Разрушающее действие оказывает  на  магний морская и минеральная  вода,  водные растворы соляной, серной, азотной, фосфорной, кремнефтористоводородной кислот, водные растворы галоидных солей,  сернистых соединений, аммиак и его водные растворы,  органические кислоты, гликоли и гликолевые смеси, многи альдегиды.

         Магний - один из самых  распространенных в земной  коре  элементов,  по распространенности занимает  шестое  место  после  кислорода,  кремния, алюминия, железа и кальция.  Содержание магния в  литосфере, по А.П. Виноградову, сотавляет 2,10%. В природе магний встречается исключительно в виде соединений и входит в состав многих минералов:  карбонатов, силикатов и др.  Важнейшими являются следующие из них: магнезит MgCO₃, доломит MgCO₃*CaCO₃,  карналлит MgCl₂*KCL*6H₂O,  бруцит Mg(OH)₂, кизерит MgSO₄,   эпсонит  MgSO₄*7H₂O,  каинит  MgSO₄*KCl*3H₂O,  оливин (Mg,Fe)₂ [SiO₄], серпентин H₄Mg₃Si₂O₉.

         Природный или естественный магний представляет  собой  смесь  трех устойчивых изотопов ²⁴Mg -78,6 %, ²⁵Mg -10,1 %, ²⁶Mg -11,3 %.

         В реакциях  магний  практически  всегда проявляет степень окисления +2 (валентность II).  Для того,  чтобы перевести атом магния из состояния 3S² в реакционноспособное состояние 3S¹3P¹,  нужно затратить 259 КДж/моль, а при последовательном отрыве электронов,  т.е. ионизации Mg до Mg⁺ и Mg⁺²,  требуется соответственно 737 КДж/моль и 1450 КДж/моль. Магний кристаллизуется в гексагональную плотноупакованную решетку.

      Химические  свойства магния довольно  своеобразны.  Он  легко  отнимает кислород и  хлор у большинства элементов,  не боится едких щелочей, соды, керосина,  бензина и минеральных масел.  С холодной  водой  магний почти не взаимодействует,  но при нагревании разлагает ее с выделением водорода. В этом отношении он занимает промежуточное  положение  между бериллием, который вообще с водой не реагирует и кальцием, легко с ней взаимодействующим. Особенно интенсивно идет реакция с  водяным  паром, нагретым выше 380 ^оС:

                         _-2e

       Mg⁰(тв)+H₂⁺O(газ)    Mg⁺²O(тв)+H₂⁰ (газ). 

      Поскольку продуктом этой реакции является водород  ясно,  что  тушение горящего магния водой недопустимо: может произойти образование гремучей смеси водорода с кислородом и взрыв.  Нельзя потушить горящий магний и углекислым газом:  магний  восстанавливает  его до свободного углерода    _-4е

      

       2Mg⁰ + C⁺⁴O₂          2Mg⁺²O+C⁰,

Прекратить к  горящему  магнию доступ кислорода можно засыпав  его песком, хотя и с оксидом кремния (IV) магний взаимодействует,  но со значительно меньшим выделением теплоты:

                              _-4е

2Mg⁰ + Si⁺⁴O₂=2Mg⁺²O+Si⁰

 

этим и определяется возможность использования песка  для тушения  кремния. Опасность  возгорания магния при интенсивном нагреве одна из причин, по которым его использование как технического материала ограничена.

      В электрохимическом ряду напряжений магний стоит значительно левее  водорода и  активно  реагирует  с разбавленными кислотами с образованием солей. В этих реакциях есть у магния особенности. Он не растворяется во фтороводородной, концентрированной  серной  и в смеси серной и в смеси азотной кислот, растворяющей другие металлы почти столь же эффективно, как "царская водка" (смесь HCl и HNO₃). Устойчивость магния к растворению во фтороводородной кислоте объясняется просто:  поверхность  магния покрывается нерастворимой  во  фтороводородной кислоте пленкой фторида магния MgF₂.  Устойчивость магния к достаточно концентрированной серной кислоте и смеси ее с азотной кислотой объяснить сложнее, хотя и в этом случае причина кроется в пассивации поверхности магния.  С растворами щелочей и гидроксида аммония магний практически не взаимодействует.  А вот с растворами аммонийных солей реакция хотя и медленно, но происходит:

      

      2NH⁺₄+Mg=Mg²⁺ + 2NH₃   + H₂ 

      Удивительного в этой реакции нет. Эта реакция  та же по существу, что и реакция  вытеснения металлами водорода из кислот.  В одном из определений кислотой называют вещество,  диссоциирующее с  образованием  ионов водорода. Именно так может диссоциировать и ион NH4: 

NH₄⁺      NH₃+H⁺

Реакция же

                                                                                 _-2e

Mg⁰ + 2HCl=Mg⁺²Cl₂+H⁰₂  

2H⁺+Mg    Mg²⁺ + H⁰₂ 

      При нагревании магния в атмосфере галогенов  происходит воспламенение и образование  галоидных солей.

                    _-2e

             

                 Mg + Cl₂⁰    Mg⁺²+Cl₂^-

        Причина воспламенения -  очень  большое тепловыделение, как и в случае реакции магния с  кислородом.  Так  при образовании 1  моль  хлорида  магния  из магния и хлора выделяется 642 КДж. При нагревании магний соединяется  с  серой  (MgS),  и  с  азотом (Mg₃N₂). При повышенном давлении и нагревании с водородом магний образует гидрид магния

                               _-2e

       Mg⁰ + H₂⁰    Mg⁺²H₂^-. 

Большое сродство магния к хлору позволило создать  новое металлургическое производство - "магниетермию" - получение металлов  в результате реакции

MeCln+0,5nMg=Me+0,5nMgCl₂

 

этим методом получают металлы,  играющие очень важную роль в современной технике - цирконий,  хром,  торий, бериллий. Легкий и прочный "металл космической эры" - титан практически весь получают таким способом.

      Сущность  производства сводится к следующему:  при получении  металлического магния  электролизом расплава хлорида магния в качестве побочного продукта образуется хлор. Этот хлор используют для получения хлорида титана (IV) TiCl₄,  который магнием восстанавливается до металлического титана

                                   _-4e

Ti⁺⁴Cl₄ + 2Mg⁰    Ti⁰+2Mg⁺²Cl₂ 

Образовавшийся  хлорид магния вновь используется для  производства  магния и т.д.  На основе этих реакций работают титаномагниевые комбинаты. Попутно с титаном и магнием получают при этом и другие  продукты,  такие, как бертолетову соль KClO₃, хлор, бром и изделия - фибролитовые и ксилитовые плиты,  о которых будет сказано ниже.  В таком комплексном производстве степень использования сырья,  рентабельность производства высока, а масса отходов не велика, что особенно важно для охраны окружающей среды от загрязнений. 
 
 
 
 
 
 

2.2 Производство 

      Химические  свойства магния довольно  своеобразны.  Он  легко  отнимает кислород и  хлор у большинства элементов,  не боится едких щелочей, соды, керосина,  бензина и минеральных масел.  С холодной  водой  магний почти не взаимодействует,  но при нагревании разлагает ее с выделением водорода. В этом отношении он занимает промежуточное  положение  между бериллием, который вообще с водой не реагирует и кальцием, легко с ней взаимодействующим. Особенно интенсивно идет реакция с  водяным  паром, нагретым выше 380 ^оС:

                         _-2e

       Mg⁰(тв)+H₂⁺O(газ)    Mg⁺²O(тв)+H₂⁰ (газ). 

      Поскольку продуктом этой реакции является водород  ясно,  что  тушение горящего магния водой недопустимо: может произойти образование гремучей смеси водорода с кислородом и взрыв.  Нельзя потушить горящий магний и углекислым газом:  магний  восстанавливает  его до свободного углерода    _-4е

      

       2Mg⁰ + C⁺⁴O₂          2Mg⁺²O+C⁰,

Прекратить к  горящему  магнию доступ кислорода можно засыпав  его песком, хотя и с оксидом кремния (IV) магний взаимодействует,  но со значительно меньшим выделением теплоты:

                              _-4е

2Mg⁰ + Si⁺⁴O₂=2Mg⁺²O+Si⁰

 

этим и определяется возможность использования песка  для тушения  кремния. Опасность  возгорания магния при интенсивном нагреве одна из причин, по которым его использование как технического материала ограничена.

      В электрохимическом ряду напряжений магний стоит значительно левее  водорода и  активно  реагирует  с разбавленными кислотами с образованием солей. В этих реакциях есть у магния особенности. Он не растворяется во фтороводородной, концентрированной  серной  и в смеси серной и в смеси азотной кислот, растворяющей другие металлы почти столь же эффективно, как "царская водка" (смесь HCl и HNO₃). Устойчивость магния к растворению во фтороводородной кислоте объясняется просто:  поверхность  магния покрывается нерастворимой во  фтороводородной кислоте пленкой фторида магния MgF₂.  Устойчивость магния к достаточно концентрированной серной кислоте и смеси ее с азотной кислотой объяснить сложнее, хотя и в этом случае причина кроется в пассивации поверхности магния.  С  растворами щелочей и  гидроксида аммония магний практически не взаимодействует.  А вот с растворами аммонийных солей реакция хотя и медленно, но происходит:

      

      2NH⁺₄+Mg=Mg²⁺ + 2NH₃   + H₂ 

      Удивительного в этой реакции нет. Эта реакция  та же по существу, что и реакция вытеснения металлами водорода из кислот.  В одном из определений кислотой называют вещество,  диссоциирующее с  образованием  ионов водорода. Именно так может диссоциировать и ион NH4: 

NH₄⁺      NH₃+H⁺

Реакция же

                                                                                 _-2e

Mg⁰ + 2HCl=Mg⁺²Cl₂+H⁰₂  

2H⁺+Mg    Mg²⁺ + H⁰₂ 

      При нагревании магния в атмосфере галогенов  происходит воспламенение и образование  галоидных солей.

                    _-2e

             

                 Mg + Cl₂⁰    Mg⁺²+Cl₂^-

        Причина воспламенения -  очень   большое тепловыделение, как и  в случае реакции магния с   кислородом.  Так  при образовании  1  моль  хлорида  магния  из магния и хлора выделяется 642 КДж. При нагревании магний соединяется  с  серой  (MgS),  и  с  азотом (Mg₃N₂). При повышенном давлении и нагревании с водородом магний образует гидрид магния

                               _-2e

       Mg⁰ + H₂⁰    Mg⁺²H₂^-. 

Большое сродство магния к хлору позволило создать новое металлургическое производство - "магниетермию" - получение  металлов  в  результате реакции

MeCln+0,5nMg=Me+0,5nMgCl₂

 

этим методом получают металлы,  играющие очень важную роль в современной технике - цирконий,  хром,  торий, бериллий. Легкий и прочный "металл космической эры" - титан практически весь получают таким способом.

      Сущность  производства сводится к следующему:  при получении  металлического магния  электролизом расплава хлорида магния в качестве побочного продукта образуется хлор. Этот хлор используют для получения хлорида титана (IV) TiCl₄,  который магнием восстанавливается до металлического титана

                                   _-4e

Ti⁺⁴Cl₄ + 2Mg⁰    Ti⁰+2Mg⁺²Cl₂ 

Образовавшийся  хлорид магния вновь используется для  производства  магния и т.д.  На основе этих реакций работают титаномагниевые комбинаты. Попутно с титаном и магнием получают при этом и другие  продукты,  такие, как бертолетову соль KClO₃, хлор, бром и изделия - фибролитовые и ксилитовые плиты,  о которых будет сказано ниже.  В таком комплексном производстве степень использования сырья,  рентабельность производства высока, а масса отходов не велика, что особенно важно для охраны окружающей среды от загрязнений.