Magnesio

El magnesio es un elemento químico de símbolo Mg y número atómico 12. Es un sólido gris brillante que comparte muchas propiedades físicas y químicas con los otros cinco metales alcalinotérreos (grupo 2 de la tabla periódica).

Este elemento se produce en estrellas grandes y envejecidas a partir de la adición secuencial de tres núcleos de helio a un núcleo de carbono. Cuando tales estrellas explotan como supernovas, gran parte del magnesio es expulsado al medio interestelar donde puede reciclarse en nuevos sistemas estelares. El magnesio es el octavo elemento más abundante en la corteza terrestre y el cuarto elemento más común en la Tierra (después del hierro, el oxígeno y el silicio), y constituye el 13 % de la masa del planeta y una gran fracción del manto del planeta. Es el tercer elemento más abundante disuelto en el agua de mar, después del sodio y el cloro.

El magnesio ocurre naturalmente solo en combinación con otros elementos, donde casi siempre tiene un estado de oxidación +2. El elemento libre (metal) se puede producir artificialmente y es altamente reactivo (aunque en la atmósfera pronto se cubre con una fina capa de óxido que inhibe parcialmente la reactividad; véase pasivación). El metal libre arde con una característica luz blanca brillante. El metal ahora se obtiene principalmente por electrólisis de sales de magnesio obtenidas de salmuera, y se usa principalmente como componente en aleaciones de aluminio y magnesio, a veces llamadas magnalium o magnélio. El magnesio es menos denso que el aluminio, y la aleación de los dos es apreciada por su combinación de ligereza y resistencia.

Este elemento es el undécimo elemento más abundante en masa en el cuerpo humano y es esencial para todas las células y unas 300 enzimas. Los iones de magnesio interactúan con compuestos de polifosfato como ATP, ADN y ARN. Cientos de enzimas requieren iones de magnesio para funcionar. Los compuestos de magnesio se usan con fines medicinales como laxantes comunes, antiácidos (p. ej., leche de magnesia) y para estabilizar la excitación nerviosa anormal o el espasmo de los vasos sanguíneos en condiciones como la eclampsia.

Características

Propiedades físicas

El magnesio elemental es un metal ligero de color blanco grisáceo, dos tercios de la densidad del aluminio. El magnesio tiene el punto de fusión más bajo (923 K (650 °C)) y el punto de ebullición más bajo 1363 K (1090 °C) de todos los metales alcalinotérreos.

El magnesio policristalino puro es quebradizo y se fractura fácilmente a lo largo de las bandas de cizallamiento. Se vuelve mucho más maleable cuando se alea con una pequeña cantidad de otros metales, como el 1% de aluminio. La maleabilidad del magnesio policristalino también se puede mejorar significativamente reduciendo su tamaño de grano a aprox. 1 micra o menos.

Cuando está finamente pulverizado, el magnesio puede reaccionar con el agua para producir gas hidrógeno:Mg(s) + 2H ₂ O(g) → Mg(OH) ₂ (aq) + H ₂ (g) + 1203.6 kJ

Sin embargo, esta reacción es mucho menos dramática que las reacciones de los metales alcalinos con agua, porque el hidróxido de magnesio tiende a acumularse en la superficie del metal de magnesio puro y evita que ocurra la reacción.

Propiedades químicas

Química General

Se deslustra ligeramente cuando se expone al aire, aunque, a diferencia de los metales alcalinotérreos más pesados, no es necesario un ambiente libre de oxígeno para el almacenamiento porque el magnesio está protegido por una fina capa de óxido que es bastante impermeable y difícil de eliminar.

La reacción directa de magnesio con aire u oxígeno a presión ambiente forma solo el óxido "normal" MgO. Sin embargo, este óxido se puede combinar con peróxido de hidrógeno para formar peróxido de magnesio, MgO ₂, ya baja temperatura, el peróxido se puede hacer reaccionar con ozono para formar superóxido de magnesio Mg(O ₂) ₂.

El magnesio reacciona con el agua a temperatura ambiente, aunque reacciona mucho más lentamente que el calcio, un metal similar del grupo 2. Cuando se sumerge en agua, las burbujas de hidrógeno se forman lentamente en la superficie del metal, aunque, si se convierte en polvo, reacciona mucho más rápidamente. La reacción ocurre más rápido con temperaturas más altas (ver precauciones de seguridad). La reacción reversible del magnesio con el agua se puede aprovechar para almacenar energía y hacer funcionar un motor a base de magnesio. El magnesio también reacciona exotérmicamente con la mayoría de los ácidos, como el ácido clorhídrico (HCl), produciendo cloruro metálico y gas hidrógeno, similar a la reacción del HCl con el aluminio, el zinc y muchos otros metales.

Inflamabilidad

El magnesio es altamente inflamable, especialmente cuando se pulveriza o se tritura en tiras finas, aunque es difícil de encender en masa oa granel. Las temperaturas de la llama del magnesio y las aleaciones de magnesio pueden alcanzar los 3100 °C (5610 °F), aunque la altura de la llama sobre el metal en llamas suele ser inferior a 300 mm (12 pulgadas). Una vez encendidos, estos incendios son difíciles de extinguir, porque la combustión continúa en nitrógeno (formando nitruro de magnesio), dióxido de carbono (formando óxido de magnesio y carbono) y agua (formando óxido de magnesio e hidrógeno, que también se quema debido al calor en presencia de oxígeno adicional). Esta propiedad se usó en armas incendiarias durante el bombardeo de ciudades en la Segunda Guerra Mundial, donde la única defensa civil práctica era sofocar una bengala ardiente bajo arena seca para excluir la atmósfera de la combustión.

El magnesio también se puede usar como un encendedor para la termita, una mezcla de aluminio y polvo de óxido de hierro que se enciende solo a una temperatura muy alta.

Química Orgánica

Los compuestos de organomagnesio están muy extendidos en la química orgánica. Se encuentran comúnmente como reactivos de Grignard. El magnesio puede reaccionar con haloalcanos para dar reactivos de Grignard. Ejemplos de reactivos de Grignard son el bromuro de fenilmagnesio y el bromuro de etilmagnesio. Los reactivos de Grignard funcionan como un nucleófilo común, atacando al grupo electrofílico como el átomo de carbono que está presente dentro del enlace polar de un grupo carbonilo.

Un reactivo de organomagnesio prominente más allá de los reactivos de Grignard es el antraceno de magnesio con magnesio formando un puente 1,4 sobre el anillo central. Se utiliza como fuente de magnesio altamente activo. El aducto de butadieno-magnesio relacionado sirve como fuente para el dianión de butadieno.

El magnesio en química orgánica también aparece como compuestos de magnesio de baja valencia, principalmente con el magnesio formando iones diatómicos en el estado de oxidación +1 pero más recientemente también con estado de oxidación cero o una mezcla de estados +1 y cero. Dichos compuestos encuentran aplicación sintética como agentes reductores y fuentes de átomos de metales nucleofílicos.

Fuente de luz

Cuando se quema en el aire, el magnesio produce una luz blanca brillante que incluye fuertes longitudes de onda ultravioleta. El polvo de magnesio (polvo flash) se utilizó para iluminar sujetos en los primeros días de la fotografía. Más tarde, el filamento de magnesio se usó en flashes de fotografía de un solo uso encendidos eléctricamente. El polvo de magnesio se usa en fuegos artificiales y bengalas marinas donde se requiere una luz blanca brillante. También se usó para varios efectos teatrales, como relámpagos, destellos de pistolas y apariciones sobrenaturales.

Detección en solución

La presencia de iones de magnesio se puede detectar mediante la adición de cloruro de amonio, hidróxido de amonio y fosfato monosódico a una solución acuosa o diluida de HCl de la sal. La formación de un precipitado blanco indica la presencia de iones de magnesio.

También se puede utilizar colorante azo violeta, que se vuelve azul intenso en presencia de una solución alcalina de sal de magnesio. El color se debe a la adsorción de azo violeta por Mg(OH) ₂.

Ocurrencia

El magnesio es el octavo elemento más abundante en masa en la corteza terrestre y está empatado en séptimo lugar con el hierro en molaridad. Se encuentra en grandes depósitos de magnesita, dolomita y otros minerales, y en aguas minerales, donde el ion magnesio es soluble.

Aunque el magnesio se encuentra en más de 60 minerales, solo la dolomita, la magnesita, la brucita, la carnalita, el talco y el olivino tienen importancia comercial.

el magnesioEl catión es el segundo catión más abundante en el agua de mar (alrededor ^{de 1} ⁄ _{8 de} la masa de iones de sodio en una muestra dada), lo que hace que el agua de mar y la sal marina sean fuentes comerciales atractivas para Mg. Para extraer el magnesio, se agrega hidróxido de calcio al agua de mar para formar un precipitado de hidróxido de magnesio.MgCl₂+ Ca(OH)₂→ Mg(OH)₂+ CaCl₂

El hidróxido de magnesio (brucita) es insoluble en agua y puede filtrarse y reaccionar con ácido clorhídrico para producir cloruro de magnesio concentrado.magnesio(OH)₂+ 2 HCl → MgCl₂+ 2H₂O

A partir del cloruro de magnesio, la electrólisis produce magnesio.

Formularios

Aleaciones

A partir de 2013, el consumo de aleaciones de magnesio fue inferior a un millón de toneladas por año, en comparación con los 50 millones de toneladas de aleaciones de aluminio. Históricamente, su uso ha estado limitado por la tendencia de las aleaciones de Mg a corroerse, arrastrarse a altas temperaturas y arder.

Corrosión

La presencia de hierro, níquel, cobre y cobalto activa fuertemente la corrosión. En cantidades más que trazas, estos metales precipitan como compuestos intermetálicos, y los lugares de precipitación funcionan como sitios catódicos activos que reducen el agua, lo que provoca la pérdida de magnesio. El control de la cantidad de estos metales mejora la resistencia a la corrosión. El manganeso suficiente supera los efectos corrosivos del hierro. Esto requiere un control preciso sobre la composición, lo que aumenta los costos. Agregar un veneno catódico captura hidrógeno atómico dentro de la estructura de un metal. Esto evita la formación de gas hidrógeno libre, un factor esencial de los procesos químicos corrosivos. La adición de aproximadamente una de cada trescientas partes de arsénico reduce su velocidad de corrosión en una solución salina en un factor de casi diez.

Arrastramiento e inflamabilidad a alta temperatura

La investigación demostró que la tendencia del magnesio a arrastrarse a altas temperaturas se elimina mediante la adición de escandio y gadolinio. La inflamabilidad se reduce en gran medida por una pequeña cantidad de calcio en la aleación. Mediante el uso de elementos de tierras raras, es posible fabricar aleaciones de magnesio con una temperatura de ignición más alta que la del líquido del magnesio y, en algunos casos, empujarla potencialmente cerca del punto de ebullición del magnesio.

Compuestos

El magnesio forma una variedad de compuestos importantes para la industria y la biología, incluidos el carbonato de magnesio, el cloruro de magnesio, el citrato de magnesio, el hidróxido de magnesio (leche de magnesia), el óxido de magnesio, el sulfato de magnesio y el sulfato de magnesio heptahidratado (sales de Epsom).

Isótopos

El magnesio tiene tres isótopos estables:mg,magnesio ymg _ Todos están presentes en cantidades significativas en la naturaleza (consulte la tabla de isótopos anterior). Alrededor del 79% de Mg esmg _ el isótopoEl Mg es radiactivo y en las décadas de 1950 a 1970 fue producido por varias plantas de energía nuclear para su uso en experimentos científicos. Este isótopo tiene una vida media relativamente corta (21 horas) y su uso estaba limitado por los tiempos de envío.

el nucleidoMg ha encontrado aplicación en geología isotópica, similar a la del aluminio.Mg es un producto hijo radiogénico deAl, que tiene una vida media de 717.000 años. Cantidades excesivas de establoSe ha observado Mg en las inclusiones ricas en Ca-Al de algunos meteoritos de condrita carbonácea. Esta abundancia anómala se atribuye a la descomposición de su padreAl en las inclusiones, y los investigadores concluyen que tales meteoritos se formaron en la nebulosa solar antes de laAl se había descompuesto. Estos se encuentran entre los objetos más antiguos del Sistema Solar y contienen información preservada sobre su historia temprana.

Es convencional trazarmagnesio /Mg frente a una relación Al/Mg. En un gráfico de datación isócrona, la relación Al/Mg trazada esAl /mg _ La pendiente de la isocrona no tiene significado de edad, pero indica la edad inicialAl /Relación de Al en la muestra en el momento en que los sistemas se separaron de un depósito común.

Producción

La producción mundial fue de aproximadamente 1.100 kt en 2017, y la mayor parte se produjo en China (930 kt) y Rusia (60 kt). Estados Unidos fue en el siglo XX el principal proveedor mundial de este metal, suministrando el 45 % de la producción mundial incluso en 1995. Desde el dominio chino del proceso Pidgeon, la cuota de mercado estadounidense es del 7 %, con un solo productor estadounidense. izquierda: US Magnesium, una empresa del Grupo Renco en Utah nacida de la ahora desaparecida Magcorp.

En septiembre de 2021, China tomó medidas para reducir la producción de magnesio como resultado de una iniciativa del gobierno para reducir la disponibilidad de energía para las industrias manufactureras, lo que provocó un aumento significativo de los precios.proceso de paloma

China depende casi por completo del proceso silicotérmico Pidgeon (la reducción del óxido a altas temperaturas con silicio, a menudo proporcionado por una aleación de ferrosilicio en la que el hierro es solo un espectador en las reacciones) para obtener el metal. El proceso también se puede realizar con carbón a unos 2300 °C:2MgO_(s)+ Si_(s)+ 2CaO_(s)→ 2mg_(gramo)+ Ca₂SiO_4(s)MgO_(s)+ C_(s)→ magnesio_(gramo)+ CO_(gramo)proceso de dow

En los Estados Unidos, el magnesio se obtiene principalmente con el proceso Dow, por electrólisis de cloruro de magnesio fundido a partir de salmuera y agua de mar. Una solución salina que contiene Mgse trata primero con cal (óxido de calcio) y se recoge el hidróxido de magnesio precipitado:magnesio_(ac)+ CaO_(s)+ H₂O → Ca_(ac)+ Mg(OH)₂

Luego, el hidróxido se convierte en un hidrato parcial de cloruro de magnesio tratando el hidróxido con ácido clorhídrico y calentando el producto:magnesio(OH)₂+ 2 HCl → MgCl_2(ac)+ 2H₂O_(l)

A continuación, la sal se electroliza en estado fundido. En el cátodo, el MgEl ion se reduce por dos electrones a magnesio metálico:magnesio+ 2mi→ magnesio

En el ánodo, cada par de ClLos iones se oxidan a cloro gaseoso, liberando dos electrones para completar el circuito:2cl _→ Cl₂(g) + 2miproceso YSZ

Un nuevo proceso, la tecnología de membrana de óxido sólido, implica la reducción electrolítica de MgO. En el cátodo, MgEl ion se reduce por dos electrones a magnesio metálico. El electrolito es zirconio estabilizado con itria (YSZ). El ánodo es un metal líquido. En el YSZ/ánodo de metal líquido Oestá oxidado. Una capa de grafito bordea el ánodo de metal líquido y, en esta interfaz, el carbono y el oxígeno reaccionan para formar monóxido de carbono. Cuando se usa plata como ánodo de metal líquido, no se necesita carbono reductor ni hidrógeno, y solo se desprende gas oxígeno en el ánodo. Se ha informado que este método proporciona una reducción del 40% en el costo por libra sobre el método de reducción electrolítica.

Historia

El nombre magnesio proviene de la palabra griega para lugares relacionados con la tribu de los Magnetes, ya sea un distrito en Tesalia llamado Magnesia o Magnesia ad Sipylum, ahora en Turquía. Está relacionado con la magnetita y el manganeso, que también se originaron en esta área y requerían diferenciación como sustancias separadas. Ver manganeso para esta historia.

En 1618, un granjero en Epsom, Inglaterra, intentó dar agua a sus vacas de un pozo allí. Las vacas se negaron a beber debido al sabor amargo del agua, pero el granjero notó que el agua parecía curar rasguños y erupciones. La sustancia se conoció como sales de Epsom y su fama se extendió. Eventualmente fue reconocido como sulfato de magnesio hidratado, MgSO₄·7  horas₂O.

El metal en sí fue aislado por primera vez por Sir Humphry Davy en Inglaterra en 1808. Usó electrólisis en una mezcla de magnesia y óxido de mercurio. Antoine Bussy lo preparó en forma coherente en 1831. La primera sugerencia de Davy para un nombre fue magnium, pero el nombre magnesio ahora se usa en inglés y en todos los principales idiomas europeos excepto en ruso.

Usos como metal

El magnesio es el tercer metal estructural más utilizado, después del hierro y el aluminio. Las principales aplicaciones del magnesio son, por este orden: aleaciones de aluminio, fundición a presión (aleado con zinc), eliminación de azufre en la producción de hierro y acero, y la producción de titanio en el proceso Kroll.

El magnesio se utiliza en materiales ligeros y aleaciones. Por ejemplo, cuando se infunde con nanopartículas de carburo de silicio, tiene una fuerza específica extremadamente alta.

Históricamente, el magnesio fue uno de los principales metales de construcción aeroespacial y se usó para aviones militares alemanes desde la Primera Guerra Mundial y ampliamente para aviones alemanes en la Segunda Guerra Mundial. Los alemanes acuñaron el nombre "Elektron" para la aleación de magnesio, un término que todavía se usa en la actualidad. En la industria aeroespacial comercial, el magnesio generalmente se restringía a los componentes relacionados con el motor, debido a los peligros de incendio y corrosión. El uso de aleaciones de magnesio en la industria aeroespacial está aumentando en el siglo XXI, impulsado por la importancia de la economía de combustible. El desarrollo y las pruebas de nuevas aleaciones de magnesio continúan, en particular Elektron 21, que (en las pruebas) ha demostrado ser adecuado para motores aeroespaciales, componentes internos y de fuselaje.La Comunidad Europea lleva a cabo tres proyectos de I+D sobre magnesio en la prioridad Aeroespacial del Programa FP6. Los desarrollos recientes en la metalurgia y la fabricación han permitido que las aleaciones de magnesio actúen como reemplazos de las aleaciones de aluminio y acero en ciertas aplicaciones.

En forma de finas cintas, el magnesio se utiliza para purificar disolventes; por ejemplo, preparar etanol súper seco.

Aeronave

• Wright Aeronautical usó un cárter de magnesio en el motor de aviación Wright R-3350 Duplex Cyclone de la Segunda Guerra Mundial. Esto presentó un problema grave para los primeros modelos del bombardero pesado Boeing B-29 Superfortress cuando un incendio en el motor en vuelo encendió el cárter del motor. La combustión resultante fue tan caliente como 5600 ° F (3100 ° C) y podría separar el larguero del ala del fuselaje.

Automotor

• Mercedes-Benz usó la aleación Elektron en la carrocería de uno de los primeros modelos Mercedes-Benz 300 SLR; estos autos compitieron en el Campeonato Mundial de Autos Deportivos de 1955, incluida una victoria en la Mille Miglia, y en Le Mans, donde uno estuvo involucrado en el desastre de Le Mans de 1955 cuando los espectadores recibieron una lluvia de fragmentos de elektron en llamas.
• Porsche usó marcos de aleación de magnesio en el 917/053 que ganó Le Mans en 1971 y continúa usando aleaciones de magnesio para sus bloques de motor debido a la ventaja de peso.
• Volkswagen Group ha utilizado magnesio en los componentes de su motor durante muchos años.
• Mitsubishi Motors utiliza magnesio para sus paletas de cambio.
• BMW usó bloques de aleación de magnesio en su motor N52, incluido un inserto de aleación de aluminio para las paredes del cilindro y las camisas de enfriamiento rodeadas por una aleación de magnesio AJ62A de alta temperatura. El motor se utilizó en todo el mundo entre 2005 y 2011 en varios modelos de las series 1, 3, 5, 6 y 7; así como el Z4, X1, X3 y X5.
• Chevrolet utilizó la aleación de magnesio AE44 en el Corvette Z06 de 2006.

Tanto AJ62A como AE44 son desarrollos recientes en aleaciones de magnesio de baja fluencia y alta temperatura. La estrategia general para tales aleaciones es formar precipitados intermetálicos en los límites de los granos, por ejemplo, agregando mischmetal o calcio. El desarrollo de nuevas aleaciones y los costos más bajos que hacen que el magnesio sea competitivo con el aluminio aumentarán el número de aplicaciones automotrices.

Electrónica

Debido a su baja densidad y buenas propiedades mecánicas y eléctricas, el magnesio se utiliza para la fabricación de teléfonos móviles, computadoras portátiles y tabletas, cámaras y otros componentes electrónicos. Se usó como una característica premium debido a su peso liviano en algunas computadoras portátiles 2020.

Otro

El magnesio, al ser fácilmente disponible y relativamente no tóxico, tiene una variedad de usos:

• El magnesio es inflamable, se quema a una temperatura de aproximadamente 3100 °C (3370 K; 5610 °F) y la temperatura de autoignición de la cinta de magnesio es de aproximadamente 473 °C (746 K; 883 °F). Produce una luz blanca, intensa y brillante cuando se quema. La alta temperatura de combustión del magnesio lo convierte en una herramienta útil para iniciar incendios de emergencia. Otros usos incluyen fotografía con flash, bengalas, pirotecnia, bengalas de fuegos artificiales y velas de cumpleaños con truco. El magnesio también se usa a menudo para encender la termita u otros materiales que requieren una temperatura de ignición alta.
• En forma de virutas o cintas, para preparar reactivos de Grignard, que son útiles en síntesis orgánica.
• Como agente aditivo en propulsores convencionales y en la producción de grafito nodular en fundición.
• Como agente reductor para separar el uranio y otros metales de sus sales.
• Como ánodo de sacrificio (galvánico) para proteger embarcaciones, tanques subterráneos, tuberías, estructuras enterradas y calentadores de agua.
• Aleado con zinc para producir la lámina de zinc utilizada en placas de fotograbado en la industria de la impresión, paredes de baterías de celdas secas y techos.
• Como metal, el uso principal de este elemento es como aditivo de aleación de aluminio, y estas aleaciones de aluminio y magnesio se utilizan principalmente para latas de bebidas, equipos deportivos como palos de golf, carretes de pesca y arcos y flechas de tiro con arco.
• Las ruedas especiales de alta calidad para automóviles de aleación de magnesio se denominan "ruedas magnéticas", aunque el término a menudo se aplica incorrectamente a las ruedas de aluminio. Muchos fabricantes de automóviles y aviones han fabricado partes de motores y carrocerías con magnesio.
• Las baterías de magnesio se han comercializado como baterías primarias y son un tema activo de investigación para las baterías recargables.

Precauciones de seguridad

El magnesio metálico y sus aleaciones pueden representar peligros de explosión; son altamente inflamables en su forma pura cuando están fundidos o en forma de polvo o cinta. El magnesio quemado o fundido reacciona violentamente con el agua. Cuando se trabaja con magnesio en polvo, se emplean anteojos de seguridad con protección para los ojos y filtros UV (como los que usan los soldadores) porque el magnesio al quemarse produce luz ultravioleta que puede dañar permanentemente la retina del ojo humano.

El magnesio es capaz de reducir el agua y liberar gas hidrógeno altamente inflamable:Mg (s) + 2H₂O (l) → Mg(OH)₂(s) + H₂(gramo)

Por lo tanto, el agua no puede extinguir los incendios de magnesio. El gas de hidrógeno producido intensifica el fuego. La arena seca es un agente sofocante efectivo, pero solo en superficies relativamente niveladas y planas.

El magnesio reacciona exotérmicamente con el dióxido de carbono para formar óxido de magnesio y carbono:2 mg + CO₂→ 2 MgO + C (s)

Por lo tanto, el dióxido de carbono alimenta los incendios de magnesio en lugar de extinguirlos.

El magnesio en llamas se puede extinguir usando un extintor de incendios de químico seco Clase D, o cubriendo el fuego con arena o fundente de fundición de magnesio para eliminar su fuente de aire.

Compuestos útiles

Los compuestos de magnesio, principalmente el óxido de magnesio (MgO), se utilizan como material refractario en revestimientos de hornos para producir hierro, acero, metales no ferrosos, vidrio y cemento. El óxido de magnesio y otros compuestos de magnesio también se utilizan en las industrias agrícola, química y de la construcción. El óxido de magnesio procedente de la calcinación se utiliza como aislante eléctrico en cables resistentes al fuego.

El hidruro de magnesio está bajo investigación como una forma de almacenar hidrógeno.

El magnesio reaccionado con un haluro de alquilo da un reactivo de Grignard, que es una herramienta muy útil para preparar alcoholes.

Las sales de magnesio se incluyen en varios alimentos, fertilizantes (el magnesio es un componente de la clorofila) y medios de cultivo de microbios.

El sulfito de magnesio se utiliza en la fabricación de papel (proceso de sulfito).

El fosfato de magnesio se utiliza para ignifugar la madera utilizada en la construcción.

El hexafluorosilicato de magnesio se usa para textiles a prueba de polillas.

Roles biológicos

Mecanismo de acción

La importante interacción entre los iones de fosfato y magnesio hace que el magnesio sea esencial para la química básica del ácido nucleico de todas las células de todos los organismos vivos conocidos. Más de 300 enzimas requieren iones de magnesio para su acción catalítica, incluidas todas las enzimas que usan o sintetizan ATP y aquellas que usan otros nucleótidos para sintetizar ADN y ARN. La molécula de ATP normalmente se encuentra en un quelato con un ion de magnesio.

Nutrición

Dieta

Las especias, las nueces, los cereales, el cacao y las verduras son fuentes ricas en magnesio. Las verduras de hoja verde como la espinaca también son ricas en magnesio.

Las bebidas ricas en magnesio son el café, el té y el cacao.

Recomendaciones dietéticas

En el Reino Unido, los valores diarios recomendados de magnesio son 300 mg para hombres y 270 mg para mujeres. En los EE. UU., las raciones dietéticas recomendadas (RDA) son 400 mg para hombres de 19 a 30 años y 420 mg para mayores; para mujeres 310 mg para edades de 19 a 30 y 320 mg para mayores.

Suplementación

Numerosas preparaciones farmacéuticas de magnesio y suplementos dietéticos están disponibles. En dos ensayos con humanos, el óxido de magnesio, una de las formas más comunes en los suplementos dietéticos de magnesio debido a su alto contenido de magnesio por peso, fue menos biodisponible que el citrato, cloruro, lactato o aspartato de magnesio.

Metabolismo

El cuerpo de un adulto tiene de 22 a 26 gramos de magnesio, con 60 % en el esqueleto, 39 % intracelular (20 % en el músculo esquelético) y 1 % extracelular. Los niveles séricos suelen ser de 0,7 a 1,0 mmol/L o de 1,8 a 2,4 mEq/L. Los niveles de magnesio sérico pueden ser normales incluso cuando el magnesio intracelular es deficiente. Los mecanismos para mantener el nivel de magnesio en suero son la absorción gastrointestinal variable y la excreción renal. El magnesio intracelular se correlaciona con el potasio intracelular. El aumento de magnesio reduce el calcio y puede prevenir la hipercalcemia o causar hipocalcemia dependiendo del nivel inicial.Tanto las condiciones de consumo alto como bajo de proteínas inhiben la absorción de magnesio, al igual que la cantidad de fosfato, fitato y grasa en el intestino. El magnesio dietético no absorbido se excreta en las heces; el magnesio absorbido se excreta en la orina y el sudor.

Detección en suero y plasma

El estado de magnesio se puede evaluar midiendo las concentraciones de magnesio en suero y eritrocitos junto con el contenido de magnesio en orina y heces, pero las pruebas de carga de magnesio por vía intravenosa son más precisas y prácticas. Una retención del 20% o más de la cantidad inyectada indica deficiencia. A partir de 2004, no se ha establecido ningún biomarcador para el magnesio.

Las concentraciones de magnesio en plasma o suero pueden monitorearse para verificar su eficacia y seguridad en aquellos que reciben el fármaco terapéuticamente, para confirmar el diagnóstico en posibles víctimas de envenenamiento o para ayudar en la investigación forense en caso de sobredosis fatal. Los recién nacidos de madres que recibieron sulfato de magnesio parenteral durante el trabajo de parto pueden presentar toxicidad con niveles normales de magnesio sérico.

Deficiencia

El magnesio plasmático bajo (hipomagnesemia) es común: se encuentra en 2.5 a 15% de la población general. De 2005 a 2006, el 48 por ciento de la población de los Estados Unidos consumió menos magnesio de lo recomendado en la Ingesta dietética de referencia. Otras causas son el aumento de las pérdidas renales o gastrointestinales, un aumento del desplazamiento intracelular y el tratamiento con antiácidos inhibidores de la bomba de protones. La mayoría son asintomáticos, pero pueden presentarse síntomas atribuibles a disfunción neuromuscular, cardiovascular y metabólica. El alcoholismo a menudo se asocia con la deficiencia de magnesio. Los niveles de magnesio sérico crónicamente bajos están asociados con el síndrome metabólico, la diabetes mellitus tipo 2, la fasciculación y la hipertensión.

Terapia

• El magnesio intravenoso está recomendado por las Pautas ACC/AHA/ESC 2006 para el tratamiento de pacientes con arritmias ventriculares y la prevención de muerte cardíaca súbita para pacientes con arritmia ventricular asociada con torsades de pointes que presentan síndrome de QT largo; y para el tratamiento de pacientes con arritmias inducidas por digoxina.
• El sulfato de magnesio, intravenoso, se usa para el tratamiento de la preeclampsia y la eclampsia.
• La hipomagnesemia, incluida la causada por el alcoholismo, es reversible con la administración de magnesio por vía oral o parenteral, según el grado de deficiencia.
• Existe evidencia limitada de que la suplementación con magnesio puede desempeñar un papel en la prevención y el tratamiento de la migraña.

Clasificadas por tipo de sal de magnesio, otras aplicaciones terapéuticas incluyen:

• El sulfato de magnesio, como el heptahidrato llamado sales de Epsom, se usa como sales de baño, laxante y fertilizante altamente soluble.
• El hidróxido de magnesio, suspendido en agua, se usa en la leche de magnesia, antiácidos y laxantes.
• El cloruro de magnesio, el óxido, el gluconato, el malato, el orotato, el glicinato, el ascorbato y el citrato se utilizan como suplementos orales de magnesio.
• El borato de magnesio, el salicilato de magnesio y el sulfato de magnesio se usan como antisépticos.
• El bromuro de magnesio se usa como un sedante suave (esta acción se debe al bromuro, no al magnesio).
• El estearato de magnesio es un polvo blanco ligeramente inflamable con propiedades lubricantes. En tecnología farmacéutica, se utiliza en la fabricación farmacológica para evitar que las tabletas se peguen al equipo mientras se comprimen los ingredientes en forma de tabletas.
• El polvo de carbonato de magnesio es utilizado por atletas como gimnastas, levantadores de pesas y escaladores para eliminar el sudor de la palma de la mano, evitar que se peguen y mejorar el agarre en aparatos de gimnasia, barras de levantamiento y rocas para escalar.

Sobredosis

La sobredosis de fuentes dietéticas solas es poco probable porque el exceso de magnesio en la sangre se filtra rápidamente por los riñones, y la sobredosis es más probable en presencia de insuficiencia renal. A pesar de esto, la terapia de megadosis ha causado la muerte de un niño pequeño e hipermagnesemia grave en una mujer y una niña que tenían riñones sanos. Los síntomas más comunes de sobredosis son náuseas, vómitos y diarrea; otros síntomas incluyen hipotensión, confusión, ritmo cardíaco y respiratorio lentos, deficiencias de otros minerales, coma, arritmia cardíaca y muerte por paro cardíaco.

Función en las plantas

Las plantas requieren magnesio para sintetizar clorofila, esencial para la fotosíntesis. El magnesio en el centro del anillo de porfirina en la clorofila funciona de manera similar al hierro en el centro del anillo de porfirina en el hemo. La deficiencia de magnesio en las plantas provoca un amarillamiento tardío entre las nervaduras de las hojas, especialmente en las hojas más viejas, y se puede corregir aplicando al suelo sales de Epsom (que se lixivian rápidamente) o piedra caliza dolomítica triturada.