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·H2Ο 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.

Χρήσεις

Στην ιατρική
Το θειικό μαγνήσιο αποτελεί συνηθισμένο φαρμακευτικό παρασκεύασμα του μαγνησίου ως άλας του Epsom, για εξωτερική και εσωτερική χρήση. Επειδή πάντως στα καλλυντικά αναμιγνύεται συνήθως με λιπίδια σε γαλακτώματα, που εμποδίζουν τη διάλυσή του στο νερό, μελέτες δείχνουν ότι το μαγνήσιο δεν απορροφάται από το δέρμα και ότι η απορροφητικότητα είναι συνάρτηση του φορέα και ίσως της συγκεντρώσεως και της θερμοκρασίας. Το άλας του Epsom χρησιμοποιείται επίσης στα άλατα μπάνιου.

Σε λήψη από το στόμα το θειικό μαγνήσιο χρησιμοποιείται συχνά ως οσμωτικό καθαρτικό, ενώ αποτελεί το κυριότερο παρασκεύασμα για ενδοφλέβια χορήγηση μαγνησίου.

Η αιτιολογία για εσωτερική χρήση του θειικού μαγνησίου περιλαμβάνει:

 Θεραπεία αντικαταστάσεως για υπομαγνησαιμία
 Ως αντιαρρυθμιακός παράγοντας πρώτης γραμμής σε καρδιακή προσβολή, με βάση οδηγίες ECC του 2005, και για τον έλεγχο αρρυθμιών που επάγονται με κινιδίνη.
 Ως βρογχοδιασταλτικό δεύτερης επιλογής, μετά τη χορήγηση β-ανταγωνιστών και αντιχολινεργικών, π.χ. σε οξείες κρίσεις άσθματος το θειικό μαγνήσιο μπορεί να χορηγηθεί ως εκνέφωμα για την ανακούφιση των συμπτωμάτων, αλλά και ενδοφλεβίως σε σοβαρές κρίσεις άσθματος.
 Για τη μείωση του κινδύνου να εξελιχθεί η προεκλαμψία σε εκλαμψία. Με ενδοφλέβια χορήγηση χρησιμοποιείται για την πρόληψη και την αντιμετώπιση κρίσεων εκλαμψίας, με αναφερόμενη υπεροχή έναντι της διαζεπάμης ή της φαινυτοΐνης.
 Για την αντιμετώπιση του κινδύνου πρόωρου τοκετού. Επίσης, μία συστηματική μελέτη δείχνει ότι η ενδοφλέβια χορήγηση θειικού μαγνησίου πριν από τον τοκετό μπορεί να μειώσει τον κίνδυνο για εγκεφαλική παράλυση και κινητικές δυσλειτουργίες στα πρόωρα νεογνά κατά 30%. ΠΡΟΣΟΧΗ: Η χρήση για παρατεταμένη χρονικά διάρκεια (πάνω από 5 ως 7 ημέρες) μπορεί ν προκαλέσει προβλήματα υγείας για το νεογέννητο.
 Ως πειραματική θεραπεία για το σύνδρομο Irukandji, που προκαλείται από το δηλητήριο ορισμένων ειδών μεδουσών Irukandji, αλλά η αποτελεσματικότητα αυτής της εφαρμογής παραμένει αναπόδεικτη.
 Διαλύματα θειικών αλάτων γενικότερα, όπως το άλας του Epsom, μπορούν να χορηγηθούν ως πρώτη βοήθεια για δηλητηρίαση από χλωριούχο βάριο.

Η χορήγηση υπερβολικής δόσεως της ουσίας προκαλεί υπερμαγνησαιμία.

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.

Διάφορες χρήσεις
Το άνυδρο θειικό μαγνήσιο χρησιμοποιείται συχνά ως ξηραντικό στη σύνθεση οργανικών ενώσεων: Μία οργανική φάση κορέννυται με θειικό μαγνήσιο μέχρι που ννα μη σχηματίζει πλέον συσσωματώματα. Στη συνέχεια το ενυδατωμένο στερεό απομακρύνεται με διήθηση ή decantation. Κάποια άλλα ανόργανα θειικά άλατα, όπως το θειικό νάτριο και το θειικό ασβέστιο, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν με τον ίδιο τρόπο.

Παραδοσιακά, το θειικό μαγνήσιο χρησιμοποιείται σε ποδόλουτρα, για την ανακούφιση πονεμένων ποδιών. Είναι επίσης παρόν σε μεταλλικά νερά..

Το ένυδρο θειικό μαγνήσιο με 7 μόρια νερού (MgSO4·7H2O) προστίθεται για τη διατήρηση της συγκεντρώσεως μαγνησίου σε ενυδρεία θαλάσσιου νερού που περιέχουν μεγάλες ποσότητες κοραλλιών, καθώς εξαντλείται βαθμιαία από τη διαδικασία ασβεστοποιήσεώς τους. Σε ένα θαλάσσιο ενυδρείο με έλλειψη ιόντων μαγνησίου στο νερό του, τα επίπεδα ασβεστίου και το pH του νερού είναι πολύ δύσκολο να ελεγχθούν, επειδή το μαγνήσιο αποτρέπει την αυθόρμητη καθίζηση των ιόντων ασβεστίου ως ανθρακικό ασβέστιο.

Το MgSO4 βρίσκει επίσης εφαρμογή ως ηλεκτρολύτης για τη σύνθεση θειικού χαλκού: Διάλυμα θειικού μαγνησίου ηλεκτρολύεται με άνοδο από χαλκό, οπότε σχηματίζεται θειικός χαλκός, υδροξείδιο του μαγνησίουe, και εκλύεται υδρογόνο:

 Cu + MgSO4 + 2 H2Ο → H2 + CuSO4 + Mg(OH)2 

Το θειικό μαγνήσιο χρησιμοποιείται και ως άλας ζυμώσεως στη ζυθοποιία, για τη ρύθμιση της περιεκτικότητας σε ιόντα του νερού της ζυμώσεως και για την ενίσχυση της δράσεως των ενζύμων ή μιας επιθυμητής γευστικής αποχρώσεως στη μπύρα.

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·H2Ο 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.

Παραπομπές

Εξωτερικοί σύνδεσμοι
 Διεθνείς Κάρτες Χημικής Ασφαλείας – Magnesium Sulfate

Θειικο
μαγνησιον
Βασικά Φάρμακα του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας