Сульфат магния

Сульфат магния
Сульфат магния
Общие
Систематическое; наименование	Сульфат магния
Традиционные названия	Сернокислый магний, эпсомская соль, английская соль
Хим. формула	MgSO4
Физические свойства
Молярная масса	120,37 г/моль
Плотность	2,66 г/см³
Термические свойства
	Температура
• плавления	1137 °C
Мол. теплоёмк.	96,40 Дж/(моль·К)
	Энтальпия
• образования	-1288,8 кДж/моль
Химические свойства
	Растворимость
• в воде	35,120; 54,880; 68,3100 г/100 мл
• в эфире	1,1618 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS	7487-88-9
SMILES	[Mg+2].[O-]S([O-])(=O)=O
RTECS	OM4500000
	Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Сульфат магния — неорганическое вещество, соль металла магния и серной кислоты с формулой MgSO₄, белый порошок, образует несколько кристаллогидратов. В медицине используется при лечении ожирения как солевое слабительное, для достижения так называемого магниевого стресса.

Впервые была найдена в воде эпсомского источника в Англии ботаником Неемией Грю в 1695 году.

Получение

Взаимодействие серной кислоты и магния

[math]\displaystyle{ \mathsf{Mg + H_2SO_4 \ \xrightarrow{\ }\ MgSO_4 + H_2 } }[/math]

Взаимодействием серной кислоты с оксидом, гидроксидом и карбонатом магния:

[math]\displaystyle{ \mathsf{MgO + H_2SO_4 \ \xrightarrow{\ }\ MgSO_4 + H_2O } }[/math]

[math]\displaystyle{ \mathsf{Mg(OH)_2 + H_2SO_4 \ \xrightarrow{\ }\ MgSO_4 + 2\ H_2O } }[/math]

[math]\displaystyle{ \mathsf{MgCO_3 + H_2SO_4 \ \xrightarrow{\ }\ MgSO_4 + CO_2\uparrow + H_2O } }[/math]

Обменными реакциями:

[math]\displaystyle{ \mathsf{MgCO_3 + (NH_4)_2SO_4 \ \xrightarrow{100^oC}\ MgSO_4 + 2NH_3\uparrow + CO_2\uparrow + H_2O } }[/math]

Безводный сульфат магния получают сушкой кристаллогидрата:

[math]\displaystyle{ \mathsf{MgSO_4\cdot 7H_2O \ \xrightarrow{200^oC}\ MgSO_4 + 7\ H_2O } }[/math]

В промышленности сульфат магния получают из морской воды, минералов кизерита и карналлита.

Физические свойства

Сульфат магния — белый гигроскопичный порошок, кристаллы ромбической сингонии, параметры ячейки a = 0,482 нм, b = 0,672 нм, c = 0,833 нм. При температуре 1010 °С происходит переход в другую ромбическую фазу.

Образует несколько кристаллогидратов: MgSO₄·nH₂O, где n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 12.

Наиболее изучены кристаллогидраты — MgSO₄·7H₂O (эпсомит), MgSO₄·6H₂O и MgSO₄·H₂O (кизерит).

Растворим в этаноле, глицерине и диэтиловом эфире. Не растворим в ацетоне.

Входит в число основных соединений в морской воде, отвечающих за поглощение звука, при этом звуковая энергия преобразуется в тепловую. Поглощение зависит от частоты звуковых колебаний: низкочастотный звук поглощается хуже, а высокочастотный — лучше (зависимость практически линейная при логарифмическом масштабе частоты и поглощения), что объясняет большую дальность распространения низкочастотных звуковых волн^[1].

Химические свойства

При нагревании выше температуры плавления разлагается:

[math]\displaystyle{ \mathsf{2MgSO_4 \ \xrightarrow{1200~^\circ C}\ 2MgO + 2SO_2\uparrow + O_2 } }[/math]

С концентрированной серной кислотой образует гидросульфат:

[math]\displaystyle{ \mathsf{MgSO_4 + H_2SO_4 \ \xrightarrow{\ }\ Mg(HSO_4)_2 } }[/math]

при нагревании выпадают сольваты состава MgSO₄·H₂SO₄ и MgSO₄·3H₂SO₄.

При нагревании взаимодействует с сероводородом, диоксидом кремния, углеродом:

[math]\displaystyle{ \mathsf{MgSO_4 + H_2S \ \xrightarrow{700~^\circ C}\ MgO + SO_2\uparrow + S + H_2O } }[/math]

[math]\displaystyle{ \mathsf{MgSO_4 + SiO_2 \ \xrightarrow{680~^\circ C}\ MgSiO_3 + SO_3 } }[/math]

[math]\displaystyle{ \mathsf{2MgSO_4 + C \ \xrightarrow{800~^\circ C}\ 2MgO + 2SO_2\uparrow + CO_2\uparrow } }[/math]

[math]\displaystyle{ \mathsf{MgSO_4 + 2C \ \xrightarrow{\gt 800~^\circ C}\ MgS + 2CO_2\uparrow } }[/math]

Водные растворы сульфата магния реагируют с водными растворами растворимых солей бария (например, BaCl₂) с образованием нерастворимого сульфата бария:

[math]\displaystyle{ \mathsf{MgSO_4 + BaCl_2 \ \xrightarrow{\ }\ BaSO_4\downarrow + MgCl_2} }[/math]

Ионы магния образуют устойчивые соединения с краун эфирами.

Применение

Сульфат магния относится к многотоннажному производству, цена ≈130 USD/т.
Магния сульфат широко применяется в медицине, обычно в виде 25 % раствора, оказывает многогранное влияние на организм. При внутривенном введении быстро снижает давление, усиливая диурез. При приёме внутрь плохо всасывается, действует как слабительное средство, также оказывает желчегонное действие, что связано с рефлексами, возникающими при раздражении нервных окончаний слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки. При парентеральном введении сульфат магния оказывает успокаивающее действие на ЦНС. В зависимости от дозы может наблюдаться седативный, снотворный или наркотический эффект. Более подробно см. статью Сульфат магния (лекарственное средство).
Сульфат магния применяется как добавка для устройства дорожных и аэродромных оснований и покрытий.
Входит в состав магнезиального цемента.
В целлюлозно-бумажной промышленности используется как наполнитель, а также как компонент, позволяющий сохранить и улучшить физико-механические показатели бумаги при использовании отбеливателей (особенно хлорсодержащих) и для получения огнестойких изделий из бумаги.
Используется для приготовления огнестойких составов для пропитки различных материалов.
Для производства синтетических моющих средств (например, как стабилизатор перекисных соединений).
Широко применяется в текстильной промышленности как наполнитель материалов, утяжелитель шёлка и хлопка, протрава для покраски тканей и как отбеливающий компонент.
В лабораторных условиях безводный сульфат магния используется для сушки растворителей.
Минеральное удобрение.
Используется в качестве пищевой добавки E518.

См. также

Примечания

↑ Underlying physics and mechanisms for the absorption of sound in seawater (неопр.). Resource.npl.co.uk. Дата обращения: 6 июля 2009. Архивировано 18 июня 2009 года.

Литература

Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1971. — Т. 1. — 561 с.
Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.—Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — 671 с. — ISBN 5-82270-035-5.

[1] Underlying physics and mechanisms for the absorption of sound in seawater (неопр.). Resource.npl.co.uk. Дата обращения: 6 июля 2009. Архивировано 18 июня 2009 года.

[1]