอนไอออน

รูปร่างลักษณะ

กระจกหกเหลี่ยมสองชั้นเติบโตช้าหรือเร็ว ทุกอย่างขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์การสังเคราะห์หรือการเตรียม: อุณหภูมิอัตราส่วนโมลาร์การกวนตัวทำละลายรีเอเจนต์เป็นแหล่งของแมกนีเซียมเบสหรือสารตกตะกอนเป็นต้น เมื่อคริสตัลเติบโตขึ้นจะกำหนดโครงสร้างจุลภาคหรือสัณฐานวิทยาของอนุภาคนาโนหรือมวลรวม

ดังนั้นอนุภาคนาโนเหล่านี้จึงสามารถมีรูปร่างคล้ายกะหล่ำดอกเกล็ดเลือดหรือรูปร่างคล้ายลูกโลก ในทำนองเดียวกันการกระจายของขนาดสามารถเปลี่ยนแปลงได้เช่นเดียวกับระดับความพรุนของของแข็งที่เกิดขึ้น

คุณสมบัติ

ลักษณะทางกายภาพ

เป็นของแข็งสีขาวเม็ดหรือผงและไม่มีกลิ่น

มวลโมลาร์

58.3197 ก. / โมล.

ความหนาแน่น

3.47 ก. / มล.

จุดหลอมเหลว

350 องศาเซลเซียส ที่อุณหภูมินี้จะสลายตัวเป็นออกไซด์โดยปล่อยโมเลกุลของน้ำที่มีอยู่ในผลึก:

Mg (OH) ₂ (s) => MgO (s) + H ₂ O (กรัม)

ความสามารถในการละลายน้ำ

0.004 g / 100 mL ที่ 100 ° C; กล่าวคือแทบจะไม่ละลายในน้ำเดือดทำให้เป็นสารประกอบที่ไม่ละลายในน้ำ อย่างไรก็ตามในขณะที่ลดลงค่า pH (หรือความเป็นกรดเพิ่มขึ้น) การเพิ่มขึ้นของการละลายเนื่องจากการก่อตัวของน้ำที่ซับซ้อน Mg (OH ₂ ) 6

ในทางกลับกันถ้า Mg (OH) ₂ดูดซับ CO ₂ได้ก็จะปล่อยก๊าซที่ถูกกักไว้ออกมาเป็นฟู่เมื่อละลายในตัวกลางที่เป็นกรด

ดัชนีหักเห

1,559

พีเอช

สารแขวนลอยที่เป็นน้ำมีค่า pH ที่แตกต่างกันระหว่าง 9.5 ถึง 10.5 แม้ว่าค่าเหล่านี้จะเป็นค่าปกติ แต่ก็สะท้อนให้เห็นถึงพื้นฐานที่ต่ำเมื่อเทียบกับไฮดรอกไซด์ของโลหะอื่น ๆ (เช่น NaOH)

ความจุความร้อน

77.03 J / mol K.

มันตั้งอยู่ที่ไหน?

คริสตัลน้ำเลี้ยงสีฟ้าพาสเทลของแร่บรูไซต์ ที่มา: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์สามารถพบได้ในธรรมชาติเช่นเดียวกับแร่ brucite ซึ่งมีลักษณะเป็นสีขาวใสโดยมีโทนสีเขียวหรือสีน้ำเงินขึ้นอยู่กับสิ่งสกปรก ในทำนองเดียวกันบรูไซท์เป็นส่วนหนึ่งของดินเหนียวบางชนิดเช่นคลอไรต์เนื่องจากมันถูกคั่นกลางระหว่างชั้นของซิลิเกตโดยเชื่อมด้วยไอออนของโลหะ

ใน brucite มีไอออนอื่น ๆ นอกเหนือไปจาก Mg ²⁺เช่น Al ³⁺ , เฟ³⁺ , Zn ²⁺และ Mn 2+ แร่ของมันสามารถพบได้ในภูมิภาคต่างๆหรือทะเลสาบของสกอตแลนด์แคนาดาอิตาลีและสหรัฐอเมริกา

ผลึกของมันมีลักษณะเหมือนแก้วหลอมเหลว (ภาพบนสุด) มีสีขาวสีเทาสีน้ำเงินหรือสีเขียวและโปร่งใสในตัวอย่างที่หายาก

แร่ธาตุนี้เป็นหนึ่งในความชั่วร้ายที่ส่งผลกระทบต่อซีเมนต์และคอนกรีตเนื่องจากมีแนวโน้มที่จะขยายตัวและทำให้เกิดการแตกหัก อย่างไรก็ตามมันไม่ดูดซับ CO ₂ดังนั้นการเผาจึงไม่ก่อให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจกดังนั้นจึงเป็นแหล่งแร่ธาตุที่เหมาะสม (และร่ำรวยที่สุด) ในการได้รับแมกนีเซียมนอกเหนือจากน้ำทะเล

ศัพท์เฉพาะ

Mg (OH) ₂มีชื่อที่ยอมรับ IUPAC มากถึงสามชื่อ (นอกแร่วิทยาหรือยา) สิ่งเหล่านี้มีความคล้ายคลึงกันมากเนื่องจากวิธีการสิ้นสุดแทบจะไม่แตกต่างกัน

ตัวอย่างเช่น 'แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์' จะสอดคล้องกับชื่อของมันตามระบบการตั้งชื่อหุ้นโดยละเว้น (II) ในตอนท้ายเนื่องจาก +2 เกือบจะเป็นสถานะออกซิเดชันของแมกนีเซียมโดยค่าเริ่มต้น

'แมกนีเซียมไดไฮดรอกไซด์' ซึ่งระบุด้วยตัวเลขภาษากรีกนำหน้าจำนวนไอออนของ OH ^ซึ่งระบุไว้ในสูตรตามระบบการตั้งชื่อ และ 'แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์' ลงท้ายด้วยคำต่อท้าย –ico เนื่องจากเป็นสถานะออกซิเดชันสูงสุดและ "เดียว" ของแมกนีเซียมตามระบบการตั้งชื่อแบบดั้งเดิม

ชื่ออื่น ๆ เช่น brucite หรือ milk magnesia แม้ว่าจะเกี่ยวข้องโดยตรงกับสารประกอบนี้ แต่ก็ไม่ควรอ้างถึงเมื่อพูดถึงของแข็งที่บริสุทธิ์ที่สุดหรือเป็นสารประกอบอนินทรีย์ (รีเอเจนต์วัตถุดิบ ฯลฯ )

การประยุกต์ใช้งาน

neutralizer

Mg (OH) ₂เนื่องจากความสามารถในการละลายในน้ำต่ำเนื่องจากเป็นสารทำให้เป็นกลางที่ดีเยี่ยมของความเป็นกรด มิฉะนั้นจะทำให้ตัวกลางเป็นเบสโดยการให้ OH ^-ไอออนที่มีความเข้มข้นสูงเช่นเดียวกับเบสอื่น ๆ (อิเล็กโทรไลต์ที่แรง)

ดังนั้น Mg (OH) _{2 จึง}แทบไม่ปล่อย OH ^-ในขณะเดียวกันก็ทำปฏิกิริยากับไอออน H ₃ O ⁺เพื่อสร้างแมกนีเซียมในน้ำที่ซับซ้อนตามที่กล่าวไว้ข้างต้น ความสามารถในการปรับสภาพความเป็นกรดของสื่อในน้ำให้เป็นกลางจึงมีไว้สำหรับการบำบัดน้ำเสีย

นอกจากนี้ยังเป็นสารเติมแต่งในอาหารปุ๋ยและผลิตภัณฑ์สุขอนามัยส่วนบุคคลบางอย่างเช่นยาสีฟันเนื่องจากช่วยลดความเป็นกรด

ยาแก้ท้องเฟ้อ

ละลายในน้ำได้เล็กน้อยสามารถรับประทานได้โดยไม่ต้องเสี่ยงกับผลกระทบของ OH ^-ไอออน(มันแยกตัวออกจากอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอมาก)

ลักษณะนี้เชื่อมโยงกับส่วนย่อยข้างต้นทำให้เป็นยาลดกรดในการรักษาอาการเสียดท้องโรคระบบทางเดินอาหารอาหารไม่ย่อยและอาการท้องผูกขายภายใต้สูตรนมแมกนีเซีย

ในทางกลับกันนมแมกนีเซียยังช่วยต่อสู้กับแผลเปื่อยที่น่ารำคาญ (แผลสีขาวและสีแดงที่ปรากฏในปาก)

สารหน่วงไฟ

ในส่วนคุณสมบัติได้กล่าวไว้ว่า Mg (OH) ₂ย่อยสลายการปล่อยน้ำ อย่างแม่นยำน้ำนี้ช่วยหยุดการลุกลามของเปลวไฟเนื่องจากพวกมันดูดซับความร้อนเพื่อทำให้กลายเป็นไอและในทางกลับกันไอระเหยจะเจือจางก๊าซที่ติดไฟได้หรือไวไฟ

แร่ Brucite มักถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมเพื่อจุดประสงค์นี้ซึ่งถูกกำหนดให้เป็นสารตัวเติมในวัสดุบางชนิดเช่นพลาสติกที่มีโพลีเมอร์ชนิดต่างๆ (PVC เรซินยาง) สายเคเบิลหรือเพดาน

ตัวเร่ง

Mg (OH) _{2 ที่}สังเคราะห์เป็นนาโนได้แสดงให้เห็นว่ามีประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาการลดสารเคมี ตัวอย่างเช่น 4-nitrophenol (Ph-NO ₂ ) ถึง 4-aminophenol (Ph-NH ₂ ) ในทำนองเดียวกันสิ่งเหล่านี้มีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียดังนั้นจึงสามารถใช้เป็นตัวแทนในการรักษาได้

ดูดซับ

ของแข็ง Mg (OH) ₂บางชนิดอาจมีรูพรุนค่อนข้างมากขึ้นอยู่กับวิธีการเตรียม ดังนั้นพวกเขาจึงหาแอพพลิเคชั่นเป็นตัวดูดซับ

ในสารละลายที่เป็นน้ำโมเลกุลของสีย้อมสามารถดูดซับ (บนพื้นผิว) ทำให้น้ำกระจ่างใส ตัวอย่างเช่นสามารถดูดซับสีย้อมครามที่มีอยู่ในลำธารได้

อ้างอิง

1. ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่สี่). Mc Graw Hill
2. วิกิพีเดีย (2019) แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
3. ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (2019) แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ ฐานข้อมูล PubChem CID = 14791 สืบค้นจาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. แกลเลอรีอเมทิสต์ (2014) แร่บรูไซท์ สืบค้นจาก: galleries.com
5. Henrist และคณะ (2003) การศึกษาสัณฐานวิทยาของอนุภาคนาโนของแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์
6. ตกตะกอนในสารละลายเจือจาง วารสาร Crystal Growth 249, 321–330
7. Saba J. , Shanza RK, Muhammad RS (2018). การสังเคราะห์และการวิเคราะห์โครงสร้างของอนุภาคนาโนแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ที่มีคุณสมบัติเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพ
8. Thimmasandra Narayan Ramesh และ Vani Pavagada Sreenivasa (2015) การกำจัดสีย้อมอินดิโกคาร์มีนออกจากสารละลายในน้ำโดยใช้แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์เป็นตัวดูดซับ Journal of Materials, vol. 2015, รหัสบทความ 753057, 10 หน้า doi.org/10.1155/2015/753057