Magnésio

Magnésio é um elemento químico com o símbolo Mg e número atômico 12. É um metal cinza brilhante com baixa densidade, baixo ponto de fusão e alta reatividade química. Como os outros metais alcalino-terrosos (grupo 2 da tabela periódica), ocorre naturalmente apenas em combinação com outros elementos e quase sempre tem um estado de oxidação de +2. Ele reage prontamente com o ar para formar uma fina camada de passivação de óxido de magnésio que inibe a corrosão adicional do metal. O metal livre queima com uma luz branca brilhante. O metal é obtido principalmente pela eletrólise de sais de magnésio obtidos da salmoura. É menos denso que o alumínio e é usado principalmente como componente em ligas fortes e leves que contêm alumínio.

No cosmos, o magnésio é produzido em estrelas grandes e envelhecidas pela adição sequencial de três núcleos de hélio a um núcleo de carbono. Quando essas estrelas explodem como supernovas, muito do magnésio é expelido para o meio interestelar, onde pode ser reciclado em novos sistemas estelares. O magnésio é o oitavo elemento mais abundante na crosta terrestre e o quarto elemento mais comum na Terra (depois do ferro, oxigênio e silício), perfazendo 13% da massa do planeta e uma grande fração da o manto do planeta. É o terceiro elemento mais abundante dissolvido na água do mar, depois do sódio e do cloro.

Este elemento é o décimo primeiro elemento mais abundante em massa no corpo humano e é essencial para todas as células e cerca de 300 enzimas. Os íons de magnésio interagem com compostos de polifosfato, como ATP, DNA e RNA. Centenas de enzimas requerem íons de magnésio para funcionar. Os compostos de magnésio são usados medicinalmente como laxantes e antiácidos comuns (como o leite de magnésia) e para estabilizar a excitação nervosa anormal ou o espasmo dos vasos sanguíneos em condições como a eclâmpsia.

Características

Propriedades físicas

O magnésio elementar é um metal leve branco-acinzentado, com dois terços da densidade do alumínio. O magnésio tem o ponto de fusão mais baixo (923 K (650 °C)) e o ponto de ebulição mais baixo 1.363 K (1.090 °C) de todos os metais alcalino-terrosos.

O magnésio policristalino puro é frágil e facilmente fratura ao longo das bandas de cisalhamento. Torna-se muito mais maleável quando ligado com pequena quantidade de outros metais, como 1% de alumínio. A maleabilidade do magnésio policristalino também pode ser significativamente melhorada reduzindo seu tamanho de grão para ca. 1 mícron ou menos.

Quando finamente pulverizado, o magnésio pode reagir com a água para produzir gás hidrogênio:

Mg(s) + 2H₂O(g) → Mg(OH)₂(aq) + H₂(g) + 1203.6 kJ

No entanto, esta reação é muito menos dramática do que as reações dos metais alcalinos com a água, porque o hidróxido de magnésio tende a se acumular na superfície do magnésio metálico puro e impedir que a reação ocorra.

Propriedades químicas

Química geral

Mancha ligeiramente quando exposto ao ar, embora, ao contrário dos metais alcalino-terrosos mais pesados, um ambiente livre de oxigênio seja desnecessário para armazenamento porque o magnésio é protegido por uma fina camada de óxido que é bastante impermeável e difícil de remover.

A reação direta do magnésio com o ar ou oxigênio à pressão ambiente forma apenas o "normal" Óxido MgO. No entanto, este óxido pode ser combinado com peróxido de hidrogênio para formar peróxido de magnésio, MgO₂, e em baixa temperatura o peróxido pode reagir ainda mais com ozônio para formar superóxido de magnésio Mg(O₂)₂.

O magnésio reage com a água à temperatura ambiente, embora reaja muito mais lentamente do que o cálcio, um metal semelhante do grupo 2. Quando submerso em água, as bolhas de hidrogênio se formam lentamente na superfície do metal – embora, se em pó, reaja muito mais rapidamente. A reação ocorre mais rapidamente com temperaturas mais altas (consulte as precauções de segurança). A reação reversível do magnésio com a água pode ser aproveitada para armazenar energia e operar um motor à base de magnésio. O magnésio também reage exotermicamente com a maioria dos ácidos, como o ácido clorídrico (HCl), produzindo cloreto de metal e gás hidrogênio, semelhante à reação do HCl com alumínio, zinco e muitos outros metais.

Inflamabilidade

O magnésio é altamente inflamável, especialmente quando em pó ou raspado em tiras finas, embora seja difícil de inflamar em massa ou a granel. As temperaturas de chama de magnésio e ligas de magnésio podem atingir 3.100 °C (5.610 °F), embora a altura da chama acima do metal em chamas seja geralmente inferior a 300 mm (12 in). Uma vez acesos, tais incêndios são difíceis de extinguir, porque a combustão continua em nitrogênio (formando nitreto de magnésio), dióxido de carbono (formando óxido de magnésio e carbono) e água (formando óxido de magnésio e hidrogênio, que também entra em combustão devido ao calor na presença de oxigênio adicional). Essa propriedade foi usada em armas incendiárias durante o bombardeio de cidades na Segunda Guerra Mundial, onde a única defesa civil prática era abafar um sinalizador em chamas sob areia seca para excluir a atmosfera da combustão.

O magnésio também pode ser usado como ignitor para thermite, uma mistura de alumínio e pó de óxido de ferro que inflama apenas a uma temperatura muito elevada.

Química orgânica

Compostos de organomagnésio são amplamente difundidos na química orgânica. Eles são comumente encontrados como reagentes de Grignard. O magnésio pode reagir com haloalcanos para dar reagentes de Grignard. Exemplos de reagentes de Grignard são brometo de fenilmagnésio e brometo de etilmagnésio. Os reagentes de Grignard funcionam como um nucleófilo comum, atacando o grupo eletrofílico, como o átomo de carbono que está presente na ligação polar de um grupo carbonila.

Um reagente de organomagnésio proeminente além dos reagentes de Grignard é o antraceno de magnésio com o magnésio formando uma ponte de 1,4 sobre o anel central. É usado como fonte de magnésio altamente ativo. O aduto de butadieno-magnésio relacionado serve como fonte para o diânion butadieno.

O magnésio em química orgânica também aparece como compostos de magnésio de baixa valência, principalmente com o magnésio formando íons diatômicos no estado de oxidação +1, mas mais recentemente também com estado de oxidação zero ou uma mistura de estados +1 e zero. Tais compostos encontram aplicação sintética como agentes redutores e fontes de átomos metálicos nucleofílicos.

Fonte de luz

Ao queimar no ar, o magnésio produz uma luz branca brilhante que inclui fortes comprimentos de onda ultravioleta. O pó de magnésio (pó de flash) foi usado para iluminação de assuntos nos primeiros dias da fotografia. Mais tarde, o filamento de magnésio foi usado em flashes fotográficos de uso único com ignição elétrica. O pó de magnésio é usado em fogos de artifício e sinalizadores marinhos onde é necessária uma luz branca brilhante. Também foi usado para vários efeitos teatrais, como raios, flashes de pistola e aparições sobrenaturais.

Detecção em solução

A presença de íons de magnésio pode ser detectada pela adição de cloreto de amônio, hidróxido de amônio e fosfato monossódico a uma solução aquosa ou diluída de HCl do sal. A formação de um precipitado branco indica a presença de íons de magnésio.

Também pode ser usado corante azo violeta que se torna azul profundo na presença de uma solução alcalina de sal de magnésio. A cor é devida à adsorção do violeta azo pelo Mg(OH)2.

Ocorrência

O magnésio é o oitavo elemento mais abundante na crosta terrestre em massa e empatado em sétimo lugar com o ferro em molaridade. É encontrado em grandes depósitos de magnesita, dolomita e outros minerais, e em águas minerais, onde o íon magnésio é solúvel.

Embora o magnésio seja encontrado em mais de 60 minerais, apenas a dolomita, magnesita, brucita, carnalita, talco e olivina são de importância comercial.

O Mg²⁺
é o segundo cátion mais abundante na água do mar (cerca de 1⁄8 a massa de íons de sódio em uma determinada amostra), o que torna água do mar e sal marinho fontes comerciais atraentes para Mg. Para extrair o magnésio, o hidróxido de cálcio é adicionado à água do mar para formar o precipitado de hidróxido de magnésio.

MgCl
₂ + Ca (OH)
₂ → Mg (OH)
₂ + CaCl
₂

O hidróxido de magnésio (brucita) é insolúvel em água e pode ser filtrado e reagido com ácido clorídrico para produzir cloreto de magnésio concentrado.

Mg (OH)
₂ + 2 HCl → MgCl
₂ + 2 H. H. H.
₂O

A partir do cloreto de magnésio, a eletrólise produz magnésio.

Formulários

Ligas

Magnésio é frágil, e fraturas ao longo de bandas de cisalhamento quando sua espessura é reduzida em apenas 10% por laminação a frio (top). No entanto, após a liga Mg com 1% Al e 0,1% Ca, sua espessura pode ser reduzida em 54% usando o mesmo processo (bottom).

A partir de 2013, o consumo de ligas de magnésio foi inferior a um milhão de toneladas por ano, em comparação com 50 milhões de toneladas de ligas de alumínio. Seu uso tem sido historicamente limitado pela tendência das ligas de Mg à corrosão, fluência em altas temperaturas e combustão.

Corrosão

A presença de ferro, níquel, cobre e cobalto ativa fortemente a corrosão. Em mais do que vestígios, esses metais precipitam como compostos intermetálicos, e os locais precipitados funcionam como sítios catódicos ativos que reduzem a água, causando a perda de magnésio. Controlar a quantidade desses metais melhora a resistência à corrosão. Manganês suficiente supera os efeitos corrosivos do ferro. Isso requer um controle preciso sobre a composição, aumentando os custos. Adicionar um veneno catódico captura o hidrogênio atômico dentro da estrutura de um metal. Isso evita a formação de gás hidrogênio livre, fator essencial dos processos químicos corrosivos. A adição de cerca de uma em trezentas partes de arsênico reduz sua taxa de corrosão em uma solução salina por um fator de quase dez.

Crepitação e inflamabilidade em alta temperatura

Pesquisas mostraram que a tendência de fluência do magnésio em altas temperaturas é eliminada pela adição de escândio e gadolínio. A inflamabilidade é bastante reduzida por uma pequena quantidade de cálcio na liga. Ao usar elementos de terras raras, pode ser possível fabricar ligas de magnésio com uma temperatura de ignição superior à do magnésio líquido e, em alguns casos, potencialmente aproximando-o do ponto de ebulição do magnésio.

Compostos

O magnésio forma uma variedade de compostos importantes para a indústria e a biologia, incluindo carbonato de magnésio, cloreto de magnésio, citrato de magnésio, hidróxido de magnésio (leite de magnésia), óxido de magnésio, sulfato de magnésio e sulfato de magnésio hepta-hidratado (sais de Epsom).

Isótopos

O magnésio tem três isótopos estáveis: ²⁴
Mg, ²⁵
Mg e ²⁶
Mg. Todos estão presentes em quantidades significativas na natureza (ver tabela de isótopos acima). Cerca de 79% de Mg é ²⁴
Mg. O isótopo ²⁸
Mg é radioativo e nas décadas de 1950 a 1970 foi produzido por várias usinas nucleares para uso em experimentos científicos. Este isótopo tem uma meia-vida relativamente curta (21 horas) e seu uso foi limitado pelos tempos de transporte.

O nuclídeo ²⁶
Mg encontrou aplicação em geologia isotópica, semelhante à do alumínio. ²⁶
Mg é um produto radiogênico derivado do 26Al, que tem uma meia-vida de 717.000 anos. Quantidades excessivas de estável ²⁶
Mg foram observados nas inclusões ricas em Ca-Al de alguns meteoritos condritos carbonáceos. Essa abundância anômala é atribuída à decadência de seu pai ²⁶
Al nas inclusões, e os pesquisadores concluem que tais meteoritos foram formados no nebulosa solar antes do ²⁶
Al havia decaído. Estes estão entre os objetos mais antigos do Sistema Solar e contêm informações preservadas sobre sua história inicial.

É convencional plotar ²⁶
Mg/²⁴
Mg contra uma relação Al/Mg. Em um gráfico de datação isócrona, a razão Al/Mg plotada é²⁷
Al/²⁴
Mg. A inclinação da isócrona não tem significado de idade, mas indica a ²⁶
Al/²⁷
Al na amostra no momento em que os sistemas foram separados de um reservatório comum.

Produção

Folhas de magnésio e lingotes

A produção mundial foi de aproximadamente 1.100 kt em 2017, sendo o grosso produzido na China (930 kt) e na Rússia (60 kt). Os Estados Unidos foram no século 20 o principal fornecedor mundial deste metal, fornecendo 45% da produção mundial até 1995. Desde o domínio chinês do processo Pidgeon, a participação de mercado dos EUA é de 7%, com um único produtor americano à esquerda: US Magnesium, uma empresa do Renco Group em Utah, nascida da extinta Magcorp.

Em setembro de 2021, a China tomou medidas para reduzir a produção de magnésio como resultado de uma iniciativa do governo para reduzir a disponibilidade de energia para as indústrias manufatureiras, levando a um aumento significativo de preços.

Processo de Pidgeon

A China depende quase totalmente do processo Pidgeon silicotérmico (a redução do óxido a altas temperaturas com silício, muitas vezes fornecida por uma liga de ferrosilício na qual o ferro é apenas um espectador nas reações) para obter o metal. O processo também pode ser realizado com carbono a aproximadamente 2300 °C:

2MgO
_(s) + Si
_(s) + 2CaO
_(s) → 2Mg
_(g) + Ca.
₂SiO
_4(s)

MgO
_(s) + C
_(s) → Mg
_(g) + CO
_(g)

Processo de Dow

Nos Estados Unidos, o magnésio é obtido principalmente pelo processo Dow, por eletrólise de cloreto de magnésio fundido a partir de salmoura e água do mar. Uma solução salina contendo Mg²⁺
os íons são primeiro tratados com cal (óxido de cálcio) e o hidróxido de magnésio precipitado é coletado:

Mg²⁺
_(aq) + CaO
_(s) + H. H. H.
₂O → Ca.²⁺
_(aq) + Mg (OH)
_2(s)

O hidróxido é então convertido em um hidrato parcial de cloreto de magnésio, tratando o hidróxido com ácido clorídrico e aquecendo o produto:

Mg (OH)
_2(s) + 2 HCl → MgCl
_2(aq) + 2H. H. H.
₂O
_(l)

O sal é então eletrolisado no estado fundido. No cátodo, o Mg²⁺
íon é reduzido em dois elétrons a magnésio metálico:

Mg²⁺
+ 2
e^{- Sim.}
→ Mg

No ânodo, cada par de Cl⁻
íons é oxidado a cloro gasoso, liberando dois elétrons para completar o circuito:

2 Cl^{- Sim.}
→ Cl
₂ (g) + 2
e^{- Sim.}

Processo YSZ

Um novo processo, tecnologia de membrana de óxido sólido, envolve a redução eletrolítica de MgO. No cátodo, Mg²⁺
íon é reduzido em dois elétrons a magnésio metálico. O eletrólito é zircônia estabilizada com ítria (YSZ). O ânodo é um metal líquido. No ânodo YSZ/metal líquido O²⁻
está oxidado. Uma camada de grafite faz fronteira com o ânodo de metal líquido e, nessa interface, o carbono e o oxigênio reagem para formar monóxido de carbono. Quando a prata é usada como ânodo de metal líquido, não há necessidade de carbono redutor ou hidrogênio, e apenas gás oxigênio é desenvolvido no ânodo. Foi relatado que este método fornece uma redução de 40% no custo por libra em relação ao método de redução eletrolítica.

História

O nome magnésio se origina da palavra grega para locais relacionados à tribo dos Magnetes, seja um distrito da Tessália chamado Magnesia ou Magnesia ad Sipylum, agora na Turquia. Está relacionado com a magnetita e o manganês, que também se originaram dessa área e precisaram ser diferenciados como substâncias separadas. Veja manganês para esta história.

Em 1618, um fazendeiro em Epsom, na Inglaterra, tentou dar às suas vacas água de um poço de lá. As vacas se recusaram a beber por causa do gosto amargo da água, mas o fazendeiro notou que a água parecia curar arranhões e erupções cutâneas. A substância ficou conhecida como sais de Epsom e sua fama se espalhou. Foi eventualmente reconhecido como sulfato de magnésio hidratado, MgSO
₄·7 H
₂O.

O metal em si foi isolado pela primeira vez por Sir Humphry Davy na Inglaterra em 1808. Ele usou eletrólise em uma mistura de magnésia e óxido de mercúrio. Antoine Bussy preparou-o de forma coerente em 1831. A primeira sugestão de Davy para um nome foi magnium, mas o nome magnésio agora é usado em inglês e em todos os principais idiomas europeus, exceto o russo.

Usa como metal

Uma aplicação incomum de magnésio como fonte de iluminação durante a wakeskating em 1931

O magnésio é o terceiro metal estrutural mais usado, depois do ferro e do alumínio. As principais aplicações do magnésio são, por ordem: ligas de alumínio, fundição sob pressão (ligada com zinco), remoção de enxofre na produção de ferro e aço e produção de titânio no processo Kroll.

O magnésio é usado em materiais leves e ligas. Por exemplo, quando infundido com nanopartículas de carboneto de silício, tem força específica extremamente alta.

Historicamente, o magnésio foi um dos principais metais de construção aeroespacial e foi usado para aeronaves militares alemãs já na Primeira Guerra Mundial e extensivamente para aeronaves alemãs na Segunda Guerra Mundial. Os alemães cunharam o nome "Elektron" para liga de magnésio, um termo que ainda é usado hoje. Na indústria aeroespacial comercial, o magnésio era geralmente restrito a componentes relacionados ao motor, devido aos riscos de incêndio e corrosão. O uso da liga de magnésio na indústria aeroespacial está aumentando no século 21, impulsionado pela importância da economia de combustível. Desenvolvimentos recentes em metalurgia e manufatura permitiram que as ligas de magnésio atuassem como substitutos para ligas de alumínio e aço em certas aplicações.

Na forma de fitas finas, o magnésio é usado para purificar solventes; por exemplo, preparando etanol super-seco.

Aeronave

• Wright Aeronautical usou um cárter de magnésio no motor de aviação Wright R-3350 Duplex Cyclone. Isso apresentou um sério problema para os primeiros modelos do bombardeiro pesado Boeing B-29 Superfortress quando um fogo de motor em voo ignited o manivela do motor. A combustão resultante foi tão quente quanto 5,600 °F (3,100 °C) e poderia cortar a asa da fuselagem.

Automotivo

Blocos de motor de motocicleta de liga Mg

• Mercedes-Benz usou a liga Elektron na carroçaria de um modelo inicial Mercedes-Benz 300 SLR; estes carros competiram no Campeonato Mundial de Esporte de 1955, incluindo uma vitória na Mille Miglia, e em Le Mans onde um estava envolvido no desastre Le Mans de 1955 quando os espectadores foram chuveirodos com fragmentos de queima de elektron.
• A Porsche usou quadros de liga de magnésio no 917/053 que ganhou Le Mans em 1971, e continua a usar ligas de magnésio para seus blocos de motor devido à vantagem de peso.
• Grupo Volkswagen tem usado magnésio em seus componentes do motor por muitos anos.
• A Mitsubishi Motors usa magnésio para seus deslocamentos de pá.
• BMW usou blocos de liga de magnésio em seu motor N52, incluindo uma inserção de liga de alumínio para as paredes do cilindro e jaquetas de resfriamento cercadas por uma liga de magnésio de alta temperatura AJ62A. O motor foi usado em todo o mundo entre 2005 e 2011 em vários modelos da série 1, 3, 5, 6 e 7; bem como o Z4, X1, X3 e X5.
• Chevrolet usou a liga de magnésio AE44 no 2006 Corvette Z06.

Tanto AJ62A quanto AE44 são desenvolvimentos recentes em ligas de magnésio de alta temperatura e baixa fluência. A estratégia geral para tais ligas é formar precipitados intermetálicos nos contornos de grão, por exemplo, adicionando mistura de metais ou cálcio. O desenvolvimento de novas ligas e custos mais baixos que tornam o magnésio competitivo com o alumínio aumentarão o número de aplicações automotivas.

Eletrônicos

Devido à baixa densidade e às boas propriedades mecânicas e elétricas, o magnésio é usado na fabricação de telefones celulares, laptops e tablets, câmeras e outros componentes eletrônicos. Ele foi usado como um recurso premium devido ao seu peso leve em alguns laptops de 2020.

Produtos de magnésio: estrela de fogo e barbeamentos, afiador, fita de magnésio

Materiais de magnésio na medicina

Pesquisas recentes prometem um alto potencial de desenvolvimento de materiais de magnésio como material de implante reabsorvível (por exemplo, como stent) para o corpo humano. Os elementos comuns da liga de magnésio são cálcio e zinco, mas também terras raras e prata são investigadas. O comportamento de corrosão por contato é uma vantagem decisiva quando usado como material de implante a ser usado por um período de tempo limitado, pois se dissolveria sem risco após um determinado período de tempo. Isso eliminaria os riscos e custos de uma operação para remover o implante.

Outro

O magnésio, sendo prontamente disponível e relativamente não tóxico, tem uma variedade de usos:

• O magnésio é inflamável, queimando a uma temperatura de aproximadamente 3,100 °C (3,370 K; 5,610 °F), e a temperatura de autoignição da fita de magnésio é aproximadamente 473 °C (746 K; 883 °F). Ela produz luz intensa, brilhante, branca quando queima. A alta temperatura de combustão do magnésio torna-o uma ferramenta útil para iniciar incêndios de emergência. Outros usos incluem fotografia flash, chamas, pirotecnia, fogos de artifício e velas de aniversário de truque. O magnésio também é frequentemente usado para inflamar a termita ou outros materiais que exigem uma alta temperatura de ignição. O magnésio continua a ser usado como elemento incendiário na guerra.
  

  Fogão de magnésio (na mão esquerda), usado com uma faca de bolso e flint para criar faíscas que inflamam as barbeações
• Na forma de voltas ou fitas, para preparar reagentes de Grignard, que são úteis na síntese orgânica.
• Como agente aditivo em propelentes convencionais e a produção de grafite nodular em ferro fundido.
• Como um agente redutor para separar urânio e outros metais de seus sais.
• Como um ânodo de sacrifício (galvânico) para proteger barcos, tanques subterrâneos, pipelines, estruturas enterradas e aquecedores de água.
• Ligado com zinco para produzir a folha de zinco usada em placas de fotogravação na indústria de impressão, paredes de bateria de célula seca e coberturas.
• Como um metal, o principal uso deste elemento é como um aditivo de liga para alumínio com estas ligas de alumínio-magnésio sendo usado principalmente para latas de bebidas, equipamentos esportivos, como clubes de golfe, bobinas de pesca, arcos e flechas.
• Especialidade, rodas de carro de alta qualidade de liga de magnésio são chamados "mag rodas", embora o termo é muitas vezes mal aplicado a rodas de alumínio. Muitos fabricantes de automóveis e aeronaves fizeram peças de motor e corpo de magnésio.
• As baterias de magnésio foram comercializadas como baterias primárias e são um tópico ativo de pesquisa para baterias recarregáveis.

Precauções de segurança

O magnésio metálico e suas ligas podem ser explosivos; eles são altamente inflamáveis em sua forma pura quando fundidos ou em pó ou fita. O magnésio fundido ou queimado reage violentamente com a água. Ao trabalhar com magnésio em pó, óculos de segurança com proteção ocular e filtros UV (como os usados pelos soldadores) são empregados porque a queima do magnésio produz luz ultravioleta que pode danificar permanentemente a retina do olho humano.

O magnésio é capaz de reduzir a água e liberar gás hidrogênio altamente inflamável:

Mg (s) + 2 H. H. H.
₂O (l) → Mg(OH)2 (s) + H. H. H.
₂ (g)

Portanto, a água não pode extinguir incêndios de magnésio. O gás hidrogênio produzido intensifica o fogo. A areia seca é um agente sufocante eficaz, mas apenas em superfícies planas e relativamente niveladas.

O magnésio reage com o dióxido de carbono exotermicamente para formar óxido de magnésio e carbono:

2 Mg + CO
₂ → 2 MgO + C (s)

Portanto, o dióxido de carbono alimenta, em vez de extinguir, os incêndios de magnésio.

A queima de magnésio pode ser extinta usando um extintor de pó químico seco Classe D ou cobrindo o fogo com areia ou fluxo de fundição de magnésio para remover sua fonte de ar.

Compostos úteis

Compostos de magnésio, principalmente óxido de magnésio (MgO), são usados como material refratário em revestimentos de fornos para a produção de ferro, aço, metais não ferrosos, vidro e cimento. O óxido de magnésio e outros compostos de magnésio também são usados nas indústrias agrícola, química e de construção. O óxido de magnésio da calcinação é usado como isolante elétrico em cabos resistentes ao fogo.

Hidreto de magnésio está sob investigação como forma de armazenar hidrogênio.

O magnésio reagido com um haleto de alquila dá um reagente de Grignard, que é uma ferramenta muito útil para a preparação de álcoois.

Os sais de magnésio estão incluídos em vários alimentos, fertilizantes (o magnésio é um componente da clorofila) e meios de cultura de micróbios.

O sulfito de magnésio é utilizado na fabricação de papel (processo sulfito).

O fosfato de magnésio é usado para tornar a madeira à prova de fogo usada na construção.

O hexafluorosilicato de magnésio é usado para tecidos à prova de traças.

Funções biológicas

Mecanismo de ação

A importante interação entre fosfato e íons de magnésio torna o magnésio essencial para a química básica do ácido nucléico de todas as células de todos os organismos vivos conhecidos. Mais de 300 enzimas requerem íons de magnésio para sua ação catalítica, incluindo todas as enzimas que usam ou sintetizam ATP e aquelas que usam outros nucleotídeos para sintetizar DNA e RNA. A molécula de ATP é normalmente encontrada em um quelato com um íon de magnésio.

Nutrição

Dieta

Exemplos de fontes alimentares de magnésio (no sentido horário da esquerda superior): muffins de farelo, sementes de abóbora, cevada, farinha de trigo sarraceno, iogurte de baunilha de baixa gordura, mistura de trilha, bifes de halibut, feijão de garbanzo, feijão lima, soja e espinafre

Especiarias, nozes, cereais, cacau e vegetais são ricas fontes de magnésio. Vegetais de folhas verdes, como espinafre, também são ricos em magnésio.

Bebidas ricas em magnésio são café, chá e cacau.

Recomendações dietéticas

No Reino Unido, os valores diários recomendados para magnésio são 300 mg para homens e 270 mg para mulheres. Nos EUA, as Ingestão Dietética Recomendada (RDAs) são de 400 mg para homens de 19 a 30 anos e 420 mg para os mais velhos; para mulheres 310 mg para idades de 19 a 30 e 320 mg para idosos.

Suplementação

Estão disponíveis numerosas preparações farmacêuticas de magnésio e suplementos dietéticos. Em dois testes em humanos, o óxido de magnésio, uma das formas mais comuns em suplementos dietéticos de magnésio devido ao seu alto teor de magnésio por peso, foi menos biodisponível do que o citrato, cloreto, lactato ou aspartato de magnésio.

Metabolismo

Um corpo adulto tem 22–26 gramas de magnésio, com 60% no esqueleto, 39% intracelular (20% no músculo esquelético) e 1% extracelular. Os níveis séricos são tipicamente 0,7–1,0 mmol/L ou 1,8–2,4 mEq/L. Os níveis séricos de magnésio podem ser normais mesmo quando o magnésio intracelular é deficiente. Os mecanismos para manter o nível de magnésio no soro variam a absorção gastrointestinal e a excreção renal. O magnésio intracelular está correlacionado com o potássio intracelular. O aumento do magnésio reduz o cálcio e pode prevenir a hipercalcemia ou causar hipocalcemia, dependendo do nível inicial. As condições de baixa e alta ingestão de proteína inibem a absorção de magnésio, assim como a quantidade de fosfato, fitato e gordura no intestino. O magnésio dietético não absorvido é excretado nas fezes; o magnésio absorvido é excretado na urina e no suor.

Detecção em soro e plasma

O status de magnésio pode ser avaliado medindo as concentrações de magnésio sérico e eritrocitário juntamente com o conteúdo de magnésio urinário e fecal, mas os testes de carga intravenosa de magnésio são mais precisos e práticos. Uma retenção de 20% ou mais da quantidade injetada indica deficiência. A partir de 2004, nenhum biomarcador foi estabelecido para o magnésio.

As concentrações de magnésio no plasma ou soro podem ser monitoradas quanto à eficácia e segurança naqueles que recebem o medicamento terapeuticamente, para confirmar o diagnóstico em possíveis vítimas de envenenamento ou para auxiliar na investigação forense em caso de overdose fatal. Os recém-nascidos de mães que receberam sulfato de magnésio parenteral durante o trabalho de parto podem apresentar toxicidade com níveis séricos normais de magnésio.

Deficiência

Baixo magnésio plasmático (hipomagnesemia) é comum: é encontrado em 2,5 a 15% da população em geral. De 2005 a 2006, 48 por cento da população dos Estados Unidos consumiram menos magnésio do que o recomendado na Dietary Reference Intake. Outras causas são aumento da perda renal ou gastrointestinal, aumento do deslocamento intracelular e terapia antiácida com inibidor da bomba de prótons. A maioria é assintomática, mas podem ocorrer sintomas relacionados a disfunções neuromusculares, cardiovasculares e metabólicas. O alcoolismo é frequentemente associado à deficiência de magnésio. Níveis séricos de magnésio cronicamente baixos estão associados à síndrome metabólica, diabetes mellitus tipo 2, fasciculação e hipertensão.

Terapia

• O magnésio intravenoso é recomendado pelas Diretrizes ACC/AHA/ESC 2006 para a gestão dos pacientes com arritmia ventricular e a prevenção da morte cardíaca súbita para pacientes com arritmia ventricular associada a torsades de pontos que apresentam síndrome de QT longa; e para o tratamento de pacientes com arritmias induzidas por digoxina.
• Sulfato de magnésio – intravenoso – é usado para a gestão de pré-eclampsia e eclampsia.
• A hipomagnesemia, incluindo a causada pelo alcoolismo, é reversível pela administração oral ou parenteral de magnésio dependendo do grau de deficiência.
• Há evidências limitadas de que a suplementação de magnésio pode desempenhar um papel na prevenção e tratamento da enxaqueca.

Classificadas por tipo de sal de magnésio, outras aplicações terapêuticas incluem:

• O sulfato de magnésio, como o heptahidrato chamado sais de Epsom, é usado como sais de banho, um laxante, e um fertilizante altamente solúvel.
• Hidróxido de magnésio, suspenso na água, é usado no leite de antacids de magnesia e laxantes.
• Cloreto de magnésio, óxido, gluconato, malato, orotato, glicinato, ascorbato e citrato são todos usados como suplementos de magnésio oral.
• O corante de magnésio, o salicilato de magnésio e o sulfato de magnésio são usados como anti-sépticos.
• O brometo de magnésio é usado como sedativo suave (esta ação é devido ao brometo, não o magnésio).
• O estearato de magnésio é um pó branco ligeiramente inflamável com propriedades lubrificantes. Na tecnologia farmacêutica, é usado na fabricação farmacológica para evitar que os comprimidos se aderam ao equipamento enquanto comprime os ingredientes em forma de comprimido.
• O pó de carbonato de magnésio é usado por atletas como ginásios, halterofilistas e alpinistas para eliminar o suor de palma, evitar aderência e melhorar a aderência em aparelhos de ginástica, barras de elevação e rochas de escalada.

Overdose

A overdose apenas de fontes dietéticas é improvável porque o excesso de magnésio no sangue é imediatamente filtrado pelos rins, e a overdose é mais provável na presença de função renal prejudicada. Apesar disso, a terapia com megadoses causou a morte de uma criança e hipermagnesemia grave em uma mulher e uma menina com rins saudáveis. Os sintomas mais comuns de overdose são náuseas, vômitos e diarreia; outros sintomas incluem hipotensão, confusão, batimentos cardíacos e respiratórios lentos, deficiências de outros minerais, coma, arritmia cardíaca e morte por parada cardíaca.

Função nas plantas

As plantas precisam de magnésio para sintetizar a clorofila, essencial para a fotossíntese. O magnésio no centro do anel de porfirina na clorofila funciona de maneira semelhante ao ferro no centro do anel de porfirina no heme. A deficiência de magnésio nas plantas causa amarelecimento entre as nervuras das folhas no final da estação, especialmente nas folhas mais velhas, e pode ser corrigida pela aplicação de sais de Epsom (que é rapidamente lixiviado) ou calcário dolomítico triturado no solo.

Fontes citadas

• Rumble, John R., ed. (2018). CRC Manual de Química e Física (99a.). Boca Raton, FL: CRC Imprensa. ISBN 978-1-1385-6163-2.