Химические элементы

Содержание бериллия в земной коре достаточно мало (6×10^-4 %), поэтому этот металл по праву называют редким. Самым распространенным минералом бериллия, очевидно, является берилл, химический состав которого отвечает формуле 3BeO×Al₂O₃×6SiO₂. Часто примесью к этому минералу является Fe³⁺, который придает зеленовато-голубую окраску. Изумруд — самый дорогой минерал после алмаза, есть ничто иное, как берилл с примесями оксида хрома III (Cr₂O₃) и оксида ванадия III (V₂O₃).

Поговорив о прекрасном и в то же время опасном, перейдем к одному из элементов, без которого жизнь человека была бы невозможна.

Магний. Гори-гори ясно, чтобы не погасло

Магний. Поистине удивительный металл, о котором можно было бы написать целую книгу. Он сочетает в себе такие важные свойства, как: небольшой вес, прочность, низкая цена и легкость в обработке. Существенным минусом, как может на первый взгляд показаться, является его легкая воспламеняемость, однако и это свойство человек сумел подчинить себе и использовать в своих целях. Зажжем?!

Начнем, пожалуй, с распространенности в природе. На этот металл приходится примерно 2,4 % массы земной коры! Поэтому его можно смело назвать распространенным. Из-за сравнительно высокой химической активности магний в свободном состоянии не встречается, лишь в составе различных минералов. Среди них такие распространенные минералы, как: оливин 2MgO×SiO₂, шпинель MgO×Al₂O₃, тальк 3MgO×4SiO₂×H₂O. Также большие количества магния растворены в морской воде.

Соединения магния человеку знакомы с незапамятных времен. Первое же научное исследование какого-либо соединения магния было проведено в 1695 году английским химиком Грю. Он выделил из воды карбонат магния MgCO₃ и доказал, что подобная соль еще не была известна науке того времени. Лишь в 1808 году великий химик Гемфри Дэви провел электролиз этой соли и смог выделить достаточно загрязненный металлический магний.

О многочисленных применениях этого металла поговорим немного позднее. Сейчас же обсудим его «горячие» свойства. Металл горит ослепительно ярким белым пламенем, испуская при этом ультрафиолетовые лучи, которые могут повредить сетчатку глаза. Температура же, которую создает подобная реакция, составляет 2720 °C! Магниевую ленту используют для поджигания различных смесей, например, термита. Термит — смесь оксида железа III (Fe₂O₃) и Al, при горении которой выделяется колоссальное количества тепла. С помощью термита до сих пор сваривают рельсы. Вернемся же к магнию. Потушить горящий магний — крайне затруднительная задача. При попытке тушения магния водой выделится водород, который тут же взорвется, поддерживая тем самым горение. Более того, реакция магния и воды крайне экзотермична, то есть в ходе нее выделяется много тепла.

Реакция магния и воды:

Mg + 2H₂O → Mg(OH)₂ + H₂

Тушить магний песком тоже не удастся, так как он реагирует с диоксидом кремния SiO₂ — основным компонентом песка. Наконец, углекислый газ, неподдерживающий горение в обычном случае, тоже не подойдет, так как тоже вступает в реакцию с магнием. При этом образуется оксид магния и углерод, который хорошо горит при доступе воздуха и высокой температуре. Так как же тушить горящий магний? Для этого используют специальные составы, например, триметоксибороксол B(OCH₃)₃. Это соединение при нагревании переходит в оксид бора B₂O₃, которое покрывает пленкой металл и не дает проходить кислороду в зону горения. Тушение пожара — целая наука.

Это свойство магния дало ученым и изобретателям поле для размышлений и новых областей применения. Магний стали использовать в фейерверках, сигнальных ракетах, трассирующих пулях и светошумовых снарядах.

Последние годы ознаменовали быстрый рост изделий из магния или же с его использованием. Например, в автомобильной промышленности магниевые сплавы применяют для изготовления легких и прочных колес. Немаловажны амортизаторы на основе магния, которые понижают нагрузку в десятки раз лучше по сравнению с алюминиевыми амортизаторами. Магний нашел очень широкое применение как в гражданской, так и в военной авиации, благодаря своему незначительному весу. Особого внимания заслуживает использование магния в медицине: это был первый материал, который использовали в качестве имплантатов. Дело в том, что магний имеет схожую плотность с костью человека, а также обладает рядом других важных характеристик.

Нельзя говорить о магнии и при этом не затронуть его биологическую роль. Во-первых, этот металл входит в состав хлорофилла. Этот пигмент придает листьям зеленый цвет и принимает непосредственное участие в процессе фотосинтеза. Без него жизнь была совершенно иной, если бы вообще была. Во-вторых, магний является макроэлементом в нашем организме. Он имеет большое количество функций в таких важных системах, как: нервная система, пищеварительная система, сердечно-сосудистая система. Участвует в обмене веществ и содержится в костной ткани. В организме человека содержится около 25 грамм этого металла.