julio 13, 2020
Óxido de Magnesio

Óxido de Magnesio

Si escuchas las palabras “óxido de magnesio”, podrían no significar mucho para ti. Sin embargo, este mineral común, que se encuentra naturalmente en forma de polvo blanco en rocas metamórficas. Se puede encontrar en un sorprendente número de artículos domésticos e industriales. Las propiedades útiles de este material lo convierten en una herramienta ideal para una amplia gama de actividades. Continúa leyendo para ampliar tus conocimientos acerca el Óxido de Magnesio.

El descubrimiento del Óxido de Magnesio

La aparición del periclasa u Óxido de Magnesio, como se le llama comúnmente, en su forma natural es rara y generalmente se produce por la calcinación del hidróxido de magnesio o carbonato de magnesio. La periclasa fue descubierta por A. Scacchi en 1840, como un mineral contaminado con oxido ferroso. 

La palabra periclasa se deriva de la palabra griega peri, que significa “alrededor” y la palabra klao lo que significa cortar, presumiblemente aludiendo a la forma en que se corta la periclasa. Existe una gran cantidad de datos sobre las propiedades físicas del Óxido de Magnesio debido a su importancia como óxido refractario. Algunas de las propiedades más útiles del Óxido de Magnesio se resumen aquí.

Propiedades Físicas del óxido de magnesio

Óxido de Magnesio
Propiedades Físicas

Color y brillo

Incoloro a blanco grisáceo, también amarillo a marrón o negro debido a aleaciones extrañas. Su brillo es vítreo y transparente.

Estructura Iónica

El Óxido de Magnesio tiene una red cristalina cúbica centrada e isométrica

Densidad

3.55–3.68 g/cm3 y una densidad ante rayos x de 3.581 g/cm3. 

Dureza

5.5 en la escala Mohs.

Índice de refracción 

El índice de refracción del Óxido de Magnesio es 1.7350 a 633 nm.

Conductividad térmica

La conductividad térmica del Óxido de Magnesio ha sido determinada por varios científicos y debe estudiarse tomando en cuenta valores de temperatura bajos y valores de temperatura elevados para valores de alrededor a los 1700 ºC alcanza una conductividad mínima.

Resistencia eléctrica

El poder aislante eléctrico del Óxido de Magnesio es muy alto, lo que lo convierte en un excelente aislante eléctrico de alta temperatura. La resistencia específica de los cristales de periclasa pura es la más alta. En la región de temperaturas más bajas, la resistividad específica de magnesia es una función de su pureza química. La constante dieléctrica para periclasa se ha medido cómo 3.2–9.8 a 25 ºC y 1 MHz

Punto de fusión 

La periclasa tiene un punto de fusión muy alto de 2800 ºC y punto de ebullición de 3600 ºC.

Expansión térmica

La expansión térmica de la periclasa es la mayor de todos los óxidos refractarios puros y se acerca a la expansión de metales.

Entalpía de la formación

La entalpía estándar de formación es 2 601.241 kJ / mol.

Propiedades químicas del Óxido de Magnesio

Óxido de Magnesio
Propiedades químicas del Óxido de Magnesio

Las propiedades químicas del óxido de magnesio se rigen principalmente por la fuente de formación, es decir, derivado de magnesita o precipitado de salmuera, en otras palabras, agua de mar. Otros factores importantes incluyen el tiempo y la temperatura de calcinación y la presencia algunas trazas de impurezas.

Los estudios con microscopio electrónico han revelado que la morfología de la partícula precursora tiene un gran impacto en la partícula final de MgO. Se ha demostrado que cuando los cristales de brucita y magnesita se descomponen térmicamente a bajas temperaturas, se forman pseudomorfos de un tamaño y forma similares al cristal original.

El óxido de magnesio tiene una solubilidad muy limitada en agua. Sin embargo, una determinación precisa se realiza por pequeñas cantidades de dióxido de carbono disuelto en el agua en el que se puede observar la pureza de la muestra resultante. 

Otro factor de complicación es la fuente de la periclasa y el tratamiento térmico que recibió. Se han realizado muchas mediciones de solubilidad que han producido una amplia variación en los resultados. La determinación más precisa hasta la fecha ha mostrado un resultado de 8.6 mg/ L a 30 ºC.

Disolución de óxido de magnesio

Tan pronto como el óxido se sumerge en solución ácida, se forma una diferencia de potencial y una solución de doble capa que no contiene catión disuelto. La morfología superficial se altera rápidamente a una estructura almenada por difusión superficial antes de que tenga lugar cualquier disolución. 

Los siguientes cationes se disuelven y se produce una aproximación gradual a la saturación de la región de interfase entre óxido y solución, nuevamente con una alteración de la diferencia de potencial. En este punto, la eliminación del agua como una cubierta de solvatación catiónica es el paso determinante de la velocidad.

Estructura de superficie del MgO

La cara de los cristales de MgO ha sido objeto de muchos estudios y es energéticamente la cara más estable en los cristales de sal de roca. La razón de su estabilidad es que es electro neutral (no polar) y contiene cantidades iguales de cationes y aniones. 

El óxido de magnesio se corta extremadamente bien a lo largo del plano, produciendo una superficie relativamente plana y libre de defectos. Los aniones y cationes en la superficie están pentacoordinados, cuatro en el plano de la superficie y uno directamente debajo en el segundo plano atómico. El enlace que falta se encuentra directamente sobre el ion de la superficie.

El óxido de magnesio posee la estructura de cristal de sal de roca, que es la estructura de óxido más simple desde el punto de vista de la disposición en masa de los átomos, y como consecuencia ha sido uno de los óxidos más estudiado

Los defectos superficiales son una característica muy importante de muchos óxidos metálicos, ya que estas estructuras son la clave de su reactividad química. Incluso el mejor método para intentar preparar superficies casi perfectas, consiste en cortar un cristal de MgO en ultra alto vacío, todavía da como resultado la formación de una variedad de defectos superficiales.

Estos tienden a surgir debido a la gran cantidad de energía que se disipa en la división de un cristal de MgO, lo que puede causar la interrupción de la superficie. Los estudios han demostrado que los fotones, electrones, átomos e iones pueden liberarse durante la fractura. 

Una vez que el cristal se ha escindido, se pueden utilizar una variedad de técnicas para caracterizar la nueva superficie. Estos incluyen, pero no se limitan a, túnel de exploración (STM) y microscopía de fuerza atómica (AFM), difracción de electrones de baja energía (LEED), espectroscopía de dispersión iónica (ISS).

Adsorción molecular en el óxido de magnesio

La absorción en una superficie de MgO será principalmente una interacción ácida / base. Los sitios catiónicos son ácidos de Lewis y pueden interactuar con moléculas donantes como agua a través de una combinación de electrostática (atracción ión-dipolo) y superposición orbital. 

Aplicaciones del Óxido de Magnesio

Neutralizador de acidez

El óxido de magnesio en su forma hidratada (hidróxido de magnesio) se usa comúnmente como un antiácido. Esto funciona porque el óxido de magnesio es una sustancia básica, lo que significa que neutraliza la acidez y terminará la indigestión debido al exceso de ácido. El hidróxido de magnesio es el ingrediente activo en remedios comunes de venta libre como la leche de magnesia. El óxido de magnesio también tiene efectos laxantes a corto plazo y se prescribe para el alivio temporal del estreñimiento. 

Agente de secado

El óxido de magnesio es un agente de secado popular. En forma de polvo, es de naturaleza higroscópica, lo que significa que atrae a las moléculas de agua de su entorno circundante. Al hacer esto, el óxido de magnesio alejará esas moléculas de otras cosas, manteniéndose secas. 

Las bibliotecas y otras grandes instalaciones de almacenamiento de libros y papel a menudo utilizan óxido de magnesio en polvo para ayudar a conservar el papel. Los escaladores a menudo usan óxido de magnesio como una forma de reducir la humedad de la transpiración en sus manos y equipos de mano, aunque también se usan otros polvos minerales para este propósito. 

Como agente Refractario

El óxido de magnesio se usa como agente refractario en la construcción de crisoles. Un crisol es un recipiente destinado a ser colocado a temperaturas extremadamente altas para calentar su contenido. 

Dado que el crisol en sí no debe verse afectado por el calor, debe estar hecho con sustancias que conserven sus propiedades a altas temperaturas. El óxido de magnesio es una sustancia así, por lo que se usa de esta manera. 

Como Aislante

Debido a estas mismas propiedades resistentes al calor, el polvo de óxido de magnesio es un excelente aislante. Se utiliza como componente mineral de cables revestidos de cobre con aislamiento mineral. 

Una forma de cable industrial utilizado para la protección de circuitos eléctricos particularmente críticos durante un incendio, incluidos dispositivos de protección contra incendios como alarmas o sistemas de control de humo. 

Suplemento dietético

Dado que es una buena fuente de magnesio, el óxido de magnesio se usa como o en suplementos dietéticos para humanos y animales. En el caso de los animales, este se entrega como un aditivo alimentario. Para los humanos, puede venir en forma de píldora o incluirse en multivitaminas. 

Otros usos del óxido de magnesio

El óxido de magnesio se usa a menudo en aplicaciones ópticas debido a su índice de refracción (propiedades reflectantes de la luz) en forma de cristal. Sus propiedades básicas también se utilizan en el tratamiento del cuero y sus propiedades higroscópicas en el envasado de residuos nucleares.

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