Sifat, Pembuatan dan Kegunaan Unsur Kimia Magnesium

Magnesium adalah unsur kedua pada kelompok 2 (golongan IIA) dari tabel periodik  yang menunjukkan bagaimana unsur-unsur kimia yang terkait satu sama lain. Unsur-unsur di Grup 2 dikenal sebagai unsur alkali tanah. Unsur-unsur lain dalam kelompok tersebut adalah berilium, kalsium, strontium, barium, dan radium.

Logam Magnesium
logam magnesium (gb.usmagnesium.com)

Senyawa magnesium telah digunakan oleh manusia selama berabad-abad. Namun, unsur itu sendiri tidak terisolasi sampai 1808. Penundaan lama terjadi karena bentuk magnesium senyawa yang sangat stabil. Itu berarti bahwa senyawa tersebut tidak memecah sangat mudah. Magnesium adalah unsur yang paling berlimpah ketujuh di kerak bumi. Magnesium terdapat dalam jumlah besar dalam air laut.

SIMBOL
Mg

NOMOR ATOM
12

MASSA ATOM
24,305

KELOMPOK
Golongan 2 (IIA)
logam alkali tanah

PENGUCAPAN
Mag-NEE-zee-um

Sejumlah besar magnesium yang digunakan untuk membuat paduan. Paduan dibuat dengan pelelehan atau mencampur dua atau lebih logam. Campuran memiliki sifat berbeda dari logam pembentuknya. paduan magnesium  cukup ringan, namun sangat kuat. Sifat ini  membuat magnesium berguna dalam pembuatan pesawat dan alat-alat ruang angkasa.

Penemuan dan penamaan
Senyawa magnesium sangat melimpah di bumi. Dolomit, atau kalsium magnesium karbonat (CaMg (CO3)2, adalah contoh Dolomit telah digunakan sebagai bahan bangunan selama berabad-abad.

Senyawa magnesium lain yang terkenal adalah garam Epsom, atau magnesium sulfat (MgSO4). Garam Epsom dikenal karena efek menyejukan bahan ini, terutama ketika ditambahkan ke mandi.

Daya tarik dari garam Epsom
Mungkin senyawa magnesium terbaik yang diketahui adalah magnesium sulfat (MgSO4). Hal ini dikenal sebagai garam Epson.

Salah satu cerita paling awal tentang garam Epsom terjadi pada tahun 1618. Kota Epsom, di Surrey, Inggris, menderita kekeringan parah. Seorang petani bernama Henry Wicker membawa ternaknya minum dari lubang air di tengah kota (central park). Tetapi ternak tidak akan minum air. Wicker terkejut karena ia tahu ternaknya sangat haus. Ia mencicipi air sendiri dan menemukan bahwa rasa itu sangat pahit. Kepahitan itu karena magnesium sulfat dalam air. Senyawa ini dikenal sebagai garam Epsom.

Orang-orang akhirnya segera tahu bahwa berendam dalam air alami yang terkandung Epsom garam membuat mereka merasa lebih baik. Garam tampaknya memiliki sifat yang menenangkan tubuh. Lama Sebelum berendam di perairan ini menjadi sangat populer.

Saat ini, garam Epsom yang digunakan dalam air mandi. Garam ini dapat meregangkan otot yang sakit dan menghilangkan kulit kasar. Banyak orang percaya bahwa garam memiliki efek relaksasi yang sama seperti mata air panas. Beberapa tukang kebun bahkan percaya bahwa percikan garam Epsom di kebun membantu bunga dan sayuran tumbuh.

Studi sungguh-sungguh dari magnesium dan senyawanya dimulai pada tengah 1700-an. ketika dokter Skotlandia dan kimiawan Joseph Black (1728-1799) melakukan beberapa percobaan awal pada senyawa magnesium. Dia melaporkan penelitiannya dalam sebuah artikel yang menjadi terkenal. Black kadang-kadang  dikreditkan untuk “penemuan” magnesium karena karyanya dengan elemen ini.

Pada 1800, ahli kimia tahu bahwa magnesium adalah unsur. Tapi tidak ada yang  mampu membuat logam magnesium murni. Magnesium berikatan sangat erat dengan unsur-unsur lain dalam senyawanya. tidak ada yang menemukan cara untuk memecahkan ikatan antara magnesium dan unsur-unsur lainnya.

Pada 1808, ahli kimia Inggris Humphry Davy (1778-1829) memecahkan masalah dengan melewatkan arus listrik melalui melelehan cair magnesium oksida (MgO). Arus menyebabkan senyawa pecah, membentuk logam magnesium dan gas oksigen:
Davy menggunakan metode ini untuk menemukan sejumlah elemen lainnya. Seperti magnesium, elemen-elemen ini membentuk senyawa yang sangat sulit untuk pecah. Arus listrik memberikan energi untuk memecah senyawa ini ke dalam unsur-unsur pembentuknya.

Nama magnesium berasala dari abad yang lalu. Nama itu dipilih untuk menghormati sebuah wilayah di Yunani yang dikenal sebagai Magnesia. wilayah berisi persediaan besar senyawa magnesium.

Sifat fisik
Magnesium adalah cukup keras, bewarna putih keperakan. Loagam ini adalah yang paling ringan dari semua logam struktural. logam ini cukup kuat untuk digunakan untuk membangun gedung-gedung, jembatan, mobil, dan pesawat terbang. Magnesium mudah dibentuk. Logam magnesium bisa dibentuk dengan ditempa, dibengkokan, di potong, disambungkan dan dipadukan dengan logam lain. Logam harus dibuat sebelum mereka dapat diubah menjadi produk yang berguna. Logam yang kuat, tangguh, atau keras tidak mudah dibuat. Mereka harus dibuat menjadi paduan. Sebuah logam yang lebih mudah dibuat (seperti magnesium) dikombinasikan dengan logam tersebut. Titik leleh magnesium adalah 651 °C (1200 °F) dan titik didih adalah 1.100 °C (2.000 °F). Densitasnya adalah 1,738 gram per sentimeter kubik.

Sifat kimia
Magnesium adalah logam yang cukup aktif. Bereaksi lambat dengan air dingin dan lebih cepat dengan air panas. Logam ini bergabung dengan oksigen pada suhu kamar untuk membentuk lapisan tipis magnesium oksida.Pembakaran logam ini akan menghasilkan cahaya putih menyilaukan pada suhu yang lebih tinggi. Magnesium bereaksi dengan kebanyakan asam dan dengan beberapa alkali atau basa. Senyawa alkali adalah bahan kimia dengan sifat berlawanan orang-orang dari asam. Natrium hidroksida (atau lye) dan air kapur adalah contoh senyawa alkali.

Magnesium juga berggabung dengan mudah dengan banyak non-logam, termasuk nitrogen, sulfur, fosfor, klor, fluor, brom, dan yodium. Magnesium juga mudah bereaksi dengan sejumlah senyawa, seperti karbon monoksida (CO), karbon dioksida (CO2), sulfur dioksida (SO2), dan nitrat oksida (NO).

Kelimpahan di alam
Kelimpahan magnesium dalam kerak bumi diperkirakan sekitar 2,1 persen. Itu membuat magnesium menjadi elemen keenam yang paling umum di bumi. Magnesium juga terdapat pada air laut. Satu mil kubik air laut diperkirakan mengandung hingga enam juta ton magnesium.

Laut Mati Sumber Kaya Akan Magnesium
Laut Mati Sumber Kaya Akan Magnesium

Ada banyak mineral alami dari magnesium. Beberapa yang paling penting adalah dolomit; magnesit, atau magnesium karbonat (MgCO3), karnalit, atau kalium magnesium klorida (KMgCl3), dan epsomite, atau magnesium sulfat (MgSO4).

Produsen terbesar bijih magnesium adalah Turki. produsen besar lainnya adalah Korea Utara, China, Slovakia, Austria, dan Rusia. Jumlah magnesium yang diproduksi di Amerika Serikat tidak dilaporkan untuk melindungi rahasia dagang.

Magnesium diproduksi di Amerika Serikat berasal dari tiga sumber yaitu air laut, air garam, dan tambang. Air laut diproses untuk mendapatkan magnesium oleh perusahaan di California, Delaware, Florida, dan Texas. Magnesium diperoleh dari air garam di Michigan dan Utah. Brine adalah air yang bahkan lebih asin dari air laut. Beberapa senyawa magnesium diambil dari tambang di Nevada, North Carolina, dan Washington.

Isotop
Ada tiga isotop alami dari magnesium adalah magnesium-24, magnesium-25, dan magnesium-26. Isotop adalah dua atau lebih bentuk elemen. Isotop berbeda satu sama lain sesuai dengan nomor massa unsur. Jumlah ditulis di sebelah kanan nama elemen adalah nomor massa. Nomor massa merupakan jumlah proton ditambah neutron dalam inti atom dari unsur. Jumlah proton menentukan unsur, tetapi jumlah neutron dalam atom dari salah satu elemen dapat bervariasi. Setiap variasi tersebut disebut isotop.

Salah satu isotop radioaktif dari magnesium adalah magnesium-28. Sebuah isotop radioaktif adalah salah satu yang memecah dan terpisah sehingga memberikan beberapa bentuk radiasi. isotop radioaktif yang dihasilkan ketika partikel yang sangat kecil dilepas pada atom. Partikel-partikel ini menempel di atom dan membuat mereka radioaktif. Magnesium-28 tidak memiliki kegunaan komersial yang penting.

Pembuatan magnesium Magnesium terutama diproduksi dengan dua metode:
a). Reduksi termal magnesium oksida
b) Elektrolisis magnesium klorida
Sebelum ekspansi produksi di Cina, elektrolisis adalah metode yang lebih umum dari produksi di negara-negara di mana energi listrik yang dihasilkan relatif murah. Kebanyakan pabrik Cina,  menggunakan versi terbaru dari proses reduksi termal awalnya dikembangkan di Kanada pada tahun 1940 untuk meningkatkan produksi selama Perang Dunia II (yang disebut ‘Proses Pidgeon’).

(A) proses reduksi Thermal
Bijih dolomit dihancurkan dan dipanaskan dalam tempat pembakaran untuk menghasilkan campuran magnesium dan kalsium oksida, sebuah proses yang dikenal sebagai kalsinasi:

Reasi Pembuatan Mg

Langkah selanjutnya adalah reduksi magnesium oksida. Zat pereduksi adalah ferrosilicon (paduan besi dan silikon) yang dibuat dengan memanaskan pasir dengan batu arang dan skrap besi, dan biasanya mengandung sekitar 80% silikon.
Oksida dicampur dengan ferrosilicon yang telah dihancurkan, dan dibuat menjadi briket untuk memuat ke dalam reaktor. Alumina juga dapat ditambahkan untuk mengurangi titik leleh terak. Reaksi dilakukan pada suhu1500 – 1800 K di bawah tekanan yang sangat rendah, mendekati dengan vakum. Dengan kondisi tersebut magnesium diproduksi sebagai uap yang terkondensasi dengan pendinginan untuk sekitar 1100 K di kondensor baja berlapis, dan kemudian dihilangkan dan dibuang ke dalam ingot (batang logam)

Rekasi Pembuatan Mg

Reaksi maju merupakan reaksi endotermik dan posisi kesetimbangan akan mendorong magnesium oksida. Namun, dengan menghilangkan uap magnesium seperti yang diproduksi, reaksi akan sampai selesai. silika bergabung dengan kalsium oksida untuk membentuk terak cair, kalsium silikat:

Reaksi Pembuatan Mg

Proses ini memberikan magnesium sampai dengan kemurnian 99,99% , sedikit lebih tinggi dari dari proses elektrolisis.
(B) Proses elektrolisis
Di luar China, proses elektrolisis biasanya pilihan yang lebih disukai.
Proses ini melibatkan dua tahap:
i) produksi magnesium klorida murni dari air laut atau air garam
ii) elektrolisis leburan magnesium klorida

(I) Produksi magnesium klorida murni dari air laut atau air garam
Air laut yang digunakan sebagai bahan baku diperlakukan dengan dolomit yang telah dikonversi ke oksida campuran dengan pemanasan pada suhu tinggi. Magnesium hidroksida mengendap, sementara kalsium hidroksida tetap dalam larutan. Magnesium hidroksida disaring dan pada pemanasan yang mudah membentuk oksida murni tersebut.
Konversi ke magnesium klorida dicapai dengan memanaskan oksida, dicampur dengan karbon, dalam aliran klorin pada suhu tinggi dalam tanur listrik

Tanur Pembuat Magnesium
Tanur Pembuat Magnesium

Beberpa reaksi yang terjadi

Reaksi Pembentukan Mg

Di mana magnesium air asin yang kaya klorida adalah sumber magnesium, larutan diolah untuk menghilangkan berbagai kotoran dan larutan magnesium klorida sisanya dipekatkan dengan penguapan dalam beberapa tahap.
Tahap terakhir dari dehidrasi harus dilakukan dengan adanya gas hidrogen klorida untuk menghindari hidrolisis dari magnesium klorida:

Pembuatan Mg

Sebuah proses baru dalam pengembangan menggunakan magnet. potongan-potongan kecil bijih dikonversi langsung ke magnesium klorida cair dengan memanaskan dengan klorin dalam tanur listrik di lapisan karbon monoksida.
(Ii) The elektrolisis leburan magnesium klorida
Hasil anhidrat magnesium klorida diumpankan secara terus menerus ke sel elektrolit (Gambar bawah) yang cukup panas untuk melelehkan zat itu.
Pada elektrolisis, magnesium dan klorin diproduksi:

Pembuatan Mg

Pembuatan Magnesium

Logam cair dulingkan dan dibuang ke dalam ingot. Gas klorin didaur ulang ke tungku klorinasi. Produksi sekunder. Hanya sekitar 3% dari total magnesium digunakan setiap tahun adalah dari daur ulang, diperkirakan 23 000 ton.

Penggunaan
Meskipun kebanyakan kamera sekarang menggunakan elektronik berkedip , logam magnesium sering terkandung dalam kamera yang menggunakan lampu. Ketika flash dinyalakan, potongan magnesium akan menangkap cahaya. terbakar dengan cahaya putih yang sangat terang. Cahaya dari bola lampu menerangi pemandangan untuk foto itu.

Penggunaan umum dari logam magnesium dalam kembang api. Kebanyakan pertunjukan kembang api mencakup beberapa kilatan cahaya cemerlang sangat putih. Cahaya berkedip diproduksi oleh pembakaran logam magnesium.

Magnesium umumnya digunaka paduan dengan logam lain. Magnesium dan aluminium, misalnya, adalah dua logam yang digabungkan untuk membentuk paduan yang sangat kuat dan tahan terhadap korosi (karat). Tetapi lebih ringan dari paduan baja dengan sifat yang mirip.

Kekuatan dan kepadatan rendah sifat penting dalam pembuatan pesawat terbang, mobil, bagasi logam, tangga, sekop dan peralatan berkebun lainnya, sepeda balap, ski, mobil balap, kamera, dan alat-alat listrik. Sebuah paduan magnesium khas berisi sekitar 90 persen magnesium, 2 hingga 9 persen aluminium, dan sejumlah kecil seng dan mangan.

Kegunaan senyawa
Penggunaan tunggal terbesar dari senyawa magnesium adalah dalam bahan tahanpanas. Senyawa magnesium lain digunakan dalam kategori berikut:

Obat: penghilang nyeri dan peredam demam (magnesium acetylsalicylate); antasida untuk menetralkan asam lambung (magnesium hidroksida; magnesium fosfat, magnesium silikat); pencahar untuk melonggarkan perut (magnesium karbonat; magnesium klorida, magnesium sitrat, magnesium hidroksida, magnesium laktat, magnesium fosfat); antiseptik untuk membunuh kuman (magnesium borat, magnesium salisilat, magnesium sulfat); obat penenang untuk membantu tidur (magnesium bromida). Produksi kaca dan keramik: magnesium fluoride; magnesium oksida, Mothproofing tekstil: magnesium hexafluorosilicate. Kayu fireproofing untuk konstruksi: magnesium fosfat, pembuatan kertas: magnesium sulfit

Pil magnesium
Pil magnesium

Efek kesehatan
Magnesium sangat penting untuk kesehatan yang baik  tumbuhan dan hewan. Magnesium merupakan bagian dari molekul klorofil yang ditemukan di semua tanaman hijau. Klorofil adalah molekul dalam tanaman hijau yang mengontrol konversi karbon dioksida dan air menjadi karbohidrat, seperti pati dan gula. Tanaman yang tidak mendapatkan cukup magnesium tidak dapat membuat cukup klorofil. daun tumbuhan tersebut akan timbul bercak kekuningan.

Magnesium ditemukan dalam banyak enzim dalam tumbuhan dan hewan. Enzim merupakan katalis dalam organisme hidup. Enzim Ini mempercepat tingkat di mana perubahan tertentu terjadi dalam tubuh. Enzim sangat penting agar sel-sel hidup berfungsi dengan baik. Tidak Sulit untuk  mendapatkan cukup magnesium dalam makanan sehari-hari. Magnesium banyak ditemukan dalam kacang-kacangan, sereal, makanan laut, dan sayuran hijau. Kebanyakan orang tidak memiliki masalah mendapatkan 300 hingga 400 miligram magnesium direkomendasikan dalam makanan sehari-hari.

Magnesium merupakan bagian dari molekul klorofil yang ditemukan di semua tanaman hijau. Kurangnya magnesium dapat terjadi, namun. Misalnya, pecandu alkohol dan anak-anak di negara miskin kadang-kadang mengembangkan kekurangan magnesium. Dalam kasus tersebut, kekurangan magnesium dapat menyebabkan seseorang menjadi mudah marah atau terlalu agresif.

Di sisi lain, itu juga mungkin tidak baik terkena terlalu banyak magnesium. Misalnya, menghirup bubuk magnesium dapat menghasilkan iritasi pada tenggorokan dan mata, yang mengakibatkan demam. Dalam dosis besar, magnesium dapat menyebabkan kerusakan otot dan saraf. Akhirnya dapat mengakibatkan hilangnya perasaan dan kelumpuhan (ketidakmampuan untuk memindahkan bagian tubuh).

Kondisi seperti ini jarang terjadi. Mereka mungkin terjadi hanya di kalangan orang-orang yang harus bekerja dengan logam magnesium secara teratur.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.