Χλωριούχο μαγνήσιο

Το χλωριούχο μαγνήσιο (Magnesium chloride) είναι μια ανόργανη ένωση με τύπο . Σχηματίζει ένυδρα , όπου το n μπορεί να κυμαίνεται από 1 έως 12. Αυτά τα άλατα είναι άχρωμα ή λευκά στερεά που είναι ιδιαίτερα διαλυτά στο νερό. Αυτές οι ενώσεις και τα διαλύματά τους, τα οποία και τα δύο υπάρχουν στη φύση, έχουν ποικίλες πρακτικές χρήσεις. Το άνυδρο χλωριούχο μαγνήσιο είναι ο κύριος πρόδρομος του μεταλλικού μαγνησίου, το οποίο παράγεται σε μεγάλη κλίμακα. Το ένυδρο χλωριούχο μαγνήσιο είναι η μορφή που είναι πιο εύκολα διαθέσιμη.

Παραγωγή
Το χλωριούχο μαγνήσιο μπορεί να εξαχθεί από άλμη ή θαλασσινό νερό. Στη Βόρεια και Νότια Αμερική, λαμβάνεται κυρίως από την άλμη της Μεγάλη Αλμυρή Λίμνη. Στην Κοιλάδα του Ιορδάνη, λαμβάνεται από τη Νεκρά Θάλασσα. Το ορυκτό μπισοφίτης () εξάγεται (με εξόρυξη από διάλυμα) από αρχαίους βυθούς, για παράδειγμα, τον βυθό Ζέχσταϊν στη βορειοδυτική Ευρώπη. Ορισμένα κοιτάσματα προκύπτουν από την υψηλή περιεκτικότητα σε χλωριούχο μαγνήσιο στον αρχέγονο ωκεανό. Κάποια ποσότητα χλωριούχου μαγνησίου παράγεται από την εξάτμιση του θαλασσινού νερού. 

Στη διαδικασία Dow, το χλωριούχο μαγνήσιο αναγεννάται από υδροξείδιο του μαγνησίου χρησιμοποιώντας υδροχλωρικό οξύ:

Μπορεί επίσης να παρασκευαστεί από ανθρακικό μαγνήσιο με παρόμοια αντίδραση.

Δομή
Το  κρυσταλλώνεται στο μοτίβο χλωριούχου καδμίου , επομένως χάνει νερό κατά τη θέρμανση: n = 12 (−16,4°C), 8 (−3,4°C), 6 (116,7°C), 4 (181°C), 2 (περίπου 300°C).Holleman, A. F.; Wiberg, E. Inorganic Chemistry Academic Press: San Diego, 2001. . Στο εξαένυδρο, το  είναι επίσης οκταεδρικό, που συναρμόζεται με έξι υδατικά προσδέματα.Wells, A. F. (1984) Structural Inorganic Chemistry, Oxford: Clarendon Press. . Το οκταένυδρο και το δωδεκαένυδρο μπορούν να κρυσταλλωθούν από νερό κάτω από τους 298K. Όπως επαληθεύεται από την κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ, αυτά τα "ανώτερα" ένυδρα άλατα διαθέτουν επίσης ιόντα [Mg(H2O)6]2+.  Έχει επίσης κρυσταλλωθεί ένα δεκαένυδρο άλας. 

 Παρασκευή, γενικές ιδιότητες 
Το άνυδρο  παράγεται βιομηχανικά με θέρμανση του συμπλόκου άλατος που ονομάζεται διχλωριούχο εξαμινικό μαγνήσιο .. Η θερμική αφυδάτωση των ένυδρων αλάτων  (n = 6, 12) δεν συμβαίνει άμεσα.See notes in Rieke, R. D.; Bales, S. E.; Hudnall, P. M.; Burns, T. P.; Poindexter, G. S. "Highly Reactive Magnesium for the Preparation of Grignard Reagents: 1-Norbornane Acid", Organic Syntheses, Collected Volume 6, p. 845 (1988).  

Όπως υποδηλώνει η ύπαρξη ένυδρων αλάτων, το άνυδρο  είναι ένα οξύ Lewis, αν και ασθενές. Ένα παράγωγο είναι το τετραχλωρομαγνησικό τετρααιθυλαμμώνιο . Το προϊόν προσθήκης  είναι ένα άλλο.N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, Pergamon Press, 1984. Στο πολυμερές συναρμογής με τον τύπο , το Mg υιοθετεί οκταεδρική γεωμετρία. Η οξύτητα Lewis του χλωριούχου μαγνησίου αντικατοπτρίζεται στην υγροσκοπικότητά του του, που σημαίνει ότι προσελκύει υγρασία από τον αέρα σε βαθμό που το στερεό μετατρέπεται σε υγρό.

Εφαρμογές
 Πρόδρομη ένωση του μεταλλικού μαγνησίου 
Το άνυδρο  είναι η κύρια πρόδρομη ένωση του μεταλλικού μαγνησίου. Η αναγωγή του  σε μεταλλικό Mg πραγματοποιείται με ηλεκτρόλυση σε τηγμένο άλας (molten salt).Hill, Petrucci, McCreary, Perry, General Chemistry, 4th ed., Pearson/Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, USA. Όπως συμβαίνει και με το αργίλιο, η ηλεκτρόλυση σε υδατικό διάλυμα δεν είναι δυνατή, καθώς το παραγόμενο μεταλλικό μαγνήσιο θα αντιδράσει αμέσως με το νερό, ή με άλλα λόγια, το νερό  θα αναχθεί σε αέριο , πριν συμβεί η αναγωγή του Mg. Έτσι, απαιτείται η άμεση ηλεκτρόλυση του τηγμένου  απουσία νερού επειδή το δυναμικό αναγωγής για την απόκτηση Mg είναι χαμηλότερο από το πεδίο σταθερότητας του νερού σε ένα διάγραμμα Eh–pH (διάγραμμα Pourbaix).

Η παραγωγή μεταλλικού μαγνησίου στην κάθοδο (αντίδραση αναγωγής) συνοδεύεται από την οξείδωση των χλωριούχων ανιόντων στην άνοδο με απελευθέρωση αερίου χλωρίου. Αυτή η διαδικασία αναπτύσσεται σε μεγάλη βιομηχανική κλίμακα.

  Έλεγχος σκόνης και διάβρωσης 
Το χλωριούχο μαγνήσιο είναι μία από τις πολλές ουσίες που χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της σκόνης, τη σταθεροποίηση του εδάφους (soil stabilization) και τον μετριασμό της αιολικής διάβρωσης.. Όταν το χλωριούχο μαγνήσιο εφαρμόζεται σε δρόμους και γυμνές περιοχές, προκύπτουν τόσο θετικά όσο και αρνητικά προβλήματα απόδοσης, τα οποία σχετίζονται με πολλούς παράγοντες εφαρμογής.

Κατάλυση
Οι καταλύτες Ziegler-Natta, που χρησιμοποιούνται εμπορικά για την παραγωγή πολυολεφινών, περιέχουν συχνά  ως φορέας καταλύτη (catalyst support). Η εισαγωγή των φορέων  αυξάνει τη δραστικότητα των παραδοσιακών καταλυτών και επέτρεψε την ανάπτυξη καταλυτών υψηλής στερεοεξειδίκευσης για την παραγωγή πολυπροπυλενίου.

Το χλωριούχο μαγνήσιο είναι επίσης καταλύτης οξέος Λιούις σε αλδολικές αντιδράσεις.

  Έλεγχος πάγου 

Το χλωριούχο μαγνήσιο χρησιμοποιείται για την αποπάγωση σε χαμηλή θερμοκρασία αυτοκινητοδρόμων, πεζοδρομίων και χώρων στάθμευσης. Όταν οι αυτοκινητόδρομοι έχουν επικίνδυνη συσσώρευση πάγου, οι συντηρητές οδών εφαρμόζουν χλωριούχο μαγνήσιο για να αποτρέψουν την προσκόλληση του πάγου στο οδόστρωμα, επιτρέποντας στα εκχιονιστικά μηχανήματα να καθαρίζουν τους επεξεργασμένους δρόμους πιο αποτελεσματικά.

Για την πρόληψη του σχηματισμού πάγου στο οδόστρωμα, το χλωριούχο μαγνήσιο εφαρμόζεται με τρεις τρόπους: αντιπαγωτικό (anti-icing), το οποίο περιλαμβάνει την επάλειψή του στους δρόμους για την αποφυγή κολλήματος και σχηματισμού χιονιού. προδιαβροχή (prewetting), που σημαίνει ότι μια υγρή σύνθεση χλωριούχου μαγνησίου ψεκάζεται απευθείας στο αλάτι καθώς αυτό απλώνεται στο οδόστρωμα, βρέχοντας το αλάτι έτσι ώστε να κολλήσει στο δρόμο•και προεπεξεργασία (pretreating), όταν το χλωριούχο μαγνήσιο και το αλάτι αναμειγνύονται μαζί πριν φορτωθούν σε φορτηγά και απλωθούν σε ασφαλτοστρωμένους δρόμους. Το χλωριούχο ασβέστιο καταστρέφει το σκυρόδεμα δύο φορές πιο γρήγορα από το χλωριούχο μαγνήσιο.Jain, J., Olek, J., Janusz, A., and Jozwiak-Niedzwiedzka, D., "Effects of Deicing Salt Solutions on Physical Properties of Pavement Concretes", Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, No. 2290, Transportation Research Board of the National Academies, Washington, D.C., 2012, pp. 69-75. . Η ποσότητα χλωριούχου μαγνησίου υποτίθεται ότι πρέπει να ελέγχεται όταν χρησιμοποιείται για την αποπάγωση, καθώς μπορεί να προκαλέσει ρύπανση στο περιβάλλον.

  Διατροφή και ιατρική 
Το χλωριούχο μαγνήσιο χρησιμοποιείται σε φαρμακοτρόφιμα και φαρμακευτικά παρασκευάσματα. Το εξαένυδρο διαφημίζεται μερικές φορές ως "έλαιο μαγνησίου" (magnesium oil). Το χλωριούχο μαγνήσιο είναι επίσης ηλεκτρολύτης.

  Κουζίνα 
Χλωριούχο μαγνήσιο (E511) είναι ένα σημαντικό πηκτικό που χρησιμοποιείται στην παρασκευή τόφου από γάλα σόγιας.

Στην Ιαπωνία πωλείται ως nigari, που προέρχεται από την ιαπωνική λέξη για το "πικρό"), μια λευκή σκόνη που παράγεται από θαλασσινό νερό αφού αφαιρεθεί το χλωριούχο νάτριο και εξατμιστεί το νερό. Στην Κίνα, ονομάζεται lushui.

Το Νιγκάρι ή λουσούι είναι, στην πραγματικότητα, φυσικό χλωριούχο μαγνήσιο, που σημαίνει ότι δεν είναι πλήρως εξευγενισμένο (περιέχει έως και 5% θειικό μαγνήσιο και διάφορα μέταλλα). Οι κρύσταλλοι προέρχονται από λίμνες στην κινεζική επαρχία Τσινγκάι, για να επεξεργαστούν στη συνέχεια στην Ιαπωνία.

 Κηπουρική και λαχανοκομία 
Επειδή το μαγνήσιο είναι ένα κινητό θρεπτικό συστατικό, το χλωριούχο μαγνήσιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί αποτελεσματικά ως υποκατάστατο του θειικού μαγνησίου (άλας Epsom) για να βοηθήσει στη διόρθωση της έλλειψης μαγνησίου στα φυτά μέσω διαφυλλικής λίπανσης (foliar feeding). Η συνιστώμενη δόση χλωριούχου μαγνησίου είναι μικρότερη από τη συνιστώμενη δόση θειικού μαγνησίου (20 g/L). Αυτό οφείλεται κυρίως στο χλώριο που υπάρχει στο χλωριούχο μαγνήσιο, το οποίο μπορεί εύκολα να φτάσει σε τοξικά επίπεδα εάν εφαρμοστεί υπερβολικά ή πολύ συχνά.

Έχει διαπιστωθεί ότι οι υψηλότερες συγκεντρώσεις μαγνησίου στην τομάτα και σε ορισμένα φυτά πιπεριού μπορούν να τα κάνουν πιο ευάλωτα σε ασθένειες που προκαλούνται από τη μόλυνση από το βακτήριο Xanthomonas campestris, καθώς το μαγνήσιο είναι απαραίτητο για την ανάπτυξη των βακτηρίων.

 Επεξεργασία λυμάτων 
Χρησιμοποιείται για την παροχή του απαραίτητου μαγνησίου για την καθίζηση του φωσφόρου με τη μορφή στρουβίτη από γεωργικά απόβλητα.  καθώς και στα ανθρώπινα ούρα.

Εμφάνιση
Οι συγκεντρώσεις μαγνησίου στο φυσικό θαλασσινό νερό κυμαίνονται μεταξύ 1250 και 1350 mg/L, περίπου το 3,7% της συνολικής περιεκτικότητας σε ορυκτά του θαλασσινού νερού. Τα ορυκτά της Νεκράς θάλασσας περιέχουν σημαντικά υψηλότερη αναλογία χλωριούχου μαγνησίου, 50,8%. Τα ανθρακικά άλατα και το ασβέστιο είναι απαραίτητα για την ανάπτυξη όλων των κοραλλιών, των κοραλλικών φυκιών, των αχιβάδων και των ασπόνδυλων. Το μαγνήσιο μπορεί να μειωθεί από τα μαγκρόβια φυτά και τη χρήση υπερβολικής ποσότητας ασβεστόνερου ή από την υπέρβαση των φυσικών τιμών ασβεστίου, αλκαλικότητας και pH. Η πιο κοινή ορυκτή μορφή χλωριούχου μαγνησίου είναι το εξαένυδρο άλας του, ο μπισοφίτης. Η άνυδρη ένωση εμφανίζεται πολύ σπάνια, ως  χλωρομαγνησίτης. Τα υδροξείδια του χλωριούχου μαγνησίου, ο κορσουνοβσκίτης (korshunovskite) και ο νεψκοεΐτης (nepskoeite), είναι επίσης πολύ σπάνια.

 Τοξικολογία 
Τα ιόντα μαγνησίου έχουν πικρή γεύση και τα διαλύματα χλωριούχου μαγνησίου είναι πικρά σε ποικίλους βαθμούς, ανάλογα με τη συγκέντρωση.

Η τοξικότητα του μαγνησίου από τα άλατα μαγνησίου είναι σπάνια σε υγιή άτομα με κανονική διατροφή, επειδή η περίσσεια μαγνησίου απεκκρίνεται εύκολα στα ούρα από τα νεφρά. Έχουν περιγραφεί μερικές περιπτώσεις τοξικότητας από μαγνήσιο με στοματική χορήγηση σε άτομα με φυσιολογική νεφρική λειτουργία που καταναλώνουν μεγάλες ποσότητες αλάτων μαγνησίου, αλλά είναι σπάνιο. Εάν καταναλωθεί μεγάλη ποσότητα χλωριούχου μαγνησίου, θα έχει παρόμοιες επιδράσεις με το θειικό μαγνήσιο, προκαλώντας διάρροια, αν και το θειικό συμβάλλει επίσης στην καθαρτική δράση του θειικού μαγνησίου, επομένως η επίδραση από το χλωριούχο δεν είναι τόσο σοβαρή.

 Τοξικότητα φυτών 

Το χλωρίδιο () και το μαγνήσιο () είναι και τα δύο απαραίτητα θρεπτικά συστατικά σημαντικά για την κανονική ανάπτυξη των φυτών. Υπερβολική ποσότητα οποιουδήποτε από τα δύο θρεπτικά συστατικά μπορεί να βλάψει ένα φυτό, αν και οι συγκεντρώσεις χλωρίου στα φυλλώματα σχετίζονται περισσότερο με τη φυλλική βλάβη από το μαγνήσιο. Οι υψηλές συγκεντρώσεις ιόντων  στο έδαφος μπορεί να είναι τοξικές ή να αλλάζουν τις σχέσεις νερού, έτσι ώστε το φυτό να μην μπορεί εύκολα να συσσωρεύσει νερό και θρεπτικά συστατικά. Μόλις εισέλθει στο φυτό, το χλωρίδιο κινείται μέσω του συστήματος αγωγιμότητας του νερού και συσσωρεύεται στα περιθώρια των φύλλων ή των βελόνων, όπου εμφανίζεται πρώτα η μαρασμός. Τα φύλλα αποδυναμώνονται ή νεκρώνονται, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει στον θάνατο του δέντρου.

 Σημειώσεις και παραπομπές 
Σημειώσεις

Παραπομπές
 Handbook of Chemistry and Physics, 71st edition, CRC Press, Ann Arbor, Michigan, 1990.

 Εξωτερικοί σύνδεσμοι 
 Magnesium Chloride as a De-Icing Agent
 MSDS file for Magnesium Chloride Hexahydrate

Κατηγορία:Χλωρίδια
Κατηγορία:Ενώσεις μαγνησίου
Κατηγορία:Πρόσθετα τροφίμων
Κατηγορία:Πρόσθετα τροφίμων με αριθμό Ε