Magnesium hidroksida: struktur, sifat, tata nama, kegunaan

Magnesium hidroksida adalah senyawa anorganik yang memiliki satu rumus kimia Mg (OH) 2 . Dalam bentuknya yang murni itu adalah padatan putih kusam dengan penampilan amorf; Namun, dengan kandungan pengotor yang kecil dan tepat, ia berubah menjadi brucite padat kristal, mineral yang ditemukan di deposit tertentu di alam, dan merupakan sumber magnesium yang kaya.

Ini adalah elektrolit atau basa lemah, sehingga disosiasinya rendah dalam air. Sifat ini menjadikan Mg (OH) 2 sebagai penetral keasaman yang baik untuk konsumsi manusia; obat yang dikenal sebagai suspensi susu magnesium. Ini juga merupakan penghambat api dengan melepaskan air selama dekomposisi termal.

Pada gambar atas beberapa padatan magnesium hidroksida ditampilkan, di mana warna putih buramnya dapat terlihat. Semakin kristal mereka, mereka mengembangkan permukaan kaca dan mutiara.

Struktur kristalnya aneh karena membentuk kristal heksagonal berlapis ganda, yang merupakan desain yang menjanjikan untuk desain material baru. Dalam lapisan ini muatan positif mereka memainkan peran penting karena substitusi Mg 2+ oleh kation trivalen, dan spesies terbatas antara dinding terdiri dari OH anion .

Di sisi lain, kegunaan lain bergantung pada morfologi partikel atau nanopartikel yang disiapkan; sebagai katalis atau adsorben. Dalam semua dari mereka, rasio 1: 2 dijaga konstan untuk ion Mg 2+ : OH , tercermin dalam rumus yang sama Mg (OH) 2 .

Struktur

Rumus dan oktahedron

Gambar di atas menunjukkan ion-ion yang menyusun Mg(OH) 2 . Seperti dapat dilihat, ada dua OH anion untuk setiap Mg 2 + kation , yang berinteraksi elektrostatis untuk mendefinisikan kristal dengan struktur heksagonal. Rumus yang sama menunjukkan bahwa rasio Mg:OH adalah 1:2.

Namun, struktur kristal yang benar adalah sedikit lebih rumit daripada asumsi sederhana Mg 2+ dan OH ion . Bahkan, magnesium ditandai dengan memiliki sejumlah koordinasi 6, sehingga dapat berinteraksi dengan hingga enam OH .

Jadi, oktahedron Mg (OH) 6 terbentuk , di mana atom oksigen ternyata berasal dari OH ; dan struktur kristal sekarang bertumpu pada pertimbangan oktahedra tersebut dan bagaimana mereka berinteraksi satu sama lain.

Faktanya, unit Mg (OH) 6 akhirnya mendefinisikan struktur berlapis ganda yang, pada gilirannya, diatur dalam ruang untuk memulai kristal heksagonal.

Dua lapisan

Struktur lapisan ganda magnesium hidroksida. Sumber: Smokefoot [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Pada gambar di atas struktur lapisan ganda sampel magnesium hidroksida (LDH akronimnya: hidroksida ganda berlapis ). Bola hijau mewakili ion Mg 2+ , yang dapat digantikan oleh ion lain dengan muatan lebih tinggi untuk menghasilkan muatan positif di lapisan.

Perhatikan bahwa di sekitar setiap Mg 2+ ada enam bola merah yang terhubung ke bola putihnya masing-masing; yaitu, satuan oktahedral Mg (OH) 6 . OH bertindak sebagai jembatan untuk menghubungkan dua Mg 2+ dari bidang yang berbeda, yang membuat lapisan saling menembus.

Demikian pula, diamati bahwa atom hidrogen menunjuk ke atas dan ke bawah, dan terutama bertanggung jawab atas gaya antarmolekul yang menahan dua lapisan unit Mg (OH) 6 bersama-sama .

Molekul netral (seperti alkohol, amonia dan nitrogen) atau bahkan anion dapat ditempatkan di antara lapisan-lapisan ini, tergantung pada seberapa positifnya mereka (jika ada ion Al 3+ atau Fe 3+ yang menggantikan Mg 2+ ). “pengisi” spesies ini dibatasi oleh permukaan terdiri dari OH anion .

Morfologi

Kaca heksagonal berlapis ganda tumbuh perlahan atau cepat. Itu semua tergantung pada parameter sintesis atau persiapan: suhu, rasio molar, pengadukan, pelarut, reagen sebagai sumber magnesium, basa atau zat pengendap, dll. Saat kristal tumbuh, ia mendefinisikan struktur mikro atau morfologi nanopartikel atau agregatnya.

Dengan demikian, nanopartikel ini mungkin memiliki morfologi seperti kembang kol, trombosit, atau seperti globul. Demikian juga, distribusi ukurannya dapat berubah, demikian juga derajat porositas padatan yang dihasilkan.

Sifat fisik Magnesium hidroksida

Penampilan fisik

Ini adalah padatan putih, granular atau bubuk, dan tidak berbau.

Masa molar

58,3197 g / mol.

Kepadatan

3,47 gr/mL.

Titik lebur

350 °C. Pada suhu ini ia terurai menjadi oksida dengan melepaskan molekul air yang terkandung dalam kristalnya:

Mg (OH) 2 (s) => MgO (s) + H 2 O (g)

Kelarutan air

0,004 g / 100 mL pada 100 ° C; yaitu, hampir tidak larut dalam air mendidih, menjadikannya senyawa yang tidak larut dalam air. Namun, ketika pH menurun (atau keasaman meningkat), kelarutannya meningkat karena pembentukan kompleks berair, Mg (OH 2 ) 6 .

Di sisi lain, jika Mg (OH) 2 telah menyerap CO 2 , ia akan melepaskan gas yang tertahan sebagai buih ketika dilarutkan dalam media asam.

Indeks bias

1,559

pH

Suspensi berairnya memiliki pH yang bervariasi antara 9,5 dan 10,5. Meskipun nilai-nilai ini normal, ini mencerminkan kebasaannya yang rendah dibandingkan dengan hidroksida logam lainnya (seperti NaOH).

Kapasitas panas

77,03 J / mol K

Kelimpahan

Kristal vitreous biru pastel dari mineral brucite. Sumber: Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0 [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Magnesium hidroksida dapat ditemukan di alam sebagai mineral brucite, yang ditandai dengan warna putih transparan, dengan nada hijau atau kebiruan tergantung pada kotorannya. Demikian juga, brucite adalah bagian dari beberapa lempung, seperti klorit, karena terjepit di antara lapisan silikat, bergabung dengan ion logam.

Pada brucite terdapat ion lain selain Mg 2+ , seperti Al 3+ , Fe 3+ , Zn 2+ dan Mn 2+ . Bijihnya dapat ditemukan di berbagai daerah atau danau di Skotlandia, Kanada, Italia, dan Amerika Serikat.

Secara fisik kristalnya terlihat seperti kaca cair (gambar atas), dengan warna putih, keabu-abuan, kebiruan atau kehijauan, dan transparan pada spesimen langka.

Mineral ini adalah salah satu kejahatan yang mempengaruhi semen dan beton, karena cenderung mengembang dan menyebabkan keretakan di dalamnya. Namun, ia tidak menyerap CO 2 , sehingga kalsinasinya tidak berkontribusi pada efek rumah kaca dan, oleh karena itu, merupakan sumber mineralogi yang tepat (dan terkaya) untuk mendapatkan magnesium, selain air laut.

Tata nama

Mg (OH) 2 memiliki hingga tiga nama yang diterima IUPAC (di luar mineralogi atau obat-obatan). Ini sangat mirip satu sama lain, karena cara mereka berakhir hampir tidak bervariasi.

Misalnya, ‘magnesium hidroksida’ sesuai dengan namanya sesuai dengan nomenklatur stok, menghilangkan (II) di akhir karena +2 hampir secara default merupakan satu-satunya keadaan oksidasi magnesium.

‘Magnesium dihydroksida’, menunjukkan dengan awalan pembilang Yunani jumlah ion OH ditunjukkan dalam rumus sesuai dengan tata nama sistematis. Dan ‘magnesium hidroksida’, diakhiri dengan akhiran –ico karena merupakan keadaan oksidasi magnesium yang maksimum dan “satu-satunya”, menurut tata nama tradisional.

Nama-nama lain, seperti brucite atau milk magnesia, meskipun terkait langsung dengan senyawa ini, tidak boleh disebut sebagai padatan paling murni, atau sebagai senyawa anorganik (reagen, bahan mentah , dll.).

Kegunaan

penetralisir

Mg (OH) 2 karena kelarutannya yang rendah dalam air fakta bahwa itu adalah penetral keasaman yang sangat baik; jika tidak, itu akan basify menengah dengan memberikan konsentrasi besar OH ion , seperti basis lain lakukan (elektrolit kuat).

Jadi, Mg (OH) 2 hampir tidak melepaskan OH , pada saat yang sama bereaksi dengan ion H 3 O + untuk membentuk magnesium berair kompleks, yang juga disebutkan di atas. Dengan mampu menetralkan keasaman media berair, digunakan untuk pengolahan air limbah.

Ini juga merupakan aditif untuk makanan, pupuk, dan produk kebersihan pribadi tertentu, seperti pasta gigi, karena mengurangi keasamannya.

Antasida

Menjadi sedikit larut dalam air, dapat tertelan tanpa risiko efek nya OH ion (terdisosiasi sangat sedikit sebagai elektrolit lemah).

Ciri-ciri ini, terkait dengan ayat di atas, menjadikannya antasida untuk mengobati sakit maag, penyakit pencernaan, gangguan pencernaan dan sembelit, dijual dengan rumus susu magnesium.

Di sisi lain, susu magnesium juga membantu melawan sariawan yang mengganggu (luka putih dan merah yang muncul di mulut).

Tahan api

Pada bagian sifat disebutkan bahwa Mg(OH) 2 terurai melepaskan air. Tepatnya, air ini membantu menghentikan majunya nyala api, karena mereka menyerap panas untuk menguap dan, pada gilirannya, uap mengencerkan gas yang mudah terbakar atau mudah terbakar.

Mineral brucite biasanya digunakan secara industri untuk tujuan ini, ditujukan sebagai pengisi bahan tertentu, seperti plastik dari berbagai polimer (PVC, resin, karet), kabel atau langit-langit.

Katalisator

Mg (OH) 2 yang disintesis sebagai pelat nano telah terbukti efisien dalam mengkatalisis reduksi kimia; misalnya 4-nitrofenol (Ph-NO 2 ) menjadi 4-aminofenol (Ph-NH 2 ). Demikian juga, ini memiliki aktivitas antibakteri, sehingga dapat digunakan sebagai agen terapeutik.

penyerap

Beberapa padatan Mg (OH) 2 bisa sangat berpori, tergantung pada metode pembuatannya. Oleh karena itu, mereka menemukan kegunaan sebagai adsorben.

Dalam larutan berair mereka dapat menyerap (pada permukaannya) molekul pewarna, memperjelas air. Misalnya, mereka mampu menyerap pewarna indigo carmine yang ada di aliran air.

Referensi

  1. Menggigil & Atkins. (2008). Kimia Anorganik . (Edisi keempat). Bukit Mc Graw.
  2. Wikipedia. (2019). Magnesium hidroksida. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
  3. Pusat Nasional Informasi Bioteknologi. (2019). Magnesium hidroksida. Basis Data PubChem. ID = 14791. Dipulihkan dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Galeri Amethyst. (2014). Mineral brusit. Dipulihkan dari: galeri.com
  5. Henrist dkk. (2003). Studi morfologi nanopartikel magnesium hidroksida
  6. diendapkan dalam larutan encer. Jurnal Pertumbuhan Kristal 249, 321–330.
  7. Saba J., Shanza RK, Muhammad RS (2018). Sintesis dan analisis struktur nanopartikel magnesium hidroksida mesopori sebagai katalis yang efisien.
  8. Thimmasandra Narayan Ramesh dan Vani Pavagada Sreenivasa. (2015). Penghapusan Pewarna Indigo Carmine dari Larutan Berair Menggunakan Magnesium Hidroksida sebagai Adsorben. Jurnal Bahan, vol. 2015, ID Artikel 753057, 10 halaman. doi.org/10.1155/2015/753057

Disprosium: struktur, sifat, perolehan, kegunaan
Fukosa: ciri-ciri, struktur, fungsi
Kegunaan Keton — contoh, rumus, sifat, tata nama
Entalpi larutan: cara menghitung, kegunaan, dan latihan