المغنيسيـــوم - Magnesium  

لمحـــة تاريخيــة :

اشتق اسم المغنيسيوم من " مغنيسيا" وهي منطقة في آسيا الصغرى تم العثور بها على مركبات المغنيسيوم، وفي عام 1965م ، استطاع نيهيمها كرو (Nehemiah Grew) فصل كبريتات المغنيسيوم (Epsom Salt) من معادن مياه في منطقة أبسوم بانجلترا. وفي عام 1808م استطاع دافي (Davy) استخلاص شوائب مغنيسيوم بواسطة التحلل الكهربائي .

وجــــوده:

يعتبر المغنيسيوم عنصرا شائعا في صخور القشرة الأرضية فهو يكون حوالي 2.3% من وزنها ، ويزداد تركيزه في صخور القشرة الارضية بالعمق، وتحتوي مياه البحار والمحيطات على كمية كبيرة من المغنيسيوم، فالمتر المكعب من ماء البحر يحتوي على 4كجم مغنيسيوم، ويقدر المغنيسيوم الذائب في مياه البحار والمحيطات بحوالي 60 الف مليون طن.

الصفات الطبيعية للمغنيسيوم :
- المغنيسيوم عنصر وزنه الجزيئي (24.312)
- فلز أبيض فضي ذو بريق معدني ويشبه الفضة.

- خفيف الوزن تبغ كثافته 1.74جم/سم3 ، وينصهر عند درجة 632مْ ويغلي عند درجة 1100مْ.
- وهو متوسط الصلابة، قابل للطرق والتشكيل.
- لا يذوب في الماء البارد أو الحار ويذوب في الأحماض مطلقا الهيدروجين.
- له مقاومة ضد الهواء والماء وذلك لسرعة تكون طبقة من الكربونات القاعدية على سطحه.
- ويتحول في الهواء الرطب إلى اللون الأبيض المنطفئ.
- للمغنيسيوم الساخن مقدرة خزل ، حيث يفصل الكثير من المعادن مثل السيليكون والبورون من أكاسيدها، كما ترسب هيدروكسيدات معادن الأرض القلوية والأمونيا أيونات المغنيسيوم على شكل هيدروكسيد المغنيسيوم.



تحضير المغنيسيوم:

يتم تحضير المغنيسيوم بعدة طرق أهمها:

1. المناجم: يتم استخراج كلوريد المغنيسيوم من املاح المناجم والمحتوي على (3%) المغنيسيوم، (9%) كلوريد المغنيسيوم، (14%) كلوريد الصوديوم ، و(0.1%) أيون البروميد، حيث يتم معالجة هذه الأملاح بطرق كيميائية للحصول على المغنيسيوم.

2. مياه البحر: يتم معالجة مياه البحر لاستخراج (MgCl2.1.5H2O) الذي يتم معالجته كيميائياً باستخدام CaO .


3.التحليل الكهربائي: يتم في هذه الوسيلة تذويب أكسيد المغنيسيوم لمخلوط انصهاري (Fused) من فلوريدات المغنيسيوم والباريوم والصوديوم حيث تقوم عملية التحليل الكهربائي باطلاق المغنيسيوم على المهبط والأكسجين على المصعد.

كما يتم أيضا تحضير المغنيسيوم بواسطة اختزال أكسيده مع الكربون تحت درجة حرارة عالية0

حيث يتصاعد المغنيسيوم بصورة بخار مع أول أكسيد الكربون، ولذلك يجب أن تبرد هذه الغازات حتى لا يتم حدوث تفاعل معكوس كما يلي:

مركبات المغنيسيوم :
لا يتواجد المغنيسيوم عادة بصورة منفردة وذلك لنشاطه الكبير، بيد أن مركباته منتشرة في العالم. وتوجد مركبات كبريتات وكلوريد المغنيسيوم بكثرة في مياه الأراضي وذلك لسهولة ذوبانها في الماء، ويوجد المغنيسيوم منتشرا على شكل معدن مجنزيت MgCO3 والذي لا يذوب في الماء، وكذلك كمركب دولوميت MgCO3.CaCO3 كما يتواجد المغنيسيوم بمركبات أخرى مثل الأسبستوس H4Mg3Si2O9، وميرشكوم Mg2Si3O3.2H2O ، والطلق المميأ أو الحجر الصابوني Mg3Si4O10(OH)2 ، وبروسايت Mg(OH)2.
وقد عرف الانسان معادن المغنيسيوم وأملاحه منذ العصور القديمة واستخدمها في اغراض متعددة وذلك قبل اكتشاف المغنيسيوم بآلاف السنين.
وسنستعرض هنا بعض اهم مركباته التي شاع استخدامها منذ الحضارات القديمة:

أولاً: الطلق وحجر الصابون..

الطلق هو أكثر المواد المعدنية الصلبة طراوة ونعومة في الملمس، وهو أقل المعادن صلابة (صلابته 1) حيث يسهل جدا خدشه بالظفر، كما يترك أثر على القماش إذا حك به، كثافته 2.8جم/سم3، وله بريق لؤلؤي وملمس دهني، ومتعدد الألوان فمنه الأبيض والأزرق والرمادي والأخضر والأحمر.. الخ ، غير أن لون مسحوقه أبيض في جميع الحالات، مما يوحي بأن لون الطلق ناتج أساسا عن عوامل فيزيائية أو بلورية بالاضافة الى نوع وكمية الشوائب والماء والغازات.
والطلق عبارة عن سيليكات المغنيسيوم المائية، ويطلق على الأنواع النقية ذات الملمس الناعم اسم الطلق (وتصنع منه بودرة الطلق وذلك بطحنه جيدا واضافة بعض الروائح العطرية اليه)، ويطلق اسم استيتايت على انواع الطلق الكتلية المدكوكة، ويعرف باسم حجر الصابون عندما يحتوي على بعض الشوائب المعدنية.

ويوجد الطلق او الاستيتايت او حجر الصابون على هيئة كتل صفائحية، في صخور السربنتين وصخور الدولوميت الجيرية لعصر ما قبل الكمبري (منذ أكثر من 600 مليون سنة) وتمتاز رواسب الطلق في صخور الدولوميت الجيرية بجودتها العالية، وتحتوي عادة على قدر ضئيل من الشوائب المعدنية مثل تريموليت واكتينوليت وكلوريت (وهي معادن خضراء اللون ) وهي ذات أحجام أكبر من مثيلاتها في صخور السربنتين.
ويتكون الطلق في الصخور تحت تأثير المحاليل المائية الحارة الآتية من باطن الأرض. واذا احتوت صخور السربنتين على 50 /طلق اعتبرت اقتصادية وقابلة للاستغلال، وتوجد هذه الرواسب في مصر وكندا واستراليا والولايات المتحدة الأمريكية وغيرها.
والطلق المستخدم في الأغراض الطبية مثل صناعة بودرة الطلق (التلك) ومستحضرات التجميل يجب ان يكون خاليا من العناصر السامة مثل الزرنيخ والكدميوم والسيلينيوم وغيرها، والا تزيد نسبة هذه العناصر فيه عن عشرة جرامات في الطن .

ثانياُ: الأسبستوس

يمتاز الاسبستوس دون المعادن كلها في انه يتكون من الياف طرية ناعمة يمكن غزلها في خيوط ونسجها على هيئة قماش ورغم ذلك فانه مقاوم ولا يتاكل بالأحماض ولا يحترق بالنار وهو غير موصل للكهرباء وردئ التوصيل للحرارة. كل هذه الصفات جعلت من الأسبستوس مادة صناعية قيمة لها استخدامات خاصة.
وقد عرف الرومان خاصية عدم احتراق الياف الاسبستوس واستخدموه في صنع فتائل مصابيح الاضاءة بالزيت، ويستخدم الآن لنفس الغرض ويعرف الاسبستوس باسم تجاري هو الأمينت ، ويستخدم بعد غزله ونسجه في صناعة الملابس الخاصة برجال اطفاء الحرائق، وصناعة العوازل الكهربائية وكمادة عازلة في الصناعات النووية.

يتكون الاسبستوس من معادن سربنتين وأمفيبول وهي معادن ليفية، وتتكون نتيجة تغاير وتحلل الصخور النارية الغنية بالمغنيسيوم ويتوقف جودة وقيمة الاسبستوس على طول اليافة والتي قد تصل الى 18مم في الانواع الجيدة، وتنخفض الى اقل من 2مم في الانواع الرديئة. واذا احتوت صخور السربنتين على 2% من وزنها اسبستوس طويل التيلة كانت قابلة للاستغلال الاقتصادي ، اما اذا كان الاسبستوس قصير التيلة فيجب الا تقل نسبته في الصخر عن 8% من وزنه حتى يمكن استغلاله بصورة اقتصادية.

ثالثاُ:الزبرجد ..

الزبرجد او البريدوت periodote هو احد معادن الزينة وتركيبه سيليكات المغنيسيوم والحديد وهو شفاف من معدن الأوليفين، ولونه اخضر زيتوني الى اخضر مصفر ، والأنواع الشفافة الصفراء منه تعرف باسم كريزوليت وتوجد في الهند والبرازيل ومصر .

رابعاُ: المجنيزيت

المجنيزيت هو كربونات المغنيسيوم وهو مادة كتلية بيضاء اللون متوسطة الصلابة وكثافتها حوالي 3.2جم/سم3 ، وتوجد في طبقات مصاحبة للصخور الجيرية والصخور المتحولة ، كما توجد في عروق قاطعة الصخور مثل السربنتين ، وتوجد رواسب ضخمة من المجنيزيت في جبال الاورال بالاتحاد السوفييتي وشمال الصين وكوريا والنمسا والولايات المتحدة الأمريكية واليونان والهند ومدغشقر وسيريلانكا وغيرها..
يستخدم المجنيزيت كمادة حرارية وفي صناعة الطوب الحراري وصناعة الأسمنت وكمصدر للمغنيسيوم الفلزي.


فائدة المغنيسيوم للجسم..

المغنيسيوم ضروري لعمل كثير من الوظائف الحيوية ، منها توازن محتوى الاعضاء الحشوية من الكالسيوم، ويعمل على نقل الفوسفات من جزء الى جزء اخر بالجسم، كما يساعد على التخلص من حمض الفوسفوريك الزائد من الجسم.
وهو ضروري لعمل كثير من الانزيمات المسئولة عن أيض الفحمائيات. كذا انزيمات نقل الطاقة مثل الكوبوكسيليز ووجوده في العظام والأسنان ينسي يعض اهميته في أدوار البناء لهذه الأعضاء، كما أنه يلعب دوراً في أعمال الغدد الصماء خاصة الدرقية (Thyroid).

حاجة الجسم من المغنيسيوم ..
يحتاج الطفل الى حوالي مللجم من المغنيسيوم لكل كيلو جرام من وزن جسمه لتغطية احتياجات النمو ، اما البالغ فيحتاج الى (300- 350) مللجم يوميا. الا ان حالات نقصه نادرة الحدوث نظرا لانتشاره في الأغ1ية خاصة النباتية منها ، اذ يعتبر أساسيا من مركبات الكلوروفيل أو اليخضور .