Extraer magnesio del marExtraer magnesio del mar
El magnesio en el agua de mar existe principalmente en forma de cloruro de magnesio y sulfato de magnesio. El proceso de producción de magnesio metálico a partir de agua de mar a gran escala no es complicado. Se añade lechada de cal al agua de mar, se precipita hidróxido de magnesio, se inyecta ácido clorhídrico y luego se convierte en cloruro de magnesio anhidro. El hidróxido de magnesio, el producto intermedio de la producción de magnesio a partir del agua de mar, también se puede utilizar para producir otros productos como el óxido de magnesio y el carbonato de magnesio. El componente principal de la pasta de dientes que usamos todos los días es el carbonato de magnesio; los plomeros envuelven una capa de material blanco parecido a la cal en las tuberías de agua para evitar que se congelen y se agrieten a alrededor de -10°C en invierno. resultado del carbonato de magnesio; incluso el carbonato de magnesio se usa comúnmente como material de relleno en la fabricación de caucho. El magnesio es el tercer elemento más concentrado en el agua de mar. Se estima que de cada kilómetro cúbico de agua de mar se pueden extraer 1,3 millones de toneladas de magnesio. Los países con una alta producción de sal marina suelen utilizar avetoro para producir diversos compuestos de magnesio. Los países que carecen de minerales terrestres de magnesio también producen grandes cantidades de magnesio metálico y diversas sales de magnesio directamente del agua de mar. Hoy en día, gran parte del magnesio metálico y los compuestos de magnesio del mundo se obtienen directa o indirectamente del agua de mar.
A principios del siglo XXI, los productos extraídos de la salmuera eran principalmente cloruro de magnesio, sulfato de magnesio, óxido de magnesio e hidróxido de magnesio. Al extraer magnesio del agua de mar, primero bombee el agua de mar a una piscina grande y vierta lechada de cal para formar una suspensión de hidróxido de magnesio para enriquecer y purificar el elemento magnesio. Después de que el precipitado se sedimenta, se extrae y se obtiene hidróxido de magnesio de alta pureza después del lavado. Tiene poca utilidad y debe convertirse en óxido de magnesio y magnesio metálico útiles.
El hidróxido de magnesio es inestable y se descompone en óxido de magnesio y agua cuando se calienta.
Mg(OH)2----MgO+H2O
Es difícil obtener electrones a partir de iones de magnesio +2-valentes y reducirlos a magnesio elemental. Si el magnesio se funde mediante un método similar al de fundición de hierro, se requieren temperaturas muy altas. Por ejemplo, se puede obtener magnesio elemental reduciendo óxido de magnesio con coque a 2000°C. El magnesio así obtenido suele contener más impurezas.
MgO+C----Mg+CO ↑
Por lo tanto, la electrólisis se usa comúnmente en la industria para obtener electrones a partir de iones de magnesio en el cátodo y reducirlos a magnesio elemental. Para fundir magnesio por electrólisis, primero se debe obtener un líquido fundido que contenga iones de magnesio. Entre los compuestos de magnesio, los compuestos iónicos típicos son el óxido de magnesio y el cloruro de magnesio. El punto de fusión del óxido de magnesio es demasiado alto (2800°C), mientras que el punto de fusión del cloruro de magnesio es mucho menor (714°C). Por lo tanto, la gente elige el cloruro de magnesio como materia prima para la producción electrolítica de magnesio.
Disolver hidróxido de magnesio (u óxido de magnesio) con ácido clorhídrico y luego concentrar la solución para obtener cloruro de magnesio.
Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
Hay iones de magnesio que se mueven libremente en el cloruro de magnesio fundido. Después de que pasa la corriente continua, los iones de cloro se mueven hacia el ánodo, pierden electrones en el ánodo y se oxidan en átomos de cloro. Dos átomos de cloro se combinan para formar una molécula de cloro y magnesio se mueven hacia el cátodo, ganan electrones en el cátodo. y se reducen a magnesio elemental. La reacción que ocurre en los dos electrodos es
Ánodo: 2Cl--2e=Cl2 ↑
Cátodo: Mg2++2e=Mg
La electrólisis total reacción La ecuación se puede expresar de la siguiente manera:
Electrificación
MgCl?(l)==Electrólisis==Mg(s)+Cl?(g) ↑ Para evitar la El magnesio generado se destruye a altas temperaturas. El oxígeno del aire se oxida y la electrólisis debe llevarse a cabo en un entorno de vacío especial o con gas cloruro de hidrógeno como gas protector.