鎂(Magnesium)是一(yi)種(zhong)金(jin)屬(shu)化學元(yuan)(yuan)素(su),元(yuan)(yuan)素(su)符號是Mg。英國戴(dai)維于1808年用鉀還(huan)原氧化鎂制得(de)金(jin)屬(shu)鎂。鎂是一(yi)種(zhong)銀白(bai)色的(de)輕質(zhi)堿土金(jin)屬(shu),化學性(xing)質(zhi)活(huo)潑,能與(yu)酸(suan)反(fan)應(ying)生成氫(qing)氣,具有一(yi)定的(de)延展性(xing)和熱消散性(xing)。鎂元(yuan)(yuan)素(su)在自然界廣(guang)泛分(fen)布,是人(ren)體(ti)的(de)必需元(yuan)(yuan)素(su)之一(yi)。
第一(yi)(yi)個(ge)確認鎂(mei)是(shi)一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)元素的(de)(de)是(shi)Joseph Black,在(zai)愛丁堡(英國)于(yu)1755年。他辨別了石(shi)(shi)灰(氧化鈣,CaO)中的(de)(de)苦土(tu)(氧化鎂(mei),MgO),兩者(zhe)各自都(dou)是(shi)由加熱類(lei)似于(yu)碳酸(suan)鹽巖,菱鎂(mei)礦(kuang)和石(shi)(shi)灰石(shi)(shi)來(lai)制取。另一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)鎂(mei)礦(kuang)石(shi)(shi)叫(jiao)做海泡石(shi)(shi)(硅酸(suan)鎂(mei)),于(yu)1799年由Thomas Henry報告,他說(shuo)這種(zhong)(zhong)礦(kuang)石(shi)(shi)在(zai)土(tu)耳(er)其更多(duo)的(de)(de)用于(yu)制作煙(yan)斗。
不純凈的鎂(mei)金屬在1792年(nian)由Anton Rupprecht首次制取(qu),他加熱苦土和木炭的混(hun)合物。純凈但非(fei)常小量的金屬鎂(mei)在1808年(nian)由Humphry Davy電解氧化鎂(mei)制取(qu)。然而,是法國科學(xue)家Antoine-Alexandre-Brutus Bussy使(shi)用氯化鎂(mei)和鉀反(fan)應(ying)制取(qu)了相(xiang)當大量的金屬鎂(mei)于1831年(nian),之(zhi)后他開始(shi)研究它(ta)的特性。
許多世紀(ji)以前,古羅(luo)馬(ma)人認為“magnesia”(希臘(la)Magnesia地(di)區出產的一種白色(se)鎂鹽,鎂元素即因此得名)能治療(liao)多種疾病。直到1808年(nian),英國化學家戴(dai)維采用電(dian)解苦土(含(han)鎂)的方(fang)法(fa)分離出元素鎂。20世紀(ji)30年(nian)代初(chu)E·V·McCollum及其同(tong)事首次(ci)用鼠和狗(gou)作為實(shi)(shi)驗動物(wu),系統地(di)觀(guan)察了鎂缺(que)乏(fa)的反應。1934年(nian)首次(ci)發表了少數人在不同(tong)疾病的基礎(chu)上發生鎂缺(que)乏(fa)的臨床報道(dao)。證實(shi)(shi)鎂是人體的必需(xu)元素。
鎂(mei)是(shi)在自然(ran)界中分(fen)布最廣的(de)十個元素(su)之一(鎂(mei)是(shi)在地(di)球的(de)地(di)殼中第(di)八豐(feng)富(fu)的(de)元素(su),約占2%的(de)質量,亦(yi)是(shi)宇宙中第(di)九(jiu)多元素(su)),但(dan)由于它不易從化合物中還(huan)原成單質狀態,所以遲遲未被發(fa)現。
長時期里(li),化學家們將從含碳酸鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)菱鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦焙(bei)燒(shao)獲得的(de)(de)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)化物苦(ku)土(tu)當作是(shi)不可(ke)再(zai)分割(ge)的(de)(de)物質。在1789年拉瓦錫發表的(de)(de)元素(su)表中就列有(you)它。1808年,戴維在成功制(zhi)(zhi)得鈣(gai)以(yi)后(hou),使(shi)用(yong)同樣的(de)(de)辦法又成功的(de)(de)制(zhi)(zhi)得了金(jin)屬(shu)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)。從此(ci)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)被(bei)確定為(wei)元素(su),并被(bei)命名為(wei)magnesium,元素(su)符(fu)號是(shi)Mg。Magnesium來自希臘城市(shi)美(mei)格里(li)亞Magnesia,因為(wei)在這個城市(shi)附(fu)近出產氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei),被(bei)稱(cheng)為(wei)magnesia alba,即(ji)白(bai)色氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei),元素(su)符(fu)號Mg。鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)原(yuan)(yuan)子序為(wei)12,原(yuan)(yuan)子量為(wei)24.3,是(shi)典型的(de)(de)二價金(jin)屬(shu),具(ju)有(you)金(jin)屬(shu)的(de)(de)共有(you)特(te)性。由(you)于鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)化物性質與鈣(gai)一樣介于“堿性”和“土(tu)性”之間,故(gu)稱(cheng)為(wei)堿土(tu)金(jin)屬(shu)。
地殼中(zhong)存在形(xing)式(shi):菱鎂礦(碳酸鎂)MgCO?,白云(yun)石(碳酸鎂鈣)CaMg(CO?)?,光鹵石(水合氯化鎂鉀)KCl·MgCl?·H?O中(zhong)。
外觀與性狀:銀(yin)白色有金屬光澤的固體(ti)。
溶解性:不(bu)溶于水、堿液,溶于酸。
相對密度(水(shui)=1) 1.74
燃燒(shao)熱(kJ/mol) 609.7
引燃溫度(du)(℃) 480~510
具(ju)有(you)比較強的還原性(xing),能(neng)(neng)與(yu)沸水反應(ying)(ying)放(fang)出(chu)氫氣,燃燒(shao)(shao)時能(neng)(neng)產生眩目的白(bai)(bai)光(guang),鎂與(yu)氟化(hua)(hua)(hua)物、氫氟酸(suan)和(he)(he)鉻(ge)酸(suan)不(bu)發(fa)生作(zuo)用(yong),也不(bu)受苛(ke)性(xing)堿(jian)侵蝕,但(dan)極易溶(rong)解于(yu)(yu)有(you)機和(he)(he)無機酸(suan)中,鎂能(neng)(neng)直接與(yu)氮、硫和(he)(he)鹵素等化(hua)(hua)(hua)合,包括(kuo)烴、醛、醇、酚、胺、脂和(he)(he)大多數油(you)類在(zai)(zai)內的有(you)機化(hua)(hua)(hua)學藥品與(yu)鎂僅僅輕微地或者根本不(bu)起作(zuo)用(yong)。但(dan)和(he)(he)鹵代烴在(zai)(zai)無水的條(tiao)件(jian)下(xia)反應(ying)(ying)卻較為劇(ju)烈(生成格氏(shi)試劑)鎂能(neng)(neng)和(he)(he)二(er)氧化(hua)(hua)(hua)碳發(fa)生燃燒(shao)(shao)反應(ying)(ying),因此鎂燃燒(shao)(shao)不(bu)能(neng)(neng)用(yong)二(er)氧化(hua)(hua)(hua)碳滅火(huo)器滅火(huo)。鎂由于(yu)(yu)能(neng)(neng)和(he)(he)N2和(he)(he)O2反應(ying)(ying),所(suo)以鎂在(zai)(zai)空氣中燃燒(shao)(shao)時,劇(ju)烈燃燒(shao)(shao)發(fa)出(chu)耀眼(yan)白(bai)(bai)光(guang),放(fang)熱,生成白(bai)(bai)色固體。在(zai)(zai)食醋中的變化(hua)(hua)(hua)為快(kuai)速(su)冒出(chu)氣泡,浮在(zai)(zai)醋液面上(shang),逐(zhu)漸消(xiao)失。一些煙花和(he)(he)照(zhao)明彈里都含有(you)鎂粉,就是(shi)利用(yong)了鎂在(zai)(zai)空氣中燃燒(shao)(shao)能(neng)(neng)發(fa)出(chu)耀眼(yan)的白(bai)(bai)光(guang)的性(xing)質。鎂元素在(zai)(zai)化(hua)(hua)(hua)學反應(ying)(ying)中的化(hua)(hua)(hua)合價(jia)通(tong)常為+2價(jia)。
1.與(yu)非(fei)金屬單質的(de)反應:
2.與水的反應:
3.與(yu)酸的(de)反應(ying):
Mg+2HCl=MgCl?+H?↑
Mg+H?SO?=MgSO?+H?↑
4.與(yu)氧(yang)化物的反應:
元素在(zai)太(tai)陽中(zhong)的含量 700(ppm)
元(yuan)素在(zai)海水中的含量 1200(ppm)
(類似于鋁熱反應,用活(huo)潑金屬(shu)還原氧化物)
5.鎂與氯(lv)化銨(an)反應:
鎂(mei)與(yu)氯(lv)化(hua)銨(an)的反(fan)(fan)應(ying),究其(qi)本質,還(huan)是鎂(mei)與(yu)酸(suan)的反(fan)(fan)應(ying)。氯(lv)化(hua)銨(an)溶(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)銨(an)根離(li)子(zi)水解,溶(rong)液(ye)顯酸(suan)性。當加入(ru)鎂(mei)粉之(zhi)后,鎂(mei)與(yu)溶(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)的氫(qing)離(li)子(zi)反(fan)(fan)應(ying),放出(chu)氫(qing)氣(qi),同(tong)時放出(chu)大量的熱。銨(an)根離(li)子(zi)的水解產(chan)物——氨水,受熱之(zhi)后,則發(fa)生(sheng)分解。故此反(fan)(fan)應(ying)可以(yi)得到兩種(zhong)氣(qi)體(ti)。
總(zong)反應方(fang)程式:Mg+2NH?Cl=MgCl?+2NH?↑+H?↑
上式(shi)實際(ji)可拆分(fen)為下列反應方(fang)程式(shi):
6.鎂和碳(tan)酸氫鹽反應
7.鎂和堿金屬氫氧化物反應
通(tong)常認為,鎂(mei)(mei)不會和堿金(jin)屬(shu)的氫氧(yang)化(hua)物(如(ru)KOH)反(fan)應(ying),因為鎂(mei)(mei)是堿性金(jin)屬(shu),而不是兩性金(jin)屬(shu)。但是,在高溫下,鎂(mei)(mei)可以參與氧(yang)化(hua)還原反(fan)應(ying),如(ru)和NaOH反(fan)應(ying),產生MgO、Na和H?。
已發現鎂的(de)同位(wei)素共(gong)有(you)22種(zhong),包括鎂19至鎂40,其中只有(you)鎂-24、鎂-25、鎂-26是(shi)天然存(cun)在并且穩定(ding)的(de),其他(ta)鎂的(de)同位(wei)素都帶有(you)放(fang)射性。
符號 質(zhi)子 中子 質(zhi)量(u) 半衰期 原子核自(zi)旋 相(xiang)對豐度 相(xiang)對豐度的變(bian)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(ding) 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+
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32Mg 12 20 31.998975(19) 86(5) ms 0+
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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(hua)上#號的(de)數(shu)據代表(biao)沒有經過(guo)實(shi)驗的(de)證明,只是理論推測而(er)(er)已(yi),而(er)(er)用括號括起(qi)來的(de)代表(biao)數(shu)據不確定(ding)性。
鎂屬(shu)于(yu)元素周期表上的IIA(第二主(zhu)族(zu)(zu))族(zu)(zu)堿土(tu)金屬(shu)元素。金屬(shu)鎂是銀白色的金屬(shu),質硬(ying),略有延展性。鎂的密度小(xiao),離子化傾(qing)向大。
常用(yong)做還(huan)原劑,去置換鈦、鋯、鈾、鈹等(deng)金屬。主要用(yong)于制(zhi)(zhi)造輕金屬合金、球墨鑄(zhu)鐵、科學儀(yi)器和格氏試劑等(deng)。也(ye)能用(yong)于制(zhi)(zhi)煙火、閃光粉、鎂鹽、吸(xi)氣(qi)器、照明(ming)彈(dan)等(deng)。結構特性類似于鋁,具有(you)輕金屬的(de)各種(zhong)用(yong)途,可作為飛機、導彈(dan)的(de)合金材料。但是鎂在(zai)汽油燃(ran)點(dian)可燃(ran),這(zhe)限制(zhi)(zhi)了它(ta)的(de)應用(yong)。
醫療(liao)(liao)用(yong)途:治療(liao)(liao)缺鎂(mei)和痙(jing)攣(luan)。
體育用途:在緊張運動幾(ji)小時前注(zhu)射鎂(mei)化合物,或在緊張運動后注(zhu)射以彌(mi)補鎂(mei)的(de)流失(shi)。體操運動員(yuan)常涂堿式(shi)碳(tan)酸鎂(mei)來(lai)增加摩擦力。醫療(liao)中:如(ru)果注(zhu)射鎂(mei)鹽(yan)速(su)度太快,會造成(cheng)發燒和全(quan)身(shen)不適(shi)。
金屬鎂(mei)能與(yu)(yu)大多數非金屬和酸反應;在高壓(ya)下能與(yu)(yu)氫(qing)直接合(he)(he)成(cheng)(cheng)氫(qing)化(hua)(hua)鎂(mei);鎂(mei)能與(yu)(yu)鹵化(hua)(hua)烴作用合(he)(he)成(cheng)(cheng)格氏試劑,廣泛應用于有(you)機(ji)合(he)(he)成(cheng)(cheng)。鎂(mei)具有(you)生成(cheng)(cheng)配位(wei)化(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)的明顯傾向(xiang)。
鎂(mei)是航空(kong)工業的重要(yao)材料,鎂(mei)合(he)金用(yong)(yong)于制(zhi)(zhi)造飛機機身、發(fa)動機零件等;鎂(mei)還(huan)用(yong)(yong)來制(zhi)(zhi)造照相和光學儀器(qi)等;鎂(mei)及其合(he)金的非結構應用(yong)(yong)也很廣(guang);鎂(mei)作為一種強還(huan)原(yuan)劑,還(huan)用(yong)(yong)于鈦、鋯、鈹、鈾(you)和鉿等的生產中。
純鎂(mei)的(de)(de)(de)強度小,但鎂(mei)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)是良好的(de)(de)(de)輕(qing)型結構材(cai)(cai)料(liao),廣泛(fan)用(yong)于空間技(ji)術、航空、汽車和儀表等(deng)工業部門。一架超音速飛機約(yue)有5%的(de)(de)(de)鎂(mei)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)構件,一枚導彈一般消(xiao)耗100~200公斤鎂(mei)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)。鎂(mei)是其(qi)他(ta)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(特(te)別是鋁合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin))的(de)(de)(de)主要組分,它與其(qi)他(ta)元素配合(he)(he)(he)能使鋁合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)熱處(chu)理強化(hua);球墨鑄鐵(tie)用(yong)鎂(mei)作(zuo)球化(hua)劑(ji)(ji);而有些金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(如鈦(tai)和鋯)生(sheng)產又用(yong)鎂(mei)作(zuo)還原(yuan)劑(ji)(ji);鎂(mei)是燃燒彈和照明彈不能缺少的(de)(de)(de)組成(cheng)物;鎂(mei)粉是節日煙花(hua)必(bi)需的(de)(de)(de)原(yuan)料(liao);鎂(mei)是核工業上(shang)的(de)(de)(de)結構材(cai)(cai)料(liao)或包(bao)裝材(cai)(cai)料(liao);鎂(mei)肥能促使植(zhi)物對磷的(de)(de)(de)吸收利用(yong),缺鎂(mei)植(zhi)物則(ze)生(sheng)長趨于停滯(zhi)。鎂(mei)在人民生(sheng)活中(zhong)占有重要地位(wei)的(de)(de)(de)一種基(ji)礎材(cai)(cai)料(liao)。
植(zhi)物(wu)用(yong)途:鎂(mei)主要(yao)(yao)存在(zai)于(yu)幼嫩(nen)器官(guan)和組(zu)織中(zhong),植(zhi)物(wu)成熟時則集中(zhong)于(yu)種(zhong)子(zi)。鎂(mei)離子(zi)在(zai)光合(he)和呼吸過(guo)程(cheng)中(zhong),可以(yi)活(huo)化(hua)各種(zhong)磷(lin)(lin)酸(suan)變位酶和磷(lin)(lin)酸(suan)激酶。同樣(yang),鎂(mei)也可以(yi)活(huo)化(hua)DNA和RNA的合(he)成過(guo)程(cheng)。鎂(mei)是(shi)葉(xie)(xie)(xie)綠素(su)的合(he)成成分(fen)之一(yi)。缺(que)乏鎂(mei),葉(xie)(xie)(xie)綠素(su)即不能合(he)成,葉(xie)(xie)(xie)脈仍(reng)綠而葉(xie)(xie)(xie)脈之間(jian)變黃,有時呈紅紫色。若缺(que)鎂(mei)嚴(yan)重(zhong),則形成褐斑壞死。在(zai)植(zhi)物(wu)體(ti)內以(yi)離子(zi)或有機物(wu)結合(he)的形式存在(zai)。鎂(mei)是(shi)葉(xie)(xie)(xie)綠素(su)的組(zu)分(fen),也是(shi)許多酶的活(huo)化(hua)劑(ji),在(zai)光合(he)磷(lin)(lin)酸(suan)化(hua)中(zhong)是(shi)氫離子(zi)的主要(yao)(yao)對(dui)應離子(zi)。
鎂(mei)(mei)是人(ren)體細胞(bao)內的(de)主要(yao)陽(yang)離(li)子(zi),濃集于線(xian)粒體中,僅次于鉀(jia)和(he)磷,在(zai)細胞(bao)外(wai)液僅次于鈉和(he)鈣居第三位,是體內多種細胞(bao)基本(ben)生(sheng)化反應的(de)必(bi)需物質。正常(chang)成人(ren)身體總(zong)鎂(mei)(mei)含量約25g,其中60%~65%存在(zai)于骨(gu)、齒,27%分(fen)布(bu)(bu)于軟組織。鎂(mei)(mei)主要(yao)分(fen)布(bu)(bu)于細胞(bao)內,細胞(bao)外(wai)液的(de)鎂(mei)(mei)不超過1%。在(zai)鈣、維生(sheng)素C、磷、鈉、鉀(jia)等的(de)代謝(xie)上,鎂(mei)(mei)是必(bi)要(yao)的(de)物質,在(zai)神經(jing)肌(ji)肉的(de)機能正常(chang)運作、血糖轉化等過程中扮(ban)演著重要(yao)角色(se)。
鎂(mei)是一種(zhong)參與(yu)生物體正常生命活動及(ji)新陳代謝(xie)過程必不可少(shao)的(de)(de)元素。鎂(mei)影響細(xi)胞(bao)的(de)(de)多種(zhong)生物功能(neng):影響鉀(jia)離子和鈣(gai)離子的(de)(de)轉運,調(diao)控信(xin)號的(de)(de)傳遞,參與(yu)能(neng)量代謝(xie)、蛋(dan)白質和核(he)酸的(de)(de)合成;可以(yi)通過絡合負電(dian)荷(he)基(ji)(ji)團,尤(you)其(qi)核(he)苷酸中(zhong)的(de)(de)磷酸基(ji)(ji)團來發(fa)揮維持物質的(de)(de)結(jie)構和功能(neng);催化酶(mei)的(de)(de)激活和抑制(zhi)及(ji)對(dui)細(xi)胞(bao)周(zhou)期、細(xi)胞(bao)增殖及(ji)細(xi)胞(bao)分化的(de)(de)調(diao)控;鎂(mei)還參與(yu)維持基(ji)(ji)因組的(de)(de)穩定性,并且還與(yu)機體氧(yang)化應激和腫瘤發(fa)生有關。
鎂(mei)的(de)(de)(de)吸(xi)收(shou)代謝:成人身體總鎂(mei)含量(liang)約25g,其(qi)中(zhong)60%~65%存(cun)在于骨、齒(chi),27%分(fen)(fen)布于軟組(zu)織(zhi)。膳食中(zhong)促(cu)進鎂(mei)吸(xi)收(shou)的(de)(de)(de)成分(fen)(fen)主要有氨基酸(suan)、乳糖等(deng);抑制鎂(mei)吸(xi)收(shou)的(de)(de)(de)主要成分(fen)(fen)有過多(duo)的(de)(de)(de)磷、草酸(suan)、植酸(suan)和膳食纖(xian)維等(deng)。成人從膳食中(zhong)攝入的(de)(de)(de)鎂(mei)大量(liang)從膽汁、胰(yi)液(ye)和腸液(ye)分(fen)(fen)泌到腸道(dao),其(qi)中(zhong)60%~70%隨(sui)糞(fen)便排出,部分(fen)(fen)從汗和脫(tuo)落(luo)的(de)(de)(de)皮膚細胞丟(diu)失。
鎂(mei)離(li)(li)子是生物機體中(zhong)(zhong)含量(liang)(liang)較多的(de)一種正離(li)(li)子,其量(liang)(liang)在(zai)整(zheng)體中(zhong)(zhong)僅(jin)次于鈣、鈉、鉀而(er)(er)居第(di)四位;鎂(mei)離(li)(li)子在(zai)細胞內(nei)的(de)含量(liang)(liang)則僅(jin)次于鉀離(li)(li)子而(er)(er)居第(di)二(er)位。整(zheng)粒的(de)種子、未經(jing)碾(nian)磨(mo)的(de)谷物、青葉(xie)蔬菜、豆類和堅(jian)果是日糧鎂(mei)最為(wei)豐富的(de)來源;魚、肉、奶和水果中(zhong)(zhong)鎂(mei)含量(liang)(liang)較低;經(jing)過(guo)加工(gong)的(de)食物,在(zai)加工(gong)過(guo)程中(zhong)(zhong)鎂(mei)幾乎全部損失。肌酸六(liu)磷酸、粗(cu)纖維(wei)、乙醇、過(guo)量(liang)(liang)的(de)磷酸鹽和鈣離(li)(li)子削弱了鎂(mei)的(de)吸收,這可能是因為(wei)降低了內(nei)腔鎂(mei)的(de)濃度。
鎂(mei)屬(shu)于(yu)(yu)人(ren)(ren)體營養(yang)素(su)——礦物質元(yuan)素(su)中的一種,屬(shu)于(yu)(yu)礦物質的常量元(yuan)素(su)類。人(ren)(ren)體中的鎂(mei)60~65%存在于(yu)(yu)骨骼和牙齒中,27%存在于(yu)(yu)軟組織中,細(xi)胞內鎂(mei)離子僅占(zhan)1%,多以活(huo)性形式(shi)Mg2+-ATP形式(shi)存在。
1、作為酶(mei)的(de)激(ji)活劑,參與(yu)300種以上的(de)酶(mei)促反應(ying)。糖酵(jiao)解、脂肪酸氧(yang)化、蛋白(bai)質的(de)合成(cheng)、核酸代謝等(deng)需(xu)要(yao)鎂離子參加。
2、促進骨的形成。在骨骼中僅(jin)次于(yu)鈣、磷(lin),是骨細胞結構和功能所必(bi)需的元(yuan)素,對促進骨形成和骨再生,維持骨骼和牙齒的強(qiang)度(du)和密(mi)度(du)具(ju)有重要作用。
3、調(diao)節(jie)神(shen)經肌(ji)肉的興(xing)奮性。能抑制(zhi)鉀、鈣通道(dao)。鎂、鈣、鉀離子協同維持(chi)神(shen)經肌(ji)肉的興(xing)奮性。血中鎂過低(di)或鈣過低(di),興(xing)奮性均增高(gao);反之則有(you)鎮(zhen)靜(jing)作用。
4、維護胃(wei)腸道和(he)激素(su)的(de)功(gong)能。
5、鎂(mei)也是重(zhong)要的神經傳導物質,它可以讓肌肉放松下來(lai);與(yu)含鈣食品一同補(bu)充,能促進(jin)鈣的吸收。
中國營養學會建議(yi),成(cheng)年男性(xing)每天約需鎂350毫(hao)克(ke),成(cheng)年女(nv)性(xing)約為(wei)300毫(hao)克(ke),孕婦以及喂(wei)奶期(qi)女(nv)性(xing)約為(wei)450毫(hao)克(ke),2~3歲(sui)兒(er)童為(wei)150毫(hao)克(ke),3~6歲(sui)為(wei)200毫(hao)克(ke)。可耐受最高攝入量(UL)定(ding)為(wei)700mg/d。
鎂缺乏(fa)在臨床上主要(yao)表(biao)現為情緒(xu)不(bu)(bu)安、易激動(dong)、手足抽(chou)搐、反射亢(kang)進(jin)等(deng),正(zheng)常(chang)情況下,由于腎的調節作用,口(kou)服過量的鎂一般不(bu)(bu)會發生鎂中(zhong)毒。當腎功能不(bu)(bu)全(quan)時,大(da)量口(kou)服鎂可引起(qi)鎂中(zhong)毒,表(biao)現為腹痛、腹瀉、嘔吐、煩渴、疲(pi)乏(fa)無力,嚴重者出(chu)現呼吸困難、紫紺、瞳(tong)孔(kong)散(san)大(da)等(deng)。
鎂廣泛分布于植(zhi)物(wu)中,肌肉和臟器中較(jiao)(jiao)多(duo),乳制品中較(jiao)(jiao)少。動物(wu)性食品中鎂的利用率較(jiao)(jiao)高,達(da)30%~40%,植(zhi)物(wu)性食品中鎂的利用率較(jiao)(jiao)低。
食物中(zhong)(zhong)的(de)(de)鎂在整個腸道均可被吸(xi)收(shou),但(dan)主要是在空(kong)腸末端與回腸部位吸(xi)收(shou),吸(xi)收(shou)率一般約(yue)為30%。可通(tong)過被動(dong)(dong)擴散(san)和耗(hao)能的(de)(de)主動(dong)(dong)吸(xi)收(shou)兩(liang)種(zhong)機制吸(xi)收(shou)。健康成人從食物中(zhong)(zhong)攝入的(de)(de)鎂大量(liang)從膽汁、胰液和腸液分泌到腸道,其中(zhong)(zhong)60%~70%隨糞(fen)便排(pai)出,部分從汗和脫落的(de)(de)皮膚細胞(bao)丟失,其余從尿中(zhong)(zhong)排(pai)出,每天約(yue)排(pai)出50~120mg,約(yue)占攝入量(liang)的(de)(de)1/3~1/2。
鎂(mei)缺(que)(que)乏(fa)可致血清鈣下降,神(shen)經(jing)肌肉興奮性亢進;對(dui)血管功能(neng)可能(neng)有潛在的影(ying)響,有人(ren)報告低鎂(mei)血癥患(huan)者可有房室性早搏、房顫以及室速(su)與室顫,半數有血壓升高(gao);鎂(mei)對(dui)骨礦物(wu)質(zhi)的內穩(wen)態(tai)有重要作(zuo)用,鎂(mei)缺(que)(que)乏(fa)可能(neng)是絕經(jing)后(hou)骨質(zhi)疏松癥的一種危險(xian)因素;少數研究表明鎂(mei)耗竭可以導致胰島素抵抗。
鈣代謝異常。
造成神(shen)經(jing)系統(tong)問題,如記憶(yi)力衰退、神(shen)經(jing)錯亂、抑郁癥、幻(huan)覺、肌肉震顫等。
影響心臟、骨骼(ge)及胃腸道(dao)等器官功(gong)能。
引致肌肉(rou)無力、抽筋(jin)等肌肉(rou)問題。
輕度缺鎂(mei)(mei)時,可(ke)由飲食或(huo)口服(fu)補充鎂(mei)(mei)劑,可(ke)給(gei)(gei)予(yu)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)或(huo)用(yong)氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei),為避免腹瀉可(ke)與(yu)氫(qing)氧(yang)化(hua)鋁膠(jiao)聯(lian)用(yong)。口服(fu)不能耐受或(huo)不能吸收時,可(ke)采用(yong)肌肉注(zhu)射鎂(mei)(mei)劑,一般采用(yong)20%~50%硫(liu)酸鎂(mei)(mei)。靜脈給(gei)(gei)鎂(mei)(mei)時需注(zhu)意急性鎂(mei)(mei)中(zhong)毒的(de)發(fa)生,以免引起心搏驟停(ting)。故避免給(gei)(gei)鎂(mei)(mei)過多、過快(kuai),如遇鎂(mei)(mei)中(zhong)毒,應給(gei)(gei)注(zhu)射葡萄糖酸鈣或(huo)氯化(hua)鈣對抗(kang)之。
鎂(mei)是(shi)最輕(qing)的(de)結構(gou)金(jin)屬材料之一(yi),又具有比(bi)強度(du)和(he)比(bi)剛(gang)度(du)高(gao)、阻尼(ni)性和(he)切削性好、易于(yu)回收等優點。國內(nei)外將(jiang)鎂(mei)合金(jin)應用于(yu)汽車(che)行(xing)業,以(yi)減重、節能、降低(di)污染,改(gai)善環(huan)境。發達國家汽車(che)百公里耗(hao)油最終將(jiang)實現3L目標(biao),歐(ou)洲汽車(che)用鎂(mei)占鎂(mei)總消(xiao)耗(hao)量(liang)的(de)14%,預計今(jin)后將(jiang)以(yi)15~20%的(de)速(su)度(du)遞增(zeng),2005年將(jiang)達到20萬噸。
與塑料(liao)(liao)相(xiang)比,鎂合金(jin)具(ju)有重量輕(qing)、比強度(du)(du)高(gao)、減振性(xing)(xing)好(hao)、熱(re)疲勞性(xing)(xing)能(neng)好(hao)、不易老化,又(you)有良好(hao)的導熱(re)性(xing)(xing)、電(dian)磁屏蔽能(neng)力強、非常好(hao)的壓鑄(zhu)工(gong)藝性(xing)(xing)能(neng),尤其(qi)易于回收等(deng)優點,是(shi)替代鋼鐵、鋁(lv)合金(jin)和工(gong)程塑料(liao)(liao)的新(xin)一代高(gao)性(xing)(xing)能(neng)結構(gou)材料(liao)(liao)。為適應(ying)電(dian)子(zi)、通(tong)訊(xun)器(qi)件高(gao)度(du)(du)集成(cheng)化和輕(qing)薄小型化的發(fa)展趨勢,鎂合金(jin)是(shi)交(jiao)通(tong)、電(dian)子(zi)信(xin)息、通(tong)訊(xun)、計算機(ji)、聲(sheng)像器(qi)材、手(shou)提工(gong)具(ju)、電(dian)機(ji)、林業、紡織、核動力裝置等(deng)產(chan)品(pin)外殼的理(li)想(xiang)材料(liao)(liao)。發(fa)達(da)國家非常重視鎂合金(jin)開(kai)發(fa)與應(ying)用,尤其(qi)在汽車零部件、筆記(ji)本電(dian)腦等(deng)便(bian)攜電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)的應(ying)用,每年以20%的速度(du)(du)增長,非常引人(ren)注(zhu)目,發(fa)展趨勢驚人(ren)。
金屬(shu)鎂(mei)是鋁合(he)金中的主要合(he)金元(yuan)素,世界年(nian)(nian)需求量在15萬(wan)噸左右,2000年(nian)(nian)中國(guo)鋁合(he)金生產290萬(wan)噸,用鎂(mei)作(zuo)合(he)金元(yuan)素,每(mei)年(nian)(nian)約需1.01萬(wan)噸。
隨著汽車工業、石油、天然(ran)氣管線、海洋鉆井平臺,橋梁建筑等領域用高強度低硫(liu)鋼(gang)(gang)的需求不斷增加,中國鞍鋼(gang)(gang)、寶鋼(gang)(gang)、武(wu)鋼(gang)(gang)、本鋼(gang)(gang)、包鋼(gang)(gang)、攀鋼(gang)(gang)、首鋼(gang)(gang)等鋼(gang)(gang)廠已經用鎂粉深脫硫(liu),獲得(de)優(you)質(zhi)鋼(gang)(gang),取得(de)良好效果。鎂粉用于(yu)鋼(gang)(gang)鐵脫硫(liu)具有(you)潛在市(shi)場。此(ci)外,鎂粉還(huan)用于(yu)制(zhi)造化工產品(pin)、藥(yao)品(pin)、煙火、信號、照明彈等材料、金屬還(huan)原劑(ji)、油漆涂料、焊絲以(yi)及供(gong)球墨(mo)鑄鐵用球化劑(ji)等。
鎂(mei)犧(xi)牲陽極作為有效的(de)防(fang)止金屬腐蝕(shi)的(de)方(fang)法之(zhi)一,可廣(guang)泛用在(zai)地下(xia)鐵制管道(dao)、石油管道(dao)、儲罐(guan)、海上設(she)施(shi)、裝(zhuang)備(bei)、民用等。
鎂(mei)合金型材(cai)、管(guan)材(cai)用(yong)作自(zi)行車架、輪椅、康復和醫(yi)療器械等。
鎂是可以(yi)在空氣中(zhong)燃(ran)燒(shao)的,燃(ran)燒(shao)時(shi)火花四射,十分美(mei)麗,因此(ci)煙花中(zhong)通常都摻(chan)有一定(ding)量的鎂粉(fen),來達到美(mei)觀的效果。
現(xian)代(dai)戰(zhan)爭需要(yao)軍隊(dui)具(ju)(ju)有(you)遠程快速部署運動的能力,要(yao)求(qiu)武(wu)器(qi)裝備(bei)輕(qing)(qing)量化(hua),在手持式武(wu)器(qi)、裝甲戰(zhan)車(che)(che)、運輸車(che)(che)、航空制導(dao)武(wu)器(qi)上將大量采(cai)用輕(qing)(qing)金屬材(cai)料。輕(qing)(qing)量化(hua)是提高(gao)武(wu)器(qi)裝備(bei)作戰(zhan)性能的重要(yao)方向。鎂所(suo)具(ju)(ju)有(you)的輕(qing)(qing)質特性決定了鎂合(he)金是生產航天器(qi)、軍用飛機(ji)、導(dao)彈、高(gao)機(ji)動性能戰(zhan)車(che)(che)、船舶的必(bi)不(bu)可少的結構材(cai)料,因此,大力開發鎂合(he)金應(ying)用范(fan)圍是國防現(xian)代(dai)化(hua)的需要(yao)。
工(gong)業(ye)發(fa)展:20世(shi)紀(ji)50年代以(yi)前(qian)(qian),鎂(mei)的(de)(de)發(fa)展依附于(yu)軍事(shi)工(gong)業(ye),20世(shi)紀(ji)60年代以(yi)后,由于(yu)金(jin)(jin)屬(shu)鎂(mei)在民(min)用(yong)市(shi)場和空間技術的(de)(de)應用(yong)得到發(fa)展,于(yu)是推動了鎂(mei)的(de)(de)平(ping)衡增長(chang)。近幾年來隨著(zhu)鎂(mei)合金(jin)(jin)在交(jiao)通(tong)(tong)、電子及通(tong)(tong)信等(deng)領域應用(yong)的(de)(de)增長(chang),世(shi)界(jie)鎂(mei)的(de)(de)消費在逐(zhu)年上升并增長(chang)迅速。全世(shi)界(jie)(除中(zhong)國外(wai))有10個國家即美國、加拿大(da)、挪(nuo)威、俄(e)羅斯、法(fa)國、意大(da)利、前(qian)(qian)南斯拉夫、巴西、印度、朝鮮生產金(jin)(jin)屬(shu)鎂(mei)。2004年,世(shi)界(jie)金(jin)(jin)屬(shu)鎂(mei)開(kai)采量為58.4萬(wan)(wan)噸(dun)(dun),其(qi)中(zhong),中(zhong)國42.6萬(wan)(wan)噸(dun)(dun),加拿大(da)5.4萬(wan)(wan)噸(dun)(dun),俄(e)羅斯5萬(wan)(wan)噸(dun)(dun),以(yi)色列2.8萬(wan)(wan)噸(dun)(dun),哈薩(sa)克斯坦(tan)1.8萬(wan)(wan)噸(dun)(dun)。
20世(shi)紀90年(nian)代以來,市場經濟拉(la)動了(le)中(zhong)國鎂工業的發展。在90年(nian)代的10年(nian)間(jian),中(zhong)國原鎂產量增(zeng)長(chang)了(le)37倍,特(te)別是1995~2000年(nian),年(nian)平均增(zeng)長(chang)率為15.84%,大大高于西方世(shi)界的增(zeng)長(chang)率。中(zhong)國已成為世(shi)界上最大的原鎂生產國和出口國。
2006年1~12月(yue),全國共產(chan)(chan)金(jin)屬(shu)鎂(mei)613084.94噸(dun),同比增(zeng)長(chang)32.23%;2007年1~12月(yue),全國共產(chan)(chan)金(jin)屬(shu)鎂(mei)(鎂(mei))670130.87噸(dun),同比增(zeng)長(chang)24.12%;2008年1~10月(yue),全國共產(chan)(chan)金(jin)屬(shu)鎂(mei)(鎂(mei))539498.36噸(dun),同比增(zeng)長(chang)6.59%。
皮(pi)膚(fu)(fu)接觸(chu):脫去污染的(de)衣著,用肥皂(zao)水和清水徹底沖洗皮(pi)膚(fu)(fu)。如有不適(shi)感,就(jiu)醫。
眼睛接(jie)觸:提(ti)起眼瞼,用流動清水(shui)或生(sheng)理鹽水(shui)沖洗(xi)。如有不適(shi)感,就(jiu)醫。
吸入:迅(xun)速(su)脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通(tong)暢。如呼吸困難,給(gei)輸(shu)氧。呼吸、心(xin)跳(tiao)停(ting)止(zhi),立(li)即進(jin)行心(xin)肺復蘇術。就醫。
食入:飲足(zu)量溫水,催吐(tu)。就醫(yi)。
危險特性(xing):易燃,燃燒時(shi)產生強烈(lie)(lie)的白光并(bing)放(fang)出(chu)高(gao)熱(re)(re)。遇水或(huo)潮氣(qi)(qi)猛烈(lie)(lie)反應放(fang)出(chu)氫氣(qi)(qi),大量放(fang)熱(re)(re),引起(qi)燃燒或(huo)爆(bao)炸。遇氯(lv)、溴、碘(dian)、硫、磷、砷、和氧化劑(ji)劇烈(lie)(lie)反應,有燃燒、爆(bao)炸危險。粉體與空氣(qi)(qi)可(ke)形(xing)成爆(bao)炸性(xing)混合物,當達(da)到一定濃(nong)度(du)時(shi),遇火(huo)星會發生爆(bao)炸。
有害燃燒產(chan)物:氧化鎂。
滅(mie)火(huo)方法:消防人員(yuan)必須佩戴空(kong)氣呼吸器、穿(chuan)全身防火(huo)防毒服(fu),在上風向滅(mie)火(huo)。盡可能(neng)將容器從火(huo)場移至空(kong)曠處(chu)。噴水保持火(huo)場容器冷卻(que),直至滅(mie)火(huo)結(jie)束。嚴禁用水、泡沫、二氧化碳撲(pu)救。施(shi)救時對(dui)眼(yan)睛和皮(pi)膚須加保護(hu),以免飛來熾粒燒傷(shang)身體、鎂光灼傷(shang)視力。
隔離泄漏(lou)污染區,限制出入。消除所(suo)有(you)點火(huo)源。建議應急處理(li)人員戴防(fang)塵(chen)口罩,戴防(fang)塵(chen)口罩,穿防(fang)靜電(dian)服。禁止接觸或跨越泄漏(lou)物。盡可能(neng)切斷泄漏(lou)源。嚴禁用水處理(li)。
小量(liang)泄漏(lou):用干燥的砂(sha)土或(huo)其他不燃材料(liao)覆蓋(gai)泄漏(lou)物,然后用塑料(liao)布覆蓋(gai),減少(shao)飛散、避(bi)免雨淋。
粉末泄漏:用塑料布或(huo)帆(fan)布覆蓋泄漏物,減少(shao)飛散,保持(chi)干燥。在(zai)專家指導下清(qing)除。
工程控制(zhi):密閉操(cao)作。提供安全(quan)淋浴和洗眼設(she)備(bei)。
呼(hu)(hu)吸系統防護(hu):作業時(shi),應該(gai)佩戴過(guo)濾式防塵呼(hu)(hu)吸器(qi)。必要(yao)時(shi)配戴空氣呼(hu)(hu)吸器(qi)。
眼(yan)(yan)睛防護(hu):戴化學(xue)安全(quan)防護(hu)眼(yan)(yan)鏡(jing)。
身體(ti)防(fang)護(hu):穿防(fang)靜電工作(zuo)服。
手(shou)(shou)防護:戴一般作業防護手(shou)(shou)套。
其他防(fang)護:工作(zuo)現(xian)場嚴禁吸煙。保持(chi)良好(hao)的(de)衛生習慣(guan)。
操(cao)(cao)作(zuo)注意(yi)(yi)事項:加強局部排風。操(cao)(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)必須經過專門(men)培(pei)訓,嚴(yan)格遵(zun)守操(cao)(cao)作(zuo)規程。建議操(cao)(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)佩戴自吸過濾式防(fang)(fang)(fang)塵(chen)口罩,戴化(hua)學(xue)安全防(fang)(fang)(fang)護(hu)眼鏡,穿防(fang)(fang)(fang)靜電工(gong)作(zuo)服。遠離火種、熱(re)源,工(gong)作(zuo)場所嚴(yan)禁(jin)吸煙。使用防(fang)(fang)(fang)爆型的通風系統和設備。避免產生粉塵(chen)。避免與(yu)氧化(hua)劑、酸(suan)類、鹵素、氯代烴接(jie)觸。尤其要注意(yi)(yi)避免與(yu)水接(jie)觸。在氮氣中操(cao)(cao)作(zuo)處(chu)置。搬運時要輕裝輕卸,防(fang)(fang)(fang)止包裝及容(rong)器(qi)損壞。配備相應品(pin)種和數量的消防(fang)(fang)(fang)器(qi)材及泄漏應急處(chu)理設備。倒空(kong)的容(rong)器(qi)可(ke)能殘留有害物。
儲(chu)存(cun)注意事項:儲(chu)存(cun)于陰涼、干燥、通風良(liang)好的專用庫房內,遠離火(huo)種、熱源。庫溫(wen)不(bu)超過32℃,相對濕度不(bu)超過75%。包裝(zhuang)要求密封,不(bu)可與空(kong)氣接觸。應(ying)與氧化劑、酸類、鹵素(su)、氯代烴等分開存(cun)放,切忌混(hun)儲(chu)。采用防爆(bao)型(xing)照明、通風設(she)施。禁止使用易(yi)產(chan)生火(huo)花的機械設(she)備和(he)工具。儲(chu)區應(ying)備有合適的材料收容泄漏(lou)物。
包裝(zhuang)方法:塑(su)(su)(su)料(liao)袋或二(er)(er)層(ceng)牛皮紙袋外全開(kai)(kai)口(kou)或中開(kai)(kai)口(kou)鋼(gang)桶(tong)(鋼(gang)板厚0.75毫米,每(mei)(mei)桶(tong)凈重(zhong)不超過100公斤);塑(su)(su)(su)料(liao)袋或二(er)(er)層(ceng)牛皮紙袋外全開(kai)(kai)口(kou)或中開(kai)(kai)口(kou)鋼(gang)桶(tong)(鋼(gang)板厚0.5毫米,每(mei)(mei)桶(tong)凈重(zhong)不超過50公斤);金屬桶(tong)(罐(guan)(guan))或塑(su)(su)(su)料(liao)桶(tong)外花格箱;螺紋口(kou)玻(bo)璃瓶、鐵蓋壓(ya)口(kou)玻(bo)璃瓶、塑(su)(su)(su)料(liao)瓶或金屬桶(tong)(罐(guan)(guan))外普通木箱。
運(yun)(yun)輸(shu)注意事(shi)項:運(yun)(yun)輸(shu)時運(yun)(yun)輸(shu)車輛(liang)應(ying)(ying)配備(bei)相應(ying)(ying)品(pin)(pin)種和數量的消防(fang)(fang)器(qi)材及泄漏應(ying)(ying)急處理設備(bei)。裝(zhuang)運(yun)(yun)該品(pin)(pin)的車輛(liang)排氣管須有(you)阻火裝(zhuang)置。運(yun)(yun)輸(shu)過程中要確保容(rong)器(qi)不泄漏、不倒塌、不墜落、不損壞。嚴禁與氧(yang)化(hua)劑、酸類(lei)、鹵素、氯代烴、食(shi)用化(hua)學(xue)品(pin)(pin)、等混裝(zhuang)混運(yun)(yun)。運(yun)(yun)輸(shu)途中應(ying)(ying)防(fang)(fang)曝曬、雨(yu)淋,防(fang)(fang)高溫。中途停留時應(ying)(ying)遠離(li)火種、熱源(yuan)。運(yun)(yun)輸(shu)用車、船必須干燥,并有(you)良好的防(fang)(fang)雨(yu)設施。車輛(liang)運(yun)(yun)輸(shu)完畢應(ying)(ying)進(jin)行徹底清掃(sao)。鐵路運(yun)(yun)輸(shu)時要禁止溜放。