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마그네슘 [magnesium]

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작성자 관리자 작성일05-02-17 13:22 조회3,689회 댓글0건

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자료출처: daum 백과사전

마그네슘 [magnesium] 

내용
주기율표 2A족에 속하는 알칼리토금속의 하나. 원소기호는 Mg, 원자번호 12, 원자량은 24.305이다.


 1 역사
화합물로서는 황산마그네슘칠수화물, 즉 엡손염이 1695년 N. 그루에 의해 단리되었고, 1707년에는 M.B. 발렌틴이 칠레초석을 처리한 후의 모액에서 염기성탄산마그네슘을 추출하였다. 이것은 마그네시아 알바라는 이름으로 만능약으로서 사용되었다. 마그네시아라는 말은 소아시아의 왕국 리디아의 한 고대도시의 명칭인데, 마그네슘의 어원으로 생각된다. 마그네시아는 오늘날 산화마그네슘을 가리키지만 55년 영국의 J. 블랙이 명확히 구별하기 전까지는 석회(산화칼슘)와 혼동되었다. 1808년 영국의 H. 데이비는 산화마그네슘의 전기분해로 얻은 마그네슘아말감을 증류, 단원소물질금속을 단리하였다. 31년 프랑스의 A.A. 뷔시는 염화마그네슘을 칼륨으로 환원, 순수한 금속을 덩어리모양으로 얻는 데 성공하였다.


 2 존재
천연에서 유리상태로 산출되지 않지만 지구상에 널리 다량 분포되어 있다. 마그네사이트·카널라이트·돌로마이트·탤크(활석)·사문석·석면 등이 주요 광석이며 휘석·각섬석 등에도 함유되어 있다. 또 식물의 엽록소에 클로로필로서 함유되어 있으며 동물의 생리에 중요한 역할을 담당한다.


 3 제법
공업적으로는 염화마그네슘무수물의 용융염전해법과 탄소에 의한 고온환원 또는 카바이드·페로실리콘(규소철) 등에 의한 환원법이 있다. 염화마그네슘무수물은 카널라이트, 간수 또는 해수에서 직접 취하지만 산화마그네슘을 염소화하여 만드는 방법도 있다. 또 크롤법에 의해서 티탄을 제조할 때 부차적으로 생성되는 염화마그네슘에서 얻기도 한다. 전해욕(電解浴)은 MgCl·NaCl·KCl 또는 MgCl·2NaCl 등의 형태로 660∼750℃에서 전기분해한다. 전해조는 철 또는 내화벽돌로 내장되어 있고 양극은 흑연, 음극은 철제이다. 페로실리콘에 의한 환원법은 돌로마이트 MgCO·CaCO를 소성한 것에 75% 규소의 페로실리몬을 가하여 단광(團鑛)으로 만들고, 내열강 레토르트 안에 넣어 1200℃에서 열환원한다. 이것을 수은주 0.001㎜ 정도의 진공에서 증류하여 마그네슘을 유출시키면 순도 99.7% 정도의 마그네슘이 얻어진다. 탄소에 의한 환원은 1900∼2400℃에서 행하며, 생성된 마그네슘증기와 일산화탄소를 대량의 수소가스로 급랭하여 얻은 마그네슘분말을 증류·융해하여 잉곳으로 만든다(순도 약 90%). 이 방법은 조작이 위험하며 순도도 그다지 높지 않아 거의 사용되지 않고 있다. 전해마그네슘의 순도는 99.90∼99.97% 정도이며 불순물은 구리·망간·철·규소·납 등이다. 이것들을 제거하기 위해 비교적 저온에서 진공증류하면 99.9%의 제품이 얻어진다.


 4 성질
은백색의 가벼운 금속결정으로서, 육방밀집구조를 가진다. 녹는점 649℃, 끓는점 1105℃. 비중 =1.738, 모스굳기 2.6, 열전도율 0.370cal/㎝·sec·deg, 비저항 4.46×10·㎝(20℃), 비열 0.243cal/deg·g, 선팽창계수 2.694×10/deg(20∼200℃), 자황율 0.25×10㎝³/g이다. 연성(延性)이 풍부하여 얇은 박(箔) 또는 가는 철사를 만들 수 있다. 상온의 공기 중에서는 산화피막이 생성되기 때문에 안정하지만 고온에서는 쉽게 타서 산화마그네슘 MgO로 된다. 분말을 물 속에서 끓이면 서서히 반응하여 수소를 발생하며 수산화마그네슘 Mg(OH)를 생성한다. 할로겐과 반응하여 2할로겐화물을 생성한다. 고온에서는 질소 N와도 반응하여 질화마그네슘 MgN로 된다. 메탄올과 200℃에서 반응하여 디메톡시마그네슘 Mg(OCH)를 생성한다. 산에 녹으면서 수소를 발생시키지만 알칼리수용액에는 녹지 않는다. 할로겐화알킬과 반응하여 그리냐르시약을 생성한다.


 5 용도
마그네슘리본 또는 마그네슘분말로서 플래시램프·게터·단열재 등에 이용되는 것은 잘 알려져 있다. 또 티탄·지르코늄·베릴륨 등의 순금속 제조용 환원제, 전기방식(電氣防蝕) 등에 사용된다. 마그네슘합금은 실용적 금속 중 가장 가볍기 때문에, 알루미늄 등과의 합금으로서 항공기재나 자동차공업에 이용된다.


 6 인체와의 관계
마그네슘은 인체의 골격에 50% 정도가 존재하고 나머지는 근육·뇌·신경·체액 등에 분포해 있다. 생리작용은 뼈와 이를 형성하며 탄수화물·지질의 대사(시트르산 회로)에서 효소작용의 활성화나 체내 단백질 합성에 필요하다. 에너지를 전달하는 반응에도 관계한다. 칼슘과 비슷한 작용을 하는데 특히 골격에는 칼슘과 길항성(拮抗性)이 있다는 것이 알려져 있다. 식품으로는 동식물 전체에 함유되어 있어 보통의 식사로 거의 1일 필요량(성인 기준 0.2∼0.3g)을 섭취할 수 있다.
 
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