المغنزيوم

المغنسيوم عنصر كيميائي رمزه Mg. والمغنسيوم فلز له بياض الفضة، معروف بإضاءته ويعد من أخف المعادن ذات المتانة الكافية في الاستخدام عند البناء، إذ يزن نحو ثلثي وزن الألومنيوم. اكتشف الكيميائي الإنجليزي السير همفري ديفي المغنسيوم في عام 1808م.

والمغنسيوم عنصر فلزي وفير إلى حد ما، إلا أنه لا يوجد نقيًا خالصًا في الطبيعة، بل يوجد مركبًا ضمن معادن متنوعة. والقليل من هذه المركبات وبخاصة كلوريد المغنسيوم وكبريتات المغنسيوم، توجد ذائبة في ماء البحر وفي بعض غدران المياه الجوفية. ويحوي ماء البحر نحو 0,13% مغنسيوم، ولذا يعد البحر عمليًا مصدرًا لا ينضب للفلز. ويوجد المغنسيوم في معادن المغنسيت والبروسيت والدولميت، كما يوجد في أسبستوس الأمفيبول، وفي حجر الزبرجد الزيتوني، وفي السربنتاين وفي التلك، وفي بعض سليكات معادن أخرى. انظر: السليكات.

وللمغنسيوم دور حيوي في عمليات استمرار حياة النباتات والحيوانات. فالكلوروفيل (اليخضور) الذي تستخدمه النباتات الخضراء في التركيب الضوئي، يحتوي على المغنسيوم. وعن طريق التركيب الضوئي تنتج النباتات الكربوهيدرات، وهي صنف من الأغذية الأساسية بالنسبة للأحياء. وفضلاً عن ذلك يشترك المغنسيوم في استنساخ المادتين (د ن أ) و(ر ن أ) اللذين يؤديان دورًا مهمًا في تحديد الصفات الوراثية بالنسبة لكل الكائنات الحية. انظر: الوراثة.

ويقوم المغنسيوم ـ كذلك ـ بتنشيط العديد من الأنزيمات التي تعجل التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الجسم البشري

الاستعمالات
يستخدم المغنسيوم وسبائكه في صناعة أنواع كثيرة من المنتجات. فوزنها الخفيف يجعلها صالحة لصناعة أجزاء الطائرات والسيارات ومختلف الأدوات والمعدات الأخرى. وتحتوي معظم سبائك المغنسيوم على الألومنيوم والخارصين. فهاتان المادتان تجعلان سبائك المغنسيوم أقوى وأيسر في التشكيل. وقد تحتوي بعض سبائك المغنسيوم على كميات ضئيلة من عناصر مثل المنجنيز والثوريوم والزركونيوم التي تكسبها خصائص أخرى.

ويستخدم المغنيسوم في كثير من الأغراض غير الإنشائية لأنه فائق النشاط كيميائيًا. فعلى سبيل المثال، توضع قطع المغنسيوم قريبًا من خطوط الأنابيب الفولاذية وخزانات المياه المدفونة لأنه يتفاعل مع الكيميائيات والأكسجين في التربة، مما يقي الفولاذ من التآكل. ويمكن استبدال قطع المغنسيوم دوريًا وبسهولة وبتكاليف أقل بكثير من تكاليف إصلاح أو تغيير الفولاذ. كذلك تُلصق شرائح واقية من المغنسيوم على هياكل السفن الخارجية.

يضيف أصحاب مصانع الفولاذ المغنسيوم إلى الفولاذ لإزالة الكبريت والشوائب الأخرى منه. فضلاً عن ذلك، يستعمل المغنسيوم في الألعاب النارية، لأنه يحترق ويعطي ضوءًا أبيض ساطعًا. كما أنه ينشر حرارة كثيفة إذا ما احترق، الأمر الذي يستفاد منه في عمل القنابل الحارقة.

يتحد المغنسيوم مع عناصر أخرى مكونًا مركَّبات عديدة مفيدة. من هذه المركبات مركَّبان طبيان شائعا الاستخدام ـ لبن المغنسيا والملح الإنجليزي انظر: المغنيسيا. يقاوم أكسيد المغنسيوم الحرارة ويستخدم بطانة لأنواع خاصة من أفران الصهر. ويتشكل أكسيد المغنسيوم على سطح فلز المغنسيوم، وبذلك يَحُول دون تآكله عند درجات حرارة منخفضة. وما كان المغنسيوم ليصلح مادة تركيبية لو لم يكن مهيئًا بهذه الطبقة الواقية. وهناك مركبات مغنسيوم أخرى يستفاد منها في دباغة الجلود، وفي صباغة النسيج وفي عمل الإسمنت والسماد وفي عزل المواد.

الخواص
ينتمي فلز المغنسيوم إلى مجموعة العناصر المسماة فلزات الأتربة القلوية. انظر: العنصر الكيميائي. وكثافته عند درجة حرارة 20°م، تساوي 1,738جم/سم§. أما وزنه الذري فيساوي 24,305، وعدده الذري 12. وينصهر المغنسيوم عند درجة حرارة 650°م، ويغلي عند 1110° ±10°م.

المغنسيوم فعَّال كيميائيًا، لذا فهو لا يوجد في الطبيعة نقيًّا خالصًا قط. وهو يتفاعل مع معظم الحموض فورًا ومع كثير من العناصر اللافلزية بما فيها النيتروجين. وإذا سخن المغنسيوم مع أملاح أو أكاسيد كثير من الفلزات فإنه يحل محل الفلز الآخر. ويسمى هذا النوع من العمليات الاختزال.

كيفية الحصول على المغنسيوم من ماء البحر يبين المخطط أدناه، الخطوات المتبعة في طريقة داو للحصول على المغنسيوم من مياه البحر.

كيفية الحصول على المغنسيوم
معظم ما يستهلك من المغنسيوم يُحصل عليه من مياه البحر بطريقة داو. في هذه الطريقة يُؤتى بالجير المستخدم من صخر الدولميت، ويمزج مع مياه البحر المحتوية على كلوريد المغنسيوم، فيتفاعل الجير مع كلوريد المغنسيوم ويتكون هيدروكسيد المغنسيوم وكلوريد الكالسيوم. ويُفصل هيدروكسيد المغنسيوم عن المزيج، ويُصفى ويمزج مع حمض الهيدروكلوريك، حيث يتكون كلوريد مغنسيوم وماء. ويُبخر الماء ويتخلف كلوريد المغنسيوم بتركيز عالٍ، فيصهر بالتسخين إلى درجة حرارة فوق 710°م، ثم يمرر تيار كهربائي عبر المركب المصهور. ويسمى هذا النوع من العمليات التحليل الكهربائي، انظر: التحليل الكهربائي. يحول التيار كلوريد المغنسيوم إلى مغنسيوم وغاز الكلور. يصب المغنسيوم المصهور ويُسكب في قوالب تسمى صليجات.

وهناك طريقة تستخدم على نطاق ضيق في تنقية المغنسيوم، تسمى طريقة حديد السليكون أو طريقة بيدجن. تقوم هذه الطريقة على تسخين الدولميت في فراغ مع سبيكة تتكون من السليكون والحديد. ويتبخر المغنسيوم الموجود في الدولميت ثم يكثف على هيئة بلورات. وتصهر بلورات المغنسيوم وتسكب وتصب في صليجات.