Il magnesio è un metallo alcalino-terroso con configurazione elettronica [Ne]3s² e numero di ossidazione +2. Viene estratto principalmente da minerali come dolomite, magnesite, brucite, carnallite e olivina.
Metodi di ottenimento
Indice Articolo
Riduzione termica dell’ossido di magnesio
La roccia dolomitica viene riscaldata per ottenere una miscela di ossidi di magnesio e calcio secondo la reazione:
MgCO₃∙CaCO₃(s) → MgO(s) + CaO(s) + 2 CO₂(g)
Per ridurre l’ossido di magnesio, si utilizza una lega ferro-silicio contenente silicio al 80%, con una reazione esotermica che produce vapori di magnesio condensati a circa 830 °C.
Il biossido di silicio ottenuto reagisce con l’ossido di calcio per formare una scoria di silicato di calcio fuso:
CaO(s) + SiO₂(s) ⇌ CaSiO₃(l)
Elettrolisi del cloruro di magnesio fuso
L’elettrolisi del cloruro di magnesio fuso avviene per la produzione di magnesio puro al catodo, mentre all’anodo si genera cloro gas. Le semireazioni coinvolte sono:
(-) catodo: Mg²⁺ + 2 e⁻ → Mg
(+) anodo: 2 Cl⁻ → Cl₂ + 2 e⁻
L’elettrolisi è condotta a una temperatura di 680-750 °C.
Per ottenere il cloruro di magnesio, l’acqua di mare viene trattata con dolomite riscaldata in precedenza per produrre ossidi misti di calcio e magnesio, con una precipitazione selettiva che separa l’idrossido di magnesio.
In conclusione, mentre la riduzione termica dell’ossido di magnesio produce un metallo puro al 99.99%, l’elettrolisi del cloruro di magnesio fuso è un metodo alternativo per ottenere magnesio di elevata purezza.
Il magnesio: proprietà, reazioni e utilizzi principali
Il magnesio è un metallo molto reattivo che tende ad ossidarsi facilmente. È noto per essere un eccellente agente riducente, con un potenziale standard di riduzione relativamente alto. Questa proprietà lo rende utile per la sintesi di vari metalli da sali metallici tramite reazioni di scambio semplice.
Reazioni del magnesio
1) Reagisce lentamente con acqua calda, producendo idrogeno e idrossido di magnesio poco solubile:
Mg + 2 H2O → Mg(OH)2 + H2
2) Reagisce vigorosamente con vapore acqueo, generando una luce intensa e producendo idrogeno e ossido di magnesio:
Mg + H2O → MgO + H2
3) Brucia in presenza di ossigeno, producendo ossido di magnesio e una luce intensa utilizzata in passato come flash fotografico:
Mg + O2 → 2 MgO
4) Reagisce con acido cloridrico diluito, producendo cloruro di magnesio e idrogeno:
Mg + HCl → MgCl2 + H2
5) Reagisce con acido solforico diluito, formando solfato di magnesio e idrogeno:
Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2
6) Reagisce con acido nitrico, formando nitrato di magnesio e idrogeno:
Mg + HNO3 → Mg(NO3)2 + H2
Utilizzi del magnesio
Il magnesio è spesso utilizzato in leghe con alluminio, zinco, manganese o silicio per le loro proprietà di bassa densità e alta resistenza. Queste leghe sono ampiamente impiegate nel settore automobilistico e aerospaziale.
Inoltre, le leghe di magnesio vengono utilizzate come anodi sacrificali per proteggere le strutture metalliche, come gli scafi delle navi in acciaio e le piattaforme petrolifere, dalla corrosione. Il magnesio, quando collegato a un metallo meno reattivo, funge da anodo nella cella elettrica, preferendo corrodersi rispetto all’altro metallo.
Infine, in alcune leghe contenenti magnesio vengono aggiunti zirconio e terre rare per migliorarne ulteriormente le proprietà di resistenza.
