Hořčík

Mg

český názevHořčík
mezinárodní názevMagnesium
anglický názevMagnesium
chemická značkaMg
protonové číslo12
relativní atomová hmotnost24,305
perioda3
skupinaII.A
zařazeníkovy alkalických zemin
rok objevu1808
objevitelH. Davy
teplota tání [°C]648,8
teplota varu [°C]1090
hustota [g cm-3]1,738
elektronegativita1,31
oxidační stavy2
elektronová konfigurace[Ne]3s2
specifické teplo [J g-1K-1]1,02
slučovací teplo [kJ mol-1]8,954
skupenství za norm. podmíneks

Hořčík je stříbřitě bílý, lesklý a poměrně měkký kov. Tvrdost podle Mohse je 2,6.

Na vzduchu hořčík hoří za vzniku intenzivního, oslnivě bílého plamene.

V přírodě se elementární hořčík jako prvek nevyskytuje, je znám pouze jako dvojmocný kationt ve sloučeninách.

Výskyt hořčíku v přírodě

Minerály hořčíku jsou velmi rozšířené, hořčík je osmý nejrozšířenější prvek. Podíl hořčíku v zemské kůře činí 2,35 % hmot. Mezi nejdůležitější minerály hořčíku patří:

Nejvyšší obsah hořčíku (60,3 % Mg) má minerál periklas MgO, celkem bylo mineralogicky posáno 900 nerostů s obsahem hořčíku.

Světová roční těžba hořčíkových minerálů dosahuje hodnoty 10 Mt.

Značný podíl hořčíku obsahuje také mořská voda. Spolu s vápníkem je hořčík nejčastější příčinou tvrdosti přírodních vod.

Hořčík je důležitý biogenní prvek, jako významná složka chlorofylu se vyskytuje ve všech zelených rostlinách.

Hořčík v potravinách

Dostatečné množství hořčíku v potravinách má kladný vliv na celou řadu biologických pochodů lidského těla. Hořčík se účastní několika stovek metabolických reakcí, je nepostradatelný např. pro metabolismus vápníku a draslíku, podílí se na syntéze řady proteinů a DNA.

Příjem hořčíku v potravinách podporuje srdeční činnost, trávení, motilitu střev. Hořčík je nezbytnou součástí stravy diabetiků.

Nedostatek hořčíku v potravinách může způsobit poruchy metabolismu sodíku, draslíku, vápníku a fosfátů. Dostečný příjem hořčíku pro lidský organismus zajistí konzumace řady potravin, zejména ovoce (banán, maliny, datle). Doporučená denní dávka hořčíku pro dospělé činí 250 až 350 mg.

Výroba a využití hořčíku

Hořčík se vyrábí elektrolýzou taveniny karnalitu nebo redukcí MgO křemíkem nebo uhlíkem za vysoké teploty.

Surový hořčík se rafinuje přetavováním pod vrstvou solné taveniny nebo v atmosféře inertních plynů. Na velmi vysokou čistotu se hořčík rafinuje sublimací ve velmi zředěné atmosféře argonu.

Méně rozšířené způsoby výroby hořčíku jsou karbotermický a silikotermický způsob výroby hořčíku.

Karbotermická výroba hořčíku se provádí v elektrické obloukové peci redukcí oxidu hořečnatého karbidem vápenatým při teplotě 1200 °C.

Silikotermický způsob výroby hořčíku se provádí reakcí páleného dolomitu s křemíkem nebo ferrosiliciem v ocelolitinových retortách zahřívaných na 1200 °C nebo ve vysokovakuových pecích.

V minulosti se hořčík používal jako zdroj intenzivního světla pro fotografické blesky. Největší uplatnění dnes nalézá hořčík jako součást lehkých slitin a jako redukční činidlo pro výrobu dalších kovů (titan, zirkonium, uran). Jako součast Grignardova činidla nalézá hořčík uplatnění ve velké řadě organických syntéz.

Oxid hořečnatý se používá k výrobě žáruvzdorných materiálů. Siran hořečnatý (Epsomská sůl, hořká sůl) se vyžívá v lékařství, lázeňství a jako důležitý zdroj hořčíku pro vyživu rostlin, zejména jehličnanů.

Celosvětová roční produkce kovového hořčíku se pohybuje okolo 700 kt. Největším světovým producentem kovového hořčíku jsou USA (45% celosvětové výroby).

Slitiny hořčíku

Větší praktický význam než čistý kov, mají pro technickou praxi slitiny hořčíku.

Mezi nejdůležitější a nejstarší hořčíkové slitiny patří dural (Mg+Al+Cu+Mn), elektron (Mg+Al+Zn+Mn) a magnalium (Mg+Al).

Moderní slitiny hořčíku obsahují příměsi i dalších kovů, např. slitina s označením AE 42 obsahuje 2,5% neodymu, slitina ZE 41 obsahuje 4,2 % zinku a 1,2 % neodymu. Pokročilé slitiny hořčíku obsahují také vápník, skandium a stopová množství zirkonia.

Progresivním materiálem jsou hořčíkové kompozity, které se vyrábějí vkládáním keramických vláken nebo tělísek do hořčíkové matrice.