Horčík

Vlastnosti horčíka link

Horčík je striebrolesklý kov s malou hustotou (1,74 g/cm³), mäkší a reaktívnejší ako berýlium. Na vzduchu je stály, lebo ho chráni tenká vrstvička oxidu horečnatého. Po zapálení horí oslnivo bielym plameňom na biely oxid horečnatý:

\( \ce{2 Mg + O2 -> 2 MgO} \)

So studenou vodou horčík reaguje len veľmi pomaly, lebo jeho povrch pokryje vrstvička nerozpustného hydroxidu horečnatého. S horúcou vodou reaguje rýchlejšie:

\( \ce{Mg + 2 H2O ->[t] Mg(OH)2 + H2} \)

So zriedenými kyselinami reaguje horčík ochotne na horečnaté soli a vodík. Je to silné redukovadlo. Zlúčeniny horčíka plameň nefarbia.

Výskyt a výroba horčíka link

Horčík patrí medzi desať najrozšírenejších prvkov zemskej kôry. Vyskytuje sa len v zlúčeninách, najmä v mineráloch magnezit MgCO₃ a dolomit CaMg(CO₃)₂. Obsahujú ho aj kremičitany, napríklad olivín a mastenec, a soľné ložiská, napríklad karnalit KCl·MgCl₂·6H₂O. Veľké množstvo horečnatých solí je rozpustené v morskej vode.

Slovensko má po Rusku najväčšie zásoby magnezitu na svete. Ťaží sa pri Jelšave, Lubeníku a Hnúšti. Pálením magnezitu vzniká oxid horečnatý, z ktorého sa vyrábajú žiaruvzdorné materiály na vymurovanie pecí v hutách, cementárňach a sklárňach. Ich výroba má na Slovensku dlhú tradíciu.

Kovový horčík sa vyrába elektrolýzou taveniny chloridu horečnatého, ktorý sa získava z morskej vody alebo z karnalitu. Na katóde sa vylučuje horčík:

\( \ce{Mg^2+ + 2 e- -> Mg} \)

Na anóde vzniká chlór:

\( \ce{2 Cl- -> Cl2 + 2 e-} \)

Väčšinu horčíka však dnes vyrába Čína, a to najmä redukciou páleného dolomitu kremíkom pri vysokej teplote.

Využitie horčíka link

Horčík je najľahší kov, z ktorého sa vyrábajú konštrukčné súčiastky. Jeho zliatiny s hliníkom, zinkom a mangánom sú ľahké a pevné. Používajú sa na súčiastky áut a lietadiel, napríklad na skrinky prevodoviek, a na kryty notebookov a fotoaparátov. Horčík je aj zložkou zliatin hliníka, napríklad duralu.

Ako silné redukovadlo slúži horčík pri výrobe titánu, uránu a berýlia z ich zlúčenín. V organickej chémii sa z neho pripravujú Grignardove činidlá. Horiaci horčík vydáva oslnivé biele svetlo, preto sa používa v pyrotechnike a v svetliciach.

Horčík v organizmoch link

Horčík je biogénny prvok. V rastlinách je centrálnym atómom chlorofylu, zeleného farbiva, ktoré zachytáva svetlo pri fotosyntéze. Pri nedostatku horčíka listy rastlín žltnú.

Telo dospelého človeka obsahuje asi 25 g horčíka. Viac ako polovica z neho je v kostiach, zvyšok najmä vo vnútri buniek. Horčík potrebujú mnohé enzýmy, najmä tie, ktoré pracujú s ATP. Je potrebný aj pre správnu činnosť nervov a svalov a jeho nedostatok sa prejavuje svalovými kŕčmi. Bohatým zdrojom horčíka sú celozrnné obilniny, strukoviny, orechy a zelená zelenina.

Zlúčeniny horčíka link

V zlúčeninách má horčík vždy oxidačné číslo II. Jeho zlúčeniny sú prevažne iónové. Viaceré z nich sa používajú v medicíne – na neutralizáciu žalúdočnej kyseliny alebo ako preháňadlá.

Oxid horečnatý link

Oxid horečnatý MgO, nazývaný aj pálená magnézia, je biely prášok s veľmi vysokou teplotou topenia. Vzniká horením horčíka a priemyselne pálením magnezitu:

\( \ce{MgCO3 ->[t] MgO + CO2} \)

Je to zásadotvorný oxid – s vodou pomaly reaguje na hydroxid horečnatý a s kyselinami tvorí horečnaté soli. Pre vysokú teplotu topenia sa z neho vyrábajú magnezitové tehly a iné žiaruvzdorné materiály. V medicíne slúži na neutralizáciu žalúdočnej kyseliny.

Hydroxid horečnatý link

Hydroxid horečnatý Mg(OH)₂ je biela látka, ktorá sa vo vode rozpúšťa len veľmi málo. Pripravuje sa zrážaním roztoku horečnatej soli hydroxidom:

\( \ce{Mg^2+ + 2 OH- -> Mg(OH)2 v} \)

Jeho suspenzia vo vode sa používa ako antacidum – liek proti páleniu záhy. Neutralizuje nadbytočnú kyselinu chlorovodíkovú v žalúdku:

\( \ce{Mg(OH)2 + 2 HCl -> MgCl2 + 2 H2O} \)

Vo väčšej dávke pôsobí ako preháňadlo. Pri zahriatí sa hydroxid horečnatý rozkladá na oxid horečnatý a vodnú paru a pohlcuje pritom teplo. Preto sa pridáva do plastov, aby horeli ťažšie.

Uhličitan horečnatý link

Uhličitan horečnatý MgCO₃ sa v prírode vyskytuje ako magnezit. Je vo vode nerozpustný a pri zahriatí sa rozkladá na oxid horečnatý. Ľahký biely prášok uhličitanu horečnatého, nazývaný magnézia, používajú gymnasti a horolezci na vysušenie dlaní. Ako antacidum sa používa podobne ako hydroxid horečnatý.

Síran horečnatý link

Síran horečnatý MgSO₄ sa na rozdiel od síranu vápenatého vo vode dobre rozpúšťa. Kryštalizuje ako heptahydrát MgSO₄·7H₂O, ktorý sa pre horkú chuť nazýva horká soľ (epsomská soľ). Pripravuje sa reakciou oxidu horečnatého s kyselinou sírovou:

\( \ce{MgO + H2SO4 -> MgSO4 + H2O} \)

V medicíne sa horká soľ používa ako preháňadlo. V poľnohospodárstve slúži ako hnojivo, ktoré dodáva rastlinám horčík a síru.

Mastenec link

Mastenec Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂ je minerál zo skupiny kremičitanov. Je to najmäkší minerál – na Mohsovej stupnici tvrdosti má stupeň 1 a dá sa rýpať nechtom. Na dotyk je mastný, odtiaľ jeho slovenský názov. Jemne mletý mastenec sa používa ako zásyp, ako plnivo plastov, farieb, papiera a gumy a v keramike. Na Slovensku sa mastenec ťaží pri Gemerskej Polome.