氯氧化鎂

氯氧化鎂，又被稱為鎂氫氯酸鹽，是指幾種鎂、氯、氧和氫的化合物，其一般化學式為xMgO·y2·zO，其中x、y和z可以是不同的值，又或等效表示為z−x。此類化合物通常使用的簡單化學式是MgClOH，在高中化學科目中經常出現。此類化合物的其他名稱包括羥基氯化鎂、氯羥化鎂，羥基氯氧化鎂和鹼性氯化鎂。其中一些化合物是索雷爾水泥的主要組成部分。目前名稱相同，但化學式為MgOCl的物質尚未被發現。

**化合物**
10.1111/j.1151-2916.1980.tb10752.x穩定的氧氯化物相是P5（第五相，5:1:8）和P3（第三相，3:1:8）。深藍色區域是清晰的溶液(Sol)。飽和溶液的三重平衡點是S1（Sol:Mg(OH)2:P5），S2（Sol:P5:P3）和S3（Sol:P3:MgCl2·6H2O）。淺藍色區域是均勻亞穩凝膠的近似成分範圍。
該系統的MgO – 2 – O三元圖具有以下明確定義和穩定的相：- 2（氫氧化鎂，莫來石礦物）- 22·2·4O = 2·4O（"第二相", "2:1:4"）- 32·2·8O = 2Cl·4O（"第三相", "3:1:8"）- 52·2·8O = 2Cl·4O（"第五相", "5:1:8"）- 92·2·5O = 2·5O（"第九相", "9:1:5"）- 2·6O（氯化鎂六水合物）
第三相和第五相可能在室溫下存在，而第二相和第九相僅在溫度超過100°C時穩定。 所有這些化合物都是無色結晶固體。
在室溫下，當試劑混合時，最初會形成類似凝膠的均勻相，最終結晶為第5相、第3相或與2或2·6O的混合物。
還可以通過加熱“自然”相獲得其他低級水合物：- 22·2·2O（第二相的二水合物；~230°C）- 32·2·5O（第三相的五水合物；~110°C）- 32·2·4O（第三相的四水合物；~140°C）- 52·2·4O（第五相的四水合物；~120°C）- 52·2·3O（第五相的三水合物；~150°C）- 92·2·2O（第九相的二水合物；~190°C）
此外，通過用乙醇洗滌天然的八水合物，可以獲得第五相的的七水合物52·2·7O。
所有四個穩定相都有無水版本，例如32·2（無水第三相）和52·2（無水第五相），其晶體結構為2。它們可以通過加熱至約230°C（第三相和第五相）、約320°C（第二相）和約260°C（第九相）來獲得。

**歷史**
這些化合物是1867年由法國化學家Stanislas Sorel（斯坦尼斯拉斯·索雷爾）發明的熟氧化鎂水泥的主要成分。
在19世紀末，有幾次嘗試確定索雷爾水泥的組成，但結果並不確定。 直到1909年，羅賓森和瓦格曼在 1909 年才正確分離和描述了第三相。 第5相則由盧肯斯於1932年鑑定。

**物理性質**

**溶解性 === 
氯氧化物微溶於水。
在約23°C的MgO – 2 – O體系中，完全液態區域的頂點位於以下三重平衡點（質量分數，不是摩爾分數）：
 S1 = 0.008 MgO + 0.170 2 + 0.822 O（溶液:2:P5）
 S2 = 0.010 MgO + 0.222 2 + 0.768 O（溶液:P5:P3）
 S3 = 0.012 MgO + 0.345 2 + 0.643 O（溶液:P3:2·6O）
其他頂點包括純水、氯化鎂六水合物和飽和2溶液（質量為0.0044 MgO + 0.9956 O）。

**分解和降解 === 
無水形式在加熱至450-500°C以上時分解，通過水氫氧根和氯離子的分解釋放水和氫氯酸，留下氧化鎂殘留物，反應如下：
 2- → 2- + O
 O + 2- → 2- + 2HCl
將氯氧化物長時間暴露於水中，會溶出可溶性的2，留下水合莫來石2。
暴露於大氣中時，氯氧化物會緩慢與空氣中的二氧化碳2發生反應，形成氯碳酸鎂。 無水和部分水合形式也會吸水，逐漸轉變為第五相，然後在轉化為氯碳酸鹽的過程中變為第三相。唯一的例外是第九相的的二水合物和六水合物，在許多月內保持不變。

**結構**
第三相的晶體結構為三斜晶系，空間群為，晶格參數z = 2。 固體由聚合的氫氧羥陽離子組成，以鎂原子形成雙鏈，氧原子在羥基團和絡合水分子中起到橋接作用。這些線性陽離子與氯離子和一些未結合的水分子相互交錯和中和，得到通用的化學式nn+ ·n- · nO。
第五相的結構被認為類似，通用分子式為 nn+·n- · n(4-x)O。
第三相和第五相的無水形式與2具有相同的結構，即每個鎂陽離子層夾在兩層羥基或氯離子之間。
第五相的晶體形成為捲曲的片狀長針。
第三相的拉曼光譜在3639和3657 cm−1處有峰，而第五相的在3608和3691 cm−1處有峰，莫來石在3650 cm−1處有峰。 這些峰被歸因於氫氧基基團的拉伸振動。 第三相的還有一個在451 cm−1處的峰，歸因於Mg–O鍵的拉伸。

**製備**

**從MgO或2和2 === 
可以通過將粉末氧化鎂MgO與水O中的氯化鎂2溶液在室溫下以摩爾比3:1:11和5:1:13混合來製備第三相和第五相，這是製備索雷爾水泥的常見方法。 也可以使用調整過量的水代替氧化物使用氫氧化鎂。
為了獲得最佳效果，氧化鎂應具有小的粒徑和大的比表面積。可以通過在約600 °C下煅燒碳酸氫氧化鎂4·4O製備。溫度越高，粒徑越大，反應速率越慢。
據信多虧鎂氯溶液的輕微酸性性質，在反應過程中氧化鎂會不斷水合和溶解。 這種酸性歸因於鎂六水合陽離子的水解：
 chem
2+ ↔ chem
+ + +
質子（實際上是水合的，例如+）使溶液呈酸性；隨著2濃度從30%增加到70%（按重量計），pH值從6.5變化到4.7。 然後，質子與幾乎不溶解的氧化物或氫氧化物發生反應並溶解，例如
 MgO + 2+ + 5O → chem
2+
 2 + + + 4O → chem
+
溶液中的chem
2+和chem
+離子然後結合成帶有多個鎂原子的複雜陽離子，被氫氧根陽離子和水分子橋接（鎂水合氫氧根絡合物），通用公式為 z(2x−y)+。 這個過程涉及額外的水解，將一些O配體轉化為-並釋放更多+，這使氧化物溶解更多。
在幾個小時的時間裡，這些陽離子不斷結合成更大的複合物，隨著它們的增長而變得不太溶解。在室溫下幾小時後，這些陽離子和氯離子會以（或將溶液轉變為）水凝膠的形式沉澱，然後逐漸結晶為第三相、第五相、固體氧化鎂，氯化物，一些殘留的溶液。 根據試劑的比例，起初可能會形成第五相，但然後會與過量的氯反應形成第三相。
氧化鎂還可以與水反應形成氫氧化物，由於其溶解性差，會包覆氧化物顆粒並阻止進一步的水合。 溶液中陽離子水解提供的酸性溶解了這個塗層，從而使這個過程連續進行，直到其中一種反應物耗盡。

**從MgO或2和HCl === 
這些化合物也可以通過氧化鎂或氫氧化鎂和鹽酸製備。 MgO – O – 2相圖包含在MgO – O – HCl相圖中。

**從2和NaOH === 
可以通過使用NaOH代替MgO或2，使所有試劑都是溶液，來避免製備氧化鎂並確保其完全反應。 但是，對於某些試劑濃度，氯化鈉NaCl也可能沉澱。
在氯離子Cl-濃度為2.02 ± 0.03 mol/L、鎂離子（作為Mg2+和其他陽離子）濃度為1.78 ± 0.07 mol/L，以及pH為7.65 ± 0.05的條件下，第五相只在相當小的範圍內沉澱。穩定的第三相在更廣泛的情況下沉澱，即當Cl為6.48 ± 2.17 mol/L，Mg為3.14 ± 1.12 mol/L，pH為6.26 ± 0.14

**其他 === 
1872年的一份簡短報告描述了在氯化鎂銨Mg(NH4)Cl3的溶液中，經過數月的剩餘氨的靜置後，形成了呈細針狀塊狀物的近似配方為5MgO·MgCl2·13H2O的固體。
G. André在1882年聲稱通過熔融無水氯化鎂和粉末氧化鎂製備了無水氧氯化物。

**參考 ==