Θειικό μαγνήσιο

Το θειικό μαγνήσιο είναι ανόργανη χημική ένωση, και συγκεκριμένα ένα άλας του μαγνησίου, που περιέχει θείο και οξυγόνο, Ο χημικός τύπος του είναι MgSO₄. Στη φύση απαντάται συχνά στην ένυδρη μορφή του, ως το ορυκτό επσομίτης (MgSO₄·7H₂O), αποκαλούμενο κοινώς και άλας του Epsom, από μία πηγή πικρού υφάλμυρου νερού στο Έπσομ της Αγγλίας, από όπου και εξάχθηκε. Η μονοένυδρη μορφή MgSO₄·H₂O βρίσκεται ως το ορυκτό kieserite και η συνολική παγκόσμια ετήσια χρήση της, κυρίως στη γεωργία, στα μέσα της δεκαετίας του 1970 ήταν 2,3 εκατομμύρια τόνοι.
Το άνυδρο θειικό μαγνήσιο χρησιμοποιείται ως ξηραντικό, καθώς είναι υγροσκοπικό, απορροφώντας υγρασία από τον αέρα με γρήγορο ρυθμό. Για τον ίδιο λόγο είναι δύσκολο να ζυγισθεί με ακρίβεια, οπότε η ένυδρη μορφή προτιμάται συχνά όταν παρασκευάζονται διαλύματα για θεραπευτικούς ή άλλους σκοπούς. Το άλας του Epsom χρησιμοποιείται παραδοσιακά ως συστατικό των αλάτων λουτρού. Αθλητές το χρησιμοποιούν για να καταπραΰνουν πονεμένους μύες, ενώ στους λαχανόκηπους προστίθεται στο χώμα για να βελτιώσει τη σοδειά. Υπάρχει ακόμα μια ποικιλία άλλων χρήσεων, π.χ. το άλας του Epsom είναι αποτελεσματικό στην αφαίρεση των παρωνυχίδων.
Το θειικό μαγνήσιο περιλαμβάνεται στον Κατάλογο ουσιωδών φαρμάκων του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας (WHO Model List of Essential Medicines) με τα σημαντικότερα φάρμακα που χρειάζεται ένα βασικό σύστημα υγείας.

Φυσικές και χημικές ιδιότητες

Το θειικό μαγνήσιο είναι άοσμο λευκό κρυσταλλικό στερεό με μοριακό βάρος 120,366 το άνυδρο, 138,38 το μονόυδρο, 174,41 το τρίυδρο, 210,44 το πεντάυδρο, 228,46 το εξάυδρο και 246,47 το επτάυδρο.
Η πυκνότητα του άνυδρου MgSO₄ είναι 2,66 γραμμάρια ανά cm³, του μονόυδρου είναι 2,445 g/cm³, του επτάυδρου 1,68 g/cm³ και του ενδεκάυδρου 1,512 g/cm³.
Οι θερμοκρασίες τήξεως και βρασμού του θειικού μαγνησίου δεν μπορούν να προσδιορισθούν, καθώς όταν θερμαίνεται αποσυντίθεται πρώτα: Το άνυδρο στους 1124°C, το μονόυδρο στους 200°C, το επτάυδρο στους 150°C και το ενδεκάυδρο στους 2°C.
Το ένυδρο θειικό μαγνήσιο κρυσταλλώνεται στο μονοκλινές σύστημα. Ο δείκτης διάθλασης είναι 1,523 για το μονόυδρο και 1,433 για το επτάυδρο.
Το άνυδρο MgSO₄ είναι πολύ διαλυτό στο νερό και ισχυρά υγροσκοπικό, ώστε να χρησιμοποιείται ως ξηραντικό. Είναι η κύρια ουσία που προκαλεί την απορρόφηση του ήχου στο θαλάσσιο νερό (η ακουστική ενέργεια μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια): Η απορρόφηση εξαρτάται πολύ από τη συχνότητα του ήχου, καθώς οι χαμηλότερες συχνότητες απορροφώνται λιγότερο από το άλας. Το βορικό οξύ συνεισφέρει επίσης στην απορρόφηση, αλλά το αφθονότερο άλας στο θαλάσσιο νερό, το χλωριούχο νάτριο, έχει αμελητέα απορρόφηση του ήχου.

Στη γεωργία

Στην κηπουρική και σε άλλες γεωργικές εφαρμογές, το θειικό μαγνήσιο καταπολεμά την έλλειψη μαγνησίου ή θείου στο έδαφος. Το μόριο της χλωροφύλλης περιέχει μαγνήσιο, ενώ το θείο είναι σημαντικό μικροθρεπτικό συστατικό. Εφαρμόζεται συχνότερα σε φυτά σε γλάστρες ή σε φυτείες με μεγάλες ανάγκες σε μαγνήσιο, όπως η πατάτα, η τριανταφυλλιά, η ντοματιά, η λεμονιά, το καρότο και η πιπεριά (γένος Capsicum). Το πλεονέκτημα του θειικού μαγνησίου έναντι άλλων βελτιωτικών εδάφους (όπως ο δολομίτης) είναι η πολύ υψηλή διαλυτότητά του στο νερό, που επιτρέπει ακόμα και την απορρόφηση μέσω των φύλλων. Επιπλέον, τα διαλύματα του θειικού μαγνησίου είναι σχεδόν ουδέτερου pH, ενώ άλλα μαγνησιούχα είναι αλκαλικά και μεταβάλλουν σημαντικά την αλκαλικότητα του εδάφους.

Το ένυδρο θειικό μαγνήσιο

Σχεδόν όλες οι γνωστές ορυκτές μορφές του MgSO₄ είναι ένυδρες. Ο επσομίτης είναι το ορυκτό «άλας του Epsom», ενώ το ορυκτό αλπερσίτης, που περιέχει επιπλέον και χαλκό, αναγνωρίσθηκε πρόσφατα. Αμφότερα τα ορυκτά αυτά περιέχουν την επτάυδρη μορφή του θειικού μαγνησίου, ενώ πρόσφατα ταυτοποιήθηκε στη Γη και ορυκτό με ενδεκάυδρη μορφή, ο μεριδιανιίτης (MgSO₄·11H₂O). Κατώτερες ένυδρες μορφές είναι ο εξαϋδρίτης και οι σπανιότεροι πενταϋδρίτης (5 μόρια νερού ανά μόριο MgSO₄), σταρκυΐτης (4 μόρια νερού) και σανδερίτης (2 μόρια). Η μονοένυδρη μορφή MgSO₄·H₂O βρίσκεται ως το ορυκτό kieserite, συνηθισμένο σε εβαποριτικά αποθέματα. Το άνυδρο θειικό μαγνήσιο έχει αναφερθεί ότι απομονώθηκε σε καιόμενο εξορυγμένο γαιάνθρακα, αλλά δεν θεωρήθηκε ποτέ ορυκτό.
Το pH των διαλυμάτων ένυδρου θειικού μαγνησίου είναι κατά μέσο όρο 6,0 (5,5 ως 6,5).

Σύνθεση

Το επτάυδρο θειικό μαγνήσιο μπορεί να παραχθεί με την εξουδετέρωση θειικού οξέος με ανθρακικό μαγνήσιο ή με οξείδιο του μαγνησίου, αλλά αποκτάται συνήθως απευθείας από φυσικές πηγές (τα ορυκτά του).
Το άνυδρο θειικό μαγνήσιο μπορεί να παρασκευασθεί μόνο με την αφυδάτωση κάποιας ένυδρης μορφής του.

Σε άλλους πλανήτες

Ο μεριδιανιίτης (MgSO₄·11H₂O) πιστεύεται ότι απαντάται και στον πλανήτη Άρη. Επίσης, ανοικτόχρωμες κηλίδες που απεικονίσθηκαν από τη διαστημική αποστολή Dawn στον κρατήρα Οκκάτορα του νάνου πλανήτη Δήμητρα είναι περισσότερο συμβατές με ανακλάσεις φωτός από εξάυδρο θειικό μαγνήσιο.