Magnesium

O magnésio é um elemento químico, representado pelo símbolo Mg e com número atômico 12. Este metal cinza brilhante tem baixa densidade, baixo ponto de fusão e é altamente reativo quimicamente. Como outros metais alcalino-terrosos do grupo 2 da tabela periódica, nunca é encontrado livre na natureza, apenas combinado com outros elementos, e quase sempre apresenta estado de oxidação +2. Reage rapidamente com o ar, formando uma fina camada de óxido de magnésio que protege o metal subjacente de corrosão adicional. Quando o metal puro queima, produz uma luz branca brilhante. A maior parte do magnésio é obtida por eletrólise de sais de magnésio extraídos da salmoura. É menos denso que o alumínio e é usado principalmente para criar ligas fortes e leves, frequentemente com alumínio. No espaço, o magnésio se forma no interior de estrelas grandes e envelhecidas quando três núcleos de hélio se fundem com um núcleo de carbono. Quando essas estrelas explodem como supernovas, grande parte do magnésio é liberada no meio interestelar, onde pode posteriormente ser incorporada em novos sistemas estelares. Na Terra, o magnésio é o oitavo elemento mais abundante na crosta e o quarto elemento mais comum no geral (depois do ferro, oxigênio e silício), representando 13% da massa do planeta e uma grande parte de seu manto. É também o terceiro elemento mais abundante dissolvido na água do mar, depois do sódio e do cloro. No corpo humano, o magnésio é o décimo primeiro elemento mais abundante em massa. É essencial para todas as células e para a função de cerca de 300 enzimas. Os íons de magnésio interagem com compostos polifosfatados como ATP, DNA e RNA. Centenas de enzimas necessitam de íons de magnésio para funcionar. Medicinalmente, compostos de magnésio são usados como laxantes e antiácidos comuns (como o leite de magnésia) e para acalmar atividade nervosa anormal ou espasmos de vasos sanguíneos em condições como eclâmpsia. O magnésio elementar é um metal cinza-esbranquiçado e leve, com densidade de dois terços da do alumínio. Tem o menor ponto de fusão (923 K, ou 650 °C) e o menor ponto de ebulição (1.363 K, ou 1.090 °C) de todos os metais alcalino-terrosos. O magnésio policristalino puro é frágil e quebra facilmente ao longo de bandas de cisalhamento. Torna-se muito mais maleável quando ligado a pequenas quantidades de outros metais, como 1% de alumínio. Sua maleabilidade também pode ser muito melhorada reduzindo seu tamanho de grão para cerca de 1 micrômetro ou menos. O magnésio é amplamente usado como agente redutor. Embora oxide no ar, não precisa de uma atmosfera inerte para armazenamento porque forma uma camada protetora de óxido de magnésio. A reação direta com ar ou oxigênio à pressão normal produz apenas o óxido comum, MgO. Este óxido pode ser combinado com peróxido de hidrogênio para formar peróxido de magnésio (MgO₂), e em baixas temperaturas o peróxido pode reagir ainda mais com ozônio para formar superóxido de magnésio (Mg(O₂)₂). Se o magnésio em pó for aquecido a pouco abaixo de seu ponto de fusão, reage com nitrogênio no estado sólido para formar nitreto de magnésio (Mg₃N₂). O magnésio reage com água à temperatura ambiente, mas muito mais lentamente que o cálcio. Quando submerso em água, bolhas de hidrogênio se formam lentamente na superfície do metal; esta reação é muito mais rápida com magnésio em pó e também acelera em temperaturas mais altas. Esta reação reversível com água pode ser usada para armazenar energia e operar um motor à base de magnésio. O magnésio reage exotermicamente com a maioria dos ácidos, como o ácido clorídrico, produzindo cloreto de magnésio e gás hidrogênio. Embora difícil de inflamar em massa, o magnésio metálico pegará fogo. Também pode ser usado como ignitor para termita, uma mistura de alumínio e pó de óxido de ferro que só inflama em temperaturas muito altas. Quando finamente pulverizado, o magnésio reage com água para produzir hidróxido de magnésio e gás hidrogênio: Mg(s) + 2 H₂O(l) → Mg(OH)₂(aq) + H₂(g). Esta reação é muito menos dramática que as dos metais alcalinos porque o hidróxido de magnésio se acumula na superfície do metal e retarda a reação posterior. Com vapor, o magnésio produz óxido de magnésio e hidrogênio: Mg(s) + H₂O(g) → MgO(aq) + H₂(g). Compostos organomagnésio são comuns em química orgânica, mais notavelmente como reagentes de Grignard. Estes são formados pela reação de magnésio com haloalcanos ou haletos de arila em éter dietílico. Exemplos incluem brometo de fenilmagnésio e brometo de etilmagnésio. Os reagentes de Grignard atuam como nucleófilos, atacando grupos eletrofílicos como o átomo de carbono na ligação polar de um grupo carbonila. Outro importante reagente organomagnésio é o antraceno de magnésio, ou magnesoceno, usado como fonte de magnésio altamente ativo. Preparado pela primeira vez em 1954 por grupos independentes liderados por Ernst Otto Fischer e Albert Wilkinson, o magnesoceno é um pó pirofórico branco a amarelo-claro que hidrolisa violentamente em água. O aduto relacionado butadieno-magnésio fornece uma fonte do dianião butadieno. Complexos de dimagnésio(I) também foram observados. Íons de magnésio podem ser detectados adicionando cloreto de amônio, hidróxido de amônio e fosfato monossódico a uma solução aquosa ou de HCl diluído do sal. Um precipitado branco indica íons de magnésio. O corante azo violeta também pode ser usado, tornando-se azul escuro em uma solução alcalina de um sal de magnésio; a cor vem do corante ser adsorvido por Mg(OH)₂. Em 2013, o consumo de ligas de magnésio era inferior a um milhão de toneladas por ano, em comparação com 50 milhões de toneladas de alumínio.