Гунар Нордберг
Магнезијум (Мг) је најлакши познати структурни метал. 40% је лакши од алуминијума. Метални магнезијум се може ваљати и извлачити када се загреје између 300 и 475 ºЦ, али је крхак испод ове температуре и подложан је изгоревању ако се загреје много изнад ње. Растворљив је у бројним киселинама и са њима формира једињења, али на њега не утичу флуороводоничне или хромне киселине. За разлику од алуминијума, отпоран је на алкалну корозију.
Појава и употреба
Магнезијум у природи не постоји у чистом стању, али се углавном налази у једном од следећих облика: доломит (ЦаЦО3·МгЦО3), магнезит (МгЦО3), бруцит (Мг(ОХ)2), периклаз (МгО), карналит (КЦлМгЦл2· КСНУМКСХ2О) или кизерит (МгСО4· Х2О). Поред тога, налази се као силикат у азбесту и талку. Магнезијум је тако широко распрострањен по земљи да су објекти за прераду и транспорт руде често одлучујући фактори при одабиру локације за рударење.
Магнезијум се користи, углавном у облику легура, за компоненте авиона, бродова, аутомобила, машина и ручних алата за које су потребне и лакоћа и снага. Користи се у производњи прецизних инструмената и оптичких огледала, као и за добијање титанијума. Магнезијум се такође широко користи у војној опреми. Пошто гори тако интензивном светлошћу, магнезијум се широко користи у пиротехници, сигналним ракетама, запаљивим и трагајућим мецима, као и у сијалицама.
Магнезијум оксид има високу тачку топљења (2,500 ºЦ) и често се уграђује у облоге ватросталних материјала. Такође је компонента сточне хране, ђубрива, изолације, зидних плоча, адитива за нафту и електричних грејних шипки. Магнезијум оксид је користан у индустрији целулозе и папира. Поред тога, служи као акцелератор у индустрији гуме и као рефлектор у оптичким инструментима.
Друга важна једињења укључују магнезијум хлорид, магнезијум хидроксид, магнезијум нитрат магнезијум сулфат. Магнезијум хлорид је саставни део апарата за гашење пожара и керамике. Такође је агент у ватроотпорној производњи дрвета и текстила и папира. Магнезијум хлорид је хемијски интермедијер за магнезијум оксихлорид, који се користи за цемент. Мешавина магнезијум оксида и магнезијум хлорида формира пасту која је корисна за подове. Магнезијум хидроксид је користан за неутрализацију киселина у хемијској индустрији. Такође се користи у преради уранијума и у преради шећера. Магнезијум хидроксид служи као резидуални адитив за лож уље и састојак пасте за зубе и антацидног праха за стомак. Магнезијум нитрат користи се у пиротехници и као катализатор у производњи петрохемијских производа. Магнезијум сулфат има бројне функције у текстилној индустрији, укључујући мерење памука и свиле, ватроотпорне тканине и бојење и штампање калико. Такође налази примену у ђубривима, експлозивима, шибицама, минералној води, керамици и козметичким лосионима, као и у производњи седефа и мат папира. Магнезијум сулфат повећава избељивање хлорног креча и делује као средство за корекцију воде у пиварској индустрији и катарзично и аналгетик у медицини.
Легуре. Када се магнезијум легира са другим металима, као што су манган, алуминијум и цинк, побољшава се њихова жилавост и отпорност на напрезање. У комбинацији са литијумом, церијумом, торијумом и цирконијумом, производе се легуре које имају побољшани однос чврстоће и тежине, заједно са значајним својствима отпорности на топлоту. Ово их чини непроцењивим у ваздухопловној и ваздухопловној индустрији за изградњу млазних мотора, ракетних бацача и свемирских возила. Велики број легура, од којих све садрже преко 85% магнезијума, познат је под општим именом Дов метал.
Хазардс
Биолошке улоге. Као есенцијални састојак хлорофила, потребе људског тела за магнезијумом се у великој мери снабдевају конзумирањем зеленог поврћа. Просечно људско тело садржи око 25 г магнезијума. То је четврти најзаступљенији катјон у телу, после калцијума, натријума и калијума. Оксидацијом хране ослобађа се енергија која се складишти у високоенергетским фосфатним везама. Верује се да се овај процес оксидативне фосфорилације одвија у митохондријама ћелија и да је магнезијум неопходан за ову реакцију.
Експериментално произведен недостатак магнезијума код пацова доводи до проширења периферних крвних судова, а касније до хиперексцитабилности и конвулзија. Тетанија слична оној повезаној са хипокалцемијом јавила се код телади храњене само млеком. Старије животиње са недостатком магнезијума развиле су „потетурање траве“, стање које се чини да је повезано са малапсорпцијом, а не са недостатком магнезијума у сточној храни.
Описани су случајеви тетаније магнезијума налик онима узрокованим недостатком калцијума код људи. Међутим, у пријављеним случајевима, поред неадекватног уноса исхраном, присутан је и „фактор условљавања“, као што је прекомерно повраћање или губитак течности. Пошто ова тетанија клинички подсећа на ону узроковану недостатком калцијума, дијагноза се може поставити само одређивањем нивоа калцијума и магнезијума у крви. Нормални нивои крви се крећу од 1.8 до 3 мг на 100 цм3, а откривено је да особе имају тенденцију да постану у коми када се концентрација у крви приближи 17 мг процената. „Аероформни тумори“ услед еволуције водоника настали су код животиња увођењем фино подељеног магнезијума у ткива.
Токсичност. Магнезијум и легуре које садрже 85% метала могу се сматрати заједно у својим токсиколошким својствима. У индустрији, њихова токсичност се сматра ниском. Најчешће коришћена једињења, магнезит доломит, може иритирати респираторни тракт. Међутим, испарења од магнезијум оксид, као и код неких других метала, може изазвати грозницу металних пара. Неки истраживачи су пријавили већу инциденцу дигестивних поремећаја код радника у фабрици магнезијума и сугеришу да може постојати веза између апсорпције магнезијума и гастродуоденалних улкуса. У ливењу магнезијума или легура са високим садржајем магнезијума користе се флуксови флуора и инхибитори који садрже сумпор да би се растопљени метал одвојио од ваздуха слојем сумпор-диоксида. Ово спречава сагоревање током операција ливења, али испарења флуорида или сумпор-диоксида могу представљати већу опасност.
Највећа опасност у руковању магнезијумом је опасност од пожара. Мали фрагменти метала, као што би настали брушењем, полирањем или машинском обрадом, могу се лако запалити случајном варницом или пламеном, а пошто изгоре на температури од 1,250ºЦ, ови фрагменти могу изазвати дубоке деструктивне лезије коже. Несреће овог типа дешавале су се када је алат наоштрен на точку који је раније коришћен за млевење одливака од легуре магнезијума. Поред тога, магнезијум реагује са водом и киселинама, формирајући запаљиви водоник.
Комадићи магнезијума који продиру у кожу или уђу у дубоке ране могу изазвати "аероформне туморе" типа који је већ поменут. Ово би било прилично изузетно; међутим, ране контаминиране магнезијумом веома споро зарастају. Фина прашина од полирања магнезијума може бити иритантна за очи и респираторне путеве, али није посебно токсична.
Мере безбедности и здравља
Као и код сваког потенцијално опасног индустријског процеса, потребна је стална пажња у руковању и раду са магнезијумом. Они који се баве ливењем метала треба да носе кецеље и заштиту за руке од коже или неког другог одговарајућег материјала да би их заштитили од „прскања“ ситних честица. Провидне штитнике за лице такође треба носити као заштиту за лице, посебно за очи. Тамо где су радници изложени магнезијумској прашини, контактна сочива не би требало да се носе и средства за испирање очију треба да буду одмах доступна. Радници који обрађују или полирају метал треба да носе комбинезоне за које се ситни фрагменти метала неће залепити. Довољна локална издувна вентилација је такође неопходна у областима где се могу развити испарења магнезијум оксида, поред добре опште вентилације. Алати за резање треба да буду оштри, јер тупи могу загрејати метал до тачке паљења.
Зграде у којима се магнезијум лива или обрађује треба да буду изграђене, ако је могуће, од незапаљивих материјала и без ивица или избочина на којима би се могла акумулирати магнезијумска прашина. Акумулацију струготине и „струготине“ треба спречити, по могућности мокрим метењем. До коначног одлагања, стругање треба сакупљати у мале контејнере и одлагати их у сигурним интервалима. Најсигурнији метод за одлагање отпада магнезијума је вероватно влажење и закопавање.
Будући да случајно паљење магнезијума представља озбиљну опасност од пожара, противпожарна обука и одговарајући објекти за гашење пожара су од суштинског значаја. Раднике треба обучити да никада не користе воду у гашењу таквог пожара, јер то само распршује запаљене крхотине и може проширити ватру. Међу материјалима који су предложени за сузбијање оваквих пожара су угљеник и песак. Доступне су и комерцијално припремљене прашине за гашење пожара, од којих се једна састоји од полиетилена у праху и натријум бората.